趙 凱，李振國，魏宏農(nóng)，張 靜，馬久遠，王國祥*

(1:南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，南京 210023)

(2:安慶師范學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，安慶 246011)

(3:湖南科技大學(xué)地理系，湘潭 411201)

(4:江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，南京 210036)

太湖貢湖灣水生植被分布現(xiàn)狀(2012年)*

趙 凱1，2，李振國1，3，魏宏農(nóng)1，4，張 靜1，馬久遠1，王國祥1*

(1:南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，南京 210023)

(2:安慶師范學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，安慶 246011)

(3:湖南科技大學(xué)地理系，湘潭 411201)

(4:江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，南京 210036)

貢湖灣是無錫和蘇州兩市的重要水源地，隨著近些年太湖水質(zhì)的急速惡化，貢湖灣藍藻暴發(fā)現(xiàn)象日益嚴(yán)重，危及飲水安全.為提供貢湖灣水資源管理的理論依據(jù)，于2012年開展貢湖灣水生植被野外調(diào)查.對8個斷面進行為期5天的調(diào)查，結(jié)果表明：(1) 共記錄貢湖灣水生植物20科27屬34種，單子葉植物和沉水植物分別為優(yōu)勢分類群和生態(tài)型；(2) 貢湖灣水生植被分布區(qū)面積占總水域面積的45.35%，為典型半草型湖泊；(3) 共有8種水生植物群落分布，其中馬來眼子菜群落分布區(qū)面積和生物量最大；(4) 貢湖灣水生植被總體表現(xiàn)出北部無水生植被分布，東部生物量高、群落及物種組成復(fù)雜，其他區(qū)域生物量小、群落組成單一的分布格局.水質(zhì)惡化和插網(wǎng)捕魚對貢湖灣水生植被分布現(xiàn)狀存在影響，過度清淤可能是造成北部水域裸露的原因.結(jié)合貢湖灣水生植被分布現(xiàn)狀分析結(jié)果，建議在貢湖灣水生植被管理中要開展北部裸水區(qū)植被修復(fù)，促進灣口區(qū)域馬來眼子菜群落生長，加強對“引江濟太”工程上游來水和貢湖灣水質(zhì)的監(jiān)測，并注重外來入侵植物尤其是水盾草群落的監(jiān)測.

太湖；貢湖灣；水生植被；植被調(diào)查；水資源管理

在太湖長期的歷史演化過程中形成了眾多湖灣，以貢湖灣最大，面積約147km2.貢湖灣湖底平坦，平均水深2m左右，西北部與梅梁灣直接相連，北部通過長廣溪與五里湖相通，局部有大型沉水植物生長，自凈能力強，在太湖眾湖區(qū)中屬水質(zhì)條件較好的水域[1].1987-2003年太湖貢湖灣水質(zhì)指標(biāo)平穩(wěn)波動，氨氮緩慢上升，2005年以后水質(zhì)迅速惡化[2].自2005年以來，貢湖灣開始有大面積藍藻水華覆蓋，2007年以后發(fā)生水華的頻率明顯增加[2-3].與此同時，受“引江濟太”工程的影響，貢湖灣水質(zhì)有較明顯的改善[4-5].近些年來，隨著梅梁灣水環(huán)境的持續(xù)惡化，貢湖灣已成為無錫市主要水源地，同時也是蘇州市的重要水源地之一[2].

水生植被是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對維護生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能、改善水環(huán)境具有重要作用，在維持健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵角色[6-8].目前的太湖水生植被呈現(xiàn)西部消失、東部沼澤化的分布格局[9-10]，位于西太湖東部且成為周邊城市重要水源地的貢湖灣水生植被尤為重要.然而，目前太湖僅有東太湖水生植被的系統(tǒng)調(diào)查[11-12]，尚無針對貢湖灣的水生植被詳細調(diào)查，為數(shù)不多的全湖或西太湖的植被調(diào)查普遍存在貢湖灣樣點過少且針對性不強的問題[9-10].因此，針對貢湖灣水生植被進行詳細調(diào)查非常必要.

1 調(diào)查方法

圖1 貢湖灣水生植被調(diào)查斷面設(shè)置Fig.1 Distribution of transects in the field survey of aquatic vegetation in Gonghu Bay

調(diào)查時間為2012年10月21日至25日，范圍為貢湖灣水域內(nèi)所有植被.第一天普遍踏查所有調(diào)查區(qū)域，對植被分布區(qū)域概況有大致了解后設(shè)置8條斷面詳細調(diào)查湖區(qū)水生植被(圖1)，外加一條環(huán)湖樣帶調(diào)查沿岸水域分布的挺水植被.最后一天在前幾天調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上圍繞初步劃分的群落外圍用GPS記錄航跡[11].基于2012年10月20更新的Google Earth遙感影像進行可視化解譯[13]，具體操作為：稻歌V2.1自動拼圖軟件下載調(diào)查區(qū)遙感影像(拼圖級別16級，對應(yīng)分辨率2.39m)，Google Earth軟件中標(biāo)出可視的水生植物群落分布區(qū)域后導(dǎo)入Global Mapper 14.0軟件中轉(zhuǎn)換為shp格式文件，再輸入ArcGIS 10.0軟件中完成圖形繪制.群落詳細分布區(qū)域結(jié)合GPS記錄的航跡和可視化解譯結(jié)果共同確定.

由于調(diào)查區(qū)域內(nèi)馬來眼子菜群落多為斑塊狀分布，采用樣線法調(diào)查馬來眼子菜群落的蓋度，具體方法為：在馬來眼子菜群落內(nèi)部直線行船至少2km，記為一條樣線，估算并記錄樣線單側(cè)50m內(nèi)所有出現(xiàn)的馬來眼子菜斑塊的蓋度、面積和GPS點位，每個馬來眼子菜群叢至少設(shè)置3條樣線.為減少估算誤差，所有估算工作由同一人完成.

在各典型群落中隨機設(shè)置5～10個樣方，Ekman采樣夾(1/16m2)采集生物量(成功投擲一次記為一個樣方)，現(xiàn)場控水后稱取鮮重，曬干至恒重記為干重.沿岸挺水植被通過典型群落隨機樣方法調(diào)查生物量，樣方大小為1m×1m，數(shù)量為5～7個，現(xiàn)場環(huán)湖航跡結(jié)合遙感影像確定分布區(qū).馬來眼子菜群落生物量調(diào)查方法為：在馬來眼子菜斑塊內(nèi)隨機設(shè)置樣方，根據(jù)單個斑塊的蓋度和分布區(qū)總蓋度換算成該分布區(qū)馬來眼子菜群落的生物量.

2 調(diào)查結(jié)果

2.1 水生植物物種組成

本次調(diào)查共記錄水生植物20科27屬34種，含分布在水生生境中的濕生植物4科4屬5種(表1).其中蕨類植物2科2屬2種，雙子葉植物8科8屬9種，單子葉植物10科17屬23種.單子葉植物科、屬、種均占優(yōu)勢，分別占總科數(shù)、總屬數(shù)和總種數(shù)的50.00%、62.96%和67.65%.從生態(tài)型來看，濕生植物有5種，占總物種數(shù)的14.71%；挺水植物8種，占總物種數(shù)的23.53%；漂浮植物7種，占總物種數(shù)的20.59%；浮葉植物3種，占總物種數(shù)的8.82%；沉水植物11種，占總物種數(shù)的32.35%.從物種數(shù)上來看，沉水植物所占比重最大，浮葉植物所占比重最小.從分布范圍上來看，有6個種廣泛分布于貢湖灣所有區(qū)域，沿岸分布的物種共有15個.貢山東水域是水生植物集中分布區(qū)，共有28種植物(含6種廣布種)在此分布，占物種總數(shù)的82.35%.

表1 貢湖灣水生植物物種組成

2.2 水生植物群落組成

貢湖灣內(nèi)現(xiàn)有水生植被分布面積6931.87hm2，占貢湖灣水域總面積的45.35%.植被分布區(qū)植被總蓋度為31.85%，在水深低于260cm的水域均有分布.植被總鮮重和干重分別為257303.30和36012.48t.

所有水生植物可劃分成8種不同群落，群落分布狀況及群落特征見表2和圖2.8種水生植物群落中，挺水植被僅蘆葦群落一種，浮葉植被僅荇菜+馬來眼子菜群落一種，無漂浮植被群落分布，其余6種均為沉水植物群落.沉水植被分布區(qū)面積占總貢湖灣水生植被分布區(qū)面積的98.45%，占總水生植被生物量(鮮重)的92.83%，處于絕對優(yōu)勢地位.

馬來眼子菜單優(yōu)群落分布面積最廣，達4703.02hm2，分別占總植被面積和總水域面積的67.85%和30.77%，以馬來眼子菜為優(yōu)勢種的群落分布區(qū)面積為6319.30hm2，分別占總植被面積和總水域面積的91.16%和41.34%.非馬來眼子菜單優(yōu)群落有7種，以馬來眼子菜+穗狀狐尾藻群落面積最大，馬來眼子菜+輪葉黑藻群落次之，荇菜+馬來眼子菜群落分布區(qū)面積最小.

從生物量組成來看，馬來眼子菜單優(yōu)群落生物量占總生物量的百分比為24.87%(鮮重)和44.26%(干重)，以馬來眼子菜為優(yōu)勢種的群落生物量占總生物量的百分比為71.97%(鮮重)和72.10%(干重).非馬來眼子菜單優(yōu)群落中以輪葉黑藻+馬來眼子菜群落鮮重最高，輪葉黑藻+微齒眼子菜+苦草群落鮮重次之，分別占水生植物總鮮重的29.57%和18.49%，干重則以蘆葦群落最大，輪葉黑藻+馬來眼子菜群落次之，分別占水生植物總干重的18.20%和14.08%.

表2 貢湖灣水生植物群落分布特征

圖2 貢湖灣水生植被分布Fig.2 The aquatic vegetation distribution of Gonghu Bay

2.3 水生植被空間分布

馬來眼子菜群落分布范圍廣泛，但不同區(qū)域生物量差別迥異，根據(jù)蓋度和生物量的差別可以區(qū)分為灣口北、灣口南、貢山西、貢山北和貢山南5種不同種群(圖2).以貢山北種群蓋度最大，為35.76%；貢山西種群次之，蓋度為14.98%；貢山南和灣口南種群相連，生物量相差較小，蓋度分別為4.51%和2.54%；灣口北種群位于貢湖灣和梅梁灣交界處，蓋度低至0.48%(表2).馬來眼子菜群落以外的其他群落蓋度均較高，且集中分布于貢山東部水域.蘆葦群落僅環(huán)湖岸邊分布，總面積較小，但生物量較高(圖2).

根據(jù)蓋度和生物量的空間分布特征，可將貢湖灣水生植被分布情況劃分為4個區(qū)域.Ⅰ區(qū)：沿貢湖灣中線北部，基本為裸露水域；Ⅱ區(qū)：位于貢湖灣中線和望虞河航道之間部分，為馬來眼子菜斑塊集中分布區(qū)，蓋度和生物量均不高；Ⅲ區(qū)：位于望虞河航道和貢山南水域之間，為馬來眼子菜斑塊分布區(qū)，并有一定面積的穗狀狐尾藻伴生，生物量和蓋度均較低；Ⅳ區(qū)：位于貢山東部，為水生植被集中分布區(qū)，蓋度、生物量及物種組成均較高，尤其以蘇州羊灣水廠附近水域生物量最高(圖3).貢湖灣水生植被整體表現(xiàn)出Ⅰ區(qū)幾無水生植被分布，Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)水生植被生物量較小，Ⅳ區(qū)集中分布且生物量較高的特點.

圖3 貢湖灣不同水域植被蓋度(a)和生物量(b)Fig.3 The coverage (a) and biomass (b) of aquatic vegetation in different areas of Gonghu Bay

3 討論

3.1 貢湖灣水生植被分布現(xiàn)狀

1997年及之前太湖全湖植被調(diào)查結(jié)果均表明貢湖灣是以沉水植物為主的草型湖泊[14]，劉偉龍等于2002-2006年為期5年的全湖植被調(diào)查結(jié)果表明，貢湖灣已不是水生植被集中分布區(qū)[9]，馬榮華等根據(jù)遙感影像解譯結(jié)果提出2007年6月以后貢湖灣水生植被已經(jīng)幾近消失，到2009年10月止，貢湖灣再無任何水生植被分布[10].然而，2012年和2013年，位于貢湖灣內(nèi)的羊灣水廠取水口持續(xù)發(fā)生水草惡性暴發(fā)事件，水草集中腐爛引起水質(zhì)惡化，危及居民飲水安全.

本次調(diào)查共記錄水生植物20科27屬34種，物種數(shù)顯著低于東太湖[11-12]，但高于劉偉龍等[9]調(diào)查的西太湖水生植物物種數(shù)，可能是后者植被調(diào)查中在貢湖灣所設(shè)樣點相對過少的緣故.鑒于本次調(diào)查僅為秋季單次調(diào)查，且僅限于水域生境，未對湖濱帶植被展開詳細踏查，因此，貢湖灣實際分布的水生植物物種數(shù)應(yīng)該要高于劉偉龍等的調(diào)查結(jié)果.全部34種水生植物中，在貢湖灣廣泛分布的物種僅6種，有17種植物(占總物種數(shù)的50%)僅分布在貢山東側(cè)水域中，植物物種空間分布極不均勻.優(yōu)勢種包括馬來眼子菜、輪葉黑藻、苦草、微齒眼子菜、穗狀狐尾藻、荇菜和蘆葦7種，其余物種均為伴生種.

圖4 貢湖灣不同水域水深Fig.4 The depth of different areas in Gonghu Bay

貢湖灣內(nèi)現(xiàn)有水生植物占貢湖灣水域總面積的45.35%，屬于典型的半草型湖泊，亦在部分文獻中被稱為草-藻過渡區(qū)[15-16].從貢湖灣水生植被生物量空間分布來看，無論是蓋度還是單位面積生物量，均表現(xiàn)出東部高、北部幾近裸露、其他區(qū)域物種組成單一且生物量較低的分布格局.水生植物集中分布在貢山東部水域，北部和西部以望虞河航道為界，南部以大貢山為界.從群落組成來看，貢山東部水域群落組成豐富，集中了所有群落類型，物種多樣性也最為豐富，共有28種植物(占物種總數(shù)的82.35%).

3.2 貢湖灣水生植被分布的影響因素

在自然湖泊中，水位通常是水生植物分布的主要影響因子[17-19].本次調(diào)查對貢湖灣內(nèi)68個點的水深進行了測定，根據(jù)這些水深數(shù)據(jù)制成貢湖灣水深分布圖(圖4)，可以看出北部裸水區(qū)水深并不大.因此，水深并不能解釋貢湖灣北部幾無水生植被分布的現(xiàn)象.然而，在水生植被分布區(qū)內(nèi)，水生植物生物量符合水位越淺生物量越高的趨勢.因此，北部水域無水生植被分布應(yīng)該是由其他因素導(dǎo)致的.野外調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，北部裸水水域底質(zhì)非常堅硬，據(jù)此推測該區(qū)域無水生植被生長可能是因為該區(qū)域存在過度清淤.

貢湖灣大部分水生植被分布區(qū)均有馬來眼子菜群落分布，盡管生物量在不同區(qū)域差別迥異.調(diào)查中同樣發(fā)現(xiàn)，這個區(qū)域有大量插網(wǎng)分布，尤其在貢湖灣灣口南部馬來眼子菜零星分布的水域，馬來眼子菜群叢幾乎總是伴隨著插網(wǎng)分布.插網(wǎng)能夠減緩風(fēng)浪，改變微環(huán)境水流動力學(xué)特征，而馬來眼子菜主要依靠根狀莖、塊莖繁殖，在超過2m的深水環(huán)境可以通過斷枝繁殖，據(jù)此推測人工插網(wǎng)捕魚可能有促進馬來眼子菜群落分布的作用.

從物種及群落分布情況來看，7種建群種除蘆葦分布于沿岸之外，剩余6種優(yōu)勢種中，馬來眼子菜、微齒眼子菜、穗狀狐尾藻均為適應(yīng)水質(zhì)較差環(huán)境的耐污沉水植物[9，20-22]，荇菜則為受水質(zhì)影響較小的浮葉植物，這4種植物參與貢湖灣所有群落組成.適宜水質(zhì)較好環(huán)境的輪葉黑藻和苦草僅分布在貢山東部水域，分布區(qū)面積僅占總植被分布區(qū)面積的19.74%，且為共建種.現(xiàn)有研究表明，貢湖灣水質(zhì)呈持續(xù)惡化的趨勢[1，9，23-24]，耐污種在貢湖灣的大面積分布說明水質(zhì)惡化對貢湖灣水生植被分布存在影響.

3.3 貢湖灣水生植被管理及建議

根據(jù)本次調(diào)查結(jié)果，水生植被在貢湖灣北部區(qū)域幾無分布，在東部水域集中分布.太湖無水生植被分布的水域幾乎總是伴隨著藍藻水華暴發(fā)[23，25]，貢湖灣北部大面積的裸水域也是2007年以來貢湖灣藍藻暴發(fā)越來越嚴(yán)重的集中分布區(qū)[26].而貢山東部水域水生植物蓋度均在50%以上，生物量亦超過2kg/m2，水生植被生長最為旺盛的東北部近岸區(qū)水域蓋度甚至高達90%以上，生物量也超過10kg/m2(圖3)，而該區(qū)域正好位于蘇州羊灣水廠取水口附近.水生植物過量生長會導(dǎo)致水生植物在死亡腐爛時水體溶解氧下降、釋放臭味和毒素并可迅速向水體中釋放營養(yǎng)鹽和有機顆粒物[27-29]，這對羊灣水廠的飲水安全帶來極大威脅.近兩年尤其是夏季，蘇州市相關(guān)部門多次組織人力在該區(qū)域打撈水草，因此本次調(diào)查的這部分區(qū)域水生植物生物量應(yīng)該比實際值要低很多.據(jù)此，貢湖灣同時面臨水草消失導(dǎo)致的水華暴發(fā)和水草過量生長導(dǎo)致水質(zhì)惡化的雙重危機，水生植被管理形式嚴(yán)峻.

然而，貢湖灣特殊的地理位置使得貢湖灣水生植被管理困難重重.一方面，貢湖灣緊鄰藍藻水華暴發(fā)現(xiàn)象最為嚴(yán)重的梅梁灣[23，25]，另一方面，2002-2009年“引江濟太”期間，望虞河望亭水利樞紐引江入湖日均流量為98.7m3/s[4]，這些人工增加的來水量首先注入貢湖灣中.盡管“引江濟太”工程對貢湖灣水環(huán)境指標(biāo)有改善效果，且能顯著降低藍藻生物量[4-5，30]，但其作為水利建設(shè)工程，人為改變了湖泊的水文循環(huán)格局，不可避免會產(chǎn)生一系列復(fù)雜的連鎖反應(yīng)，從而改變湖泊生態(tài)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)、能量結(jié)構(gòu)和生物過程.

此外，本次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)4種外來物種，分別為空心蓮子草、水盾草、伊樂藻和鳳眼蓮.4種外來種分布面積均較小，空心蓮子草、伊樂藻和鳳眼蓮均在太湖入侵多年，未發(fā)生大規(guī)模暴發(fā)性生長，因而不易對貢湖灣水生植被造成較為嚴(yán)重的危害.但水盾草為近些年新近入侵我國的沉水植物，在華東地區(qū)很多水體都已經(jīng)造成入侵[31-33].

結(jié)合以上分析結(jié)果，對貢湖灣水生植被管理提出以下建議：

1) 注重并開展貢湖灣北部裸水區(qū)水生植被的恢復(fù)工作，通過插網(wǎng)降低風(fēng)浪的同時，人工移植馬來眼子菜斷枝可能是不錯的嘗試；

2) 針對貢山東側(cè)水域中水生植被過量生長的區(qū)域，應(yīng)做好水草刈割工作，結(jié)合該區(qū)域水生植物群落組成特點，建議最佳刈割時間為水生植物開始進入旺盛生長期的5月上旬，收割深度以抑制生長但不造成植物死亡為目標(biāo)，以防水生植物生長到水面后因夏季水溫過高而大量腐爛；

3) 保護并促進灣口部分馬來眼子菜群落的生長，以達到防止梅梁灣和大湖區(qū)藍藻隨風(fēng)浪進入貢湖灣的目的，同時加強對“引江濟太”工程上游來水水質(zhì)的監(jiān)測，并加大對貢湖灣水質(zhì)的監(jiān)測力度；

4) 加強對外來物種尤其是水盾草的監(jiān)測和防治工作，發(fā)現(xiàn)有大片水盾草群落分布時，一定要徹底清除，以降低貢湖灣水生植物群落中外來植物入侵的風(fēng)險.

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The distribution of aquatic vegetation in Gonghu Bay， Lake Taihu， 2012

ZHAO Kai1，2， LI Zhenguo1，3， WEI Hongnong1，4， ZHANG Jing1， MA Jiuyuan1& WANG Guoxiang1

(1:CollegeofGeographyScience，NanjingNormalUniversity，Nanjing210023，P.R.China)

(2:SchoolofResourcesandEnvironment，AnqingNormalUniversity，Anqing246011，P.R.China)

(3:DepartmentofGeography，HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201，P.R.China)

(4:EnvironmentalMonitoringCenterofJiangsuProvince，Nanjing210036，P.R.China)

Gonghu Bay is an important drinking water resource area for Wuxi City and Suzhou City. With the rapid deterioration of water quality， cyanobacteria bloom has become progressively worse， which might endanger human healthy through water utilization. In order to provide a theoretical basis for managing water resources of Gonghu Bay， an aquatic vegetation survey was undertaken. Eight transects were set， and boat-based survey was performed. The results indicated: 1) There were 34 species， belonging to 27 genus and 20 families， distributed in Gonghu Bay. Monocotyledons and submerged plants were the dominant taxa and ecotypes， respectively. 2) Grass-dominated state and algal-dominated state were coexisted in Gonghu Bay， as the results of the percentage of aquatic vegetation distribution area to total area was 45.35%， while the percentage of bare water area to total area was 54.65%. 3) The aquatic vegetation in Gonghu Bay could be divided into 8 community types， and thePotamogetonmalaianuscommunity was the biggest in terms of distribution area and biomass. 4) Overall， the distribution pattern of aquatic vegetation in Gonghu Bay illustrated that north area was associated with bare water， east area was dominated by macrophytes， and other areas were taken by macrophytes with low coverage and biomass. The distributions of aquatic macrophytes in Gonghu Bay might have responded to the deterioration of water quality and fishing practice by trap nets. Furthermore， we also speculated that over-excavated dredging was the reason that aquatic macrophytes disappeared in north area. The current research suggested that， in order to improve the vegetation growth， aquatic vegetation restoration projects should be carried out in the north and the bay mouth of Gonghu Bay. Meanwhile， water quality monitoring of Yangtze River-Lake Taihu water transfer project should be further strengthened. What’s more， invasive plants， especiallyCabombacaroliniana， should be effectively monitored.

Lake Taihu; Gonghu Bay; aquatic vegetation; vegetation survey; water resources management

*科技部國際合作重大專項項目(2010DFB33960)、國家自然科學(xué)基金項目(41173078)和江蘇省太湖水環(huán)境治理專項基金項目(TH2012304)聯(lián)合資助.2014-04-08收稿；2014-07-18收修改稿.趙凱(1984～)，男，博士研究生；E-mail:zhaokai1911@126.com.

J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2015， 27(3)： 421-428

http： //www.jlakes.org.E-mail： jlakes@niglas.ac.cn

?2015 byJournalofLakeSciences

**通信作者;E-mail:wangguoxiang@njnu.edu.cn.