海洋也“掉发”咋办？它的“植发师”竟然是海草

出品：科普我国

作者：刘明杰（我国科学院海洋研讨所海洋生态学专业在读博士）

监制：我国科普饱览

编者按：为揭开科技作业的奥秘面纱，科普我国前沿科技项目推出“我和我的研讨”系列文章，约请科学家亲身执笔，同享科研进程，打造科学世界。让咱们跟从站在科技最前沿的探究者们，敞开一段段充满热情、应战与惊喜的旅程。

“像一棵海草，海草，随波飘摇”，趁波逐浪的一棵棵海草好像“海姑娘”的一缕缕秀发随风飘扬。

海草

（图片来历：veer图库）

海草是仅有一类能够习惯海洋沉水日子的单子叶被子植物，广泛散布于全球热带和温带沿岸水域。

茂盛的海草床具有净化水质、维护海岸、保持海洋生物多样性以及贮存有机碳等许多生态服务功用，在气候调节和改进人类福祉等方面发挥了要害作用。

近年来跟着气候改变和海洋开发运用强度日益增大，环境改动和人类活动所构成的巨大压力致使海草床生态系统在全球规划内敏捷阑珊，湛蓝的海洋患上了“掉发”症，亟需寻觅一味“良药”来遏止这一现象，维护和康复海草床生态系统。

海草床生态修正是补偿海草床生态系统生物多样性下降和生态系统服务功用丢失的必要手法，被视作一种能够有用应对气候改变，维护生物多样性的根据天然的处理方案。

为了补偿或减轻海草床退化所带来的丢失，世界不同区域现已活跃展开了很多的生态维护与修正举动，为海草床的康复与重建积累了名贵阅历，结构一些事例获得了杰出的反应和成果，大规划的海草床修正方案在改进部分生态健康和进步生态系统功用水平中起到了重要作用。

构成海草床退化的原因较多，例如水质恶化、物理损害、物种竞赛等等，在展开人为干涉举动之前首要要寻觅导致海草床退化的真实“病因”，才干针对性地展开维护办理办法。

寻觅病因，生境改进

20世纪50-80时代，美国佛罗里达州坦帕湾（Tampa Bay）水体富营养化加重，导致浮游植物和大型藻类频频迸发，水体透明度和溶解氧水平下降，海草因“饥饿”和缺氧而逝世，海草床散布面积削减了约8900公顷。

为改进坦帕湾恶劣的环境条件、康复其生态功用，当地采纳严厉污水排放标准、加强废水收回再运用、操控农业上肥和磷矿挖掘等一系列办理办法操控陆源营养盐排放。

经过近30年的尽力，至2012年再次评价时坦帕湾的总氮负荷明显削减，水体总氮、总磷和叶绿素a浓度均明显下降，海草床覆盖面积添加了约5258公顷。

坦帕湾大型藻类迸发

（图片来历：参考文献2）

与此一起，海草床的康复进一步促进了对氮、磷营养盐的吸收，下降了水体浊度，然后构成良性循环，海草床康复速度可到达每年约300公顷，至2018年面积已康复到16451公顷，超越了预期设定的康复方针15378公顷。

这表明经过合理有用的办理办法去除导致海草床退化的要挟要素，改进海草床生境，能够使海草床得到有用康复，一起也从旁边面体现出确诊海草床退化原因的重要性。

假如没有对海草床退化原因进行调查剖析，不经去除或削弱搅扰要素就轻率展开修正活动，终究或许导致修正作用甚微乃至失利。例如在澳大利亚南部展开的块状川蔓草（Ruppia tuberosa）的修正事例中，因为未处理因为春季水位下降导致的干旱问题，修正后的海草斑块无法完结正常的日子史进程，种子库无法得到继续的补偿而终究干涸。

量体裁衣，对症下药

查明“病因”之后，还要根据环境特征挑选恰当的修正技能。**种子修正法逐步被认为是大规划海草床生态修正的重要技能手法。**海草能够产生不同巨细、寿数和传达才能的种子，与植株移植比较，海草种子易于搜集、贮存和运送，并且搜集种子对供体草床产生的损坏较小，一起还能够较好地保持遗传多样性。

此外，种子法比较于移植法较简单构成规划效应，添加修正规划有助于在时刻和空间上涣散危险，以应对环境条件的动摇，然后进步修正成功率。

科研人员自1999年开端在美国弗吉尼亚州东部4处海湾内进行大规划耕种修正，对鳗草种子的搜集、挑选和保存，耕种时刻、密度、深度和办法等均进行了深化的研讨，拟定了高效的种子搜集、加工和耕种方案。

因为环境条件适合以及人类活动搅扰较少，鳗草敏捷地成长和涣散，构成了茂盛接连的海草床，至2010年海草床面积已康复至1714公顷（耕种3780万粒种子），约为耕种面积的14倍。

安稳的海草床树立之后，种子能够完本钱身供应，不需求再从外源草床搜集，至2018年鳗草海草床面积已康复至3612公顷，累计耕种7450万粒种子。海草床的康复树立了活跃的正反应机制，使得海湾内水体浊度下降，沉积物中碳、氮储量添加，鱼类和无脊椎动物数量和丰度添加，海草床生态服务功用逐步康复和改进。

在阅历了多年的移植失利之后，瓦登海（Wadden Sea）区域的海草修正作业也逐步由移植修正转变为耕种修正，期望经过大规划修正来涣散危险，进步修正成功率。澳大利亚西部科克本湾（Cockburn Sound）自2018年开端测验运用种子修正退化的澳洲波喜荡草（Posidonia australis）海草床，期望经过不断改进的修正方案，在下降修正本钱的一起进步当地社区居民的参加程度。

澳洲波喜荡草种子搜集

（图片来历：参考文献5）

全民参加，万众一心

在修正资料的搜集和布置进程中所产生的高人工本钱是展开海草修正作业的一个长时间约束，虽然现在已研制了多种机械化配备，如种子搜集机、耕种机、移植机等，但这些机械化配备运用条件较高，受修正区域杂乱水文和地舆条件的约束，当时海草床修正作业机械化作业流程难以展开，大规划海草修正仍需依托密布的劳动力，经过让大众或志愿者参加到海草修正进程中来，能够大大下降劳动力本钱。

为修正澳大利亚新南威尔士州斯蒂芬斯港区域的海草床，科研人员将“Citizen science”概念运用到海草修正之中，经过建议一项“Operation Posidonia”活动，鼓舞社区居民搜集被风波冲到岸边的海草碎片，搜集的碎片经过挑选、暂养后由专业人员从头移植到待修正海域。

茂盛的海草

（图片来历：veer图库）

在活动展开的前14个月里，当地志愿者搜集了1200多个海草碎片，经过监测移植成活率可达50%以上，有用地削减了从天然草床搜集植株的需求，一起也使当地社区居民参加到海草修正方案中来，进步了人们对海草重要性的知道。

除了搜集海草碎片以外，社区居民还能够参加海草种子的搜集、加工和耕种、海草植株的移植、人员配备的运送、活动的宣扬等等，在美国弗吉尼亚州耕种修正事例中，志愿者们搜集了1000多万粒海草种子，在整个修正作业中发挥了重要作用。

大众遍及缺少对海草重要性的知道，被认为是全球海草维护的要害应战之一，这表明有必要展开恰当的科学传达活动，以配合和促进海草床维护与修正举动。

“科学家+志愿者”海草修正方式是一种新的思路，该方式将海草修正界说为一种人人可参加的公益环保活动，建议社会大众参加海草修正作业，使海草修正比较于科学研讨作业具有更高的普及性，能够有用处理劳动力缺乏的问题，下降修正本钱。

如下图所示，科学家即指科研人员，首要在科学普及、技能研制、设备支撑和技能训练等方面发挥人物作用，首要任务为下降海草修正技能门槛，进步大众参加海草修正的可行性。志愿者奉劝规划较广，能够包括公益安排、社区居民等很多的社会力气，首要补偿科研人员在资金、宣扬、人员安排等方面的短板，使社会大众愈加广泛、深化地参加到海草修正活动之中。

“科学家+志愿者”海草修正方式概念图

（图片来历：作者克己）

该方式的难点在于怎么招引更多的志愿者参加到海草修正方案中来，首要需求使大众了解环境危机的程度和结果（如生态、社会、经济、文明方面），随后能够与校园、社区、公益安排协作，定时举办宣扬活动和训练，运用交际媒体、新闻媒体经过公益广告、视频短片、自媒体推文等方式进行科学普及、志愿者招募及活动宣扬，从而组成专门从事海草修正的公益安排及公益团队。

我国的海草床生态修正

我国海草资源丰富，现有海草品种16种，散布面积近3万公顷，但海草研讨起步较晚，相较于红树林、珊瑚礁等滨海生态系统，海草床维护与修正作业相对滞后，海草资源已产生阑珊，与20世纪80时代曾经比较，我国近岸海域超越80%的海草床现已消失。

海草床生态系统的阑珊引起了人们对海草床维护与修正的注重和探究。科研人员针对不同的海草床退化原因和不同的海草品种，在河北省、山东省、广西省和海南省等地对海草床修正理论和技能进行了很多探究，提出了多项海草床生态修正新技能，树立起相对完善的技能系统。

但因为种种原因，相关研讨根本处于试验的规划，罕见大规划修正实例，修正作用也良莠不齐，在我国1950-2014年展开的1011个海岸修正项目中，海草床修正项目仅有11例，修正总面积缺乏30公顷。

十八大以来，跟着国家对海洋生态环境维护的注重，海草床生态修正得到了国家战略的支撑，我国也连续展开了多项大规划海草床生态维护与修正项目。例如河北省唐山市曹妃甸区海洋生态维护与修正项目（总修正面积636公顷），黄河三角洲国家级天然维护区南部海洋生态修正海草床、监理及监测评价项目（总修正面积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维护与修正项目鳗草苗搜集海域搜集鳗草苗（无人机相片）

（图片来历：新华社）

我国也加强了国家层面生态修正标准系统建造，发布了我国首个海草床生态系统修正技能国家标准——《海洋生态修正技能攻略第4部分：海草床生态修正》，首个海草床生态修正技能行业标准——《海草床建造技能标准》，为标准并保证我国海草床生态修正工程供给了技能根据。

一起也有越来越多的公益力气加入到海草床维护与修正的队伍中来，由联合国开发方案署赞助的“广西合浦儒艮国家级天然维护区海草床维护举动项目”、由永续全球环境研讨所和北京市企业家环保基金会赞助的“为海举动”、天然资源部联合公益安排一起建议的“蔚海举动”等项目也在尽力进步社会大众的海草床维护意识，探究根据大众参加的海草床维护修正可继续性展开途径。

《海草床生态修正碳汇计量与监测办法》的发布以及全国首笔揭露的海草床蓝碳意向认购的成功签约也标志着运用蓝碳买卖市场机制推进海草床生态修正项目的可行性。

为了避免“掉发”症的进一步的恶化，经过剖析世界海草床修正事例，未来咱们需求进一步继续地监测海草床动态改变，精确把握海草床生态系统退化现状；测验展开海草人工培养、研制机械化修正配备、进步修正成功率与修正功率；加强政府决策者、非公益安排等各方力气的常识同享和大众参加力度，信任在持久的尽力之下，湛蓝的海洋定会再次生成稠密的“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.我国海草资源散布现状、退化原因与维护对策[J].海洋与湖沼,2023,54(5):1248-1257