太湖贡湖湾水生植被分布现状(2012年)*

赵 凯，李振国，魏宏农，张 静，马久远，王国祥*

(1:南京师范大学地理科学学院，南京 210023)

(2:安庆师范学院资源环境学院，安庆 246011)

(3:湖南科技大学地理系，湘潭 411201)

(4:江苏省环境监测中心，南京 210036)

太湖贡湖湾水生植被分布现状(2012年)*

赵 凯1，2，李振国1，3，魏宏农1，4，张 静1，马久远1，王国祥1*

(1:南京师范大学地理科学学院，南京 210023)

(2:安庆师范学院资源环境学院，安庆 246011)

(3:湖南科技大学地理系，湘潭 411201)

(4:江苏省环境监测中心，南京 210036)

贡湖湾是无锡和苏州两市的重要水源地，随着近些年太湖水质的急速恶化，贡湖湾蓝藻暴发现象日益严重，危及饮水安全.为提供贡湖湾水资源管理的理论依据，于2012年开展贡湖湾水生植被野外调查.对8个断面进行为期5天的调查，结果表明：(1) 共记录贡湖湾水生植物20科27属34种，单子叶植物和沉水植物分别为优势分类群和生态型；(2) 贡湖湾水生植被分布区面积占总水域面积的45.35%，为典型半草型湖泊；(3) 共有8种水生植物群落分布，其中马来眼子菜群落分布区面积和生物量最大；(4) 贡湖湾水生植被总体表现出北部无水生植被分布，东部生物量高、群落及物种组成复杂，其他区域生物量小、群落组成单一的分布格局.水质恶化和插网捕鱼对贡湖湾水生植被分布现状存在影响，过度清淤可能是造成北部水域裸露的原因.结合贡湖湾水生植被分布现状分析结果，建议在贡湖湾水生植被管理中要开展北部裸水区植被修复，促进湾口区域马来眼子菜群落生长，加强对“引江济太”工程上游来水和贡湖湾水质的监测，并注重外来入侵植物尤其是水盾草群落的监测.

太湖；贡湖湾；水生植被；植被调查；水资源管理

在太湖长期的历史演化过程中形成了众多湖湾，以贡湖湾最大，面积约147km2.贡湖湾湖底平坦，平均水深2m左右，西北部与梅梁湾直接相连，北部通过长广溪与五里湖相通，局部有大型沉水植物生长，自净能力强，在太湖众湖区中属水质条件较好的水域[1].1987-2003年太湖贡湖湾水质指标平稳波动，氨氮缓慢上升，2005年以后水质迅速恶化[2].自2005年以来，贡湖湾开始有大面积蓝藻水华覆盖，2007年以后发生水华的频率明显增加[2-3].与此同时，受“引江济太”工程的影响，贡湖湾水质有较明显的改善[4-5].近些年来，随着梅梁湾水环境的持续恶化，贡湖湾已成为无锡市主要水源地，同时也是苏州市的重要水源地之一[2].

水生植被是湖泊生态系统的重要组成部分，对维护生态系统的结构和功能、改善水环境具有重要作用，在维持健康湖泊生态系统中扮演着关键角色[6-8].目前的太湖水生植被呈现西部消失、东部沼泽化的分布格局[9-10]，位于西太湖东部且成为周边城市重要水源地的贡湖湾水生植被尤为重要.然而，目前太湖仅有东太湖水生植被的系统调查[11-12]，尚无针对贡湖湾的水生植被详细调查，为数不多的全湖或西太湖的植被调查普遍存在贡湖湾样点过少且针对性不强的问题[9-10].因此，针对贡湖湾水生植被进行详细调查非常必要.

1 调查方法

图1 贡湖湾水生植被调查断面设置Fig.1 Distribution of transects in the field survey of aquatic vegetation in Gonghu Bay

调查时间为2012年10月21日至25日，范围为贡湖湾水域内所有植被.第一天普遍踏查所有调查区域，对植被分布区域概况有大致了解后设置8条断面详细调查湖区水生植被(图1)，外加一条环湖样带调查沿岸水域分布的挺水植被.最后一天在前几天调查结果的基础上围绕初步划分的群落外围用GPS记录航迹[11].基于2012年10月20更新的Google Earth遥感影像进行可视化解译[13]，具体操作为：稻歌V2.1自动拼图软件下载调查区遥感影像(拼图级别16级，对应分辨率2.39m)，Google Earth软件中标出可视的水生植物群落分布区域后导入Global Mapper 14.0软件中转换为shp格式文件，再输入ArcGIS 10.0软件中完成图形绘制.群落详细分布区域结合GPS记录的航迹和可视化解译结果共同确定.

由于调查区域内马来眼子菜群落多为斑块状分布，采用样线法调查马来眼子菜群落的盖度，具体方法为：在马来眼子菜群落内部直线行船至少2km，记为一条样线，估算并记录样线单侧50m内所有出现的马来眼子菜斑块的盖度、面积和GPS点位，每个马来眼子菜群丛至少设置3条样线.为减少估算误差，所有估算工作由同一人完成.

在各典型群落中随机设置5～10个样方，Ekman采样夹(1/16m2)采集生物量(成功投掷一次记为一个样方)，现场控水后称取鲜重，晒干至恒重记为干重.沿岸挺水植被通过典型群落随机样方法调查生物量，样方大小为1m×1m，数量为5～7个，现场环湖航迹结合遥感影像确定分布区.马来眼子菜群落生物量调查方法为：在马来眼子菜斑块内随机设置样方，根据单个斑块的盖度和分布区总盖度换算成该分布区马来眼子菜群落的生物量.

2 调查结果

2.1 水生植物物种组成

本次调查共记录水生植物20科27属34种，含分布在水生生境中的湿生植物4科4属5种(表1).其中蕨类植物2科2属2种，双子叶植物8科8属9种，单子叶植物10科17属23种.单子叶植物科、属、种均占优势，分别占总科数、总属数和总种数的50.00%、62.96%和67.65%.从生态型来看，湿生植物有5种，占总物种数的14.71%；挺水植物8种，占总物种数的23.53%；漂浮植物7种，占总物种数的20.59%；浮叶植物3种，占总物种数的8.82%；沉水植物11种，占总物种数的32.35%.从物种数上来看，沉水植物所占比重最大，浮叶植物所占比重最小.从分布范围上来看，有6个种广泛分布于贡湖湾所有区域，沿岸分布的物种共有15个.贡山东水域是水生植物集中分布区，共有28种植物(含6种广布种)在此分布，占物种总数的82.35%.

表1 贡湖湾水生植物物种组成

2.2 水生植物群落组成

贡湖湾内现有水生植被分布面积6931.87hm2，占贡湖湾水域总面积的45.35%.植被分布区植被总盖度为31.85%，在水深低于260cm的水域均有分布.植被总鲜重和干重分别为257303.30和36012.48t.

所有水生植物可划分成8种不同群落，群落分布状况及群落特征见表2和图2.8种水生植物群落中，挺水植被仅芦苇群落一种，浮叶植被仅荇菜+马来眼子菜群落一种，无漂浮植被群落分布，其余6种均为沉水植物群落.沉水植被分布区面积占总贡湖湾水生植被分布区面积的98.45%，占总水生植被生物量(鲜重)的92.83%，处于绝对优势地位.

马来眼子菜单优群落分布面积最广，达4703.02hm2，分别占总植被面积和总水域面积的67.85%和30.77%，以马来眼子菜为优势种的群落分布区面积为6319.30hm2，分别占总植被面积和总水域面积的91.16%和41.34%.非马来眼子菜单优群落有7种，以马来眼子菜+穗状狐尾藻群落面积最大，马来眼子菜+轮叶黑藻群落次之，荇菜+马来眼子菜群落分布区面积最小.

从生物量组成来看，马来眼子菜单优群落生物量占总生物量的百分比为24.87%(鲜重)和44.26%(干重)，以马来眼子菜为优势种的群落生物量占总生物量的百分比为71.97%(鲜重)和72.10%(干重).非马来眼子菜单优群落中以轮叶黑藻+马来眼子菜群落鲜重最高，轮叶黑藻+微齿眼子菜+苦草群落鲜重次之，分别占水生植物总鲜重的29.57%和18.49%，干重则以芦苇群落最大，轮叶黑藻+马来眼子菜群落次之，分别占水生植物总干重的18.20%和14.08%.

表2 贡湖湾水生植物群落分布特征

图2 贡湖湾水生植被分布Fig.2 The aquatic vegetation distribution of Gonghu Bay

2.3 水生植被空间分布

马来眼子菜群落分布范围广泛，但不同区域生物量差别迥异，根据盖度和生物量的差别可以区分为湾口北、湾口南、贡山西、贡山北和贡山南5种不同种群(图2).以贡山北种群盖度最大，为35.76%；贡山西种群次之，盖度为14.98%；贡山南和湾口南种群相连，生物量相差较小，盖度分别为4.51%和2.54%；湾口北种群位于贡湖湾和梅梁湾交界处，盖度低至0.48%(表2).马来眼子菜群落以外的其他群落盖度均较高，且集中分布于贡山东部水域.芦苇群落仅环湖岸边分布，总面积较小，但生物量较高(图2).

根据盖度和生物量的空间分布特征，可将贡湖湾水生植被分布情况划分为4个区域.Ⅰ区：沿贡湖湾中线北部，基本为裸露水域；Ⅱ区：位于贡湖湾中线和望虞河航道之间部分，为马来眼子菜斑块集中分布区，盖度和生物量均不高；Ⅲ区：位于望虞河航道和贡山南水域之间，为马来眼子菜斑块分布区，并有一定面积的穗状狐尾藻伴生，生物量和盖度均较低；Ⅳ区：位于贡山东部，为水生植被集中分布区，盖度、生物量及物种组成均较高，尤其以苏州羊湾水厂附近水域生物量最高(图3).贡湖湾水生植被整体表现出Ⅰ区几无水生植被分布，Ⅱ区和Ⅲ区水生植被生物量较小，Ⅳ区集中分布且生物量较高的特点.

图3 贡湖湾不同水域植被盖度(a)和生物量(b)Fig.3 The coverage (a) and biomass (b) of aquatic vegetation in different areas of Gonghu Bay

3 讨论

3.1 贡湖湾水生植被分布现状

1997年及之前太湖全湖植被调查结果均表明贡湖湾是以沉水植物为主的草型湖泊[14]，刘伟龙等于2002-2006年为期5年的全湖植被调查结果表明，贡湖湾已不是水生植被集中分布区[9]，马荣华等根据遥感影像解译结果提出2007年6月以后贡湖湾水生植被已经几近消失，到2009年10月止，贡湖湾再无任何水生植被分布[10].然而，2012年和2013年，位于贡湖湾内的羊湾水厂取水口持续发生水草恶性暴发事件，水草集中腐烂引起水质恶化，危及居民饮水安全.

本次调查共记录水生植物20科27属34种，物种数显著低于东太湖[11-12]，但高于刘伟龙等[9]调查的西太湖水生植物物种数，可能是后者植被调查中在贡湖湾所设样点相对过少的缘故.鉴于本次调查仅为秋季单次调查，且仅限于水域生境，未对湖滨带植被展开详细踏查，因此，贡湖湾实际分布的水生植物物种数应该要高于刘伟龙等的调查结果.全部34种水生植物中，在贡湖湾广泛分布的物种仅6种，有17种植物(占总物种数的50%)仅分布在贡山东侧水域中，植物物种空间分布极不均匀.优势种包括马来眼子菜、轮叶黑藻、苦草、微齿眼子菜、穗状狐尾藻、荇菜和芦苇7种，其余物种均为伴生种.

图4 贡湖湾不同水域水深Fig.4 The depth of different areas in Gonghu Bay

贡湖湾内现有水生植物占贡湖湾水域总面积的45.35%，属于典型的半草型湖泊，亦在部分文献中被称为草-藻过渡区[15-16].从贡湖湾水生植被生物量空间分布来看，无论是盖度还是单位面积生物量，均表现出东部高、北部几近裸露、其他区域物种组成单一且生物量较低的分布格局.水生植物集中分布在贡山东部水域，北部和西部以望虞河航道为界，南部以大贡山为界.从群落组成来看，贡山东部水域群落组成丰富，集中了所有群落类型，物种多样性也最为丰富，共有28种植物(占物种总数的82.35%).

3.2 贡湖湾水生植被分布的影响因素

在自然湖泊中，水位通常是水生植物分布的主要影响因子[17-19].本次调查对贡湖湾内68个点的水深进行了测定，根据这些水深数据制成贡湖湾水深分布图(图4)，可以看出北部裸水区水深并不大.因此，水深并不能解释贡湖湾北部几无水生植被分布的现象.然而，在水生植被分布区内，水生植物生物量符合水位越浅生物量越高的趋势.因此，北部水域无水生植被分布应该是由其他因素导致的.野外调查时发现，北部裸水水域底质非常坚硬，据此推测该区域无水生植被生长可能是因为该区域存在过度清淤.

贡湖湾大部分水生植被分布区均有马来眼子菜群落分布，尽管生物量在不同区域差别迥异.调查中同样发现，这个区域有大量插网分布，尤其在贡湖湾湾口南部马来眼子菜零星分布的水域，马来眼子菜群丛几乎总是伴随着插网分布.插网能够减缓风浪，改变微环境水流动力学特征，而马来眼子菜主要依靠根状茎、块茎繁殖，在超过2m的深水环境可以通过断枝繁殖，据此推测人工插网捕鱼可能有促进马来眼子菜群落分布的作用.

从物种及群落分布情况来看，7种建群种除芦苇分布于沿岸之外，剩余6种优势种中，马来眼子菜、微齿眼子菜、穗状狐尾藻均为适应水质较差环境的耐污沉水植物[9，20-22]，荇菜则为受水质影响较小的浮叶植物，这4种植物参与贡湖湾所有群落组成.适宜水质较好环境的轮叶黑藻和苦草仅分布在贡山东部水域，分布区面积仅占总植被分布区面积的19.74%，且为共建种.现有研究表明，贡湖湾水质呈持续恶化的趋势[1，9，23-24]，耐污种在贡湖湾的大面积分布说明水质恶化对贡湖湾水生植被分布存在影响.

3.3 贡湖湾水生植被管理及建议

根据本次调查结果，水生植被在贡湖湾北部区域几无分布，在东部水域集中分布.太湖无水生植被分布的水域几乎总是伴随着蓝藻水华暴发[23，25]，贡湖湾北部大面积的裸水域也是2007年以来贡湖湾蓝藻暴发越来越严重的集中分布区[26].而贡山东部水域水生植物盖度均在50%以上，生物量亦超过2kg/m2，水生植被生长最为旺盛的东北部近岸区水域盖度甚至高达90%以上，生物量也超过10kg/m2(图3)，而该区域正好位于苏州羊湾水厂取水口附近.水生植物过量生长会导致水生植物在死亡腐烂时水体溶解氧下降、释放臭味和毒素并可迅速向水体中释放营养盐和有机颗粒物[27-29]，这对羊湾水厂的饮水安全带来极大威胁.近两年尤其是夏季，苏州市相关部门多次组织人力在该区域打捞水草，因此本次调查的这部分区域水生植物生物量应该比实际值要低很多.据此，贡湖湾同时面临水草消失导致的水华暴发和水草过量生长导致水质恶化的双重危机，水生植被管理形式严峻.

然而，贡湖湾特殊的地理位置使得贡湖湾水生植被管理困难重重.一方面，贡湖湾紧邻蓝藻水华暴发现象最为严重的梅梁湾[23，25]，另一方面，2002-2009年“引江济太”期间，望虞河望亭水利枢纽引江入湖日均流量为98.7m3/s[4]，这些人工增加的来水量首先注入贡湖湾中.尽管“引江济太”工程对贡湖湾水环境指标有改善效果，且能显著降低蓝藻生物量[4-5，30]，但其作为水利建设工程，人为改变了湖泊的水文循环格局，不可避免会产生一系列复杂的连锁反应，从而改变湖泊生态系统的物理结构、能量结构和生物过程.

此外，本次调查共发现4种外来物种，分别为空心莲子草、水盾草、伊乐藻和凤眼莲.4种外来种分布面积均较小，空心莲子草、伊乐藻和凤眼莲均在太湖入侵多年，未发生大规模暴发性生长，因而不易对贡湖湾水生植被造成较为严重的危害.但水盾草为近些年新近入侵我国的沉水植物，在华东地区很多水体都已经造成入侵[31-33].

结合以上分析结果，对贡湖湾水生植被管理提出以下建议：

1) 注重并开展贡湖湾北部裸水区水生植被的恢复工作，通过插网降低风浪的同时，人工移植马来眼子菜断枝可能是不错的尝试；

2) 针对贡山东侧水域中水生植被过量生长的区域，应做好水草刈割工作，结合该区域水生植物群落组成特点，建议最佳刈割时间为水生植物开始进入旺盛生长期的5月上旬，收割深度以抑制生长但不造成植物死亡为目标，以防水生植物生长到水面后因夏季水温过高而大量腐烂；

3) 保护并促进湾口部分马来眼子菜群落的生长，以达到防止梅梁湾和大湖区蓝藻随风浪进入贡湖湾的目的，同时加强对“引江济太”工程上游来水水质的监测，并加大对贡湖湾水质的监测力度；

4) 加强对外来物种尤其是水盾草的监测和防治工作，发现有大片水盾草群落分布时，一定要彻底清除，以降低贡湖湾水生植物群落中外来植物入侵的风险.

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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

*科技部国际合作重大专项项目(2010DFB33960)、国家自然科学基金项目(41173078)和江苏省太湖水环境治理专项基金项目(TH2012304)联合资助.2014-04-08收稿；2014-07-18收修改稿.赵凯(1984～)，男，博士研究生；E-mail:zhaokai1911@126.com.

J.LakeSci.(湖泊科学)， 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.