此海草非彼海藻
然而海藻和海草虽仅一字之差,却是两种完全不同的水生生物。海草属于被子植物(又称绿色开花植物),海藻则是多细胞藻类生物。两者在形态结构上有所不同。
左边为海藻,右边为海草 ©project seagrass
https://www.seagrasswatch.org/seagrass/
藻类构造简单,无根茎叶的分化,具有假根状固着器,可简单固定在坚硬的基质上,如岩石或贝壳。所有细胞均可进行光合作用,通过扩散从水体中吸收矿物质和营养物质。
海草作为高等植物,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。海草通过叶细胞进行光合作用,并通过通气组织和腔隙(叶脉)运输矿物质和营养物质。
大洋波喜荡草(Posidonia oceanica)的种子
摄影:Dimitris Poursanidis ©GRID-Arendal
https://www.grida.no/resources/13417
海藻通过孢子繁殖。而海草可通过开花、传粉和结种进行有性繁殖,也可进行无性繁殖。无性繁殖是以克隆的方式,分生组织不断地分裂而达到繁殖的目的。[2]就海草而言,主要通过根状茎生长出新的分株。
法国科西嘉岛近岸盛开的丝粉草(Cymodocea nodosa)
摄影:Sylvain Le Bris
https://en.wikipedia.org/wiki/Cymodocea
海草的根状茎正在延伸生长
摄影:Dimitris Poursanidis ©GRID-Arendal
https://www.grida.no/resources/13412
西澳大利亚鲨鱼湾的澳洲波喜荡草(Posidonia australis)
摄影: Rachel Austin/UWA
过去,海草常常以“藻”字命名,容易让人们把海草误认为海藻,也妨碍海草知识的普及,特别是在近岸居住的民众常把海草与海藻混淆, 不了解海草的重要性, 海草保护意识不强, 不利于海草的保护与管理。[1]因此,2014年11月,“第十一次国际海草生物学研讨会”在中国召开之时,国内海草研究专家们经过研讨,将中国3科7属16种被命名为“藻”的海草统一命名为“草”,给中国海草的研究、科普带来了便利,促进了中国海草床的保护与管理。[4]
遍布世界的海草
海草不是自始至终都生长在海洋里的。它们起源于陆地被子植物,又重新回到海洋,像下图中展示的那样。海草也是从陆地植物演化而来的海洋显花植物总称。
大型浸没海生植物的演化 制图:Peter Halasz
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Evolution_of_seagrasses_PengoZh-Hans.svg
虽然在全球对海草的分类仍然存在争议,在学界普遍公认海草的种类有74种,隶属于6科13属[4],与陆生高等植物相比,它们的种类非常稀少。[5]
从亚北极到热带,在世界各地的浅水区都能发现海草,它们存在于六大洲的159个国家。[6]
全球海草分布、种类丰富、生物区图示(2020)
制图:Hisham Ashkar ©GRID-Arendal
https://www.grida.no/resources/13590
根据温度带、物种分布范围、物种丰度等,全球海草可划分为六大区系:热带印度-太平洋区,热带大西洋区,温带北太平洋区,温带北大西洋区,地中海区和温带南大洋区。[4][7]其中热带印度洋和西太平洋区是全球海草物种多样性最高的区域。海草的分布范围如此之广,以至于仅海草记录地图就揭示了几乎整个全球海岸线。
2015年-2020年中国海草分布情况[7]
根据最新普查结果(2015-2020年),我国近海海域海草床面积共26,495.69hm2,可划分为温带海域海草分布区和热带-亚热带海域海草分布区;现有海草4科9属16种。温带海域海草床主要分布在黄渤海海域即辽宁、河北、天津和山东沿海,其中唐山乐亭-曹妃甸海草床是我国面积最大的海草床。热带-亚热带海域海草床主要分布在福建、广东、广西和海南沿海。[7]
我国温带海域海草床以鳗草(Zostera marina)和日本鳗草(Z.japonica)为优势种;而热带-亚热带海域海草床以泰来草(Thalassia hemprichii)、海菖蒲(Enhalus acoroides)、贝克喜盐草(Halophila beccarii)和卵叶喜盐草(Halophila ovalis)为优势种, 其中海南海草种类最多(12 种)。[7]
鳗草(Zostera marina)
©The Shetland Community Wildlife Group
https://shetlandcommunitywildlife.org/tag/zostera-marina/
小小的海草,大大的作用
海草床是地球上分布最广的沿海栖息地之一,并提供各种各样的服务,支持世界各地的人类福祉。海草在支持粮食安全、减缓气候变化、丰富生物多样性、净化水、保护海岸线和控制疾病方面发挥着重要的全球作用。例如,海草通过固碳有助于减缓气候变化,同时有助于缓冲极端天气事件的影响,从而增强当地社区的气候适应能力。海草还通过养鱼场提高渔业产量,或通过为社区创造旅游收入,促进经济和粮食安全。[6]
海草生态系统服务
制图:Hisham Ashkar ©GRID-Arendal
https://www.grida.no/resources/13576
海草生态系统可以直接或间接地支持联合国大多数可持续发展目标(SDGs)的进展,对实现与气候变化和粮食安全有关的目标至关重要。保护和恢复海草床的效益可以帮助各国实现与10个可持续发展目标相关的26个具体目标和指标,包括可持续发展目标1、2、5、6、8、11、12、13、14和17。[6]
海草如何支持多项国际承诺的实现
制图:Hisham Ashkar ©GRID-Arendal
https://www.grida.no/resources/13586
海草床与潮汐沼泽、珊瑚礁、红树林、海藻林以及牡蛎和贻贝床等其他沿海生态系统的邻近性和连通性更是增强了海草床的完整性和提供的服务。据估计,有超过10亿人居住在距离海草床100公里的范围内,从海草床的供应、管理和文化服务中受益。因此,维持和管理这些服务对于支持人类福祉和促进未来的发展至关重要。[6]
海草床和其他沿海生境的相互联系(热带和温带)
制图:Hisham Ashkar ©GRID-Arendal
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海草床面临多重压力和威胁
然而,海草床受到了来自自然和人类活动等多重压力的威胁,正在不断退化。自1930年代以来,全球海草数量一直在减少。在我国,海草床也发生了严重的退化。
根据最近普查结果,海草床的面积在以每年7%的速率减少,约等于每30分钟有一个球场大小的海草场在消失。[6]
根据《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》,21%的海草物种被归类为近危、易危和濒危物种。[8]
与上世纪80年代相比,我国目前近岸海域约有超过80%的海草床已经退化消失。[7]
从自然因素出发,灾害天气如台风,热浪,洪水等冲刷破坏了海草床,使之退化和变得脆弱;而人类因素的影响更为复杂和深刻。
首先,人类过度活动造成了的一系列气候问题:全球变暖,海平面升高等,使海草的一部分栖息地丧失了。同时,人类生产活动,包括渔业农业灌溉等给海洋生态和海草造成了威胁:如船的螺旋桨给草床带来了伤害;渔业活动为了建造养殖池塘,直接侵占了海草床,也破坏了海草的生长 。工业化和城市化造成大量污染物被不断地排放进河流与大海中,海水中的悬浮物与重金属量超标,使水质浑浊,直接抑制了海草的光合作用,影响海草生长。频繁的海岸建设活动侵占了海草生长的空间,也造成海域水体环境的恶化。直接的结果是海草被清除或掩埋,导致区域性的灭绝。[7]
对海草生态系统的威胁
制图:Hisham Ashkar ©GRID-Arendal
https://www.grida.no/resources/13583
针对海草床生态系统面临的严峻形势,2022年5月,联合国大会通过决议确立每年的3月1日为世界海草日,以此来推动保护与养护海草,实现可持续发展的目标。[8]在我国,我们对海草的研究起步较晚,对海草的认知和重视存在不足。除了政策制定者对海草床保护进行更系统和完善的监察和实践,我们每个人能做的是认识海草,提高保护海草和防止海草床退化的意识,或者参与到海草保护活动中。
参考资料
[1]黄小平,江志坚,范航清,等.中国海草的“藻”名更改[J].海洋与湖沼,2016,47(1):290-294. DOI:10.11693/hyhz20150200052.
[2]杜建国, 陈炜霖, 邱广龙, 张涵, 陈彬, 等. 海草有性繁殖成花诱因研究进展与展望. 渔业科学进展, 2023, 44(4): 01–11
DOI:10.19663/j.issn2095-9869.20221229001
[3]Edgeloe JM, Severn-Ellis AA,et al. 2022. Extensive polyploid clonality was a successful strategy for seagrass to expand into a newly submerged environment. Proc. R. Soc. B 20220538.
https://doi.org/10.1098/rspb.2022.0538
[4]黄小平,江志坚,张景平,于硕,刘松林,吴云超.全球海草的中文命名[J].海洋学报,2018,40(4):127-133
DOI:10.3969/ji.ssn.0253-4193.2018.04.012
[5]郑凤英,邱广龙,范航清,等.中国海草的多样性、分布及保护[J].生物多样性,2013,21(05):517-526.
[6]United Nations Environment Programme (2020). Out of the blue: The value of seagrasses to the environment and to people. UNEP,Nairobi https://www.unep.org/resources/report/out-blue-value-seagrasses-environment-and-people
[7]周毅, 江志坚, 邱广龙, 等. 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. DOI:10.11693/hyhz20230700153.
[8]https://www.un.org/zh/observances/seagrass-day