漲潮時,清淺的海水中,它們搖曳、起舞;退潮后,泥濘的灘涂上,它們呼吸、吐納。它們就是地球上唯一一類可以完全在海水中完成萌發(fā)、開花與結(jié)種的被子植物——海草。
一株海草的力量固然有限,但連片成“床”的它們,不僅是多種海洋生物的重要棲息地和繁衍場所,還是三大藍碳生態(tài)系統(tǒng)之一,具有極其重要的生態(tài)功能。
近日,中國科學院海洋研究所牽頭主導制定的《海洋生態(tài)修復技術(shù)指南第4部分:海草床生態(tài)修復》由國家標準化管理委員會批準發(fā)布,將于2023年12月1日正式實施。這是我國首個海草床生態(tài)系統(tǒng)修復技術(shù)國家標準。
固碳本領(lǐng)高超
海草分布廣泛,除南極外,在全世界沿岸海域均有分布。由于依賴光合作用,它們常出現(xiàn)在沿岸的潮間帶或潮下帶的淺水區(qū)。
中國科學院海洋研究所研究員周毅是《海洋生態(tài)修復技術(shù)指南第4部分:海草床生態(tài)修復》的牽頭起草人,他告訴科技日報記者:“盡管海草和部分種類的海藻長相相似,但二者并不相同。海草是高等植物,具有根莖葉的分化,還可以開花、傳粉、結(jié)種。當海草大面積聚集生長,便形成了海草床?!?/p>
在我國,海草有兩個分布區(qū),分別是熱帶—亞熱帶海域海草分布區(qū)和溫帶海域海草分布區(qū)。其中,熱帶—亞熱帶海域海草分布區(qū)主要在南海海域,包括海南至福建的沿海地區(qū);溫帶海域海草分布區(qū)主要在黃渤海海域,包括山東、河北、天津和遼寧沿海。
“熱帶—亞熱帶海域海草分布區(qū)中,喜鹽草分布范圍最廣,它是中國亞熱帶海草群落的優(yōu)勢種。到了溫帶海域海草分布區(qū),鰻草則扛起優(yōu)勢種大旗?!敝袊Q蟠髮W水產(chǎn)學院教授張沛東告訴記者,海草看似微不足道,但當其形成完整的生態(tài)系統(tǒng)后,對維持海洋環(huán)境、調(diào)節(jié)全球氣候、凈化水質(zhì)等都有著重要作用。
“海草床堪稱‘海底森林’,具有極高的生態(tài)價值?!敝芤阏f,“海草床為魚類、貝類、蝦蟹類等海洋動物提供重要的產(chǎn)卵場、育幼場、索餌場和棲息場。有大片海草床的地方,能看到魚蟹暢游其中。”
在固碳方面,海草床也有著一套“看家本領(lǐng)”,其貯存碳的效率比森林高出90倍。
“海草自身有較高的初級生產(chǎn)力。在海草葉片上,通常會附著很多生物群落,海草以及附著生物可以通過光合作用固碳。此外,高效的懸浮物捕獲能力、穩(wěn)定的沉積環(huán)境也賦予了海草床碳封存優(yōu)勢?!痹谡劦胶2莸墓烫甲饔脮r,周毅向記者介紹,盡管全球海草床的分布面積占海洋面積的比例不足0.2%,但其每年的碳封存量可達全球海洋碳封存總量的10%—15%,且碳儲存時間可達數(shù)千年。
此外,海草床還兼具緩解海水酸化、護堤減災等生態(tài)功能。在中國北方沿海地區(qū),海草早就與當?shù)鼐用竦纳蠲芮邢嚓P(guān),膠東半島以鰻草和蝦形草為建材的特色民居“海草房”便是例證。由曬干海草搭建的房頂保溫又防雨,冬暖夏涼,被認為是世界上最具代表性的生態(tài)民居之一。
面臨衰退危機
隨著海洋開發(fā)利用強度日益增大,全球海草床加速衰退。據(jù)統(tǒng)計,自1990年以來,全球海草床以每年7%的速率在減少,約有29%的海草床已消失。
最新普查結(jié)果顯示,我國海草床面積約2.6萬公頃,海草共有4科9屬16種。對比歷史分布與種類記錄發(fā)現(xiàn),寬葉鰻草、具莖鰻草、黑纖維蝦形草、全楔草、毛葉喜鹽草和大果川蔓草等6種海草已不見蹤跡,我國近岸海域超過80%的海草床已經(jīng)消失。
以山東威海榮成市沿海為例,這里曾是我國北方主要的海草分布區(qū),以鰻草為主的海草床幾乎覆蓋了這片海域。20世紀80年代以來,海草床面積迅速萎縮。隨之而來的,是近海生態(tài)環(huán)境的不斷惡化、淺海水域生物多樣性的不斷下降。
“海草床的退化一度讓大天鵝放棄了這個至關(guān)重要的越冬場所。問題最嚴重時,在榮成的越冬天鵝僅剩幾十只?!睆埮鏂|告訴記者。
“海草床的衰退,主要受海岸工程建設(shè)及圍填?;顒印㈥懺次廴?、漁業(yè)活動、大型藻類暴發(fā)、互花米草入侵等的影響,同時還受到氣候變暖和臺風等極端氣候事件的威脅?!敝芤阏f,海草床消失所產(chǎn)生的后果不可小覷。
“在海草床逐步消失的過程中,它們不僅停止吸收二氧化碳,還會將埋存于沉積物中的碳釋放出來,成為氣候變化新的碳釋放源,并加劇海洋酸化。”周毅解釋道。
在海底“植樹造林”
6月以來,膠東半島地區(qū)進入最熱的季節(jié),這也是海草床修復工作的關(guān)鍵時期。每年這個時候,張沛東都會帶領(lǐng)他的團隊入駐榮成天鵝湖畔,開展近4個月的緊張工作。2006年至今,張沛東專心鉆研鰻草苗種培育、植株移植、種子種植等海草床生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)。
“6月下旬,海草種子臨近成熟,我們便開始潛水采種。采集后,對生殖枝進行處理,然后放回海里‘后熟’。等到8月,再把種子取回進行低溫促萌。9月至10月,再把它們播下去?!睆埮鏂|告訴記者,這樣周而復始“陸海接力”已經(jīng)進行了17年,他們成功將鰻草種子的留存率提高了13倍,萌發(fā)率提高了2倍。
“現(xiàn)在的天鵝湖底,近八成的海草床已經(jīng)得到修復。我們的修復技術(shù)還輻射到整個黃渤海海域,累計修復保育養(yǎng)護海草床超過2萬畝,相當于中和40余萬輛汽車一年的尾氣排放量?!睆埮鏂|告訴記者。
由于海草既能通過有性種子生殖,也可以通過橫走莖進行無性繁殖,克隆出新的植株。因此,除種子法外,也可以通過植株移植達到修復海草床的目的。
在榮成的東楮島村,中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所建立的海草育苗基地研究出了“海草培育移植法”,即先采集海草種子,再進行人工育苗,等海草植株長到一定程度再移植到海底。相比讓海草種子在復雜的海底自然萌發(fā),在人工可控環(huán)境下種子的成活率顯著提升,達到了74%。
近年來,在我國研究人員的共同努力下,我國海草床生態(tài)系統(tǒng)恢復技術(shù)取得了飛速發(fā)展。我國專家學者自主研發(fā)的泥塊(丸)裹種、麻袋裝種和紗布包種等海草種子播種方法,以及根狀莖固定、麻繩夾苗、基質(zhì)固苗等植株移植方法,都大幅提高了海草床生態(tài)修復的工作效率和修復效果。
即將實施的《海洋生態(tài)修復技術(shù)指南第4部分:海草床生態(tài)修復》對海草床的修復流程以及技術(shù)等進行了詳細闡述,海草床應當以自然恢復為主、人工修復為輔。對于受損較輕的海草床生態(tài)系統(tǒng)宜采取自然恢復為主的措施;對于受損比較嚴重的海草床生態(tài)系統(tǒng),宜采用人工修復和自然恢復相結(jié)合的方式,通過采取人工修復措施修復退化的海草群落,進而依靠自然恢復力使海草床生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能得以恢復。
要保護海草床,還需要控制造成其衰退的根本原因——人類活動。今年6月,《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法(修訂草案二次審議稿)》新增規(guī)定,要求加強對生態(tài)保護紅線內(nèi)人為活動的監(jiān)督管理,定期評估保護成效;采取有效措施保護海藻場、海草床等具有典型性、代表性的海洋生態(tài)系統(tǒng);禁止違法占用、損害自然岸線。
目前,我國建有1處省級海草床保護地,即海南省陵水新村港與黎安港海草特別保護區(qū)。“我國亟須建立針對海草床的國家級保護體系。”周毅建議,應合理規(guī)劃海草床保護區(qū),制定有關(guān)海草床保護管理規(guī)定,使海草保護工作走向正規(guī)化、法治化。