安徽宿松华阳河湖群水生植被恢复试验研究

2017-08-16 10:23张胜华赵丽娜田焕新周忠泽
生物学杂志 2017年4期
关键词:群丛苦草华阳

张胜华, 赵丽娜, 田焕新, 万 阳, 周忠泽

(1. 安徽宿松林业局, 宿松 246500; 2.安徽大学 资源与环境工程学院, 合肥 230601)

安徽宿松华阳河湖群水生植被恢复试验研究

张胜华1, 赵丽娜2, 田焕新2, 万 阳2, 周忠泽2

(1. 安徽宿松林业局, 宿松 246500; 2.安徽大学 资源与环境工程学院, 合肥 230601)

宿松华阳河湖群作为长江安徽段典型的通江湖泊构成了我国东部地区的生态屏障。从2015年3月起,为了加强湿地保护,恢复水生植被,在宿松华阳河湖群建立了水禽栖息地、人工辅助自然恢复区和湖滩地封滩育草区3种类型面积为183 hm2的示范工程试验区,采用生物工程技术措施,开展湖泊水生植被恢复重建技术研究。经过1个生长周期的生态重建研究和试验,在示范工程试验区内建立了挺水植物、浮水植物和沉水植物群丛14个。水生植被恢复监测结果表明,菰群丛的盖度达到90%,生物量达到10.57 kg/m2;莲群丛的盖度达到95%,生物量达到2.05 kg/m2。人工种植的沉水植物苦草以及浮水植物芡实和菱角在人工播种后早期能够发芽长出幼苗,后期受渔业影响而逐渐消失。因此,重建与恢复湖泊水生植被可以优先构建沿岸带挺水植物菰群丛和莲群丛,可通过控制渔业养殖强度和水文条件,逐步恢复浮水植物和沉水植物。

生态重建;水生植被恢复;渔业养殖;华阳河湖群;宿松

安徽省地处长江中下游结合部,沿江保留有相对较为完整的通江湖泊构成长江三角洲经济发达地区的生态屏障和我国重要的生态功能区。安徽宿松华阳河湖群是长江中游北岸典型的通江湖泊,由龙感湖、黄湖、大官湖和泊湖组成,其湖水水文特征周期性的变化,即每年的5月—10月为丰水期,11月至翌年的4月为枯水期,其水文变化造就了各种类型的湿地生境,如涨落区、浅滩、滩涂等,为生物发育提供了优越条件,生物多样性丰富[1-5]。据调查,华阳河湖群湿地共有鸟类156种,其中水鸟82种,鸟类的总数超过15万只。其中国家重点保护鸟类20种,14种鸟类列入IUCN极危、濒危、近危、易危受威胁等级。12种水鸟均超过拉姆萨国际湿地公约1%标准。在长江中下游分布的6种种群数量超迁徙路线数量1%标准的全球受胁种中,华阳河湖群湿地占2种,即东方白鹳、鸿雁。东方白鹳150只,占全球该种群数量的6.1%。保护区内小天鹅的数量达5000只,豆雁18 000只,是目前发现的长江中下游最大的越冬种群。作为通江湖泊之一的华阳河湖群湿地不仅是我国东部地区沿海鱼类洄游和繁殖的主要场所之一[6],同时也是白鹤、东方白鹳等冬候鸟重要迁徙停歇地[7],对维持我国东部生态平衡和生物多样性保护具有重要意义[8-9],被世界自然基金会确认为长江中下游3处最重要的湿地区域之一。华阳河湖群原是“安庆沿江水禽省级自然保护区”的一部分。1995年12月,省政府批复同意建立安庆沿江水禽省级自然保护区。2013年12月省政府批复宿松华阳河湖群单独设立安徽宿松华阳河湖群省级自然保护区。华阳河湖群自然保护区是以保护和恢复湿地生态系统及其功能,保护湿地濒危物种和生物多样性为主要目的的自然保护区。

通江湖泊绝大多数为浅水湖泊,然而近几十年由于人类活动的过多干扰,全球范围内的众多浅水湖泊正面临着水质恶化、藻类暴发、水生植被衰退、生态系统失衡等一系列生态环境问题。为了寻找低耗高效的治理技术解决这些日益加剧的环境问题,20世纪80年代,水生植被恢复逐步受到人们关注。水生植物的生态功能主要包括大型水生植物维持湖泊的清水稳态、提高物种多样性并为水体周围生物提供食物和庇护场所、介导湖泊等水域的氮磷生物地球化学循环、稳定底质与调节底质营养释放、提供健康生态服务功能等[10-12]。通过人工或自然的繁殖手段,进行水生植被群落的重建,恢复水生生态系统功能,也逐步成为浅水湖泊水污染治理和整治工程中的重要内容。目前国内外利用水生植被对湿地生态系统修复的研究主要有:人工种植苦草、黑藻等沉水植物对江滩湿地进行生态修复[13];移植典型湖泊湿地植被对城市湖泊退化湿地进行修复[14];通过适度水生植被补栽对湖泊湿地进行植被修复[15];重建以沉水植物伊乐藻为优势种的先锋群落对月湖进行治理[16]。结合前人研究,本项目选择涨落区、浅滩和滩涂3种典型生境,以及鸟类集中栖息区域,通过封滩育草、人工辅助自然恢复及人工栽培植被等技术,开展水生植被恢复实验,研究适合华阳河湖群水生植被恢复技术,包括水生植被恢复的工具物种种类、各工具物种种苗的规格、栽培规格、物种配置、栽培条件、栽培时间,以期为今后典型通江湖泊湿地植被恢复提供科学示范。

1 湖泊概况和研究方法

1.1 湖泊概况

1.1.1 自然概况 安徽宿松华阳河湖群省级自然保护区,位于安徽省安庆市宿松县境内,29°52′48.8″~30°08′07.6″N,116°04′29.2″~116°32′19.8″E,总面积为50 496.7 hm2。属北亚热带湿润气候区,四季分明、雨量充沛,夏季炎热潮湿,冬季寒冷干燥。年平均气温16.6 ℃,年平均降水量1291.3 mm,雨量季节间分布不平衡,降水量以春夏为主。植被属亚热带常绿阔叶林植被带,保护区天然植被类型有针叶林、阔叶林、竹林、灌丛、草丛、湿生植被、水生植被和作物植被,湿生植被和水生植被是主要的天然植被。

1.1.2 水生植被概况 2014年1月—2014年12月,对华阳河湖群水生植物状况进行了为期一年的调查,乘船调查湖中水生植物种类及植物群落类型,用GPS定位各植物群落的空间分布,记录数量、株高、盖度、优势种及伴生种等基本数据。采集水生植物以测定生物量,以GPS得到的数据及实际记录数据为基础,制作数据库,用ArcGIS、mapinfo8.5、visio2007软件绘制华阳河湖群水生植被分布图(图1)。四季共调查到水生及沿岸湿地植物121科348属496种,其中蕨类植物9科9属9种,裸子植物6科11属13种,被子植物106科327属473种,其中双子叶植物90科263属377种,单子叶植物16科64属96种。双子叶植物种类以菊科最多,有33属55种,豆科次之,有19属30种;单子叶植物种类中以禾本科最多,有32属44种,其次为莎草科,有10属21种。

春季,菰群丛主要分布在龙感湖西部及北部沿岸,黄湖和大官湖东、西部以及泊湖北部沿岸,成片分布;荇菜群丛主要分布在泊湖北部,呈块状分布;金鱼藻群丛主要分布在黄湖和大官湖南部及泊湖北部,呈零星分布;狐尾藻群丛在3个湖区零星分布;菹草群丛在黄湖、大官湖和泊湖北部有小片分布。

夏季,水生植物种类较春季多,增加了莲、凤眼蓝、马来眼子菜。菰群丛在泊湖北部的分布面积有所增大且成片生长,在龙感湖分布区域更广;金鱼藻群丛仍呈零星分布在原来区域;在春季没有植物生长的区域菱群丛大量出现,主要分布在龙感湖东部沿岸、黄湖和大官湖北部和南部以及泊湖的北部沿岸;凤眼蓝群丛大量出现在龙感湖西部,与菰群丛相间分布且盖度大。荇菜群丛在泊湖北部区域减少,呈条带状分布于龙感湖东南沿岸;狐尾藻群丛、金鱼藻群丛、马来眼子菜群丛、荇菜群丛呈条带状分布于黄湖和大官湖中部,面积不大。

图1 华阳河湖群水生植物分布

秋季,水生植物种类减少,仅有荇菜、凤眼蓝和菰3种。在龙感湖西部和黄湖和大官湖中部,菰群丛和凤眼蓝群丛成片分布,但分布面积减小;龙感湖东部、黄湖和大官湖南部、泊湖北部的菱群丛、马来眼子菜群丛、狐尾藻群丛、金鱼藻群丛全部消失,仅荇菜群丛在黄湖和大官湖北部小面积分布。

冬季,水生植物只有荇菜、菹草和苦草3种生长。菹草群丛主要分布在龙感湖西部的北岸和南岸附近,多为零星分布,分布面积小;在龙感湖北岸及黄湖和大官湖中部有苦草群丛,呈分散分布,没有成片;荇菜群丛主要分布在泊湖的北部及黄湖和大官湖的中部,但依然为零星分布,分布面积较秋季减少。

试验区内没有苦草、菹草和黑藻的分布。

1.2 研究方法

1.2.1 植被恢复方案 宿松华阳河湖群湿地面积分布广,由于过去的围垦和过度的利用,造成湿地植被结构不合理,分布不均。为遏制湿地的退化趋势,必须对湿地进行植被恢复。2014年湿地保护与恢复补助资金项目在大官湖与龙感湖交界的乌池村周边区域实施植被恢复,为今后整个华阳河湖群的湿地植被恢复提供科学示范。具体实施方案包括:1)水禽栖息地水生植被恢复区(Ⅰ);2)人工辅助自然恢复区挺水植被恢复区(Ⅱ);3)湖滩地封滩育草区植被恢复区(Ⅲ),图2。

根据前人研究结果[11,17-20],结合试验区实际情况,选取莲(Nelumbonucifera)、芦苇(Phragmitesaustralis)、菰(Zizanialatifolia)、菹草(Potamogetoncrispus)、狐尾藻(Myriophyllumverticillatum) 、金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、菱角(Trapabispinosa)、芡实(Euryaleferox)、苦草(Vallisnerianatans)、萍蓬草(Nupharpumilum)、莕菜(Nymphoidespeltatum)和竹叶眼子菜(Potamogetonmalaianus)等12种植物作为优化群落结构的物种。所有人工栽培的水生植物均在2015年4月10日至20日水位未上涨期间完成。

图2 试验区分布图

水禽栖息地水生植被恢复区每年鸟类迁徙季节,都有大量的水鸟在黄湖和大官湖滩地区域(图2)栖息、觅食,该区域有开阔的深水湖区,又有浅水滩。但该区域在水鸟栖息地方面存在生境单调,湿地生境破碎严重,局部区域干扰严重,缺少适于水鸟栖息的典型湿地生境。根据保护对象的需要,对该区域面积为40 hm2的鸟类栖息地进行恢复。Ⅰ区北部为约28 hm2裸露潮湿的滩涂和水深不超过30 cm的浅水区开阔区,人工挖取种苗规格为株高40~50 cm的菰实生苗,按照一定的株距和行距栽培,以吸引涉禽在此栖息繁殖,形成涉禽类栖息繁殖地。Ⅰ区东南部区域为10 hm2的深水区,堤岸有裸露滩涂区域和软坡泥岸,人工挖取高度约50 cm的芦苇实生苗,按照一定的株距和行距栽培;于Ⅰ区西部人工构建2个长512 m和803 m的堤岸,人工构建2个大小分别为0.19 hm2和1.99 hm2的安全岛,上面栽植柳树和芦苇(图3),以供游禽类栖息。

图3 试验区位置及平面分布Fig 3 The location of and texture of the trial area

人工辅助自然恢复区挺水植被恢复区面积约46 hm2,由于人工过度养殖,该区域已没有大面积的水生植物,采取人工辅助自然恢复,按照一定的株距和行距栽培挺水植物莲,莲种苗规格为长为50~70 cm的根状茎,以达到人工恢复重建2个分别为43 hm2和60 hm2的以莲为优势种的挺水植物区。

湖滩地封滩育草区植被恢复区面积约40 hm2,该处滩涂由于离岸堤相对较远湿生植被生长较茂盛实施封滩育草,使滩地植被自然恢复,并从滩涂到水域,分别恢复湿生植被、挺水植被、浮水植被和沉水植被。挺水植物引种莲和菰,浮水植物引种菱角和芡实,沉水植物引种菹草、狐尾藻、金鱼藻和苦草。浮水植物菱角种苗为果实,芡实的种苗为种子,按照一定的密度撒播在水深不超过60 cm的敞水区。为了避免渔业过度养殖,特别是螃蟹对沉水植物的影响,于该区域滩涂上人工构建了2个与敞水区隔离的试验塘,试验区长和宽均为40 m,一个试验塘内按小区移栽典型浮水植物萍蓬草、莕菜和竹叶眼子菜实生苗,另一个试验塘内按小区移栽典型沉水植物菹草、狐尾藻和金鱼藻实生苗,苦草撒播种子。

1.2.2 监测项目 水生植物覆盖度、种类、生物量、分布水深;采样频率:2015年4月初开始,每半个月监测1次,到2015年8月底结束。水生植物监测方法[8,21]:垂直岸边向湖心方向设10个断面,每一个断面上各设10个采样点,同时根据各植物群落分布情况增设若干采样点。对沉水植物群丛和漂浮植物群丛,每一个采样点用彼得生采泥器(1/16 m2)在船的周围选择4个点采集水生植物,把采集的植物放在一起作为一个采样点,称量其生物量(鲜重),然后计算单位面积生物量。对于湿生植物群丛和挺水植物群丛,每隔5 m,设置1个采样点,在每一采样点于1 m×1 m的范围内称量样方内所有植物地上部分的总生物量(鲜重),重复10次。每一个采样点均现场记录1 m×1 m样方内各植物种类及植株数量。

表1 生态重建的主要水生植物群丛

H为Shannon-Wiener多样性指数

1.2.3 水生植物群落多样性研究 调查单元内,每个植物群落设置样方数量不少于3个,样方面积设置为1 m×1 m。采集的水生植物标本由调查人员及专家现场鉴定所属类别,部分水生植物压制成标本予以保存。该调查中物种多度采用Braun-Blanquet的多度等级划分标准,即5代表非常多;4代表多;3代表较多;2代表较少;1代表少;+代表极少。群丛的命名采用优势种原则,即以各群丛优势种名称作为该群丛的名称。优势种的确定采用重要值方法,其中重要值=(相对频度+相对盖度+相对多度)/3,多度、盖度用目估法测定。同一层次的优势种之间用“+”连接,不同层次的优势种之间用“-”连接。

1.2.4 水生植被群落多样性指数及均匀度指数的计算 根据《中国植被》[22]“群丛是植被类型最基本的分类单元”的原理,每个群丛各设9个1m×1m的样方,通过计算Shannon-Wiener多样性指数,公式为H=-∑nk=1[Pkln(Pk)],用于研究群落物种多样性指数,其中Pk为第k种的相对重要值。

2 结果

根据湿地植物与水位和土壤基质的关系,并按生活型可以把试验区湿地植物大致分为3大类群:沉水植物群落、浮水植物群落和挺水植物群落(表1)。

2.1 挺水植物群落

2.1.1 菰群丛(Ass.Zizanialatifolia)

菰是本次挺水植被恢复的主要物种。引种栽培后,在湿地水禽栖息地植被恢复试验区和湖滩地封滩育草试验区内菰均生长良好,多度为5,该群从覆盖度达65%~90%,鲜重生物量达8.33~10.57 kg/m2,平均株高4.20 m。伴生种有石龙芮、水鳖、水蓼、水花生、紫萍、槐叶萍、凤眼蓝等。

2.1.2 芦苇群丛(Ass.Phragmitesaustralis)

芦苇在湿地水禽栖息地植被恢复试验区和湖滩地封滩育草试验区内均有分布,芦苇群从盖度达90%,多度为4,伴生种为槐叶萍和紫萍。

2.1.3 莲群丛(Ass.Nelumbonucifera)

莲也是本次挺水植被恢复的主要物种,栽培于湿地水禽栖息地植被恢复试验区、人工辅助自然恢复区和湖滩地封滩育草试验区。目前生长良好,多度为5,该群从覆盖度达90%~95%,鲜重生物量达1.63~3.87 kg/m2,平均株高1.55 m。伴生种包括酸模叶蓼、菰、水烛、槐叶萍、紫萍、苦草等。

2.1.4 菰+莲群丛(Ass.Zizanialatifolia+Nelumbonucifera)

菰+莲群丛主要分布于湖滩地封滩育草试验区,该群从覆盖度达80%,鲜重生物量达16.26 kg/m2,伴生种主要为槐叶萍。

2.1.5 莲+水烛群丛(Ass.Nelumbonucifera+Typhaangustifolia)

莲群丛是人工恢复的植被,在湖滩地封滩育草试验区和湿地水禽栖息地植被恢复试验区内均有分布,并且能够和水烛共存,形成莲+水烛群丛。该群从覆盖度达97%,鲜重生物量达3.54 kg/m2。伴生种包括双穗雀稗、钻叶紫菀、菱角、槐叶萍、金鱼藻等。

2.1.6 菰+凤眼蓝群丛(Ass.Zizanialatifolia+Eichhorniacrassipes)

菰是人工恢复的植被,湿地水禽栖息地植被恢复试验区和湖滩地封滩育草试验区内均有分布,该群丛覆盖度达90%,鲜重生物量达6.42 kg/m2,伴生种主要为槐叶萍、紫萍。

2.2 浮水植物群落

2.2.1 浮萍群丛(Ass.Lemnaminor)

浮萍在湖滩地封滩育草试验区和湿地水禽栖息地植被恢复试验区内均有分布,多度为4,浮萍群丛覆盖可达98%。伴生种主要为槐叶萍,沿岸其他水域浮萍作为伴生种分布。

2.2.2 莕菜群丛(Ass.Nymphoidespeltatum)

莕菜在湖滩地封滩育草区不足1 m的敞水区生长较好,多度为3,荇菜的平均株长为2.3 m,平均生物量为2.16 kg/m2。伴生种主要为苦草和狐尾藻。

2.2.3 竹叶眼子菜群丛(Ass.Potamogetonmalaianus)

竹叶眼子菜能够在苦草群落中生长,多度为2,能够和苦草共存。竹叶眼子菜平均盖度为92%,平均株高为1.14 m,平均密度为243棵/m2,平均生物量为1.50 kg/m2。伴生种主要为苦草。

2.3 沉水植物群落

2.3.1 狐尾藻群丛(Ass.Myriophyllumverticillatum)

狐尾藻主要分布在湖滩地封滩育草区不足1 m的敞水区,多度为3。伴生种有金鱼藻、芦苇、菰、浮萍、红蓼等。

2.3.2 菹草群丛(Ass.Potamogetoncrispus)

菹草主要分布在湖滩地封滩育草区,多度为4。伴生种包括狐尾藻、金鱼藻、苦草(Vallisineriaspiralis)、荇菜、芦苇等。

2.3.3 大茨藻群丛(Ass.Najasmarina)

大茨藻主要分布在湖滩地封滩育草区试验塘内,多度为2,并且能够和苦草共存,形成大茨藻+苦草群丛。大茨藻的平均株高为0.74 m,平均生物量为5.0 kg/m2。伴生种主要为苦草。

2.3.4 黑藻群丛(Ass.Hydrillaverticillata)

黑藻主要分布在湖滩地封滩育草区试验塘内,多度为5,能够和苦草、黄花狸藻共存,形成黑藻+苦草群丛。黑藻的平均株高为1.8 m,平均生物量为2.12 kg/m2。伴生种为黄花狸藻。

2.3.5 苦草群丛(Ass.Vallisnerianatans)

苦草在湖滩地封滩育草区试验塘内生长良好,多度为5,能够和黑藻、竹叶眼子菜共存,形成苦草+竹叶眼子菜群丛。平均盖度为90%,平均株高为0.56 m,平均密度为786棵/m2,平均生物量为7.03 kg/m2。伴生种主要为黑藻和竹叶眼子菜。

根据监测结果,Shannon-Wiener多样性指数反映了试验区水生植被群落物种多样性最高的是苦草群丛(2.1036±0.1408),以菰群丛的物种多样性最低(0.7311±0.2155),且整体多样性都较低,这可能是因为植被恢复初期,群落没有得到完全恢复。3类试验区内人工栽培的挺水植物菰和莲生长良好,人工栽培的浮水植物菱角和芡实在栽培一个月内均能萌发成幼苗,7月份基本消失,人工栽培的沉水植物苦草、黑藻在湖滩地封滩育草试验区生长较好。在人工机械新开挖的池塘,由于底质为硬质黄土,人工撒播的菱角、芡实和苦草不能够萌发成幼苗。

3 讨论

3.1 华阳河湖群自然保护区适宜的植被恢复工具物种

华阳河湖群自然保护区是沿江典型通江湖泊,动植物资源丰富,尤其是洄游性鱼类繁殖场所和冬候鸟迁徙停歇地,是我国东部地区重要生态功能区。正如前言中所述,华阳河湖群生态系统退化,需要采用生态工程方法进行水生植被恢复。从水生植被恢复和保育结果来看,取得了较显著的成效。示范工程区域内水生植被明显得到恢复,尤其是在水禽栖息区人工恢复重建2个大小分别为18.09 km2和4.29 km2的菰植物区,其盖度达到80%,生物量达到10.37 kg/m2。在人工辅助自然恢复区人工恢复重建2个大小分别为43 km2和60 km2以莲为优势种的挺水植物区,其盖度达到95%,生物量达到3.47 kg/m2。在湖滩地封滩育草区,重建了挺水植物菰植物区和莲植物区,浮水植物莕菜植物区,沉水植物苦草和黑藻植物区,其中,菰植物区面积约为20 km2,其盖度达到80%,生物量达到10.57 kg/m2;莲植物区面积为2 km2,其盖度达到92%,生物量达到1.63 kg/m2。相对封闭的封滩育草试验区沉水植物物种得到恢复,试验区内由原来单一的菹草群丛恢复为现在的以苦草和黑藻为主的7类群丛。因此,华阳河湖群自然保护区适宜的植被恢复工具物种为挺水植物菰和莲,在鱼类养殖低密度的敞水区为沉水植物苦草和黑藻。

3.2 华阳河湖群自然保护区浮水植物和沉水植物恢复的影响因素

华阳河湖群是自然湖泊,其植被分布格局是从湖岸带挺水植物和浮叶植物,向湖心逐步分布为沉水植物。根据以前对长江典型通江湖泊安徽菜子湖植被分布格局的研究,安徽大多数通江湖泊2005年以前属于未开发状态,水生生态系统结构比较完整,各湖内的水生植物丰富,多以苦草、黑藻、金鱼藻、马来眼子菜沉水植物为优势种,且植被丰富,盖度达到80%以上;2007年以后逐渐进入围网养殖阶段,水生植被逐渐遭到破坏,现在的安庆沿江各湖泊湿地除了菰、莲、菱以外,苦草、黑藻、金鱼藻、马来眼子菜等沉水植物已明显失去了其原有的优势地位,尤其在各湖泊敞水区已基本消失[2,4]。我们的水生植被恢复试验结果发现人工栽培的挺水植物菰和莲在原来没有自然生长的湖岸带当年就能很好地生长,其盖度在7月份分别能达到95%和92%。在龙感湖区乌池村水深不足1 m的敞水区撒播的浮叶植物菱角果实和芡实种子,5月份我们监测到二者的幼苗,至6月份逐渐消失,而在大官湖的围网养殖以外的公共湖区,7月份监测到菱角和芡实能自然生长,水深在2~3 m,盖度能达到90%。我们调查发现龙感湖乌池村的水域目前仍处在围网养殖,地笼网中有螃蟹,因此,推测浮叶植物菱角和芡实幼苗逐渐消失是螃蟹和渔业过度养殖所致。沉水植物苦草和黑藻在封滩育草试验区2个试验塘内5月初均能发芽,至8月下旬生物量达到最大,而在湖泊水深1 m以上的敞水区未能观察到苦草幼苗。在龙感湖乌池村的人工辅助自然恢复区的莲群丛内,调查发现有刺苦草,其分布水深在1 m左右,这与2007年袁龙义的研究结果水深2.0 m会限制了刺苦草生物量的配置及繁殖结果一致[23]。在乌池村封滩育草试验区2个试验塘内人工栽培的苦草和黑藻,由于人为筑埂阻碍了螃蟹进入,得到了良好生长。本研究组2012年至2014年在承担国家科技支撑计划项目过程中,在淮南采煤沉陷区构建了湿地生态系统示范工程,研究结果发现螃蟹数量直接影响了沉水植物苦草的生长,在100只/亩试验区,苦草盖度能达到80%;在200只/亩试验区,苦草盖度能下降到40%;在300只/亩试验区,苦草早期能够生长,到7月份基本消失。沉水植物苦草在湖泊敞水区观察不到幼苗,可能是沉水植物受水深控制,敞水区水深在2 m左右,不利于苦草种子萌发。实际上,Havens等在研究美国的Okeechobee湖的沉水植物与水深的结果也发现,沉水植物主要生长在水深为2.2 m的范围内[24]。现场调查结果发现,挺水植物菰和莲受渔业养殖影响比沉水植物要小,这与Yu等[25]2016年发现在亚热带浅水湖泊,成年的杂食性鱼类主要摄食沉水植物的结果相一致,这一研究结果在一定程度上也说明了现今推行的莲藕池塘养鱼技术[26]的合理性。故在渔业养殖区进行水生植被恢复时,优先考虑引种挺水植物菰和莲,在精确控制渔业放养密度的湖泊敞水区,可以撒播苦草种子,移栽黑藻、金鱼藻、聚草实生苗逐步恢复沉水植物。

3.3 华阳河湖群自然保护区水生植被恢复的几点建议

健康的湿地生态系统是渔业生产可持续发展的基础,但由于过去对华阳河湖群湿地资源的滥用和过度的开发,如江湖阻隔、湿地围垦和修建堤坝闸门所维持的高水位,特别是螃蟹围网养殖和渔业过度养殖,湖泊湿地水生植被受到严重影响,沉水植物受到影响更为严重,湖面部分区域沉水植物盖度仅为1%至3%,几乎消失,洄游性鱼类的繁殖场所和水鸟栖息繁殖场所遭到破坏,严重影响了湖泊功能的正常发挥和可持续利用[27-29]。因此,作为典型通江湖泊的华阳河湖群自然保护区水生植物多样性保护和恢复迫在眉睫。首先,要在植被恢复研究的基础上,开展水生植被与经济鱼类优化配置的生态渔业养殖实验,研究确定水生植物配置和水生经济动物最佳配比指导性技术,即科学合理确定投放鱼种和螃蟹的放养密度,实现科学放养。通过工程技术示范,提出华阳河湖群自然保护区湿地生态系统重构技术规程,为科学利用自然湖泊提供科学指导。其次,要加强控制湖泊渔业放养强度,尤其是严格控制围网养殖,实施严格的湖区轮养轮休制,种植沉水植物,迅速恢复湖区水生植被,稳定提高湖泊初级生产者。第三,严格控制湖泊水文条件,华阳河湖群自然保护区原是通江湖泊,每年的5月—10月为丰水期,11月至翌年的4月为枯水期,其水文变化造就了各种类型的湿地生境,如涨落区、浅滩、滩涂等,为水生植被的发育提供了条件,生物多样性丰富,建议根据原有的水文规律,精确控制闸门,合理控制水位,保证其水文有利于湖泊各种水生植物生长发育和繁殖。第四,对华阳河湖群水生植被的生态恢复,应从生态学、环境科学、水文科学和资源科学等多门学科入手,注重在植被恢复过程中各学科之间的交叉影响[30]。最后,要制定相关法律法规,限制大规模围网养殖,加大对华阳河湖群的管理力度,开展科学研究和宣传教育,提高当地居民的环保意识,使湖泊湿地生态系统处于健康稳定的状态,最终能够长久地为人类提供生态服务功能。

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Aquatic vegetation restoration experiment in Lake Huayang, Susong County, Anhui Province

ZHANG Sheng-hua1, ZHAO Li-na2, TIAN Huan-xin2, WAN Yang2, ZHOU Zhong-ze2

(1. Susong Forestry Bureau, Anhui Province, Susong 246500; 2. School of Resources and Environmental Engineering, Anhui University, Hefei 230601, China)

Susong Huayang Lake, as the typical linking lakes of the Yangtze River, is one form of the ecological barrier in the eastern China. It has a surface area of 183 hm2. In order to strengthen wetland protection and restoration of aquatic vegetation, from March 2015, three types of ecological reconstruction experiments have been carried out. Main applied measurements include cultivatingZizanialatifoliaseeding,Nupharpumilumseeding,Nelumbonuciferarhizome, broadcastingTrapaquadrispinosafruit,Vallisnerianatansfruit,Euryaleferoxseed and so on. The results showed that the seeding ofZizanialatifoliaandNupharpumilumcan grow well with 14 aquatic macrophyte association being set up. The coverage of Ass.Zizanialatifoliaand Ass.Nelumbonuciferaare 90% and 95%, respectively, while the biomass of Ass.Zizanialatifoliaand Ass.Nelumbonuciferaare 10.57 kg/m2and 2.05 kg/m2, respectively. All theTrapaquadrispinosafruits,VallisnerianatansfruitsandEuryaleferoxseed can germinate early and form seedling, but gradually disappear affected by the fishery. According to the result of this study, it is important to rehabilitate Ass.Zizanialatifoliaand Ass.Nelumbonuciferain littoral of lakes, and to facilitate the grow of submerged plant communities and floating plant communities by controlling the fishery breeding intensity, hydrological conditions, and establishing submerged macrophytes and floating macrophytes in the lake.

ecological restoration; macrophyte planting; fishery breeding; Huayang lake; Susong

2016-07-21;

2016-08-08

安徽宿松华阳河湖群省级自然保护区2014年中央财政湿地保护与恢复补助资金项目资助

张胜华,学士,研究方向为生物多样性与保护生态学,E-mail:823700052@qq.com

周忠泽,博士, 博士生导师,研究方向为花粉、植物及浮游生物,E-mail:zhzz@ahu.edu.cn

Q948; X173

A

2095-1736(2017)04-0069-07

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.04.069

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