湖泊和河流中的水生植物是动物的重要避难所，它们为水带来氧气并带走营养物质。然而，它们并不是普遍受欢迎的：有些人觉得它们在游泳或进行水上运动时很烦人，它们还会改变水生系统的水文。当水生植物大量生长时，它们通常会被清除。

莱布尼茨淡水生态和内陆渔业研究所 (IGB) 的研究人员在五个国家的六个淡水生态系统中进行了实地试验，以调查为何会出现如此大规模的发展以及消除这些发展会带来什么后果。对不同管理方法的评估表明，在处理水生植物时也可以考虑“不采取任何措施”的选择。

根据这项研究，水生植物的大规模发展主要会损害水体的娱乐价值，而它们往往对其他生态系统服务有益。这项研究发表在《整体环境科学》杂志上。

水生植物，也称为大型植物，可以以多种方式生长：一些植物没有根，自由漂浮在水面上，一些植物在底部扎根并形成浮叶，浮在水面上，而另一些植物则完全浸没在水中。

在最佳条件下，它们可以大规模扩散。当存在促进生长的因素(例如高水平的营养物、光照和碳以及温暖的温度)时，就会出现这种情况。当抑制植物生长的干扰(例如强流、洪水、干旱和食草)变得不那么频繁或消失时，就会出现这种情况。

施普雷河和肯纳德湖：调节水流有利于水生植物的生长

在拉直且流量受调节的水道中，不会出现此类自然干扰，例如，通过调节，德国的施普雷河变成了一条缓流河流，其中的营养成分有利于各种本地沉水植物的生长。

以德国波鸿附近的水库肯纳德湖为例，通过对鲁尔河的整治，形成了营养丰富的湖泊，其中有大片浅水区，其动态几乎不受洪水或干旱期的影响，从而促进了非本土窄叶水草的大量发展。

“在营养丰富、夏季温暖、受监管的河流中，大型植物大量生长是一种众所周知的现象。然而，在监管营养贫乏、寒冷的河流时，也应考虑水生植物大量生长的风险。监管使系统不那么动态，因为水流更加均匀。仅这一点就可以促进大规模发展，即使营养物含量很低，”IGB 研究员、该研究的共同作者 Sabine Hilt 博士说。

超过一半的居民和用户认为水生植物令人烦恼

但当地人如何看待水生植物?毫不奇怪，作为研究的一部分，对当地居民和用水者进行的调查显示，水生植物越密集，人们就越容易认为它们是一种滋扰——就植被面积和生长高度而言。人们认为水生植物是一种滋扰的程度取决于水体的类型和所调查的用户群体。

在施普雷河研究区，80% 的当地居民认为大规模种植本地水生植物令人不安，但只有 63% 的临时用水者认为这种做法令人不安。这两类人都担心生物多样性。不过，当地居民比休闲用水者更担心大规模种植对生物多样性的影响。

“这令人惊讶，因为本地水生植物促进了生物多样性。但人们似乎没有意识到这一点，”希尔特说。

在南非的哈特比斯普特水坝，研究人员也在那里进行了调查，超过 90% 的游客和居民认为非本土水葫芦的大规模蔓延令人不安。人们主要关心的是生物多样性，其次才是划船和风景之美。

希尔特在解释不同的结果时说：“对干扰的高度感知可能与人们几十年来已经意识到水葫芦的控制有关，再加上这种淡水生态系统对整个国家具有重要意义。”

去除水生植物对水体的影响

控制水生植物的常用措施是割草或用割草船进行机械清除。研究小组在6个湖泊、水库和河流上进行了前后田间试验，研究了植物割草对生态、水质和水平衡的影响。

“由于水生植物也为人类提供了重要的生态系统服务，因此，了解去除水生植物可能带来的负面后果，并根据良好的专业实践在水管理中认真权衡这些后果，非常重要，”IGB 研究员、该研究的共同作者 Jan Köhler 博士说。

水平衡：水位下降——可能是好事也可能是坏事

在河流和溪流中，密集的水生植物会缩小水流的横截面积，并在茎叶周围引起湍流，从而减缓河流流速。因此，密集的植物群会提高上游的水位。研究人员分析了流量、水位和水生植物生物量的长期数据，以计算蓄水效果。

在研究的施普雷河河段，根系水生植物使平均水位上升了 60 至 90 厘米(2011 年至 2021 年 6 月和 7 月平均值)，并使平均流速减慢了 35%。根据河道的类型，这种影响可能是有益的，也可能是有害的。

“当河流流量高时，这种蓄水效应可能会局部增加洪水风险。然而，在流量低至中等的河流和溪流中，水生植物的蓄水效应可能是有益的。河流的高水位也会提高相邻洪泛区的地下水位。在施普雷河，河流水位的变化会在几个小时内反映在地下水中。这可以缓解干旱期。更大的异质性也提供了额外的栖息地，可以促进生物多样性，”Jan Köhler 解释道。

移除植物对水位的确切影响取决于移除的空间范围和强度。要完全防止任何蓄水效应，需要彻底移除足够长的河段内的所有大型植物。

例如，在施普雷河，自 2002 年以来，每年夏天都会对大型植物进行修剪，有些年份，整个 34 公里长的河段都会修剪，有些年份，只修剪 3-8 公里长的河段。修剪过的河段水位下降了 20-30 厘米，但只持续了几周，然后又重新长出来了。

碳和养分循环：植物更少，养分更多

移除水生植物会增加营养负荷。在实地试验中，在移除水生植物之前、移除一周后和移除六周后测量了对照区和受影响区的水化学成分。这些前后测量结果显示，包括施普雷河和肯纳德湖在内的多个地点的营养物浓度有所增加。

这是因为水生植物吸收营养物质。它们还能过滤水中的颗粒并促进漂浮物的沉淀。然而，如果在清除过程中沉积物中释放出营养物质，营养负荷也会增加。

控制非本土物种：其他物种填补空白

“非本土水生植物物种可能通过资源竞争或栖息地改变威胁当地水生生物多样性。这实际上是移除它们的一个好理由。然而，像我们这样的研究表明，有针对性地移除非本土水生植物并不能保证解决已知的滋扰问题。其他本土或非本土物种可能会占领该栖息地并给生态系统使用者带来类似的问题，”希尔特说。

举个例子：在南非哈特比斯普特水库的田间试验中，研究人员通过释放专门针对水葫芦的昆虫，以生物方式控制了非本土的漂浮水葫芦的大规模发展，同时不影响其他植物物种。当水葫芦覆盖率降低时，研究人员发现了另一种入侵的漂浮植物物种——普通槐叶萍接管的最初迹象。

生物多样性：结构丰富的栖息地可能会消失

水生植物通常具有高度的结构复杂性，可提供栖息地和/或避难所。此外，它们还是其他水生生物的重要食物来源。尽管结果差异很大，但各种研究表明，以大型植物为主的浅水湖泊通常具有更高的浮游动物、无脊椎动物、鱼类和鸟类多样性。

在目前的研究中，结果并不那么明显;在某些地点，生物多样性甚至更低，或者在水生植物丰富时没有明显差异。

“这可能是由于密集的单一特异性大型植物垫的出现，它可以抑制更多样的本地大型植物植被。这导致水生群落的同质化，在某些情况下导致缺氧条件，随后对水生生物多样性产生负面影响，”希尔特解释说。

水生植物的管理主要有利于水体的娱乐价值

由于水生植物大量生长的原因往往难以消除，因此每年都要花费大量资源来清除它们，尽管这只能起到短期效果。清除的目的可能是防止邻近房屋被淹或水电站和水管堵塞，或者是为了方便划船、游泳和钓鱼等娱乐活动。

“在决定是否要修剪水生植物时，生态系统服务的概念提供了一个合适的框架。在这项研究中，我们确定了水体的十二种生态系统服务，这些服务受到水生植物大规模开发的影响——无论是正面影响还是负面影响。通过以单位面积和时间的货币单位来表示生态系统服务，我们能够将它们加起来并估算出它们的总经济价值，”希尔特说。研究小组计算了三种情景的相应价值：不采取任何措施、目前的管理实践，部分移除植物，以及最大程度地移除植物。

总体而言，研究发现，休闲娱乐的生态系统服务(如钓鱼、游泳、划船)在水生植物管理的整体社会价值中占主导地位。然而，很少有休闲娱乐者愿意为更密集的水生植物清除付费。这与其他研究一致，这些研究通常只关注钓鱼等个别形式的休闲娱乐，并使用非货币方法。

施普雷河的目标明显冲突：农业效益与生物多样性

在施普雷河的案例中，研究人员发现了不同生态系统服务之间的明确权衡：情景 3 中，最大限度地去除植物导致农业洪泛平原草地的饲料生产价值更高(+40%)，因为较低的地下水位增加了洪泛平原的生产能力。

但与此同时，地下水位下降也导致生物多样性下降(-50%)，尤其是洪泛区保护区内被列入红色名录的湿地植物物种。

“我们的研究表明，管理决策往往基于特定用户群体的需求。然而，移除水生植物的整体社会效益并不大于允许它们生长。因此，在处理被视为有害的水生植物时，不应过早放弃‘什么也不做’的选择，”希尔特说。

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