6月15日是“全国低碳日”,2022年的主题是“落实‘双碳行动,共建美好家园”。当天,广西红树林研究中心海草科研团队在广西北海竹林监测站点接受中央电视台的采访时,展示了该团队的科研工作内容:空中,无人机航测海草床生态系统分布范围和滩涂湿地地形地貌;地面,科研人员测量海草茎枝高度和密度,采集海草床沉积物柱状样品,同时监测海草床温室气体排放量……本期,我们跟着科研人员的脚步,一起来了解海草。
最早的陆生植物是从海洋“登陆”的,到了白垩纪晚期,一部分陆生植物“迁移回”海洋,逐步演化成现在的海草。海草广泛分布于温带和热带的海岸线,有用来固定和运输营养的根茎。由于依赖阳光生存,海草通常生长在浅海泥沙上,沿着缓缓倾斜的海岸线,形成海草床。我国目前已查明的海草分布区面积约为100~200平方公里,占全球海草分布区总面积不到1%;海草种类22种,约占全球海草种类数的30%。我国海草分布区可划分为两大区:南海海草分布区和黄渤海海草分布区。前者包括海南、广西、广东、福建等地海域,共有海草9属15种,其中以海南海域的海草种类最多(14种),海草床的面积最大。后者包括山东、河北、辽宁、天津等地海域,有海草3属9种。北海海域是广西的主要海草分布区,所拥有的海草分布区的面积占广西海草分布区总面积的86.8%。北海海域的海草种类相对齐全,丰富的海草资源为全国唯一的儒艮(俗称“美人鱼”)保护区——广西壮族自治区合浦儒艮国家级自然保护区提供了支持。此外,北海的竹林监测站点是全球海草监测网在中国的唯一站点,处于华南地区最主要的海草种类之一的卵叶喜盐草的分布区内。
海草(床)的作用
很多人认为森林是吸收二氧化碳的主力,其实,地球上大部分二氧化碳是被海洋吸收的。海洋面积占地球面积超八成,储藏了全球约九成的二氧化碳量,是地球上最大的活跃碳库。而广布于温带至热带地区浅海的繁茂海草正是海洋固碳的主力之一,被称为“海洋之肺”。研究表明,全球海草生态系统平均固碳速率为每年每平方米海草固定33~83克碳,等于一辆汽车行驶了2500~6300公里排放的二氧化碳的量。
大面积的连片海草被称为“海草床”,海草床是孕育生命的“海洋牧场”。一些珍稀海洋动物,如儒艮、绿海龟等,均以海草为主要食物。据报道,一头成年的儒艮每天要吃40~50公斤的海草,而一只成年绿海龟则每天要吃2公斤的海草。且海草复杂的根冠结构为许多动物提供了优良的产卵、育幼、庇护和栖息的场所。
海草床还是天然的“滨海清洁场”,可以清除海洋中威胁人类和珊瑚礁的病原体。研究表明,在长满海草的水域,肠球菌密度比无海草水域低3倍,且危害人类和水生生物的数十种细菌性病原体数量减半。此外,海草对水质的要求很高,海草床的健康状况很大程度上反映了当地的水质污染程度,海草也因此被称为“生态哨兵”。除了固碳和反映水质,海草床还可吸收海洋里过量的营养物质(如氮和磷),促进海水中悬浮物的沉降,具有缓解海水酸化、防止土壤侵蚀等功能。
海草资源越来越少
目前,全球已知的海草床正在以每年7%的速率减少,退化速率远高于我们所熟知的热带森林以及其他一些滨海生态系统(如红树林和珊瑚礁)的退化速率,海草床因此成为地球上最受威胁的生态系统之一。而我国海草床的退化速率很可能比这高得多,许多海域的海草床衰退率高达90%。如广西壮族自治区合浦儒艮国家级自然保护区的海草床,2010年为253.93公顷,到了2017年,仅有27.21公顷,而且该保护区已多年没有儒艮活动的记录。另外,我国海草的多样性也丧失严重,一些海域历史上有记录的海草,在近期的調查中已失去踪影。
人为干扰是导致海草床退化严重的主要原因,如在海草床和周边进行围填海活动、在海草床海域进行破坏性的挖捕和养殖活动,以及人为导致水质退化等。此外,一些自然因素,如台风暴潮、高温、附生生物和藻类的覆盖、草食动物的取食等也会在不同程度上影响海草床的健康。
从修复到保护
人工增殖是挽救快速消失的海草床的手段之一。由于海草既能通过有性种子生殖,又能通过无性横走茎生殖,因此海草的人工增殖方式也主要有两种——播种法和移植法。播种法分为三步,采集、保存和播种。海草种子采集的过程为先通过人工或机械在海草供区采集繁殖枝,然后将繁殖枝放在人造环境中培养,待种子脱落后再加以筛分。播种方式则主要有人工播撒和人工埋种两种方式。不过,为了提高效率、降低成本,近年来一种有趣的播种方式应运而生——蛤蜊播种,即用糯米将种子粘到蛤蜊壳上后,再把蛤蜊投放到海区,靠蛤蜊将种子带入海中。这一方式在已退化的海草床的修复上起了很大的作用,且成本相对较低。
虽然播种法对海草床原生境破坏较小,但存在种子收集难、成苗率低等问题,所以目前最常用的海草床修复方法的还是移植法,就是将他处的海草床以草皮、草块或根状茎为单位,移植到需要修复的海草床的位置。与播种法相比,移植法存在成本高、对原海草床破坏较大等问题。
海草保护还有漫长的路要走,希望未来有更多的人了解、关心和保护海草床这一独特又生命繁盛的海洋生态系统,让海底都铺上绿色的“地毯”。