破配置江前后湖泊帶夏季水生植物種類組成及生物量對比研究

通江湖泊是指湖泊與河流相連的湖泊。長江中下游淡水湖群歷史上大多為通江湖泊。第一個“五年計劃”(1953～1957)期間,為了適應社會經濟發展需要,人們大規模圍湖造田,導致該區眾多湖泊與長江隔絕。21世紀以來,隨著科學研究的不斷深入,人們逐漸意識到,恢復沿江湖泊與長江的連通,不僅具有重要的航運經濟意義,而且能增強湖泊水體自凈能力并改善其水生態系統結構和功能。然而,湖泊通江往往使得長期隔絕的江湖瞬間發生對流,從而導致了湖濱帶范圍及各項環境因子的劇烈變化,這勢必對湖泊湖濱帶水生植物生長分布產生一定的影響。本文通過對安徽破罡湖通江伊始及次年夏季的水生植物全面調查,首次對比研究了通江對該湖水生植物生長分布的影響,以期為湖泊通江方式研究及通江后湖泊水生植物管理提供依據。1破僚-破轅湖水系破罡湖(N30°39′,E117°8′)亦稱破崗湖,位于長江北岸,安徽省安慶市境內,主要由破罡湖、石塘湖、白澤湖等小湖組成,以破罡湖湖面最大,故統稱為破罡湖。該湖是我國沿江濕地重要的組成部分,也是全球重要的候鳥越冬地之一。湖區屬亞熱帶季風氣候分區,年平均氣溫16.5℃。湖區全長13Km,最大寬度7km,湖泊面積66km2,湖底高程為8.7m,歷年最高水位為13.5m,平均水位為10.0m,平均庫容為0.3億m3。1959年起,破罡湖完全與長江隔斷。2006年國家水利局和安徽省決定沿江湖泊一律通江,同年6月2日,破罡湖正式通江。2學習方法2.1夏季水生植物采樣根據破罡湖水生植物生長特點,參照梁子湖研究方法,僅調查該湖夏季水生植物狀況。調查分階段進行:2006年7月20日～7月28日為第一階段,該階段距破罡湖通江僅1月余,遠小于水生植物的更新周期,其結果可視為通江前該湖夏季水生植物結果。2007年7月24日～2007年8月1日為第二階段,主要研究通江一周年后該湖夏季水生植物狀況。采樣方法:根據破罡湖的湖體形狀,沿湖岸設置17個樣點,除在通江溝渠中(破罡湖通江大閘)設置2個點及江水入湖口設置2個點外,其余沿岸每隔3Km設置1點,如圖1。在每個采樣點,對沉水、浮水(浮葉)植物使用采草器隨機采樣3次,獲取完整植株,沖洗干凈并區分類別,各物種分別計數,稱其鮮重。對挺水植物僅目測蓋度。2.2相對生物量和優勢度水生植物群落劃分依生活型不同分為沉水、浮水(浮葉)和挺水群落,各群落數量特征用相對頻度、相對生物量和優勢度來表示,各生活型群落建群種按優勢度劃分。沉水及浮水(浮葉)植物群落優勢度計算:優勢度(DV)=[相對頻度(RF)+相對生物量(RB)/2]×100%;挺水植物群落優勢度計算:優勢度(DV)=[相對頻度(RF)+相對蓋度(RCO)/2]×100%。3結果與分析3.1浮水及浮葉群落組成為掌握通江前破罡湖相關數據,我們在通江后的第一時間對該湖湖濱帶水生植物進行了調查。發現沉水植物群落為馬來眼子菜+穗花狐尾藻群落(ASS.Potamogetonmalaianus+Myriophyllumspicatum),總生物量為2255g/m2,主要由5種植物組成,其中金魚藻(Ceratophyllumdemersum)和玻璃藻(Najasmarina)伴生分布于通江渠中的16、17號樣點,而在位于石塘湖的1、2、3、4號樣點及位于白澤湖的8號樣點則主要為馬來眼子菜、穗花狐尾藻和菹草(Potamogetoncrispus)分布。同時,10～15號樣點發現有少量金魚藻生長。浮水(浮葉)植物群落中,在3號及4號樣點,發現布有浮萍+紫萍群落(ASS.Lemnaminor+Spirodelapolyrrhiza),而野菱群落(ASS.Trapaincise)遍布石塘湖入破罡湖的狹長地帶及通江渠內;破罡湖挺水植物群落為蘆葦+蓮群落(Ass.Phragmitescommunis+NelumboAdans.),主要由4種植物組成,其中在破罡湖皖宜季牛水產養殖公司附近的12號樣點由岸邊往湖心蘆葦、黑三棱(Acoruscalamus)、蓮梯次分布。茭白(ZizaniaGronv)則見于14及15號樣點,有黑三棱伴生,其中茭白為菜農人工種植。以上各群落數量特征如表1。3.2調查對象的分布特征該階段沉水植物群落有玻璃藻+馬來眼子菜,群落總生物量為2886g/m2;挺水植物群落則有蘆葦+蓮群落;浮水植物群落以野菱群落為主。在調查中,還發現位于通江渠內的17號點為玻璃藻伴生金魚藻生長;在12、13號點,發現玻璃藻伴隨金魚藻生長,且金魚藻較多;而10、11、14、15號點,玻璃藻占據優勢;在樣點5、6、16處,沉水植物為玻璃藻單優群落;馬來眼子菜及菹草則在1、8、9號樣點有分布;穗花狐尾藻僅在8號點有分布。挺水植物蘆葦則隨處可見,在所調查的17個點中,除人工直立護岸帶外,總計有9個樣點出現了蘆葦;12號樣點依然延續了第一階段調查的梯度分布特點。浮葉植物菱遍布湖區各個避風處及通江渠內,有浮萍、紫萍點綴其間。以上各群落數量特征如表2。3.3浮水植物群落物種組成、蓋度及頻度變化由調查結果可知,通江前后破罡湖沉水植物群落物種組成雖然一樣,但各物種在群落中的相對優勢度發生了較為明顯的變化,如圖2、3所示。對比各物種分布情況可知:通江一年后馬來眼子菜在2、3、4號樣點幾無分布,且該物種全湖平均生物量與通江前相比,減少了20.91%。同樣,穗花狐尾藻和菹草的分布頻度也有較大的下降。與之相反的是,玻璃藻開始大肆擴張,不僅取代馬來眼子菜成為破罡湖夏季沉水植物優勢種,而且分布范圍擴大到了江水入湖口。而金魚藻除生物量略有增加外,其分布范圍并未發生大的改變。由此可以推斷,通江引起的水動力條件改變對馬來眼子菜、穗花狐尾藻及菹草的生長及分布具有抑制作用,而對玻璃藻生長則十分有利。這與刁正俗等對水生植物的生態習性的研究相符。總體而言,破罡湖通江后,沉水植物平均生物量并未減少,反而更為接近3000g/m2的同類湖泊最佳保有生物量。另外,雖然玻璃藻擴張勢頭強勁,但馬來眼子菜、狐尾藻及菹草的適應能力尚可期待,物種之間的協調平衡還有待長期的研究。浮水植物群落方面,較為明顯的變化是3、4號樣點浮萍+紫萍群落的消失,原因可能是江水潮汐導致破罡湖與石塘湖連接通道水體交流加快,使得浮萍、紫萍被沖散,從而鑲嵌到抗風浪能力較強的野菱群落中。浮萍、紫萍的消失能為填補其空白的先鋒物種爭取更多的光照及養分,這可能是r選擇的金魚藻生物量增加的重要原因。這種變化對湖泊水生植物群落系統的利弊關系值得深入探討。就挺水植物群落而言,除茭白因農戶棄種及圍網養殖而減少1個分布點外,通江前后該群落的物種組成、蓋度、頻度基本沒有變化。這說明通江一年基本不影響湖泊挺水植物群落的生長及分布。4沉水植物生物量下降4.1通江一年破罡湖水生植物物種組成并無變化,該湖仍然延續了以往11屬12種的種群格局;同時,挺水植物群落生長分布也幾乎不受通江影響。4.2通江對破罡湖馬來眼子菜、穗花狐尾藻及菹草等沉水植物的生長產生了不利影響,造成其分布范圍縮小,生物量下降。與之相反,激烈的水流條件有利于玻璃藻擴散及競爭,從而導致該湖沉水植物群落優勢種由馬