太湖湖滨带植物恢复方案研究

李春华，叶 春，陈小刚，金相灿

(中国环境科学研究院湖泊工程技术中心/环境基准与风险评估国家重点实验室，北京 100012)

太湖是我国五大淡水湖之一，在经济发达的长江三角洲具有举足轻重的地位。但是，自20世纪50年代以来，太湖水质逐渐恶化，富营养化问题越来越严重，这种演变趋势与太湖湖滨带的破坏有密切关系。湖滨带是湖泊流域水生态系统与陆地生态系统间一种非常重要的生态过渡带，是湖泊的一道保护屏障［1］。天然湖滨带由陆向辐射带(岸上带)、水位变幅带(受湖浪影响的区域)和水向辐射带(近岸带)组成，由水域到陆域依次生长着沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生植物、陆生植物［2］。然而，由于近几十年的入湖河流污染、湖泊水质的恶化，尤其是直立堤岸的修建，所以我国许多湖泊的湖滨带已经遭受严重的破坏，具体表现为水生植物面积大幅度缩小、生境恶化、生态功能退化等，严重影响了湖滨带的景观、渔业、农业以及工业，经济损失巨大［2－3］。因此，湖滨带生态修复已经成为控制湖泊富营养化的重要手段之一。湖滨带植物具有涵养水源、提供栖息地、净化水质、调节微环境气候因子、减弱风浪对堤岸侵蚀、美化环境等多重作用，所以植物恢复是湖滨带生态修复的重要组成部分。已有实践证明，恢复良好的湖滨带植物可显著提高湖泊水体的自净能力、促进生物多样性［3］。但是，关于湖滨带植物恢复的研究还鲜有报道，鉴于此，我们选择太湖湖滨带为研究对象，针对太湖湖滨带的类型划分，提出植物恢复方案，以期为太湖及其他类似湖泊的生态修复提供参考。

1 研究区域概况

太湖湖滨带岸线总长405 km［4］，其中73%以上被防洪大堤所包围，其余部分临近山体，属于典型的大堤型湖滨带。根据对太湖湖滨带的水下地形、水文特征、植物群落分布的考察，将太湖湖滨带的范围界定为大堤或山体以内(水向)50～100 m的环形区域。由于湖滨带基本被环湖大堤及山体所包围，原来的水陆物质交换也随之被阻隔，因此太湖湖滨带的范围就不再涵盖陆向辐射带。湖滨带水生植物的分布受堤岸侵占以及风浪的影响严重，以挺水植物为例，其面积由环湖大堤建造前的64.6 km2下降到2008年的6.38 km2，缩小了90%;在风浪较小的湖湾区呈密集分布，而风浪较大的区域则只有零星分布。太湖湖滨带生态系统健康状况不容乐观，据我们所做的太湖湖滨带生态系统健康评价结果，梅梁湾、竺山湾、西部沿岸的湖滨带均处于“疾病”状态，南部沿岸、东部沿岸、贡湖的湖滨带均处于“亚健康”状态，只有东太湖湖滨带属于“健康”状态［5］。

2 太湖湖滨带植被分布现状及植物恢复的原则

2.1 太湖不同湖滨带类型的植被分布现状

我们在对全太湖湖滨带进行多次实地勘察及核实的基础上，完成了太湖湖滨带类型的划分及特点描述。按照湖滨带地形地貌的不同，可将太湖湖滨带划分为大堤型、山坡型和河口型三类，再根据水文条件和露滩情况，又将大堤型分为长期露滩、间歇露滩、无滩地型，将山坡型分为有滩地型、无滩地型，形成6种类型的湖滨带，即长期露滩－大堤型、间歇露滩－大堤型、无滩地－大堤型、有滩地－山坡型、无滩地－山坡型、河口型。现将每种类型湖滨带的主要特点和植被分布现状分述如下：

(1)长期露滩－大堤型。是指湖滨带具有大堤，大堤与水体之间长期存在面积不等的露滩地。该类型的湖滨带生态状态保持较好，保留了自然湖滨带的基本特点，即由水域到岸边依次分布着沉水植物—浮叶植物—挺水植物—湿生植物。

(2)间歇露滩－大堤型。此类型特点是湖滨带具有大堤，且湖水在高水位时可以触及大堤堤脚以上区域，但在低水位时还不能达到大堤堤脚，从而随着水位的变化在大堤与水体之间形成间歇性的露滩。此类型湖滨带由水域到岸边依次分布着沉水植物—浮叶植物—挺水植物，但由于风浪对基底持续淘蚀，所以少有湿生植物生长。

(3)无滩地－大堤型。此类型特点是湖滨带具有大堤，且湖水在低水位就已经达到大堤的堤脚或以上部位，因此大堤前无滩地存在，风浪对基底有持续淘蚀，只有少量沉水植物得以存活。

(4)有滩地－山坡型。该类湖滨带的特点是山体距离湖泊水体有一定的距离，即湖水在高水位时还不能接触到山脚，由于湖水水位的变化在山体与水域之间形成滩地，因此从水域到陆域依次分布着沉水植物—浮叶植物—挺水植物—湿生植物—灌乔木，一般具有良好的生态环境。此类型主要分布于梅梁湾湖滨带。

(5)无滩地－山坡型。此类湖滨带是指山体紧临湖水，即湖水在低水位时就已经到达山脚或以上部位，山前无滩地存在，故命名为无滩地－山坡型。该种类型的湖滨带很少有水生植物生长，受风浪长期淘蚀，水土流失严重，在竺山湾、梅梁湾、东部沿岸有零星分布。

(6)河口型湖滨带。河口型湖滨带是河流的入、出湖口，湿生、水生植物多样，但有些河口处水深达3.6 m，加上过往船舶以及油污染的影响，水生植被无法生存下来。

2.2 太湖湖滨带植物恢复原则

湖滨带植物恢复需考虑生物学特性、耐污能力、去除氮和磷能力及光补偿点的特性，结合目标水域的生境条件和功能要求，筛选出生态耐受性强、能适应目标水域水质现状的物种。依据太湖湖滨带的特点，在湖滨带植物恢复过程中应遵循以下原则：

(1)适应性原则。是指物种能适应太湖湖滨带所在区域环境，尤其适应湖滨水陆生态交错带的自然环境，可以成功定居、顺利繁衍、形成群落。水生植物的选择需要充分考虑湖泊水位及其动态模式，选择可以满足不同水深光补偿点的植物物种，即满足太湖多年平均水位3.14 m、年均最高水位3.42 m、年均最低水位2.95 m的湖泊水位及其动态变化幅度(本文中所有的水位均以吴淞高程基准面作为参照系，太湖湖底的平均高程为 1.1 m)。

(2)本地种优先原则。本地种经过长期的自然选择，能较好地适应本地的环境条件。很多人工栽培和养殖的生物种群，由于研究比较深入，我们基本上掌握了它们对自然环境的要求，因此也可以选择。对于外地新引进的种群必须慎重，要经过较长时间的适应性试验研究才可选用。

(3)参照原有土著植物群落结构进行配置的原则。湖滨带植物物种的选择要参照太湖历史上原有的土著植物群落结构，以保持原有的种间关系、生物多样性分布、群落结构的整体稳定性，形成相互裨益的物种搭配。

(4)满足湖滨带功能需求原则。是指需要综合考虑湖滨带拦截径流污染物的缓冲功能、维持湖泊生物多样性并提供野生动植物栖息地的生态功能、稳定湖岸控制土壤侵蚀的护岸功能、景观美学功能等。如恢复区污染非常严重，应优先考虑具有较强净化能力的物种。

(5)易管理、低维护原则。植物的生长—衰败—复苏是受自然规律所节制的，在植物衰败过程中会释放出大量的有机物，引起湖泊水体的营养盐季节性升高，为抑制该负面影响常常要对水生植物进行人为收割，因此需选择枯落物少、收割管理方便的物种;同时要考虑到收割物种的经济价值。低维护原则主要是指初始投入及维护费用低。

3 太湖湖滨带植物恢复方案

3.1 太湖湖滨带植物恢复物种选择及群落设计

根据以上5项原则，按照不同的水位，确定可选择的湖滨带植物恢复物种见表1。

表1 太湖湖滨带植物恢复物种选择

具体植物群落结构设计如下：

(1)太湖水位3.3—3.42 m区域。在该区域建设植物篱工程，由密植灌木和藤本观赏植物或藤本带刺植物构成。以密植灌木构成生物隔离中心，以藤本观赏植物或藤本带刺植物增加植物篱对人类活动的隔离功能，另一方面植物篱的不同颜色也可以增加其观赏性;同时，植物篱对面源污染有一定的净化能力，对陆源固体废物有一定的截留功能。配置品种可选择侧柏、黄刺梅、地槿等。初种方式为以侧柏为核心树种，种植1～2行，株距1.0 m，其他植物零星种植在两侧。

(2)太湖水位3.1—3.3 m区域。在该区域建造乔灌草结合的植物防护带，以有效提高涵养水源、巩固边坡、防治水土流失的效果，还可利用植物吸收、吸附等作用，发挥边坡植被对地表径流的拦截净化作用，控制面源污染对湖泊水体的影响。配置品种为乔木(香樟、水杉、池杉、垂柳、河柳等)、灌木(石楠、紫薇、桂花、夹竹桃、木槿等)、草本(中华结缕草、狗牙根、铁线草、水麦冬、白三叶等)，主要考虑植物的耐水淹性及固堤隔离功能，兼顾观赏性和一定的经济性。营造方式可以是带状或点块状混植，初植密度为乔木2.0 m ×1.5 m、灌木1.0 m ×1.0 m。

(3)太湖水位2.8—3.1 m区域。该区域主要以恢复挺水植物为主，设计宽度为20～100 m。配置品种为芦苇、香蒲、菖蒲、荷花、再力花、慈姑等，湖湾地区还可小面积选种荷花等景观效果较好的挺水植物。初植密度为芦苇16株/m2、香蒲20株/m2、菖蒲2芽/丛且20丛/m2、再力花10芽/丛且 1丛/m2、慈姑10株/m2等，营造方式为采用整株或整丛移栽。

(4)太湖水位2.7—2.8 m区域。在该区域逐步恢复浮叶植物。浮叶植物可以选择荇菜、菱、金银莲花、水鳖等，局部区域可选睡莲等景观效果较好的浮叶植物。初植密度设定为荇菜和金银莲花20株/m2、水鳖60株/m2、菱3株/m2、睡莲1头/m2等。

(5)太湖水位2.5—2.7 m区域。在该区域实施沉水植物恢复。沉水植物是最难以恢复的水生植物，沉水植物的恢复可分为自然和人工两种，自然恢复是沉水植物恢复的通常方法。在水体透光性良好、条件合适的情况下，沉水植物能很快自然恢复;但在某些特殊情况下，沉水植物自然恢复较慢，需采取人工方法恢复。在低光照情况下或在污染水体实施沉水植物恢复时，需要注意两点：一是选择有较高株高和较多分蘖的物种，比如黑藻和马来眼子菜;二是改善生境条件。沉水植物可选马来眼子菜、黑藻、狐尾藻、苦草等。初植密度为马来眼子菜3芽/丛且20丛/m2、黑藻10芽/丛且25丛/m2、狐尾藻5芽/丛且20丛/m2、苦草40株/m2等。根据水体透明度和基底泥质情况，沉水植物恢复有3种营造方式，即扦插移栽法、盆栽法、半浮式载体移栽法［6］。

3.2 湖滨带植物恢复典型方案

根据太湖湖滨带类型的划分及植被分布现状，结合太湖水体水位变化的统计结果，以健康湖滨带微地貌景观结构为参照系，分别对不同类型湖滨带进行植物恢复模式设计，共提出6种植物恢复典型化方案。

3.2.1 长期露滩－大堤型湖滨带植物恢复方案

该种类型湖滨带以生态保育为主，在植被稀疏的区域进行植物扩增，可以作为修建湖滨防洪大堤的参考类型。恢复措施主要是对堤防坡面进行草被植物种植;在露滩地系统的植被稀疏区域建设灌草湿生带，防风固土、涵养水源;在核心区扩增挺水植物，以及促进浮叶、沉水植物恢复。例如，采用香根草营造生物篱网格固土、护坡，网格内种植普通地毯草或中华结缕草、狗牙根等，起到稳定、绿化堤防边坡作用;在太湖水位3.1—3.3 m区域内，扩增耐湿灌木或草本植物，由灌木和草被结合组成灌草防护带或直接配置草被带;在太湖水位2.8—3.1m区域，根据水陆交错带的实际宽度、水位以及挺水植物现状，人工扩增挺水植物;在太湖水位2.7—2.8 m范围内，逐步恢复和优化配置浮叶植物。

3.2.2 间歇露滩－大堤型湖滨带植物恢复方案

以生态修复为主，改善区域内生境条件(如控制风浪、修复基底等)，恢复以挺水植物为主导的湖滨带生态系统，兼顾增加生物多样性。具体而言，大堤坡面应该考虑边坡的稳定、绿化、过堤涵洞排放面源污水的处理，边坡植被恢复可参见长期露滩－大堤型堤防坡面的植物恢复模式;在太湖水位3.1—3.3 m范围内，即在间歇露滩和人工堆积浅滩上进行耐湿灌木或草本植物恢复;在太湖水位2.8—3.1 m范围内，根据水深及基底修复情况，引种挺水植物。

3.2.3 无滩地－大堤型湖滨带植物恢复方案

以生态重建为主，适当采取消浪措施构建局部静水环境，为水生植物的恢复创造条件。该模式的植物恢复措施是引进挺水植物，增加生物多样性，条件允许的地方可以参照上面一种模式。对风浪较大区域，需先实施消浪措施，构建局部静水环境，等生物量恢复到一定规模时，再进行沉水植物的恢复。在前期挺水植物成功恢复后，结合水质改善工程的实施，在水体透明度成功恢复到60～80 cm时，可以考虑在太湖水位2.5—2.7 m范围内实施沉水植物恢复。

3.2.4 有滩地－山坡型湖滨带植物恢复方案

该模式应该以生态保育为主，恢复山前滩地生态系统。可以去除或破坏局部硬质堤岸，消除人为干扰，恢复滩地生境条件，促进挺水植物扩增。该植物恢复方案遵从完全演替系列设计，依据基底坡度和水位依次进行隔离防护带、乔灌草防护带建设，人工扩增挺水植物，促进浮叶植物、沉水植物自然恢复。在太湖水位3.3—3.42 m区域内建立隔离防护带工程，该工程由土石工程和生物工程有机组合而成，以土石工程为核心，外围以密植灌木和藤本观赏植物或藤本带刺植物构成防护层，共同组成隔离防护带;在太湖水位3.1—3.3 m区域带内营造乔灌草防护带，采用乔灌混交种植、喷播草种的立体绿化方式，遵循生物多样性的原则选择树种，草种以湿地水边的原生植被为主，人工辅助栽培适宜生长的花草，改善湿地景观;根据基底保育情况，在太湖水位2.8—3.1 m区域带内，人工扩增挺水植物。

3.2.5 无滩地－山坡型湖滨带植物恢复方案

以生态保育为主，控制坡面水土流失和促进近岸陆生植被恢复。该模式的主要措施为在陆地系统建设防护林或林草复合系统，改善陆地环境;在水域系统的水位变幅带及湖浪影响的范围内，采用抛石消浪，适当引进沉水植物。在太湖水位3.1—3.42 m区域带内先营造香根草生物篱，等香根草长至30 cm开始发挥固土功能后，再营造防护林，可选种湿地松、水冬瓜乔灌混交，株行距1.5 m×2 m;在太湖水位2.95—3.1 m区域带内选用香根草生物篱网格或石砌网格固土，然后在网格中种植草本植物，可选种中华结缕草或狗牙根。

3.2.6 河口型湖滨带植物恢复方案

该恢复方案以恢复河口三角洲湿地、净化入湖河流水质为主导思想。需要根据河口冲积扇形状和可利用的土地范围，并根据基底修复情况以及太湖水位，选择灌木和挺水植物进行植物配置。灌木品种可以选择石楠、紫薇、桂花等，主要考虑耐水淹性，采用点块状混植;挺水植物品种可选芦苇、香蒲、慈姑等，种植密度可设定为芦苇16株/m2、香蒲20株/m2、慈姑10株/m2，采用整株或整丛移栽，移栽后用小竹竿插在植物中间再用草绳固定植物，以防止新栽植物倒伏。

4 结语

由于环湖大堤的建设，太湖湖滨带的水生植物尤其是挺水植物的生物量出现大幅度的下降，致使原有的湖滨带生物过滤功能、水生生物栖息地功能、美学价值等都受到很大影响，因此植物恢复是太湖湖滨带生态修复措施中的重要环节。本研究通过对全太湖湖滨带的多次实地勘察，确定了湖滨带植物恢复的原则，并依据湖滨带划分类型分别提出了恢复方案，希望能对未来的太湖湖滨带植物恢复提供一定的参考。植物恢复作为生态修复中的一部分，同样有一个长期复杂的过程，需要根据湖滨带的现状，因地制宜地加以运用，并做长期追踪调查及时修正，才能达到预期效果。

［1］叶春.退化湖滨带水生植物恢复技术及工程示范研究［D］.上海：上海交通大学，2007.

［2］叶春，金相灿，王临清，等.洱海湖滨带生态修复设计原则与工程模式［J］.中国环境科学，2004，24(6)：717 －721.

［3］Ye C，Li C H，Yu H C，et al.Study on ecological restoration in near-shore zone of a eutrophic lake，Wuli Bay，Taihu Lake［J］.Ecological Engineering，2011，37(9)：1434 －1437.

［4］孙顺才，黄漪平.太湖［M］.北京：海洋出版社，1993：3－9.

［5］李春华，叶春，赵晓峰，等.太湖湖滨带生态系统健康评价［J］.生态学报，2012，32(12)：3806 －3815.

［6］Ye C，Yu H C，Kong H N，et al.Community collocation of four submerged macrophytes on two kinds of sediments in Lake Taihu，China［J］.Ecological Engineering，2009，35(11)：1656－1663.