祁红艳 余定坤,2 徐志文,2 龚磊强,2 毛炳发 詹慧英 刘观华,2*
(1 江西鄱阳湖国家级自然保护区管理局,江西 南昌 330038;2 江西鄱阳湖湿地生态系统国家定位观测研究站,江西 南昌 330038)
鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,洪、枯水期湖水面积变化大。当湖口站水位大于16 m时,鄱阳湖是一个完整的大湖泊,但当在常水位(12.92 m)以下时,鄱阳湖被分割为多个大大小小的子湖泊组成的湖泊群(张本, 1989)。水陆交替的生态景观动态变化,使湿地生态系统生境类型多样,生境结构复杂,空间分异明显,具有极为丰富的生物物种多样性(胡振鹏等, 2010) 。
我国对于湿地植物的概念,大多基于拉姆萨尔《湿地公约》中湿地植物的定义,可以认为凡在湿地生境中生长的植物都是湿地植物,包括长年生长在积水区、季节性积水区水域周边过湿生境中的一些种类(王辰等, 2011 , 周承东等, 2015)。
鄱阳湖湿地涉及多个市、县(区),范围广、面积大、类型多样,湿地植物资源丰富。据2011年第2次江西省湿地资源调查,鄱阳湖有维管束植物90科257属475种,种子植物78科244属461种,以蓼科、菊科、莎草科、禾本科、蔷薇科、豆科、唇形科、十字花科、毛茛科等的种类较多(纪伟涛等, 2017)。
近年来鄱阳湖区水文状况发生变化、局部水体营养化加剧、采砂、特大洪水等,这都影响着鄱阳湖湿地植物的生长和分布。本文概述鄱阳湖主要湿地植被类型,典型湿地植物对鄱阳湖水位变化适应策略;分析在气候变化、上游水利工程、特大洪水影响下,鄱阳湖典型湿地植物对水位波动变化的响应及面临的生态问题;探讨相应的保护策略,为鄱阳湖湿地植物的生态保护及恢复提供参考。
鄱阳湖有50%的入湖水量集中在4—6月,形成鄱阳湖早期高水位。7—9月由于长江大汛,湖口出流顶托、甚至倒灌,鄱阳湖继续维持或更加抬高水位,10—12月水位逐渐缓慢下降,并维持在较低水位;4—9月为鄱阳湖的丰水期,10月—翌年3月为鄱阳湖枯水期(朱海虹等, 1997),丰水期与枯水期水位涨幅7 m多,鄱阳湖湿地植物随这种特殊的水文节律动态变化。根据湿地植物在不同湿地生境中的分布特点,可按生活方式将湿地植物分为挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物和湿生植物。在枯水期,鄱阳湖以苔草(Carexspp.)为主体的湿生植物群落和以芦苇(Phragmites australis)、荻(Miscanthus sacchariflorus)为主体的挺水植物群落 ;在丰水期,形成眼子菜(Potamogetonspp.)、苦草(Vallisneriaspp.)、黑藻(Hydrilla verticillata)为主体的沉水植物群落和菱(Trapaspp.)、荇菜(Nymphoides peltatum)为主体的浮水植物群落。
苔草是莎草科苔草属植物的通称,为多年生草本植物,是鄱阳湖湿地植物最典型的湿生植物的代表。苔草群落是鄱阳湖湿地分布最广、面积最大的植被群落类型(邓志民等, 2014)。春季成片的苔草几乎覆盖整个湿地,夏季被洪水淹没,大量死亡或进入休眠状态。苔草的根系非常庞大,有很强的再生能力,通过提高地下生物量的比例来度过丰水期。如:灰化苔草(Carex cinerascens)地下生物量大约是地上生物量的5.35倍,根状茎大量的碳水化合物的储存有利于植物存活,可依赖较高的地下生物量积累来克服和适应不利环境(于旭光等, 2010)。多年生的苔草通过生物量的重新分配来度过丰水期,而一年生湿生植物通过改变生命周期来渡过丰水期。湿地中生长着一些生命周期很短的植物,这些植物生长快、发芽、开花和结果的时间都非常短,如水蓼(Persicaria hydropiper)、水田碎米荠(Cardamine hirsuta) 、齿果酸模(Rumex dentatus)等。
鄱阳湖6—8月水位急剧上升,湿生植物大面积被洪水淹没,相对较高的挺水植物尚可露出水面。水位增加,挺水植物能减少分蘖,茎的高生长和直径生长加快,深水区的挺水植物会长到水面以上,这些都是挺水植物表型可塑性的表现。如:禾本科芦苇,多年生草本植物,在水淹条件下增加地上部分生物量有利于植物的光合作用,获得更多的氧气和光照资源,同时减少根部的生物量,并且形成更多通气组织(李长明等, 2015)。代表植物有芦苇、荻、菰(Zizania latifolia)等。
浮叶植物既不完全露出水面,也不完全沉入水底,它们是根扎入水底基质,只是叶片浮于水面的一类植物,这类植物茎叶浮水,叶片两面性强,并有沉水叶柄或根茎与根相连,沉水部分气道发达(崔心红, 2008),可进行营养繁殖和有性繁殖。代表植物有菱(Trapa bispinosa)、芡实(Euryale ferox)、荇菜等。芡实能进行自花授粉和异花授粉,芡实的闭花传粉可能是对逆境(如涨水)的适应策略。芡实也是鄱阳湖夏季水鸟水雉(Hydrophasianus chirurgus)、灰翅浮鸥(Chlidonias hybridus)等钟爱的繁殖及栖息场所。
浮萍(Lemma minor)、凤眼蓝(Eichhornia crassipes)、槐叶萍(Salvinia natans)是漂浮植物的代表。它们根系漂浮退化或成悬锤状,叶或茎海绵组织发达,起漂浮作用,大多具有繁殖速度较快的特征。浮萍是世界上最小、生长速度最快、形态最简单的开花植物,在营养充足的条件下,浮萍几乎是以指数级生长速率生长,其倍增时间因品种和生长环境而异,但通常倍增时间为1—2 d,最短时间为20—24 h(黄明星等, 2016)。
沉水植物是整个植物体沉没在水下的植物类群,属于大型草本植物 (王华等, 2008)。从形态上看,沉水植物的叶片通常仅几层细胞厚(2或3层),很多种类的叶片分裂纤细,以增大单位生物量的叶面积,有利于其对环境资源的利用(苏睿丽等, 2005)。鄱阳湖常见沉水植物有苦草、黑藻、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)等。水鳖科苦草属沉水植物,生长快、再生能力强,是草食性鱼类和白鹤等水禽类的重要食物。依《中国植物志》第8卷,我国的苦草属植物共有苦草(V.natans)、刺苦草(V.spinulosa)和密刺苦草(V.denseserrulata) 3种;其中刺苦草是长江中下游湖泊的优势物种,苦草为常见种,而密刺苦草仅有少量分布(陈磊等, 2008)。
受气候变化和长江上游水利工程的影响,鄱阳湖水位情势与以往相比,发生了一定改变。余莉等(2011)研究表明距离湖口较近的赣江主支口与饶河口交汇处三角洲湿地受三峡蓄水运行影响比较显著,湿地演替状态发生明显变化,部分低位芦苇滩地退化为苔草滩地,而由于滩地出露时间提前,苔草滩地仍处于向湖心拓展的状态。枯水期三峡大坝运行对鄱阳湖水位的“拉空效应”明显(Zhang et al, 2012),过低水位造成的岸线长度减少、植物资源的过早萌芽,会严重影响水鸟栖息地的分布,导致越冬水鸟生存质量下降(张娜等, 2019)。江湖关系发生变化之后,鄱阳湖湿地格局整体上趋于复杂(查东平等, 2015)。
鄱阳湖枯水水位偏低,使原本在枯水季节能维持50~100 cm水深的区域出露成为泥滩地,不少洲滩内湖干涸,大量的沉水植物由于长时间出露而死亡(胡振鹏等, 2010)。鄱阳湖枯水期水位偏低、丰水期水位偏高均不利于沉水植物的生长。1998年的特大洪水导致湖泊中水生植物的地上部分大量毁灭(李伟等, 2004)。2020年鄱阳湖出现超历史大洪水,7月初在鄱阳湖保护区大湖池调查到14种水生植物。洪水过后,10月调查大湖池没有发现水生植物活体,仅采集到菱角。沉水植物的衰退与水质的退化具有一定的关系,近年来的鄱阳湖水质监测数据显示,鄱阳湖各区域水质呈下降趋势,一定程度上导致了沉水植物的减少(简敏菲等, 2015)。采砂活动对鄱阳湖水质影响较大,在污染物入湖几乎相同的情况下,采砂活动对鄱阳湖水质影响一至两个等级(纪伟涛等, 2017)。1983年鄱阳湖湿地植被总面积2 262 km2,2013年鄱阳湖湿地植被总面积1 661 km2,沉水植被分布面积明显下降(胡振鹏等, 2015)。沉水植物面积的萎缩与水位、水质、采砂、特大洪水等均有一定的相关性。
江西省从2021年1月1日起,鄱阳湖湖区全面禁止天然渔业资源生产性捕捞,禁捕期暂定为10 a。鄱阳湖禁捕,渔业资源能够得到一定的恢复,同时也给我们带来了一些生态变化的思考。一是鄱阳湖子湖水位变化,引起子湖植被格局改变。鄱阳湖禁捕,“堑秋湖”活动也将禁止,渔民失去了渔业收获,子湖泊水位可能面临无人管控的情况(余定坤等, 2020)。二是草食性鱼类增多,沉水植物生长抑制增强。沉水植物是富营养水体生态修复的重要组成部分,鱼类是影响沉水植物生长的重要因素之一(王晓平等, 2016)。三是入侵种克氏原螯虾(Procambarus clarkii)泛滥,外来入侵物种威胁加剧。邹节新等(2014)研究表明,克氏原螯虾在鄱阳湖湖盆地域已占据一定的生态地位,并呈现全湖广泛分布及泛滥孳生趋势,已形成对其他水生生物多样性和生态系统稳定的潜在威胁。禁捕后,鄱阳湖周边兴起了大量稻虾共养人工养殖,小龙虾对水生生物多样性和生态系统的威胁加剧。
加强非法排污、酷渔滥捕、无序采砂和侵占湿地的专项整治,纳入法制化轨道,持之以恒;建立预警机制,及时采取湿地植被退化应对措施。2018年国家林业和草原局在江西湿地宣传教育中心增挂鄱阳湖国际重要湿地预警监测中心牌子。目前鄱阳湖已实施全面禁渔,预警机制初步搭建,监测范围及监测指标还有待完善。非法排污、无序采砂和侵占湿地将是鄱阳湖湿地植物保护的主要难点。
在气候变化和人类活动影响下,鄱阳湖湿地植被正在逐步退化(胡振鹏等, 2015)。2020年鄱阳湖出现历史性超大洪水,苦草等水生植被大量死亡。因湖区食物不足,2020—2021年越冬期以水生植物为食物的白鹤(Grus leucogeranus)在鄱阳湖畔南昌县泾口乡的五星白鹤保护小区藕田、余干县插旗洲稻田内觅食,两地白鹤数量均超过千余只。在鄱阳湖湿地植被呈退化状态下,又遭遇2020年特大洪水,建议在鄱阳湖选取试点区域开展湿地植被恢复工作。
鄱阳湖区共有14个重点禁捕退捕县,含传统渔村300多个、渔民1.95万户、超10万人(久离, 2019),禁捕政策的实施对于鄱阳湖区域经济的发展及渔民的生产生活都将产生巨大的影响。禁捕政策的实施,在保障禁捕渔民的利益外,还应研究禁捕后产生的其他生态问题,如蝶形湖水位控制、外来物种小龙虾的控制。建议组建专家咨询委员会,科学应对禁捕后产生的相关问题,提升鄱阳湖区禁捕实施的生态成效,协调好生态保护与区域经济发展的关系。