作者:周彧 来源: 发布时间:2021-3-16 2:8:51
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   20年前,科学家和志愿者们向维吉尼亚海岸边贫瘠的海边泻湖抛撒海草种子。在20世纪30年代,病害和一场强烈的飓风摧毁了这些海底植物,而附近的草地也无法作为种子的自然传播源,海草草甸一度消失殆尽。

   功夫不负有心人。播种的努力最终取得了回报,不仅带来了超过7000万颗种子,还创造了大约9000英亩的水下植物。

   如今,对这些修复的草地进行监测表明,它们的恢复有多种好处,包括鱼类和无脊椎动物数量的大幅增加,水质得到改善,以及碳和氮的大量捕获。

   “种植成熟海草非常费力,于是我们开始在实验室里使用种子,结果发现这很容易,”生物学家Robert J. Orth说。“这些地区水质好,地势较浅,且靠近海洋,所以种子可以浸润在较冷的水里——这是非常完美的条件。这一切发生得如此之快,真是令人惊讶。”

   越来越多的证据表明,海草草甸比其他沿海栖息地更容易恢复,Robert日前在《科学进展》上发表的研究论文便是其中一个。

   成功的海草修复方法包括移栽嫩枝、机械化种植,以及最近炙手可热的生物降解的草甸。消除威胁、种植技术、项目规模和选址都对修复工作的成功起着重要作用。

   不过,人工协助并非总是必要的。在一些海床残留的区域,当压力因素减少或移除时,海草甚至可以自行修复。位于西佛罗里达的坦帕湾便是明证。当坦帕湾通过减少径流中大约90%的氮负荷来改善水质时,海草便开始慢慢恢复。

 

生存困境

 

   作为地球上面临严重威胁的生态系统之一,海草草甸正以惊人的速度消失。

   据联合国环境规划署称,自20世纪30年代以来,全球范围内海洋植物日益减少,而海草每30分钟失去的面积则相当于一个足球场。2018年发表的研究发现,许多地区海草的消失速度仍在加快。

   海草消失的原因因地区而异。它们包括来自气候变化引起的热应力;疏浚、锚泊和沿;∩枋┑热死嗷疃;以及在旅游区进行有计划拆除。此外,增加的陆地径流携带了使水浑浊的沉积物,从而阻挡了植物进行光合作用所需的阳光。径流还会携带肥料中的污染物和营养物质,破坏栖息地并导致藻类大量繁殖。

   2020年6月,联合国环境规划署与全球资源信息数据库—阿伦达尔中心(GRID-Arendal)和联合国环境规划署世界养护监测中心(UNEP-WCMC)共同发布报告《走出蓝海:海草对环境和人类的价值》,指出全世界每年有7%的海草栖息地正在消失,世界72种海草中至少有22种正在衰退。自19世纪末以来,全球已知的海草面积有近30%已经消失。

   海草正面临严峻的生存考验。

 

海草的价值

 

   与热带雨林和红树林等生态系统一样,海草的消失增加了二氧化碳的排放。因此,陷入麻烦中的不只是某些栖息地,还包括整个地球。

   在全球范围内,尽管海草草甸仅占海洋面积的约0.2%,却储存了海洋中超过10%的碳。研究表明,一英亩海草能储存相当于等面积雨林3倍的碳。

   埃迪斯科文大学科学家们曾做过统计,在澳大利亚,自20世纪50年代以来,海草草甸的消失导致二氧化碳排放量增加,相当于每年500万辆汽车的排放量。

   海草还能;ぱ睾I肪。一个健康的草甸能减缓波浪能,减少侵蚀并降低洪水的风险。据加利福尼亚理工州立大学研究人员的一篇论文显示,在加州莫罗湾,一种名为鳗草的海草物种锐减了90%,引起了大面积的侵蚀。

   “我们马上就注意到了沉积物流失或侵蚀的大趋势,”该论文主要作者Ryan Walter说。“许多研究已经在单个的鳗草床上显示了这一点,但很少有研究在整个系统范围内对其进行研究。”

   在热带地区,海草的自然;た梢约跎俾糜蔚厍ㄆ诮械陌汗笄彝ǔ6曰肪巢挥押玫暮L惭さ男枨。

   海草生态系统改善了水质和净度,过滤出了水体中的颗粒物,并防止了沉积物的再悬浮。这一作用在未来可能会更加重要。通过光合作用产生氧气,草甸可以有助于抵消水温升高导致的氧气含量下降。

   海洋中的很多物种都依赖海草创造的栖息地作为繁衍、索饵和庇护等场所。一旦海草遭到破坏,这些海洋生物也会随之受到威胁。

 

喜忧参半

 

   世界各地的政府和自然资源;ぶ饕逭咭丫诤0缎薷垂ぷ魃贤度肓舜罅康呐。这对于一些海草种群的恢复大有裨益。

   然而,如果压力因素仍然存在,修复工作会变得更加复杂。2020年9月发表的一项研究发现,只有37%的海草修复体得以存活下来。新恢复的草地仍然很容易受到压力因素,以及风暴和气候变化的影响。

   佛罗里达大学自然资源与环境学院的Alexander Challen Hyman指出,在切萨皮克湾,一种冷水海草正在达到其温度极限,尤其是在夏季。由于气候变化,海水持续变暖,这些物种可能会很快消失。

   气候变化导致的海平面上升也使这一问题日益复杂化。海草生长在特定的深度,如果生长在过浅的区域就会变干或被吃掉,而过深则没有足够的光进行光合作用。

   幸运的是,Hyman和佛罗里达大学的其他研究人员于2019年10月发表在英国《皇家学会学报B:生物学》的一篇论文指出,如果放任不管,海草草甸可以繁茂生长数百年。研究人员通过观察现存软体动物的贝壳和贝壳化石来估算墨西哥湾沿岸佛罗里达州大本德地区草甸的年龄,从而得出了这样的结论。

   该地区有广阔而相对原始的海草草甸。“我们的目的是了解这些系统的过去历史,而贝壳则记录了这一切。”这项研究的共同作者Michal Kowalewski表示。

   活贝壳和死贝壳如果高度相似,则表明这是一个稳定的区域,而不匹配就说明这一区域从海草变成了不毛之地。研究人员发现,死贝壳的长期堆积物与活贝壳相似,这表明海草的栖息地长期以来都是稳定的。

   在Hyman看来,这种稳定性使生物多样性得以蓬勃发展,为特殊物种的生存与繁衍创造条件。

   Kowalewski指出,发现海草草甸的长期稳定性,对选择修复地点有一定的意义。“它们在一个地方繁衍生息肯定是有原因的,”他说。“如果我们移走一片海草,我们就不能指望把它种在其他地方。不仅仅因为海草特别,它被发现的地点同样特别。”

   更好的方法是首先;ふ庑┢芟⒌,但我们现在做的还不够。联合国报告称,仅26%的海草草甸属于海洋;で∕PA),远低于珊瑚礁(40%)和红树林(43%)的比例。

   “这些栖息地至关重要,”Hyman说。“除了控制侵蚀,人们可能不会觉得所有这些好处都那么重要。实际上海草带来了很大的经济利益。”海草是一些鱼类幼时的重要栖息地,商业渔场收获的许多物种是在海草草甸中长大的。没有海草,渔业的收获和收入会大大减少。

   可以说,这些足以使海草草甸成为地球上最具经济价值的生态系统之一。然而这些好处大多被人们忽视了。

   “亚马逊雨林中的树木为这个系统所提供的正是鳗草为河口系统所提供的,”Walter说。“从这个角度而言,这不仅仅是一种美丽的草,还有许多极具价值的生态系统服务。”■

 

 

《科学新闻》 (科学新闻2021年2月刊 绿色)
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