太湖外来植物分布及其入侵风险评价

　

(合肥工业大学　安徽　合肥　230009)

太湖总面积2338km2，流域面积36985km2，是我国第三大淡水湖泊，承担着供水、养殖、航运、旅游、生态等多方面功能(秦伯强 等,2004)。水生植被是湖泊生态系统的重要组成部分(Bornette and Puijalon,2011)。作为主要初级生产者之一，为鱼类、鸟类、无脊椎动物等提供饵料、活动场所及繁殖场所，在维持健康湖泊生态系统中扮演着关键角色，对维护生态系统的结构和功能、改善水环境具有重要作用(Kolada,2010;Kreiling et al.,2011)。

外来入侵植物侵入生态系统后具有较大的生态风险，如迅速占领栖息地，造成原生植被的大量消失，从而造成水生生态系统生态功能的衰退(刘全儒等，2002)。在我国大型湖泊中，云南滇池和武汉东湖都先后发生过大规模外来植物入侵事件，造成巨大生态灾难，给水生生态系统造成严重伤害(尹发能，2005；罗民波等，2006)。

本研究针对太湖水生植被进行全面调查，分析外来入侵植物的空间分布现状，为太湖水生植被管理提供理论依据和技术指导。

一、调查方法

植被调查在夏季进行，时间为8月3日至8月14日，此时太湖水生植被生长最为旺盛、生物量最大。普遍踏查各区域内物种分布情况，同时设置环湖踏查路线，记录所有调查到的维管植物物种组成，同时拍照记录。不能鉴别的物种通过相片带回实验室鉴定，鉴别特征不明显的物种采集标本。主要植物鉴定依据包括《江苏植物志》(江苏省植物研究所,1977;江苏省植物研究所,1982)和《中国植物志电子版》(http://frps.eflora.cn/)。

船载法调查太湖湖区水生植物群落分布情况。在典型水生植物群落分布区通过水生植物采样夹(0.15m2)随机设置样方进行水生植物群落调查，每个群落中设置的样方数至少5个，记录各群落物种组成及生物量组成，收集水生植物分物种称取干重，80 ℃烘至衡重后称量干重，沿岸挺水植被样方大小为1m×1m，收割样方内所有物种。

二、结果与分析

(一)野外调查航点航迹

船载法调查水生植被，除全湖调查以外，另设一个环湖挺水植被及湿生植被调查路线，便携式GPS(Garmin venture HC)记录航迹。在样方调查地点、典型识别地点(包括典型植物群落起迄点、特殊物种分布地点等)通过GPS打点记录航点。共记录野外标记航点483个。

(二)水生植物物种组成

本次调查共记录到太湖湖区及周边滩涂、堤坝上有164种植物分布。其中水生植物56种，占总物种数的34.36%；湿生植物58种，占总物种数的35.37%；中生植物50种，占总物种数的30.49%。水生植物中挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和沉水植物分别为27种、7种、9种和13种。

从生活型看，草本植物最多，有143种，占总物种数的87.20%。藤本植物有14种，占总物种数的8.54%，全部为草质藤本。乔木7种，占总物种数的4.27%。乔木均分布于滩涂、堤坝及湿地公园中，除腺柳和构树为野生外，其余物种全为栽培，以垂柳、旱柳、水杉栽培最为广泛。另有一种攀缘灌木，为茅莓，在环湖各地滩涂零散分布。

(三)外来入侵植物分析

从分布情况来看，所有植物中，野生分布的有131种，外来物种33种。外来物种中，栽培物种16种，归化种8种，逃逸种4种，入侵种5种。栽培物种大多用于湿地公园构景和湖堤防风，莼菜则被栽培食用。归化种均为入侵太湖地区50年以上的物种，已参与当地植物区系组成中，包括商陆、美洲商陆、空心莲子菜、印度蔊菜、土荆芥、伊乐藻。4种逃逸种分别为白花车轴草、牵牛、圆叶牵牛和菊芋，人工栽培后逃逸到滩涂、湖堤等生境中。

入侵种包括粉绿狐尾藻、南美天胡荽、水盾草、加拿大一枝黄花及凤眼莲。其中粉绿狐尾藻和南美天胡荽通过园林引种时入侵，主要分布在沿湖湿地公园，目前仅在贡湖东北部湿地公园中有分布，生长较为茂盛，有进一步入侵的潜力。加拿大一枝黄花在湖堤及滩涂分布较为广泛，主要沿公路分布。水盾草和凤眼莲分布在湖区，水盾草为沉水植物，在太湖东部沉水植物分布区有零散分布，尤其以七都、戗港等地码头处生长最为旺盛。凤眼莲在太湖总体分布较少，常随水流分布，以太湖各入湖口最为常见，在太湖西部无水草分布区亦有分布。此外，目前在竺山湖有大面积人工栽培的凤眼莲，用于水污染治理。

(四)水生植被群落组成

太湖水生植被总体呈西部裸露，东部各湖湾及南部湖区广泛分布的分布格局。根据水生植物群落物种组成不同，将植物群落划分成10种类型，各群落分布区见图1。由西向东以马来眼子菜群落逐步过渡到荇菜-马来眼子菜群落，再过渡到其他群落类型，群落物种组成也逐渐变得复杂。

从植物群落组成来看，马来眼子菜群落分布面积最大，分布最为广泛，北到贡湖望虞河入湖口，南到湖州长兜港均有分布。其他水生植物群落分布于东部各湖湾中，包括贡湖、镇湖湾、光福湾、胥口湾及东太湖。

以挺水植物为主要优势种的群落类型主要分布在东太湖、胥口湾的近岸区，其他湖区的近岸区也有小面积分布，主要优势种有芦苇、菰和莲，挺水植物层片以下常有漂浮植物水鳖、槐叶萍，浮叶植物芡实，沉水植物金鱼藻、黑藻等分布。

浮叶植物为主要优势种的群落类型以荇菜-马来眼子菜群落最为多见，也是太湖中分布第二广泛的群落类型，以东太湖和大湖区交接的三山岛以南区域有分布面积最大，其余各水生植物分布区也呈大的片状分布。伴生种种类较丰富，以金鱼藻、聚草、伊乐藻等最为多见。

荇菜+菱-聚草+金鱼藻群落是生物量组成最大的群落类型之一，分布于东太湖、冲山东面及胥口湾航道北侧水域中，适宜淤泥底质的静水水域。

以沉水植物为主要优势种的群落类型包括苦草群落、微齿眼子菜群落、微齿眼子菜+黑藻群落、马来眼子菜-聚草+金鱼藻+伊乐藻群落。其中，苦草群落大面积分布区位于东西山之间，适宜底质较硬、水深较大的环境，尽管分布区深度在2m左右，但水体透明度可达1.9m。

微齿眼子菜群落分布区位于贡湖东部，羊湾水厂取水口附近水域，该区域底质坚硬，物种组成较为单一，仅偶见水盾草、聚草、伊乐藻伴生。

微齿眼子菜+黑藻群落及马来眼子菜+微齿眼子菜群落分布于胥口湾近岸水域，生物量低，且物种组成分布，几乎所有沉水植物均在此区域有分布，呈现出典型的中度干扰后物种之间竞争激烈的态势，是该水域高强度水草人工收割的结果。

马来眼子菜-聚草+金鱼藻+伊乐藻群落大面积分布于东太湖及东西山之间水域，生物量可达3853.333g/m2，物种组成也极为丰富，几乎所有太湖分布的挺水植物以外的水生植物均在此群落中有分布。

太湖水生植被调查结果表明,沉水植被和浮叶植被是该湖水生植被的主要生态类型,分布面积分别占全湖总面积73.6%和18.3%。东太湖水生植被主要有9个群丛,其中沉水植被主要的5个群丛是伊乐藻(外来种)群丛、金鱼藻群丛、伊乐藻+微齿眼子菜群丛、莕菜-伊乐藻+微齿眼子菜群丛、苦草+竹叶眼子菜+黑藻群丛,其分布面积分别占东太湖植被总面积的30.7%、17.2%、16.7%、15.8%、9.3%。随着对东太湖的不断改造和资源的不断利用,20世纪60年代东太湖人工种植沼泽植被菰群丛,20世纪80年代初环湖水陆交错带被围垦而芦苇群丛消失,微齿眼子菜替代竹叶眼子菜而占据东太湖40%的水面。近10a来,东太湖网围养蟹迅速发展,占全湖总植被面积25.6%的沼泽植物——菰群丛及其占40%的微齿眼子菜群丛被清除,外来种伊乐藻和无根植物金鱼藻分布面积达90%的湖区。东太湖水生植被由20世纪50年代的原生演替到现在的次生演替,群落演变激烈,同时东太湖沼泽化进程加剧。

图1　太湖夏季水生植被分布图

三、讨论

本次调查共记录外来植物33种，占总物种的25.19%，其中栽培物种占16种，归化种占8种。栽培植物因其无法在野外生存，因而几乎不会存在较大入侵风险，归化种因其已入侵数十年，或度过了入侵期，或已经参与到当地生态系统中，成为当地植物区系的一部分，也不会对生态系统造成较大危害。归化种中，伊乐藻(Elodea nuttallii)为中科院地湖所1986年从日本引进(杨清心和李文朝,1989)，以增加冬季太湖水生植被生物量，因只引进了雄性植物，因而在野外只能通过无性繁殖，并不具备大规模入侵的潜力。本次野外调查发现，伊乐藻在东太湖和胥口湾水域已经以建群种的角色参与到当地水生植物群落当中，与其他水生植物一起为太湖水生生态系统净化起到了积极作用。

4种逃逸种分别为白花车轴草、牵牛、圆叶牵牛和菊芋，均为陆生植物，在太湖沿岸湿生植物分布区偶尔有分布，对湿地功能并不会构成较大威胁。

物种入侵植物中，粉绿狐尾藻和南美天胡荽随沿岸湿地公园人工引种时带入，存在较大的入侵风险。加拿大一枝黄花在湖滨湿地有少量分布，由于该种为中生植物，因而并不会对湿地植被造成较大危害。凤眼莲虽然在我国其他湖泊已经有造成大规模入侵危害的报道，由于太湖地区北纬已达到31°，因而越冬困难，很难造成大规模爆发性生长。水盾草可能随家庭养鱼引入太湖地区，后因人工随意丢弃而逐渐入侵太湖湿地，近十年来，已在江浙地区大量入侵，造成较大的生态危害(丁炳扬等，2003；曹培健等，2006)。根据本次野外调查，水盾草在贡湖湾及东太湖戗港均有小规模片状分布，入侵态势非常严峻。根据太湖流域其他部分野外观察发现，水盾草已经在苏州的斜塘河、娄江等水体中爆发性生长，因此该种是目前太湖地区入侵风险最大的物种(赵凯等，2015)。

结合太湖整体水生植被分布现状调查结果，目前，并未发生大规模外来物种入侵现象，主要水生植被分布区仅有伊乐藻以建群种的角色出现，其余外来物种仅有少量零星分布。但水盾草在太湖的发现必须引起相关部门的足够重视，该种在未来数年中可能会存在较大的入侵风险。

【参考文献】

[1]刘全儒,于明,周云龙.北京地区外来入侵植物的初步研究[J].北京师范大学学报:自然科学版,2002,38(3):399-404.

[2]尹发能.略论武汉水资源水环境的保护[J].襄樊学院学报,2005,5:018.

[3]罗民波,段昌群,沈新强,等.滇池水环境退化与区域内物种多样性的丧失[J].海洋渔业,2006,28(1):71-78.

[4]Bornette,G.,Puijalon,S.,2011.Response of aquatic plants to abiotic factors:a review.Aquatic Sciences 73,1-14.

[5]Kolada,A.,2010.The use of aquatic vegetation in lake assessment:testing the sensitivity of macrophyte metrics to anthropogenic pressures and water quality.Hydrobiologia 656,133-147.

[6]Kreiling,R.M.,Richardson,W.B.,Cavanaugh,J.C.,Bartsch,L.A.,2011.Summer nitrate uptake and denitrification in an upper Mississippi River backwater lake:the role of rooted aquatic vegetation.Biogeochemistry 104,309-324.

[7]秦伯强,维平,胡.,伟民,刘.,2004,太湖水环境演化过程与机理.科学出版社.

[8]丁炳扬,于明坚,金孝锋,等.水盾草在中国的分布特点和入侵途径[J].生物多样性,2003,11(3):223-230.

[9]曹培健,于明坚,金孝锋,等.水盾草入侵沉水植物群落主要种群生态位和种间联结研究[J].浙江大学学报:农业与生命科学版,2006,32(3):334-340.

[10]杨清心,李文朝,1989.伊乐藻在东太湖的引种.中国科学院南京地理与湖泊研究所集刊 6,84-92.

[11]赵凯,李振国,魏宏农,张静,马久远,王国祥,2015.太湖贡湖湾水生植被分布现状.湖泊科学.

[12]中国科学院南京地理研究所,1965,太湖综合调查初步报告.科学出版社.