网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

海草床生态修复——治疗海洋“脱发”的一味良药

0
分享至

“像一棵海草,海草,随波飘摇”,随波逐流的一棵棵海草如同“海姑娘”的一缕缕秀发随风飘扬。



海草

(图片来源:veer图库)

海草是唯一一类能够适应海洋沉水生活的单子叶被子植物,广泛分布于全球热带和温带沿岸水域。

茂密的海草床具有净化水质、保护海岸、维持海洋生物多样性以及储存有机碳等诸多生态服务功能,在气候调节和改善人类福祉等方面发挥了关键作用。

近年来随着气候变化和海洋开发利用强度日益增大,环境改变和人类活动所造成的巨大压力致使海草床生态系统在全球范围内迅速衰退,蔚蓝的海洋患上了“脱发”症,亟需寻找一味“良药”来遏制这一现象,保护和恢复海草床生态系统。

海草床生态修复是弥补海草床生态系统生物多样性降低和生态系统服务功能损失的必要手段,被视作一种可以有效应对气候变化,保护生物多样性的基于自然的解决方案。

为了补偿或减轻海草床退化所带来的损失,世界不同地区已经积极开展了大量的生态保护与修复行动,为海草床的恢复与重建积累了宝贵经验,其中一些案例获得了良好的反馈和结果,大规模的海草床修复计划在改善局部生态健康和提高生态系统功能水平中起到了重要作用。

造成海草床退化的原因较多,例如水质恶化、物理损伤、物种竞争等等,在开展人为干预行动之前首先要寻找导致海草床退化的真正“病因”,才能针对性地开展保护管理措施。

寻找病因,生境改良

20世纪50-80年代,美国佛罗里达州坦帕湾(Tampa Bay)水体富营养化加剧,导致浮游植物和大型藻类频繁爆发,水体透明度和溶解氧水平降低,海草因“饥饿”和缺氧而死亡,海草床分布面积减少了约8900公顷。

为改善坦帕湾恶劣的环境条件、恢复其生态功能,当地采取严格污水排放标准、加强废水回收再利用、控制农业施肥和磷矿开采等一系列管理措施控制陆源营养盐排放。

经过近30年的努力,至2012年再次评估时坦帕湾的总氮负荷显著减少,水体总氮、总磷和叶绿素a浓度均显著下降,海草床覆盖面积增加了约5258公顷。



坦帕湾大型藻类爆发

(图片来源:参考文献2)

与此同时,海草床的恢复进一步促进了对氮、磷营养盐的吸收,降低了水体浊度,从而形成良性循环,海草床恢复速度可达到每年约300公顷,至2018年面积已恢复到16451公顷,超过了预期设定的恢复目标15378公顷。

这表明通过合理有效的管理措施去除导致海草床退化的威胁因素,改良海草床生境,可以使海草床得到有效恢复,同时也从侧面体现出诊断海草床退化原因的重要性。

如果没有对海草床退化原因进行调查分析,不经去除或减弱干扰因素就贸然开展修复活动,最终可能导致修复效果甚微甚至失败。例如在澳大利亚南部开展的块状川蔓草(Ruppia tuberosa)的修复案例中,由于未解决因为春季水位降低导致的干旱问题,修复后的海草斑块无法完成正常的生活史过程,种子库无法得到持续的补充而最终枯竭。

因地制宜,对症下药

查明“病因”之后,还要根据环境特征选择恰当的修复技术。种子修复法逐渐被认为是大规模海草床生态修复的重要技术手段。海草可以产生不同大小、寿命和传播能力的种子,与植株移植相比,海草种子易于采集、储存和运输,而且采集种子对供体草床产生的破坏较小,同时还可以较好地维持遗传多样性。

此外,种子法相比于移植法较容易形成规模效应,增加修复规模有助于在时间和空间上分散风险,以应对环境条件的波动,从而提高修复成功率。

科研人员自1999年开始在美国弗吉尼亚州东部4处海湾内进行大规模播种修复,对鳗草种子的采集、筛选和保存,播种时间、密度、深度和方法等均进行了深入的研究,制定了高效的种子收集、加工和播种方案。

由于环境条件适宜以及人类活动干扰较少,鳗草迅速地生长和扩散,形成了茂密连续的海草床,至2010年海草床面积已恢复至1714公顷(播种3780万粒种子),约为播种面积的14倍。

稳定的海草床建立之后,种子可以实现自身供给,不需要再从外源草床采集,至2018年鳗草海草床面积已恢复至3612公顷,累计播种7450万粒种子。海草床的恢复建立了积极的正反馈机制,使得海湾内水体浊度降低,沉积物中碳、氮储量增加,鱼类和无脊椎动物数量和丰度增加,海草床生态服务功能逐渐恢复和改善。

在经历了多年的移植失败之后,瓦登海(Wadden Sea)地区的海草修复工作也逐渐由移植修复转变为播种修复,希望通过大规模修复来分散风险,提高修复成功率。澳大利亚西部科克本湾(Cockburn Sound)自2018年开始尝试利用种子修复退化的澳洲波喜荡草(Posidonia australis)海草床,希望通过不断改进的修复方案,在降低修复成本的同时提高当地社区居民的参与程度。



澳洲波喜荡草种子采集

(图片来源:参考文献5)

全民参与,众志成城

在修复材料的收集和部署过程中所产生的高人工成本是开展海草修复工作的一个长期限制,尽管目前已研发了多种机械化装备,如种子采集机、播种机、移植机等,但这些机械化装备使用条件较高,受修复区域复杂水文和地理条件的限制,当前海草床修复工作机械化作业流程难以开展,大规模海草修复仍需依靠密集的劳动力,通过让公众或志愿者参与到海草修复过程中来,可以大大降低劳动力成本。

为修复澳大利亚新南威尔士州斯蒂芬斯港地区的海草床,科研人员将“Citizen science”概念运用到海草修复之中,通过发起一项“Operation Posidonia”活动,鼓励社区居民收集被风浪冲到岸边的海草碎片,收集的碎片经过筛选、暂养后由专业人员重新移植到待修复海域。



茂密的海草

(图片来源:veer图库)

在活动开展的前14个月里,当地志愿者收集了1200多个海草碎片,经过监测移植成活率可达50%以上,有效地减少了从天然草床采集植株的需求,同时也使当地社区居民参与到海草修复计划中来,提高了人们对海草重要性的认识。

除了收集海草碎片以外,社区居民还可以参与海草种子的采集、加工和播种、海草植株的移植、人员装备的运输、活动的宣传等等,在美国弗吉尼亚州播种修复案例中,志愿者们收集了1000多万粒海草种子,在整个修复工作中发挥了重要作用。

公众普遍缺乏对海草重要性的认识,被认为是全球海草保护的关键挑战之一,这表明有必要开展适当的科学传播活动,以配合和促进海草床保护与修复行动。

“科学家+志愿者”海草修复模式是一种新的思路,该模式将海草修复定义为一种人人可参与的公益环保活动,发动社会公众参与海草修复工作,使海草修复相比于科学研究工作具有更高的普及性,可以有效解决劳动力不足的问题,降低修复成本。

如下图所示,科学家即指科研人员,主要在科学普及、技术研发、设备支撑和技术培训等方面发挥角色作用,主要任务为降低海草修复技术门槛,提高公众参与海草修复的可行性。志愿者涵盖范围较广,可以包含公益组织、社区居民等众多的社会力量,主要弥补科研人员在资金、宣传、人员组织等方面的短板,使社会公众更加广泛、深入地参与到海草修复活动之中。



“科学家+志愿者”海草修复模式概念图

(图片来源:作者自制)

该模式的难点在于如何吸引更多的志愿者参与到海草修复计划中来,首先需要使公众了解环境危机的程度和后果(如生态、社会、经济、文化方面),随后可以与学校、社区、公益组织合作,定期举行宣传活动和培训,利用社交媒体、新闻媒体通过公益广告、视频短片、自媒体推文等形式进行科学普及、志愿者招募及活动宣传,进而组建专门从事海草修复的公益组织及公益团队。

我国的海草床生态修复

我国海草资源丰富,现有海草种类16种,分布面积近3万公顷,但海草研究起步较晚,相较于红树林、珊瑚礁等沿海生态系统,海草床保护与修复工作相对滞后,海草资源已发生衰退,与20世纪80年代以前相比,我国近岸海域超过80%的海草床已经消失。

海草床生态系统的衰退引起了人们对海草床保护与修复的关注和探索。科研人员针对不同的海草床退化原因和不同的海草种类,在河北省、山东省、广西省和海南省等地对海草床修复理论和技术进行了大量探索,提出了多项海草床生态修复新技术,建立起相对完善的技术体系。

但由于种种原因,相关研究基本处于实验的规模,少有大规模修复实例,修复效果也参差不齐,在我国1950-2014年开展的1011个海岸修复项目中,海草床修复项目仅有11例,修复总面积不足30公顷。

十八大以来,随着国家对海洋生态环境保护的重视,海草床生态修复得到了国家战略的支持,我国也陆续开展了多项大规模海草床生态保护与修复项目。例如河北省唐山市曹妃甸区海洋生态保护与修复项目(总修复面积636公顷),黄河三角洲国家级自然保护区南部海洋生态修复海草床、监理及监测评估项目(总修复面积50公顷)等。



中船环境集团的工人在唐山市曹妃甸区海洋生态保护与修复项目鳗草苗采集海域采集鳗草苗(无人机照片)

(图片来源:新华社)

我国也加强了国家层面生态修复标准体系建设,发布了我国首个海草床生态系统修复技术国家标准——《海洋生态修复技术指南第4部分:海草床生态修复》,首个海草床生态修复技术行业标准——《海草床建设技术规范》,为规范并保障我国海草床生态修复工程提供了技术依据。

同时也有越来越多的公益力量加入到海草床保护与修复的行列中来,由联合国开发计划署资助的“广西合浦儒艮国家级自然保护区海草床保护行动项目”、由永续全球环境研究所和北京市企业家环保基金会资助的“为海行动”、自然资源部联合公益组织共同发起的“蔚海行动”等项目也在努力提升社会公众的海草床保护意识,探索基于公众参与的海草床保护修复可持续性发展路径。

《海草床生态修复碳汇计量与监测方法》的发布以及全国首笔公开的海草床蓝碳意向认购的成功签约也标志着利用蓝碳交易市场机制推动海草床生态修复项目的可行性。

为了防止“脱发”症的进一步的恶化,通过分析国际海草床修复案例,未来我们需要进一步持续地监测海草床动态变化,准确掌握海草床生态系统退化现状;尝试开展海草人工培育、研发机械化修复装备、提高修复成功率与修复效率;加强政府决策者、非公益组织等各方力量的知识共享和公众参与力度,相信在长久的努力之下,蔚蓝的海洋定会再次生成浓密的“秀发”!

参考文献

[1] Govers, L.L., Heusinkveld, J.H.T., Grafnings, M.L.E., Smeele, Q., and van der Heide, T. (2022). Adaptive intertidal seed-based seagrass restoration in the Dutch Wadden Sea. PLoS One 17(2), e0262845. doi: 10.1371/journal.pone.0262845.

[2] Greening, H., Janicki, A., Sherwood, E.T., Pribble, R., and Johansson, J.O.R. (2014). Ecosystem responses to long-term nutrient management in an urban estuary: Tampa Bay, Florida, USA. Estuarine, Coastal and Shelf Science 151, A1-A16. doi: 10.1016/j.ecss.2014.10.003.

[3] Liu, Z., Cui, B., and He, Q. (2016). Shifting paradigms in coastal restoration: Six decades' lessons from China. Science of The Total Environment 566-567, 205-214. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.05.049.

[4] Orth, R.J., Lefcheck, J.S., McGlathery, K.S., Aoki, L., Luckenbach, M.W., Moore, K.A., et al. (2020). Restoration of seagrass habitat leads to rapid recovery of coastal ecosystem services. Science Advances.

[5] Sinclair, E.A., Sherman, C.D.H., Statton, J., Copeland, C., Matthews, A., Waycott, M., et al. (2021). Advances in approaches to seagrass restoration in Australia. Ecological Management & Restoration 22(1), 10-21. doi: 10.1111/emr.12452.

[6] Tan, Y.M., Dalby, O., Kendrick, G.A., Statton, J., Sinclair, E.A., Fraser, M.W., et al. (2020). Seagrass Restoration Is Possible: Insights and Lessons From Australia and New Zealand. Frontiers in Marine Science 7. doi: 10.3389/fmars.2020.00617.

[7] 周毅,江志坚,邱广龙,张沛东,徐少春,张晓梅,刘松林,李文涛,吴云超,岳世栋,顾瑞婷,丁丽,郑凤英,黄小平,范航清.中国海草资源分布现状、退化原因与保护对策[J].海洋与湖沼,2023,54(5):1248-1257

出品:科普中国

作者:刘明杰(中国科学院海洋研究所海洋生态学专业在读博士)

监制:中国科普博览



特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
眼镜妹为何能成为人气之王?

眼镜妹为何能成为人气之王?

挪威森林
2024-10-14 16:48:00
若是想安全过冬,65岁以上老人一定要警惕:1不洗、2不睡、3不做

若是想安全过冬,65岁以上老人一定要警惕:1不洗、2不睡、3不做

今日养生之道
2024-11-26 12:10:52
普京禁止各国收养俄罗斯儿童

普京禁止各国收养俄罗斯儿童

桂系007
2024-11-25 23:56:06
科尔:被逆转不是疲劳而是执行力有问题 我们已经一周没有训练了

科尔:被逆转不是疲劳而是执行力有问题 我们已经一周没有训练了

直播吧
2024-11-26 14:23:11
他是江青的唯一的外孙,娶了薄一波同志的外孙女,如今过得如何?

他是江青的唯一的外孙,娶了薄一波同志的外孙女,如今过得如何?

历史龙元阁
2024-11-21 21:59:00
凯特王妃的格子红裙闪耀全场!又一年,裙子变围巾祝福新年快乐!

凯特王妃的格子红裙闪耀全场!又一年,裙子变围巾祝福新年快乐!

小寒嫣语
2024-11-26 10:14:07
俗气吗?全红婵化浓妆去活动,同款羽绒服当晚断货,陈芋汐作对比

俗气吗?全红婵化浓妆去活动,同款羽绒服当晚断货,陈芋汐作对比

小迩侃事
2024-11-25 14:35:24
讲真话,高嫁的苦你能吃吗?网友:60岁的儿媳妇,依旧被婆家拿捏

讲真话,高嫁的苦你能吃吗?网友:60岁的儿媳妇,依旧被婆家拿捏

美好客栈大掌柜
2024-11-25 00:35:02
又一德国公司传来哀鸣!蒂森克虏伯宣布将裁员高达1.1万人

又一德国公司传来哀鸣!蒂森克虏伯宣布将裁员高达1.1万人

财联社
2024-11-26 10:58:29
大快人心!派出所民警欧打学生事件反转,全国网民赠送锦旗致敬

大快人心!派出所民警欧打学生事件反转,全国网民赠送锦旗致敬

娱官儿
2024-11-26 10:46:25
毒父汤继海被判无期,女儿曾哀求:爸爸,好痛

毒父汤继海被判无期,女儿曾哀求:爸爸,好痛

莉雅细细谈
2024-10-14 17:46:33
带外孙十年被赶走,我拿走退休金和两套房子,每月花5000块……

带外孙十年被赶走,我拿走退休金和两套房子,每月花5000块……

娱乐洞察点点
2024-11-25 22:50:20
怪不得说雷军是北京的现金王,人家造车是真的,只是欠了一屁股车

怪不得说雷军是北京的现金王,人家造车是真的,只是欠了一屁股车

滑稽斑马呀
2024-11-20 11:33:50
胎记是如何来的?产科大夫:在孕期避开两种行为,娃长大后不自卑

胎记是如何来的?产科大夫:在孕期避开两种行为,娃长大后不自卑

艾米儿育儿
2024-11-25 15:21:21
宁可绕道也不妥协,中国为何不愿“中俄能源管道”经过蒙古国?

宁可绕道也不妥协,中国为何不愿“中俄能源管道”经过蒙古国?

现代小青青慕慕
2024-11-22 07:51:37
索罗斯基金计划关闭香港办公室

索罗斯基金计划关闭香港办公室

财通社
2024-11-25 17:58:01
吴柳芳惊人转变!致歉后新视频风格大变,粉丝瞬增至200万!

吴柳芳惊人转变!致歉后新视频风格大变,粉丝瞬增至200万!

小毅说事
2024-11-24 17:16:00
美高层认为:普京再对中国大方下去,未来俄罗斯或将无法制衡中国

美高层认为:普京再对中国大方下去,未来俄罗斯或将无法制衡中国

千里持剑
2024-11-25 13:21:04
库尔斯克朝军爆发首战:大批美式乌军集结:打算围攻8千朝军

库尔斯克朝军爆发首战:大批美式乌军集结:打算围攻8千朝军

寒山远殆
2024-11-25 19:12:05
全体辅警!入编已成定局,辅警新机遇,满足其中一条路就能入编!

全体辅警!入编已成定局,辅警新机遇,满足其中一条路就能入编!

猫小狸同学
2024-11-25 20:00:02
2024-11-26 14:43:00
中国科普博览
中国科普博览
中国科学院科普云平台
4290文章数 201018关注度
往期回顾 全部

健康要闻

花18万治疗阿尔茨海默病,值不值?

头条要闻

媒体:加拿大懵了 想抛开墨西哥却同成特朗普关税目标

头条要闻

媒体:加拿大懵了 想抛开墨西哥却同成特朗普关税目标

体育要闻

37岁,他用“半条右腿”重返巅峰

娱乐要闻

分手复合又打胎,黄晓明说希望是一场梦

财经要闻

洪灏刘煜辉对谈实录 涉及A股、债务等!

科技要闻

瑞银:跨国汽车公司在华产能冗余达千万辆

汽车要闻

入华10年 林肯用宋锦将美式豪华“中国化”

态度原创

健康
艺术
房产
教育
军事航空

花18万治疗阿尔茨海默病,值不值?

艺术要闻

故宫珍藏的墨迹《十七帖》,比拓本更精良,这才是地道的魏晋写法

房产要闻

合生把上百个亿万富豪搞破防了

教育要闻

录取分数很低的4个冷门专业,如今就业率却极高,毕业生追悔莫及

军事要闻

新中导“榛树”亮相 俄乌都面临难题

无障碍浏览 进入关怀版