海草生态系统的修复

周伟巍

海草床是海洋生物的栖息地和重要食物链,具有稳固近海底质和海岸线的作用。海草床生态系统能改善海水的透明度,减少富营养质,为大量海洋生物提供栖息地,其中包括底栖动植物、深海动植物、附生生物、浮游生物、细菌和寄生生物,海草床更是鱼、虾及蟹等的生长场所和繁衍场所。海草床里的腐殖质特别多,也有利于海鸟的栖息。海草床是浅海水域食物网的重要组成部分,直接食用海草的生物包括儒艮、海胆、马蹄蟹、绿海龟、海马、鱼类等。死亡的海草床又是复杂食物链形成的基础,细菌分解海草腐殖质,为沙虫、蟹类和一些滤食性动物如海葵和海鞘类提供食物。大量腐殖质的分解释放出氮磷等营养元素,溶解于水中被海草和浮游生物重新利用。而浮游植物和浮游动物又是幼虾、鱼类及其它滤食性动物的食物来源。海草是一种根茎植物,生长于近海海岸淤泥质或沙质沉积物上,可捉紧泥土,减弱海浪冲击力,减少沙土流失,起到巩固及防护海床底质和海岸线的作用。

一、中国海草的分布特征

基于我国海草分布的海域特点,将我国海草分布区划分为两个大区:中国南海海草分布区和中国黄渤海海草分布区。南海海草分布区包括海南、广西、广东、香港、台湾和福建沿海:黄渤海海草分布区包括山东、河北、天津和辽宁沿海。南海海草分布区有海草9属15种,其中海南海域种类最多(14种),台湾次之(12种)。这些种类中以喜盐草分布范围最广,是总过亚热带海草群落的优势种;泰来藻甾海南和台湾沿海分布最为广泛,海菖蒲为海南独有。黄渤海海草分布区分布有3属9种,其中大叶藻、红纤维虾海藻和黑纤维虾海藻在辽宁、河北和山东三省沿海均有分布,而具茎大叶藻和宽叶大叶藻只分布于辽宁沿海,其中大叶藻分布最广,也是多数海草场的优势种;天津只报道有川蔓藻。

海草生态系统的修复

目前全世界各海域的海草共有12属,我国共有9属,海南共有4属。大面积分布的连片海草称为海草床。从2002年起,中科院南海海洋研究所、日本北海道大学等单位的研究人员,对省的海草床资源生态系统进行了调查,调查发现,海南岛东部从文昌至三亚、西部从澄迈到东方的近岸海域都属海草分布区,具体分布情况如下:

第一、东部海域有成片的海草床。在海南的东部海域,可见到成片的海草,构成良好的海草床生态,海草床分布面积3~5平方公里,有的海草高达1米多,主要海草种类为喜盐草、海菖蒲、泰莱草、二药藻等4属。如文昌市高隆湾、琼海市龙湾、陵水县新村港和黎安港、三亚市三亚湾和大东海等海域都有大面积的海草床分布。

第二、西部海域基本没有海草床。在海南的西部海域,按经纬度、气候、地形等判断,应该有大面积的海草床分布。但研究人员实地调查发现,临高县、昌江县和东方市等海域的海草人为破坏较为严重,已基本不能成为海草床。

二、中国海草场退化现状

中国海草退化的主要原因是人为干扰,突出表现为在海草床海域破坏性的挖捕和养殖活动,以及在海草生境和周边的围填海活动。破坏性挖捕主要有挖沙虫、挖螺耙贝、电鱼虾、围网等人为行为,直接破坏海草场,在广西北海市铁山港沙背、北暮盐场外海、铁山港下龙湾、沙田山寮等海草场表现尤为严重;大型藻类和鱼虾蟹贝等经济动植物养殖会引起水域污染和水体交换不畅,大型藻类还会与海草竞争资源,因此会对海草的生存造成威胁。目前调查显示存在这类威胁的主要有海南陵水县黎安港、广西北海市山口乌坭、铁山港川江、山东垦利县和山东荣成市俚岛等海草场;码头建设、围填海等会直接侵占海草生长的潜水海域,是的许多海草丧失最佳生长地。另外,已有的研究表明,陆源养殖、工业、生活排污等亦会通过影响水体和底质引起海草床的退化,全球气候变化也是海草退化的一个原因。

美国新罕布什尔州立大学的科学家们通过研究发现全球的海草床——鱼类重要的栖息地、食物来源以及沉积物的稳定器——目前正在逐渐地消失。

研究教授弗雷德里克·肖特表示:随着浅水海草生态系统的消失,具有商业价值的鱼类、水鸟和其他的海洋生物都将消失,甚至也不存在水质和腐蚀防护问题。肖特是全球海草监测网的创始人,他同该研究小组共同合作监测了17个国家45个场地的海草情况。“几乎每个我们所监测的场地的海草都正在衰退之中,”他说。虽然研究人员还没有得出全球性的结论,但是他们确信:造成这种海草床衰退现象的原因在全球都是一致的,那就是人类活动的影响。例如,马来群岛一个国家公园的卫星图片显示:海草床的消失不是因为类似气候变化这样的全球力量,而是由于人类在岸边的伐木引起了海洋沉积物增加造成的。

海草生态系统的修复

三、海草保护与修复

海草恢复工程主要采取生境改良和人工移植两种恢复策略。生境改良即通过保护、改善或模拟生境的方法,使海草通过自然繁衍而逐步恢复,这主要集中在海水降低富营养化和改善水质方面。其他一些对重金属、农药、防污剂以及杀虫剂等有毒物质流入海草区的限制措施,也是生境改良工作必须实施的。生境改良是最佳的海草恢复策略。人工移植是最为快速和可行的海草恢复手段,多数海草都能进行无性繁殖,有性繁殖概率非常低,海草种子适宜播种在粘浊的底质上,在沙质底质上很难萌发和传播,且当前海草场大型藻类大量爆发,未成熟的种子往往会由于海藻的遮蔽窒息而死。所以人工移植是当前全球海草最有效的恢复方法,研究人员尝试了很多海草移植方法,如草皮法、草块法、根状茎法等,但能否成功存活并稳定建植还是一个难点。

中国科学院南海海洋研究所最近与联合国环境署签署了“广西合浦海草床保护与管理示范”项目的协议,这标志着我国首个海草床保护与管理示范区正式启动。

海草生态系统的修复

海草生态系统的修复

据了解,海草床与红树林和珊瑚礁一样,具有重要的生态服务功能和经济价值,我国自北到南的近岸海域广泛分布有海草床。中国科学院南海海洋研究所在历经3年调研的基础上,向联合国环境署(UNEP)推荐广西合浦海草床,并使它在南中国海周边7个国家的众多海洋生态(红树林、珊瑚礁、海草床和除此3者以外的滨海湿地)备选示范区中脱颖而出,成为首批正式启动的海洋生态环境保护与管理示范区。

该示范区项目的目标是建立基于社区管理与政府管理相结合的新型模式,以保护海草床生态环境与生物多样性,并使海草床的资源得到合理与可持续利用。该示范区项目由国际组织支持约40万美元,我国中央政府与地方政府将按1:1的经费配套支持。该项目为期3年,不仅可为我国海草床的研究、保护、管理和合理利用提供宝贵经验,而且将为我国其他滨海湿地恢复与管理提供借鉴。

四、我国首次大叶藻规模化增殖

大叶藻,学名鳗草,由大叶藻形成的海草床与红树林、珊瑚礁并称为三大典型近海海洋生态系统,具有极其重要的生态功能,固碳量达到森林的2倍以上,在水质净化和调控、护堤减灾等方面发挥重要作用。海草床还拥有极高的生产力和复杂的食物链结构,是众多渔业资源的气息、繁衍、索饵和庇护场所,也是荣成天鹅湖大天鹅主要的食物来源。由于大天鹅通常情况下只采食海草的嫩叶和根茎,随着近年来越冬大天鹅数量的增多,加上人类活动等其他各种因素的影响,山东省沿海鳗草资源衰退严重,调查数据显示,荣成天鹅湖区的海草床分布面积已经由2010年的1.91平方公里下降到2016年的0.91平方公里。因此,在湖区开展大叶藻增殖,保护和恢复海草床的需求日益迫切。

大叶藻规模化增殖既是一项新兴事物,又是一项复杂的系统工程。为确保大叶藻规模化增殖的科学性、有效性,项目承担单位马山集团有限公司与中国海洋大学张沛东教授团队合作开展十余年系列研究,形成了一整套完整的植株移植技术和种子播种技术,掌握了大叶藻苗种人工培育、植株移植以及种子采集、保存和播种等技术过程,制定了大叶藻播种增殖、植株移植等标准规程,提出了恢复生态工程技术方案和管理模式,为进一步扩大大叶藻苗种规模化培育和生态增殖规模,积累了丰富的实践经验。

五、总结

海草场生态系统是一种典型的热带亚热带海洋生态系统,是近海岸地区重要组成部分其生产力、生态功能、鱼类生物量和经济价值等方面均与珊瑚礁和红树林相近,如今人类在海岸地区的活动使得海草与人们生活息息相关。

海草灭绝风险评估结果不容乐观,但这种风险评估体系的初步建立对海草保护具有重要意义,对海草种数量水平的评定体系有助于及时发现海草种的不良生长状态,可在海草场出现大面积退化前采取补救措施。但目前对所有海草种数量的评估还不够完善,且评估仅仅是对海草数量的客观反映,并无法深入分析特定地区影响海草生长的特定限制因子,以便及时采取因地制宜的保护措施。今后海草灭绝风险评估体系的发展应与全球性海草保护和恢复工程紧密联系,利用先进的监测和保护恢复手段,进一步推动全球范围内海草全面拯救工作。

海草保护和恢复工程的最终目的是在保证海草场及其相邻生态系统的健康稳定和人类在近海岸地区生产不受严重影响的前提下,尽一切可能使海草数量全面恢复到自然状态,是一个需要大量的投资以及长期坚持的工程。目前而言,全球海草保护和恢复工程的目标是维持当前海草数量和覆盖面积不再大面积退化,并尽可能加强海草保护和恢复的理论研究和实践活动,为以后实现海草和海草场的全面恢复和再生打下坚实的基础。

海草生态系统的修复

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中国海洋大学新闻中心

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