海草
生长于海底的被子植物
海草(seagrass)是地球上唯一一类可以完全生活在海水中的高等被子植物。全球共发现海草6科13属74种;中国有海草4科9属16种。海草具有根、茎、叶的分化。海草的根系一般从茎上或者茎枝(shoot)的基部长出,单条或多条簇生。海草的茎极为发达,可分为横向根茎和直生根茎。海草的叶片从横向根茎或茎枝上长出。不同科、属海草物种的叶片形态差异较大,呈线形、卵形、椭圆形或针形。海草为被子植物,能够产生花、果实和种子。
植物学史
起源
海草被认为是由海洋藻类进化成陆生植物,随后又重新回到海洋中的被子植物(Olsen et aL,2016)。海草起源于陆地被子植物,且大部分是七千万年前由同一种被子植物进化而来,并在几百万年前重新进入海洋并形成自己独特的生活习性,这就使得它们与其他迁移到海洋生态系统中的植物类群如盐沼植物、红树林和藻类等之间形成了一个明显的区别:其在进化历程的任何时期,种群丰度都没有超过100个种。
改名
2014年11月,“第十一次国际海草生物学研讨会”(The 11th International Seagrass Biology Workshop)在中国召开之时,国内海草研究专家共同探讨了中国海草的“藻”名更改,并把命名为“藻”的海草统一命名为“草”。
形态特征
营养器官
海草具有根、茎、叶的分化。①海草的根系一般从茎上或者茎枝(shoot)的基部长出,单条或多条簇生。②海草的茎极为发达,可分为横向根茎(horizontal rhizome)和直生根茎(vertical rhizome)。横向根茎与根系一起将海草固定于底质中,茎与根的维管束不发达,具有通气组织,有利于海草进行气体交换。③海草的叶片从横向根茎或茎枝上长出。不同科、属海草物种的叶片形态差异较大,呈线形、卵形、椭圆形或针形。叶片角质层退化,表皮无气孔,通气组织发达何同时,叶片具有吸收营养盐的功能,这一特征与大型藻类的叶状体相似。
繁殖器官
海草为被子植物,能够产生花、果实和种子。①海草的花大多很小,结构退化,无花被。海草的花粉呈细丝状或球形,通过黏液粘连成串,随水流传播,大大提高了水下传粉效率。海草多为雌雄异株,少数雌雄同株的物种表现出子房早熟。②海草的果实大多具有一定的浮力,可以进行长距离扩散。③种子有休眠特性的物种具有种子库。少数物种存在胎生现象。
分布范围
海草的地理分布海草的分布范围比较广泛,遍布各大洋的潮间带和潮下带。全球海草床面积为30×104-60×104平方千米,分为4个温带区系和2个热带区系,其中印度洋-太平洋区域是全球海草物种多样性最高的区域。Short等(2007)根据温度带、物种分布范围、物种丰度等将全球海草分为六大区系,包括热带印度洋-太平洋区系、热带大西洋区系、温带北大西洋区系、温带北太平洋区系、地中海区系和温带南大洋区系。中国沿海属热带印度洋-太平洋区系和温带北太平洋区系。
中国的海草分布区属于北太平洋和印度洋-太平洋区域,既有温带海草床,又有热带-亚热带海草床,主要分布于黄渤海海域、台湾海峡两侧及南海海域。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;中国有海草4科9属16种。其中,温带海域海草床,主要分布在辽宁、河北、天津和山东沿海,分布有2科3属5种,以鳗草(Zostera marina)和日本鳗草(Z. japonica)为优势种;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,分布有4科8属12种,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,以海南海草种类最多(12种)。
生长环境
海草的生长需要较高的光照强度,所以海草的生长区域被严格限定在浅海海域,其深度一般不超过20米。大多数海草生长在潮下带,只有大叶藻属虾海藻属和喜盐草属的部分种可以生活在潮间带。为了给自身根和茎供给足够的氧气,海草适宜生长在松软的沉积物上。海水环境因子,如温度、光照、盐度、营养盐、CO2、底质、水流流速等对海草的存活与生长起关键性作用。
温度
温度影响生物的生理生化过程,是控制海草存活与生长的关键因素。温度在水生生态系统中具有较高的可预测性,对于季节性海草的生长发挥着重要作用。Biebl等(1971)研究发现,温度首先通过影响植株的光合作用,进而影响植株的生长;其次,温度可以调节植株叶片的气孔闭合及光合色素含量,进而调节植株的呼吸作用及光合作用,最终影响植物生长。不同海草种类对环境温度的变化表现出不同的适应能力。
盐度
盐度是影响海草存活与生长的关键因素。海草一般具有较强的盐度耐受能力,特别是对低盐度具有较强的耐受能力,可在盐度为5-35的范围内正常存活和生长,但多数种类的盐度偏好存在较大差异。海草对盐度的耐受性主要包括形态、生理及分子3个层面。形态方面主要包括与海水直接接触且具有一层显著增厚的细胞壁叶片以及根部表皮细胞具有的细胞壁增厚结构。生理方面包括渗透调节以及酶的耐受性。研究发现,鳗草通过无机离子与有机溶质的共同作用完成其渗透调节,即盐度的耐受性是多种物质共同作用的结果。从海草植株体内提取的PEP羧化酶对盐度具有很高的抗性,说明海草对盐度的耐受性在一定程度上是因为其体内的酶具有耐盐性。此外,海草植株体内不同类型的细胞之间出现离子区域化,即由光合细胞向薄壁细胞转运,对海草的盐度耐受性也起到重要作用。分子方面的研究发现,鳗草叶片质膜表面存在Na+/H+逆向转运蛋白,可维持细胞内部较高的电化学梯度,对海草盐度耐受性至关重要。Kong等(2013)研究发现,鳗草叶片组织在不同盐度胁迫下的全长cDNA文库中存在与耐盐相关的功能基因,这为海草的耐盐机制提供了理论基础。然而,过低的盐度诱导海草植株光合速率和与之相伴的无机碳含量显著下降,进而导致植株生长变缓,甚至死亡。
光照
光照对海草的生长与分布等具有至关重要的作用。光照主要影响海草的光合作用,植物体内的叶绿素a、叶绿素b通过对光的吸收,进行C3、C5等一系列生化反应,制造有机物,进而影响到海草的生长。其中,光照周期、光质及光照强度是影响海草生长的关键因素。
生长习性
大多数海草都具有一年生和多年生两种不同的生活史策略。多年生海草种群主要通过无性克隆增殖和营养生长维持种群大小,种群内的植株全年存在。对于一年生海草种群,当生长环境及气候条件不利于海草生长时,海草种群退化甚至消失,待条件适宜后再依靠种子库恢复种群密度。一年生生活史策略的海草床生长周期一般短于一年,且其生长周期包括种子萌发、幼苗生长、无性增殖、有性增殖和茎枝死亡沉降5个生活史阶段。如鳗草(Zostera marina L.)床常为多年生种群;一年生鳗草种群较为少见,且多分布于温度变化剧烈或干燥的潮间带等压力环境。鳗草种群除一年生和多年生两种生活史策略外,还有一种介于两种生活史策略中间的混合生活史策略。
栽培繁殖
繁殖方式
所有海草都拥有地下茎,可以进行无性繁殖,唯有大叶藻和海菖蒲可以在海水中传粉,能同时进行无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖又称克隆扩增或营养生长,通过海草地下茎克隆出新的个体,即由母株长出的一条地下横走茎,有分节,几乎每个节上都可能生根,然后再长出新植株;横走茎不仅可以无限生长,且新植株也可长出新的横走茎。无性繁殖是一种能量成本较低的种群补充方式,通过无性繁殖可以保持海草种群的优良性状。有性繁殖对种群的补充方式又称种苗补充或有性补充,有性繁殖包括四个过程,即开花、传粉、受精和发育过程。有性繁殖方式虽然会消耗较多的能量成本,但能够保证草床中海草具有较高的基因多样性,对外界干扰具有较强的抵抗力和恢复力。种子对于海草而言是有性补充的重要组成部分。
移植方法
海草植株移植包括植株的采集和栽种两个过程。不同的植株移植方法,实际上就是对移植单元(移植的基本单位,Planting Unit,PU)进行的不同的采集和栽种方法。依据PU的不同,可以将海草植株移植法划分为草皮法、草块法和根状茎法3大类之。前两者的PU具有完整的底质和根状茎,而根状茎法的PU不包括底质,是由单株或多株只包含2个茎节以上根状茎的植株构成的集合体。
草皮法是最早报道的较为成功的移植方法,是指采集一定单位面积的扁平状草皮作为PU,然后将其平铺于移植区域海底的一种植株移植方法。该方法操作简单,易形成新草床,但对PU采集草床的破坏较大,且未将PU埋于底质中,因此易受海流的影响,尤其在遭遇暴风雨等恶劣天气时新移植PU的留存率非常低。
草块法,也称为核心法(Coring method),是继草皮法之后,用于改良PU固定不足而提出的一种更为成功的移植方法,是指通过PVC管(core tubes)等空心工具,采集一定单位体积的圆柱体、长方体或其他不规则体的草块作为PU,并在移植区域海底挖掘与PU同样规格的“坑”,将PU放入后压实四周底泥,从而实现海草植株移植的一种方法。与草皮法相比,草块法加强了对PU的固定,因此移植植株的留存率和成活率均明显提高,但该方法对PU采集草床的破坏仍很大,劳动强度也大幅增加。
草皮法和草块法的PU具有完整的底质和根状茎,运输不便,且对PU采集草床的破坏较大。随后,根状茎法被提出,该方法更加注重对PU的固定,趋于易操作、无污染、破坏性小等特点,并衍生出许多分支方法,概括起来主要有以下5种。
种植方法
虽然多数海草床在繁殖季节都会有较大的种子产量较大,但能够成功过冬并作为新生长季种群补充原料的种子数量并不多。目前的研究显示,草床水流、植物病害、种子捕食者如鱼类、无脊椎动物均会降低自然环境种的有效种子库大小。有调查指出,在鳗草建苗的适宜季节到来之前,80%繁殖季节新生的种子将消失,其中一半种子自发性死亡,另一半种子萌发,但仅有13%萌发后的种子能成长成幼苗。
利用种子来恢复和重建海草床,不但可以提高海草床的遗传多样性,同时海草种子具有体积小易于运输,而且收集种子对原海草场造成的危害相对较小,因此利用种子进行海草场修复逐步发展成为海草床生态修复的重要手段。美国学者研发了一种播种机,将鳗草的种子比较均匀的散播在底质1-2厘米深处,提高了播种效率。种子法的优点就是不破坏原有的海草床,一旦收集到足够的种子,就可以很快的大面积播种。但是如何有效地收集种子和保存种子,如何寻找合适的播种方法和适宜的播种时间,是种子法恢复海草的难点。中国一些学者对鳗草和日本鳗草(Zostera japonica Asch. & Graebn.)有性繁殖特征、种子萌发条件、种子保存方法、播种方法等进行了比较多的研究。还有研究者发明蛤蜊播种技术,将种子通过采用糯米糊粘在蛤蜊贝壳上,随蛤蜊穴居被埋入底质,种子成苗率为23.2%。
种子法修复海草床涉及到海草种子的人工保存方法。通常植物种子根据对干燥的敏感性可以被分为干燥耐受型或称正常型(orthodox),中间型(intermediate)和干燥敏感型或称玩拗型(recalcitrant)种子。虽然海草所属的泽泻目(Alismatales)植物大多产生干燥耐受型种子,但根据目前的研究推测,大多数海草种子为干燥敏感型。这就意味着大多数海草种子只能采用湿法保存,而不适合露空干法保存。如鳗草和日本鳗草种子暴露在干燥环境24小时均会失去活力。研究表明,较低温度和较高盐度湿法保存条件,可以延长某些海草种子的保存时间;而保存过程中抗菌剂(如纳米银和硫酸铜溶液)的使用,能有效降低种子腐烂的发生(Xu et al.,2019)。高盐和低温环境能显著抑制鳗草属(Zostera)种子萌发。如鳗草种子在0°C和50psu条件下保存,保存中使用如纳米银或硫酸铜溶液作为抗菌剂,具有很好的种子保存效果。对于中国川蔓草(Ruppia sinensis)种子长期保存,我们研究结果显示,0°C/30-40 psu环境条件的湿法保存法是中国川蔓草种子长期保存的最佳保存方法;而5°C/相对湿度33±10%下的干燥保存法虽会一定程度降低中国川蔓草种子活力,但也是一种可行的种子长期保存方法。可见,中国川蔓草种子不同于其他属海草的种子,前者的干燥敏感性属于中间型种子特性,而后者为干燥敏感型。
下级分类
公认的海草种类有74种,隶属于6科13属,其中科包括丝粉草科(Cymodoceaceae)、水鳖科(Hydrocharitaceae)、鳗草科(Zosteraceae)、川蔓草科(Ruppiaceae)、波喜荡草科(Posidoniaceae)和角果藻科(Zannichelliaceae);属包括丝粉草属(Cymodocea)(4种)、二药草属(Halodule)(7种)、针叶草属(Syringodium)(2种)、根枝草属(Amphibolis)(2种)、全楔草属(Thalassodendron)(2种)、海菖蒲属(Enhalus)(1种)、泰来草属(Thalassia)(2种)、喜盐草属(Halophila)(17种)、鳗草属(Zostera)(14种)、虾形草属(Phyllospadix)(5种)、波喜荡草属(Posidonia)(8种)、川蔓草属(Ruppia)(8种)、鳞毛草属(Lepilaena)(2种)。
中国有海草4科9属16种,其中4科包括鳗草科(Zosteraceae)、水鳖科(Hydrocharitaceae)、丝粉草科(Cymodoceaceae)、川蔓草科(Ruppiaceae);9属包括鳗草属(Zostera)、虾形草属(Phyllospadix)、海菖蒲属(Enhalus)、泰来草属(Thalassia)、喜盐草属(Halophila)、丝粉草属(Cymodocea)、二药草属(Halodule)、针叶草属(Syringodium)和川蔓草属(Ruppia);16种海草分别为鳗草(Zostera marina)、日本鳗草(Zostera japonica)、丛生鳗草(Zostera caespitosa)、红纤维虾形草(Phyllospadix iwatensis)、海菖蒲(Enhalus acoroides)、泰来草(Thalassia hemprichii)、卵叶喜盐草(Halophila ovalis)、小喜盐草(Halophila minor)、贝克喜盐草(Halophila beccarii)、圆叶丝粉草(Cymodocea rotundata)、齿叶丝粉草(Cymodocea serrulata)、单脉二药草(Halodule uninervis)、羽叶二药草(Halodule pinifolia)、针叶草(Syringodium isoetifolium)、中国川蔓草(Ruppia sinensis)和短柄川蔓草(Ruppia brevipedunculata),其中鳗草和日本鳗草为温带海域海草优势种,泰来草、海菖蒲、贝克喜盐草和卵叶喜盐草为热带亚热带海域海草优势种。另外,海南是海草分布种类最多的省份,高达12种;广东、广西、辽宁和山东海草分布种类较多,均为5种。此外温带海域优势种日本鳗草在福建、台湾、广东、广西及海南沿海也有广泛分布。
保护现状
种群现状
截止2023年,由于中国对海草床的认知和重视不足,中国海草资源调查及保护研究整体落后,致使中国海草资源分布信息极度匮乏,尤其是黄渤海区。在海草的世界分布图上,来自中国黄渤海的资料几乎空白。与此同时,海草床相关研究和保护工作的力度与其生态功能的重要性极不相称,并且日益加剧的人类活动已导致中国海草床面积发生剧烈萎缩,海草床相关珍稀/濒危物种以及渔业资源也受到严重威胁。因此,开展全国性海草资源普查工作具有重要意义。
截至2022年,全球海草床面积为30×104-60×104平方千米。中国海草“家底”信息极度匮乏,截至2013年,中国海草床统计面积仅为8765.10平方千米,且80%都分布在中国热带-亚热带海域(郑凤英等,2013)。2015-2020年中国科学院海洋研究所等科研单位,对中国沿海北起辽宁南至海南岛以及西沙宣德群岛附近海域的海草进行了深入普查,更新中国海草床面积为26495.69平方千米,其中温带海域海草床面积17095.01平方千米(其中唐山乐亭-曹妃甸海草床面积达9025.56平方千米,是中国面积最大的海草床),热带-亚热带海域海草床面积9400.68平方千米。各沿海省市地区记录海草床面积分别为辽宁3205.47平方千米,河北9170.56平方千米,天津466.00平方千米,山东4192.93平方千米,江苏50.05平方千米,浙江10.00平方千米,福建469.78平方千米、广东1537.71平方千米、广西665.46平方千米和海南6727.73平方千米。
主要威胁
海草退化已是公认的全球性问题,中国海草分布面积也发生了急剧萎缩。近四十年来中国沿海各地海草床均发生了非常严重的退化。据《中国海湾志》记载,1982年山东莱州湾芙蓉岛附近分布有大约1300平方千米的鳗草海草床,但如今却消失不见,难觅踪影(中国海湾志编纂委员会,1991);从2015年至2021年,山东黄河口1000多公顷日本鳗草床受互花米草入侵和台风影响退化迅速;在过去的8年间(2008-2016),广西沿海对海草分布区进行围填,改造成为港口码头用地、房地产用地等,已造成共计354平方千米海草生境的永久性丧失,生境年均丧失率为5.5%。总体而言,与20世纪80年代以前相比,中国近岸海域超过80%的海草床已经消失。中国海草床退化原因主要包括海岸工程建设及围填海活动、陆源污染、渔业活动、大型藻类暴发、互花米草入侵和台风等极端气候事件。
改革开放以来,各地沿海的海岸建设活动越来越频繁,围填海以及码头、防波堤等工程建设或相关作业极为普遍,这些活动可直接导致海草床生境被侵占,也可引发工程周边海域水体环境恶化,从而导致海草床退化(Xuet al,2021b)。围填海、码头作业、航道疏浚等活动的直接效应就是海草被直接清除或掩埋,导致海草床区域性灭绝。同时,这类活动往往造成水体悬浮物增加浊度上升、悬浮泥沙附着于海草叶片表面,直接影响海草的光合作用。若海草床退潮时裸露于空气中,遇太阳暴晒则泥沙温度迅速升高,造成海草灼伤。另一个影响是,围填海等活动导致自然岸线和潮间带被侵占,引起海平面升高、水动力改变,这可能导致海草因水深或水动力条件不适而发生退化。此外,码头船只长期停泊遮挡光线,油污泄露漂浮或吸附于海草叶片表面等,均会影响海草的光合作用,进而影响海草床的健康水平。例如,唐山乐亭-曹妃甸海草床为中国面积最大的海草床,历史分布面积曾达到4528平方千米,沿岸港口建设等海岸工程对海草床分布造成很大影响(Xuet al,2021b)。
由于人口和经济的增长,日益加剧的陆源污染物输入也是海草床面临的主要威胁之一。中国沿岸陆源输入主要包括入海河流携带大量泥沙和污染物入海,沿岸居民生活污水和垃圾直接入海,造船厂等企业废水直排入海,造成悬浮物增加、氨氮、重金属等污染物超标。悬浮物增加造成海水浑浊,且悬浮泥沙易附着于海草叶片表面,直接抑制海草的光合作用,进而影响海草的正常生长。如果悬浮物沉积速率高于海草生长速率,那么就有可能将海草掩埋致死。重金属对海草的叶绿素和类囊体膜有破坏作用,降低叶绿素的合成,阻断电子传递体的电子传递,从而影响海草的光合作用(Ambo-Rappeet al,2011)。大量污水注入易引起海域富营养化,进而导致大型藻类的爆发和海草叶片上的附着植物的增加,同样会限制海草对光照、营养素和氧的利用,导致海草床的衰退(Xuet al,2019)。
潮间带养殖池塘建造会直接侵占海草床生境,对海草床破坏极大。潮间带渔业采挖活动,如利用铲子或耙子采挖菲律宾蛤仔活动,直接折断海草的根茎或将海草连根翻起;通过船只吸沙方式采集贝类的活动,直接将海底一定深度内底质完全吸起后重新释放,底质环境剧烈改变,水体悬浮物剧烈增加,对包括海草在内各种底内、底上生物均造成毁灭性影响,多处海草床均存在过或者仍存在此种作业方式;利用高压水枪方式采集沙虫,直接对海草床沉积环境造成毁灭性影响;刺参的采集活动,使得水体的浊度增加,透明度降低,减少了海草的可利用光,对海草床造成破坏(Xuet al,2020,2021a,2021b)。例如,流沙湾海草床,由于虾塘养殖、网箱养殖和贝类挖掘的加剧,面积减少了47.40平方千米。
互花米草入侵已经成为中国南北方普遍面临的问题。在山东黄河三角洲、福建、广东、广西、海南等地沿海,互花米草已经成为潮间带海草床的重要威胁。互花米草冠层高大、根系深而发达,与海草相比具有绝对竞争优势,可以快速扩展领地,不断侵蚀海草床生境(Suet al,2020;Yueet al,2021a)。互花米草的治理仍是一个难题。
极端气候事件可能给海草床带来巨大破坏,例如台风、风暴潮、热浪高温、暴雨带来的洪水等。台风和风暴潮导致的巨浪可将大量海草连根拔起或埋入泥沙中,导致大规模海草床的消失。例如2019年8月,超强台风利奇马过境,使黄河口日本鳗草海草床被沉积物掩埋,导致黄河三角洲日本鳗草海草床毁灭殆尽(Yueet al,2021b)。2003年至2007年,广东海岸线共有13次台风,而2013年至2017年发生了17次台风。海岸线上台风的增加和破坏程度的提高也可能导致海草床的减少,极端台风已造成海草床的严重退化(Jianget al,2020b)。热浪高温容易导致潮间带海草的灼伤死亡,但在国内尚未见热浪导致的较大规模海草床的退化。暴雨引起的洪水径流增大,导致入海悬浮物剧烈增加,进而影响海草的正常生长,甚至导致海草枯萎腐烂。气候变暖也导致温带海域鳗草的地理分布南界(原日照沿海)北移(Xuet al,2022)。
保护措施
针对不同威胁类型和强度,建议因地制宜进行科学的管理和保护,具体措施包括:建立海草保护管理体系,尽快制订《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,合理规划海草床保护区,建议设立6-8个国家级海草床自然保护区;建立海草床生境监测体系,科学管理和保护海草床,建议建立1-2处国家级海草床野外生态监测研究站;管控污染物排放,改善海草床生境质量;开展海草床生态修复,遏制甚至扭转海草床退化趋势;科学管理和开发海草床渔业资源,鼓励和引导基于海草床生境建设的海洋牧场和增养殖产业发展,加强海草床生态旅游区规划建设;加强海草床科学研究,推进海草床生态修复和增汇固碳关键技术研发,提升海草资源保护能力;普及海草床生态价值,提高海草保护意识。
主要价值
生态价值
海草是生长于海底的开花植物。海草床由大面积的连片海草构成,是具有最高生态服务功能价值的生态系统之一。海草床(seagrassbed)与红树林、珊瑚礁并称为三大典型的近海海洋生态系统,具有重要的生态功能。海草床可为各种海洋生物提供栖息地、育幼场和庇护所;也可为儒艮、绿海龟及大天鹅等生物提供重要的食物来源;还可以有效改善水体透明度、防潮御浪、固堤护岸;此外,海草床是重要的蓝碳生态系统之一,具有气候调节的功能。
海草是分布于全球各地浅海中的重要沉水被子植物,具有较高的应用价值;海草与周围环境形成一个独特的生态系统——海草场生态系统,是生物圈中最具生产力的水生生态系统之一,且强大的吸收和固碳能力使其成为全球最大的碳库之一;海草场具有多种重要的生态服务功能;被广泛视为是理想的“生态哨兵”来衡量近海岸生态系统健康状况。
海草可以调节水体中的悬浮物、DO、叶绿素、重金属和营养盐。Lewis等对美国佛罗里达州13处海草床的水质、沉积物和海草个体组织的研究表明,有海草区域的沉积物比没有海草区域的沉积物富集的重金属浓度高,说明海草具有富集重金属的功能。大洋聚伞藻(P. oceanica)被证明是很好的重金属生物指示因子,大洋聚伞藻比贝类具有更好的生物储存能力。海草还可以通过地上和地下组织吸收无机营养盐。
海草被证明能降低来自于波浪和水流的能量,从而可以防止海岸侵蚀。海草还可以改变沉积物的沉积速率,主要通过在生长季提高沉积物中的淤泥量,一年生海草对沉积速率的影响取决于海草遮蔽(canopy)的密度。海草还可以通过根和茎增加沉积物的沉降速率,对沉积物起到稳定作用。Bos等研究发现,鳗草(eelgrass)能通过在自身生长过程中增加沉积物中淤泥的量改变自身的生存环境。
海草床结构的复杂性决定了其重要的栖息地功能,主要包括决定深海群落的组成,增加海草床生物物种丰度和生物多样性等。海草床生态系统具有相对复杂的物理结构,能为重要的商业鱼类提供食物来源和育苗场所,海草床可以为幼苗提供保护场所已经被科学家广泛的接受。海草也为临近区域的线虫、贝类、珊瑚礁和红树林的很多物种提供重要的育苗场所。海草能提供关键栖息地,为儒艮、长须鲸、贝类和海鸟等提供营养基础。
海草与其他海洋植物相比具有竞争力的优势是因为:海草可以固定在松软的海洋底质上面,从沉积物中补给所需要的营养物质,从而储存资源。研究表明,上百种的浮游植物和深海洄游种靠海草床维持生存,一些草食动物直接以海草为食,使得海草床中的C通过微生物过程和颗粒有机碎屑进入浅海和河口食物网。
海草生长所必须的营养盐主要来源于水体和沉积物中有机物质的分解。海草碎屑是海草床中可以再利用的营养物质的主要有机来源,海草床中的有机物质循环可以通过有机物质的快速降解来完成。海草床中存储的营养盐可能在0.3-6天内迅速转化,在龟草(T. testudinum)床内,溶解性无机N在水体和沉积物中的消失时间少于2天。研究表明,海草贡献了全球海洋中有机碳的12%。
经济价值
由于海草中含有大量食用海藻酸、淀粉、甘露醇及钾、钠、氯、镁、锰、铁、钴及大量碘等生物体所需的常量、微量元素,以大叶藻为主要成分的复合肥料已经成为海胆和海参养殖中无法替代的饵料;将海草应用在家畜养殖中,以期提高家畜的抗病能力、生长速度、肉质等的尝试也逐步展开。其次,海草干草,尤其是大叶藻属和虾海藻属海草干草,具有抗腐蚀和保温耐用的特点,常被加工为编织、隔音及保温材料;在中国北方地区,沿海的渔民常用海草作建造屋顶的材料,能起到较好的保温和防雨功效。最后,海草在工业和医药方面也有所贡献,海草是提炼碘、铁、钙、氯化钾等工业原料的廉价原料,也是制造人造骨骼和牙齿的理想材料,且在中医中被认为具有降脂降压、减肥等功效。
参考资料
最新修订时间:2025-12-31 17:08
目录
概述
植物学史
参考资料