生態(tài)調(diào)度控制漢江中游入侵沉水植物過度生長效果研究

摘要：針對漢江中游江段入侵沉水植物伊樂藻（Elodea nuttallii）過度生長的問題，以2019年調(diào)查監(jiān)測為基礎(chǔ)，采用生物量、分布面積、流速、流量等指標(biāo)，于2020-2021年在漢江丹江口水庫聯(lián)合王甫洲水利樞紐開展了控制伊樂藻過度生長的生態(tài)調(diào)度試驗并評估其生態(tài)效果。結(jié)果表明：（1）丹江口?王甫洲區(qū)間適宜入侵沉水植物伊樂藻生長的水域面積達16.8 km2，主要分布在壩前兩岸淺水區(qū)、泄水閘上游洲灘、水岸新城、中洲島、木排港、羊皮灘等區(qū)域；（2）生態(tài)調(diào)度的控制效果顯著，伊樂藻生物量和分布面積呈逐年減少趨勢，其年度峰值生物量變化與春季萌發(fā)期1?3 月流量極值比（r=-0.997）和生長旺盛期4?8月平均流量（r=-0.963）的相關(guān)系數(shù)均大于0.9，與全年平均流量（r=-0.748）和4?8月平均水溫（r=0.732）的相關(guān)系數(shù)大于0.7，流量（流速）和水溫是影響伊樂藻生物量的關(guān)鍵因子；（3）根據(jù)王甫洲壩前漂浮伊樂藻日打撈量與入庫流量統(tǒng)計，可以對伊樂藻成熟團聚體產(chǎn)生明顯沖刷影響的王甫洲入庫流量（即丹江口水庫下泄流量）條件為不小于1 500m3/s；丹江口水庫峰值流量為3 500m3/s的單次汛期調(diào)度過程，可減少研究區(qū)間內(nèi)約40%的伊樂藻生物量。

關(guān)鍵詞：沉水植物；生長控制；生態(tài)調(diào)度；伊樂藻；漢江中游

中圖分類號：X171.4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-3075（2024）03-0045-07

外來沉水植物入侵是當(dāng)前面臨的全球性生態(tài)問題（許光耀等，2019；Hussner et al，2021），大多數(shù)入侵物種具有適應(yīng)能力強、生長擴散速度快等特點，嚴重侵占本地沉水植物的生長空間，導(dǎo)致生物多樣性降低和群落結(jié)構(gòu)改變，水生態(tài)平衡遭受破壞，同時還會阻塞水道，給航運、發(fā)電、灌溉等造成損失（Houlahanamp; Findlay，2010）。研究表明，中國水生植物外來種已達62 科158 屬478 種，其中沉水植物186 種，占外來種總數(shù)的38.9%（于海澔，2017）。沉水植物伊樂藻（Elodea nuttallii）與鳳眼蓮（Eichhornia crassipes）、喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides）等水生植物并列為當(dāng)前中國發(fā)現(xiàn)的嚴重入侵種。伊樂藻為水鱉科伊樂藻屬，原產(chǎn)地為北美洲，目前在歐洲、亞洲等多個國家和地區(qū)繁殖擴散，形成了入侵危害。中國的伊樂藻最早從日本引入太湖，后來作為草魚、螃蟹、龍蝦的養(yǎng)殖飼料被大量種植，現(xiàn)已擴散至長江流域大部分區(qū)域（許經(jīng)偉等，2006）。由于伊樂藻具有耐寒能力和潛在光合作用力強、斷枝生根率高等特點，現(xiàn)已在長江流域部分水域形成優(yōu)勢種群，并帶來一些新的水生態(tài)問題。

流速、水溫、水深和魚類攝食等影響伊樂藻在河流中的生長（李建等，2023）。有研究發(fā)現(xiàn)，適宜伊樂藻生長的水域臨界流速約為0.14 m/s，大于該流速水域的伊樂藻蓋度低于10%，流速較大水域的水流剪切作用力使其無法正常生長（Heidbüchel amp; Huss?ner，2020）。2013 年丹江口水庫完成大壩加高任務(wù)，下泄至漢江中下游的水量相對減少且過程也趨于均勻化，峰值流量的減少導(dǎo)致下游河道水動力條件減弱，為伊樂藻等沉水植物過度生長提供了有利條件。伊樂藻對低溫具有較強的耐受性但不耐高溫，3～7 ℃的低溫條件下仍然可以生長（許經(jīng)偉，2006），水溫超過10℃時伊樂藻由慢速向快速生長轉(zhuǎn)變，水溫持續(xù)高于30℃ 時伊樂藻極易衰亡（王亞林等，2015）。丹江口水庫抬高水位運行后，下泄水溫由2000-2014 年平均約16℃下降至2015-2020 年的約14℃，11 月至次年3 月丹江口水庫下泄水溫平均升高1℃，4?10 月下泄水溫平均降低4.4℃，水溫最高月份由2014 年之前的8 月約25℃降低并推遲至10 月的約20℃，這種水溫變化向更有利于伊樂藻生長的溫度區(qū)間發(fā)展，為伊樂藻跨年度生長提供了有利條件；此外，伊樂藻形成單一優(yōu)勢群落的臨界水深為3.0～3.5 m，丹江口至王甫洲區(qū)間因為挖沙和河道整治等原因，河岸和洲灘的地形發(fā)生較大變化，挖沙后剩余的鵝卵石堆積形成大片沙洲和丁壩，附近水域淹沒水深較適合伊樂藻生長，同時亂石堆阻擋了水流對沉水植物的沖刷剪切作用，也進一步為伊樂藻的過度生長提供了有利條件。