菹草生物量控制对群落中沉水植物生长及水质的影响

生态环境学报2015，24(7)：1222．1227EcologyandEnvironmentalScienceshttp：／／www．jeesci．cornE—mail：editor@jeesci．com菹草生物量控制对群落中沉水植物生长及水质的影响徐伟伟L，胡维平，邓建才，朱金格，李钦钦L，张洪梅1．中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京210008；2中国科学院大学，北京100049摘要：沉生植物对维护和提高湖泊生态系统的生物多样性和稳定性，控制湖泊富营养化具有重要生态价值。对于可在水面形成致密冠层的沉水植物，生物量过大时可能会对水体功能产生不利的影响。实验通过对菹草(Potamogetonc，ispus)+金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)群落中菹草在春季暴发时采取不同菹草收割强度(100％、80％、60％、40％、20％和0％的收割)进行生物量控制。每种收割处理均在底泥厚度为15cm，水深为110cm独立实验池中(4m长x2m宽x2．5m深)进行。实验研究生物量调控对冬季种菹草与春季种金鱼藻交替及水质的影响，探讨群落中菹草的最佳生物量控制强度，为草型湖泊进行沉水植物生态管理提供依据。结果表明：在40％、20％和0％(未收割)菹草收割强度处理下菹草容易产生断枝并且整株上浮，更高强度的收割减小了植株受到的浮力，促进了群落中菹草和金鱼藻的生长，并延长了菹草的生命周期，推迟了菹草的上浮时间。菹草遮光效应在一定程度上促进了金鱼藻的生长，中等偏高强度的菹草收割使得菹草和金鱼藻均处在较高的生物量水平，维持了群落的稳定性。在菹草生长期对其进行60％～80％收割可维持水体营养盐在较低的水平，并能实现冬季种沉水植物菹草与春季种沉水植物金鱼藻在群落中有效交替，可缓解存留菹草衰亡给水质带来的不利影响，强化沉水植物群落的水质净化功能。关键词：生物量调控；收割强度；群落；金鱼藻；盖度DOI：10．16258~．cnki．1674—5906．2015．07．022中图分类号：X173文献标志码：A文章编号：1674．5906(2015)07．1222．06引用格式：徐伟伟，胡维平，邓建才，朱金格，李钦钦，张洪梅．菹草生物量控制对群落中沉水植物生长及水质的影响[J】．生态环境学报，2015，24(7)：1222．1227．XUWeiwei，HUWeiping，DENGJiancai，ZHUJinge，LIQinqin，ZHANGHongmei．InfluenceofHarvestingPotamogetonCrispusinASubmergedPlantCommunityontheGrowthofSubmergedAquaticPlantsandTheirEfectsonWaterQuality[J]．EcologyandEnvironmentalSciences，2015，24(7)：1222—1227．水生植物在生长期一方面可通过分泌他感物质直接抑制藻类生长繁殖，另一方面可净化水质、减少沉积物的悬浮(Carpentereta1．，1986；Engelhardteta1．，2001；王立志等，2012)。水生植被的恢复、重建和改造已成为浅水湖泊的生态调控和内源污染负荷控制的重要手段(李文朝，1996；吴振斌等，2003；胡开明等2012o在一些浅水草型湖泊中，由于湖泊富营养化程度加重，湖泊水生植物群落结构发生变化，部分水域沉水植物生物量过大(邱东茹等，1997)，并在水面附近形成致密的冠层，产生较为严重的后果，例如阻碍水体流动、影响湖泊景观休闲功能、衰亡引起水质恶化、加速湖泊沼泽化等，在一定时期不仅没有发挥其吸收营养盐净化水质的作用，反而成为氮、磷的内污染源(李文朝，1996；潘慧云等，2008o合理地收割沉水植物既有利于植物的恢复和生长，增加生物多样性，又可提高群落持续地净化水质的稳定性(谷孝鸿等，2002)，还能转移出植物中的营养物质，达到湖泊氮、磷收支平衡或减轻湖泊污染负荷目的(Gumbricht，1993；尚士友等，2003)，也能避免沉水植物过量生长而带来的负面作用。对生物量主要集中在水体上层或表面的沉水植物(范国兰等，2005)，适当收割可以缓解生物量过度集中于水体表层的趋势(左进城等，2009；倪乐意，1999)。不过已有的研究大多局限于单种水生高等植物的生物量过量时的植被改造，对沉水植物镶嵌群落人工调控关注不够(王国祥等，1999)。另外，刚刚恢复的沉水植物群落对外界干扰极为敏感，过度收割可能会导致沉水植物重建工作失败(任文君等，2011)，低强度的干扰又可能基金项目：国家自然科学基金项目(NSFC41230853)；国家水体污染控制与治理科技重大专项项目(2014ZX07101．O11