破配置江前后湖泊带夏季水生植物种类组成及生物量对比研究

破配置江前后湖泊带夏季水生植物种类组成及生物量对比研究

通江湖泊是指湖泊与河流相连的湖泊。长江中下游淡水湖群历史上大多为通江湖泊。第一个“五年计划”(1953～1957)期间,为了适应社会经济发展需要,人们大规模围湖造田,导致该区众多湖泊与长江隔绝。21世纪以来,随着科学研究的不断深入,人们逐渐意识到,恢复沿江湖泊与长江的连通,不仅具有重要的航运经济意义,而且能增强湖泊水体自净能力并改善其水生态系统结构和功能。然而,湖泊通江往往使得长期隔绝的江湖瞬间发生对流,从而导致了湖滨带范围及各项环境因子的剧烈变化,这势必对湖泊湖滨带水生植物生长分布产生一定的影响。本文通过对安徽破罡湖通江伊始及次年夏季的水生植物全面调查,首次对比研究了通江对该湖水生植物生长分布的影响,以期为湖泊通江方式研究及通江后湖泊水生植物管理提供依据。1破僚-破辕湖水系破罡湖(N30°39′,E117°8′)亦称破岗湖,位于长江北岸,安徽省安庆市境内,主要由破罡湖、石塘湖、白泽湖等小湖组成,以破罡湖湖面最大,故统称为破罡湖。该湖是我国沿江湿地重要的组成部分,也是全球重要的候鸟越冬地之一。湖区属亚热带季风气候分区,年平均气温16.5℃。湖区全长13Km,最大宽度7km,湖泊面积66km2,湖底高程为8.7m,历年最高水位为13.5m,平均水位为10.0m,平均库容为0.3亿m3。1959年起,破罡湖完全与长江隔断。2006年国家水利局和安徽省决定沿江湖泊一律通江,同年6月2日,破罡湖正式通江。2学习方法2.1夏季水生植物采样根据破罡湖水生植物生长特点,参照梁子湖研究方法,仅调查该湖夏季水生植物状况。调查分阶段进行:2006年7月20日～7月28日为第一阶段,该阶段距破罡湖通江仅1月余,远小于水生植物的更新周期,其结果可视为通江前该湖夏季水生植物结果。2007年7月24日～2007年8月1日为第二阶段,主要研究通江一周年后该湖夏季水生植物状况。采样方法:根据破罡湖的湖体形状,沿湖岸设置17个样点,除在通江沟渠中(破罡湖通江大闸)设置2个点及江水入湖口设置2个点外,其余沿岸每隔3Km设置1点,如图1。在每个采样点,对沉水、浮水(浮叶)植物使用采草器随机采样3次,获取完整植株,冲洗干净并区分类别,各物种分别计数,称其鲜重。对挺水植物仅目测盖度。2.2相对生物量和优势度水生植物群落划分依生活型不同分为沉水、浮水(浮叶)和挺水群落,各群落数量特征用相对频度、相对生物量和优势度来表示,各生活型群落建群种按优势度划分。沉水及浮水(浮叶)植物群落优势度计算:优势度(DV)=[相对频度(RF)+相对生物量(RB)/2]×100%;挺水植物群落优势度计算:优势度(DV)=[相对频度(RF)+相对盖度(RCO)/2]×100%。3结果与分析3.1浮水及浮叶群落组成为掌握通江前破罡湖相关数据,我们在通江后的第一时间对该湖湖滨带水生植物进行了调查。发现沉水植物群落为马来眼子菜+穗花狐尾藻群落(ASS.Potamogetonmalaianus+Myriophyllumspicatum),总生物量为2255g/m2,主要由5种植物组成,其中金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)和玻璃藻(Najasmarina)伴生分布于通江渠中的16、17号样点,而在位于石塘湖的1、2、3、4号样点及位于白泽湖的8号样点则主要为马来眼子菜、穗花狐尾藻和菹草(Potamogetoncrispus)分布。同时,10～15号样点发现有少量金鱼藻生长。浮水(浮叶)植物群落中,在3号及4号样点,发现布有浮萍+紫萍群落(ASS.Lemnaminor+Spirodelapolyrrhiza),而野菱群落(ASS.Trapaincise)遍布石塘湖入破罡湖的狭长地带及通江渠内;破罡湖挺水植物群落为芦苇+莲群落(Ass.Phragmitescommunis+NelumboAdans.),主要由4种植物组成,其中在破罡湖皖宜季牛水产养殖公司附近的12号样点由岸边往湖心芦苇、黑三棱(Acoruscalamus)、莲梯次分布。茭白(ZizaniaGronv)则见于14及15号样点,有黑三棱伴生,其中茭白为菜农人工种植。以上各群落数量特征如表1。3.2调查对象的分布特征该阶段沉水植物群落有玻璃藻+马来眼子菜,群落总生物量为2886g/m2;挺水植物群落则有芦苇+莲群落;浮水植物群落以野菱群落为主。在调查中,还发现位于通江渠内的17号点为玻璃藻伴生金鱼藻生长;在12、13号点,发现玻璃藻伴随金鱼藻生长,且金鱼藻较多;而10、11、14、15号点,玻璃藻占据优势;在样点5、6、16处,沉水植物为玻璃藻单优群落;马来眼子菜及菹草则在1、8、9号样点有分布;穗花狐尾藻仅在8号点有分布。挺水植物芦苇则随处可见,在所调查的17个点中,除人工直立护岸带外,总计有9个样点出现了芦苇;12号样点依然延续了第一阶段调查的梯度分布特点。浮叶植物菱遍布湖区各个避风处及通江渠内,有浮萍、紫萍点缀其间。以上各群落数量特征如表2。3.3浮水植物群落物种组成、盖度及频度变化由调查结果可知,通江前后破罡湖沉水植物群落物种组成虽然一样,但各物种在群落中的相对优势度发生了较为明显的变化,如图2、3所示。对比各物种分布情况可知:通江一年后马来眼子菜在2、3、4号样点几无分布,且该物种全湖平均生物量与通江前相比,减少了20.91%。同样,穗花狐尾藻和菹草的分布频度也有较大的下降。与之相反的是,玻璃藻开始大肆扩张,不仅取代马来眼子菜成为破罡湖夏季沉水植物优势种,而且分布范围扩大到了江水入湖口。而金鱼藻除生物量略有增加外,其分布范围并未发生大的改变。由此可以推断,通江引起的水动力条件改变对马来眼子菜、穗花狐尾藻及菹草的生长及分布具有抑制作用,而对玻璃藻生长则十分有利。这与刁正俗等对水生植物的生态习性的研究相符。总体而言,破罡湖通江后,沉水植物平均生物量并未减少,反而更为接近3000g/m2的同类湖泊最佳保有生物量。另外,虽然玻璃藻扩张势头强劲,但马来眼子菜、狐尾藻及菹草的适应能力尚可期待,物种之间的协调平衡还有待长期的研究。浮水植物群落方面,较为明显的变化是3、4号样点浮萍+紫萍群落的消失,原因可能是江水潮汐导致破罡湖与石塘湖连接通道水体交流加快,使得浮萍、紫萍被冲散,从而镶嵌到抗风浪能力较强的野菱群落中。浮萍、紫萍的消失能为填补其空白的先锋物种争取更多的光照及养分,这可能是r选择的金鱼藻生物量增加的重要原因。这种变化对湖泊水生植物群落系统的利弊关系值得深入探讨。就挺水植物群落而言,除茭白因农户弃种及围网养殖而减少1个分布点外,通江前后该群落的物种组成、盖度、频度基本没有变化。这说明通江一年基本不影响湖泊挺水植物群落的生长及分布。4沉水植物生物量下降4.1通江一年破罡湖水生植物物种组成并无变化,该湖仍然延续了以往11属12种的种群格局;同时,挺水植物群落生长分布也几乎不受通江影响。4.2通江对破罡湖马来眼子菜、穗花狐尾藻及菹草等沉水植物的生长产生了不利影响,造成其分布范围缩小,生物量下降。与之相反,激烈的水流条件有利于玻璃藻扩散及竞争,从而导致该湖沉水植物群落优势种由马