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守护海洋之肺:能吃碳的海草床

来源:中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心   作者:尹永会 王凯 吴硕   发布时间:2023-12-15   点击量:

       大约10万年前,一颗蔓草种子落到了渤海曹妃甸海域海底,最终发展成了一片分布面积为4275公顷的海草床,这也是我国已发现分布面积最大的海草床。

                                                    图1 舞动的海草床(图片来源:Medomed.org)

海草床在海洋生态环境中的作用非常重要,它与红树林、珊瑚礁并称为地球上三大生产力最高的海洋生态系统。同样是“三大海洋生态系统”,红树林和珊瑚礁的生态重要性已逐渐为大众所知,但海草床却依然默默无闻。海草是什么样的生物?有什么特别的生态价值?现在面临哪些威胁?需要如何保护?一起走入海草床的神秘世界。

一、海草不是海藻

海草起源于陆地被子植物,是由陆地植物演化到适应海洋环境的高等植物,也是地球上唯一一类可完全生活在海水中的高等被子植物,与陆地高等植物相比,其种类极其稀少,全世界共发现6科13属74种,中国有4科9属16种,由一种或多种海草组成的大面积连续成片的植物群落称为海草床。

海草与海藻,一字之差但区别很大。作为高等植物,海草具有根、茎、叶的分化,根系结构复杂,可将海草固定在沉积物中,并从中提取养分和矿物质,并且海草可通过开花、传粉和结种进行有性繁殖,亦可通过根茎进行无性繁殖。

海藻属于低等植物,是海产藻类的统称,是基础细胞所构成的单株或一长串的简单植物,并无根、茎、叶的分化,海藻只能通过孢子繁殖。

                                                      图2 海草与海藻的区别(图片来源:联合早报)

二、小小海草蕴藏大能量

据最新调查研究数据显示,我国现有海草床总面积约为23062.44公顷,其中:黄渤海区域海草床面积为13658.77公顷,南海区域海草床面积为9403.67公顷。海草床具有极高的生态服务功能,有“海底草原”和“海底森林”之称。

1.海洋托儿所

海草床是重要的海洋渔场,可为各种海洋生物提供栖息地、育幼场所、庇护场所。据研究发现,一个足球场大小的海草床可以容纳8万条鱼和1亿个小型无脊椎动物,也可为海牛、绿海龟及水禽等生物提供重要的食物来源,如在荣成大天鹅栖息地,茂盛的海草蓄养了大量的鱼类、贝类等海洋生物,还为上万只大天鹅提供了越冬栖息地和食物来源,其中大天鹅摄入食物有超过60%来自海草叶片。

2.固碳小能手

海草床生态系统是海岸带“蓝碳”的重要组成部分。海草床其贮存碳的效率比森林高90倍,是全球重要的碳库,研究显示,全球海草生长区占不到0.2%的海洋面积,但每年海草床生态系统封存的碳占全球海洋碳封存总量的10%~15%。

                                                          图3 海草床碳循环(图片来源:搜狐网)

海草床高效的固碳能力得益于其极高的生产力、强大的悬浮物捕获能力以及海草床沉积物中有机碳较高的稳定性。首先,海草床每年生产量的15%~28%长期埋藏于海底,对海草床沉积物有机碳库的贡献约50%;其次,海草冠层可高效捕获水体中大量有机悬浮颗粒物,从而实现固碳;最后,海草床产生的大量纤维和木质素类物质能够形成数米甚至十几米的海草碎屑层,能完整保存几千年。

三、快速退化的海草床

随着海洋开发利用,海洋生态环境面临严重威胁,海岸带的生态系统遭受了越来越严重的破坏,人为影响以及全球气候变化使全球海草床加速衰退,海草床成为地球生物圈中退化速度最快的生态系统之一。

据统计,自1990年以来,全球海草床以每年7%的速率在减少,约有三分之一的海草床已经消失。我国的海草床也遭到严重破坏,据最新普查结果(2015年-2020年),我国海草床面积约26495.69公顷,4科9属16种。对比历史发现,宽叶鳗草、具茎鳗草、黑纤维虾形草、全楔草、毛叶喜盐草和大果川蔓草等6种海草已消失不见,我国近岸海域超过80%的海草床已经消失,海草床生存现状令人担忧。

                                               图4 丰富多彩的海草床生态系统(图片来源:blog.wcs.org)

四、拯救海草床,任重而道远

人们逐渐认识到恢复自然环境在减缓气候变化的全球努力中发挥关键作用,而海草床作为地球上重要的碳汇,同时也是三大典型海洋生态系统中最为脆弱的生态系统,它的消退应引起全球关注,并制定适当的保护规划。

海草床的保护首先应该尽快建立海草保护管理体系,制订有关海草床保护管理规定,使海草保护工作走向正规化和法制化,禁止围填海等人类活动对海草床的直接破坏。

其次加快推进实施海草床生态修复工程,合理规划海草床保护区。加强海草床科学研究,提升海草资源保护能力,特别是要集中力量针对我国海草床的退化现状和生境特征开展高效海草床生态修复关键技术研发。

令人欣慰的是,我国首个海草床生态系统修复技术国家标准《海草床生态修复》近日由国家市场监督管理总局批准发布,并将于今年12月1日正式实施。标准实施后可形成规范的海草床生态修复流程,可引导和促进我国海草床生态修复工作科学发展,提升海草床的生态健康水平和功能服务效果,为海草床生态系统修复和海洋生态文明建设提供重要支持。

                                                       图5海草床调查(图片来源:海洋知圈)

拯救海草床需要全民参与。通过多渠道加强对海草床知识的宣传,增强海草保护意识,如同“植树造林”一样,让拯救海草床成为一种全民参与的环境保护公益行动。相信在不久的将来,我们在清浅的海水中,会重新看到成群的海草随浪摇曳、起舞。