“像一顆海草海草,隨波飄搖,海草海草,浪花里舞蹈……”這首耳熟能詳?shù)暮2莞栾L靡一時,但你們真的了解海草嗎?
海草(圖片來自網絡)
海草的進化歷史
海草是海洋中唯一的沉水被子植物,有根、莖、葉的分化。海草能在水中授粉,其特殊的絲狀花粉結構提高了傳粉效率,繼而開花、結果、散播種子、萌發(fā),完成生活史。
在志留紀時期,植物最初以海生藻類存在;志留紀末期時,海草跟其他許多植物一樣從水中進化到了陸地;到了白堊紀中期,海草又重新返回海洋。因此海草經歷了從海洋到陸地,再從陸地返回海洋的過程。
海草為何重返海洋?人們對此還知之甚少。
在復雜的進化過程中,海草丟棄了陸生被子植物常見的氣孔,并進化出通氣組織以適應水下的低氧環(huán)境。此外,海草還丟棄了紫外保護及感受遠紅光的光敏色素基因——這可能與水下的弱光環(huán)境有關;丟棄了與乙烯合成有關的基因——或許是因為乙烯作為一種氣體,在水中無法發(fā)揮作用。同時,海草獲得了調節(jié)離子代謝、營養(yǎng)吸收、氣體交換和其他生命活動的獨特基因,并豐富了細胞壁的組成成分,使得自身能夠適應高鹽、高滲透壓的海洋環(huán)境。
海草的種類與分布
世界海草種類共有74種,隸屬6科13屬,生物多樣性較低。海草分布很廣,除極地以外,幾乎所有的淺海海域都有分布,面積約27萬平方公里。在中國,海草共有22種,隸屬4科10屬,約占全球海草種類的30%。按照海域特點可分為南海分布區(qū)和黃渤海分布區(qū)。南海分布區(qū)屬印度洋—太平洋熱帶海草分布區(qū),有9屬15種,以喜鹽草分布最廣;黃渤海分布區(qū)屬北太平洋溫帶海草分布區(qū),有海草3屬9種,主要以鰻草屬和蝦形草屬為主,其中鰻草分布最廣。
中國海草分布(圖片源于《生物多樣性》鄭鳳英等,2013)
中國海草的種類與分布(鄭鳳英等,2013;黃小平等,2016)
中國海草優(yōu)勢種-鰻草(左),喜鹽草(右)(圖片來自AlgaeBase)
海草床有哪些生態(tài)服務?
海草床由一種或多種海草大面積連續(xù)成片組成,它與珊瑚礁、紅樹林并稱為地球上典型的三大藍碳生態(tài)系統(tǒng),是全球海洋生態(tài)與生物多樣性保護的重要對象,海草床的生態(tài)服務價值每年高達1.9萬億美元。它可以阻止海岸帶被侵蝕,緩解洪水和風暴潮影響;為海洋生物提供產卵、孵化和育幼場所;維護生物多樣性,為海馬等保護物種提供庇護所;緩解海洋酸化,為海洋充氧;保持沉積物穩(wěn)定,改善海水透明度。最重要的是,海草床每年儲碳量為 4.2 ~ 8.4 Pg,可以幫助減緩二氧化碳排放,是全球變暖威脅的潛在解決方案之一。
膠東有一項非物質文化遺產,就是用海草做房屋頂,至今已有200多年歷史。紅須根蝦形草纖維含量更高,是海草房建造上好的原料。該房屋就地取材,具有防蟲防霉防火、結實耐用、隔熱保溫的特點。如今,海草房被譽為“國內生態(tài)民居活標本”,成為膠東當?shù)匾坏廓毦咛厣拿利愶L景。
海草是海洋生物的棲息地(圖片來自網絡)
海草房(圖片來自網絡)
警惕!海草床正在不斷退化
由于全球氣候變化以及人類活動的影響,海草正面臨全球性的衰退危機。海草的覆蓋率正在以每年1.5 %的速度消失。據(jù)調查,全球7個海草生物區(qū)域總體呈下降趨勢,凈損失5600平方公里,占調查草甸面積的19.1 %。海洋變暖是海草面臨的最嚴重威脅,這導致了海草分布范圍收縮以及部分邊緣種群的滅絕。除此之外,人類活動如破壞性的捕撈和養(yǎng)殖使海草棲息地破碎;碼頭建設、填海等行為直接侵占了淺水海域,阻礙了海草的生長;沿岸工業(yè)和生活排污導致海洋水質和底質受到污染,加速了海草床的退化。最近有研究發(fā)現(xiàn),海草光系統(tǒng)的放氧復合體易光失活。因此,海草的衰退還可能與其內在的生物脆弱性有關。我們的“海底草原”正經歷著嚴重的磨難。
根據(jù)世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄的分類和標準,20 %的海草被列為易?;驗l危物種。我國的具莖鰻草和寬葉鰻草被列為“近?!蔽锓N;叢生鰻草、紅纖維蝦形草和貝克喜鹽草被列為“易?!蔽锓N;黑纖維蝦形草被列為“瀕?!蔽锓N。隨著海草受威脅的程度不斷加重,海草提供的生態(tài)服務功能很可能在幾十年內喪失。
如何保護、修護“海底草原”?
我國目前已建有海南省陵水新村港與黎安港海草特別保護區(qū)和河北省唐山海草床自然保護地,近期又劃定了覆蓋絕大多數(shù)海草床的海洋生態(tài)保護紅線。我們還需要普及海草生態(tài)系統(tǒng)的相關知識,增強人們的保護意識,使其自覺維護海草棲息地生境。同時還應尋求生態(tài)友好的水產養(yǎng)殖模式,拒絕傾倒垃圾、排放污水和拖底作業(yè)等人為破壞,使“海底草原”得到有效保護,最終實現(xiàn)人與海草和諧共處。
海草移植和種子播種是目前海草修復最常用的方法,但效率不高。開發(fā)簡便易行的海草床修復技術、擴大海草種源提供能力,是高效開啟海草修復工作的重要環(huán)節(jié)。另外,盡快突破海草遺傳操作體系,運用現(xiàn)代生物技術培育耐高溫等抗逆能力強的“超級海草”,可能是保護或修復海草床的根本辦法。
作者:文云(煙臺大學海洋學院研究生)
審核專家:張全勝(煙臺大學海洋學院教授 研究生導師)
統(tǒng)籌:劉雅丹(研究員、全國首席科學傳播專家)
編輯:武玥彤
校審:張柳艷(實習)