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環(huán)?破諀 海洋也“脫發(fā)”咋辦?它的“植發(fā)師”竟然是海草

來源:    編輯:    發(fā)布日期:2024-09-19 18:27:20    點(diǎn)擊數(shù):267 人次

“像一棵海草,海草,隨波飄搖”,隨波逐流的一棵棵海草如同“海姑娘”的一縷縷秀發(fā)隨風(fēng)飄揚(yáng)。


海草

(圖片來源:veer圖庫)

海草是唯一一類能夠適應(yīng)海洋沉水生活的單子葉被子植物,廣泛分布于全球熱帶和溫帶沿岸水域。

茂密的海草床具有凈化水質(zhì)、保護(hù)海岸、維持海洋生物多樣性以及儲存有機(jī)碳等諸多生態(tài)服務(wù)功能,在氣候調(diào)節(jié)和改善人類福祉等方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

近年來隨著氣候變化和海洋開發(fā)利用強(qiáng)度日益增大,環(huán)境改變和人類活動所造成的巨大壓力致使海草床生態(tài)系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)迅速衰退,蔚藍(lán)的海洋患上了“脫發(fā)”癥,亟需尋找一味“良藥”來遏制這一現(xiàn)象,保護(hù)和恢復(fù)海草床生態(tài)系統(tǒng)。

海草床生態(tài)修復(fù)是彌補(bǔ)海草床生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性降低和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能損失的必要手段,被視作一種可以有效應(yīng)對氣候變化,保護(hù)生物多樣性的基于自然的解決方案。

為了補(bǔ)償或減輕海草床退化所帶來的損失,世界不同地區(qū)已經(jīng)積極開展了大量的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)行動,為海草床的恢復(fù)與重建積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),其中一些案例獲得了良好的反饋和結(jié)果,大規(guī)模的海草床修復(fù)計劃在改善局部生態(tài)健康和提高生態(tài)系統(tǒng)功能水平中起到了重要作用。

造成海草床退化的原因較多,例如水質(zhì)惡化、物理損傷、物種競爭等等,在開展人為干預(yù)行動之前首先要尋找導(dǎo)致海草床退化的真正“病因”,才能針對性地開展保護(hù)管理措施。

尋找病因,生境改良

20世紀(jì)50-80年代,美國佛羅里達(dá)州坦帕灣(Tampa Bay)水體富營養(yǎng)化加劇,導(dǎo)致浮游植物和大型藻類頻繁爆發(fā),水體透明度和溶解氧水平降低,海草因“饑餓”和缺氧而死亡,海草床分布面積減少了約8900公頃。

為改善坦帕灣惡劣的環(huán)境條件、恢復(fù)其生態(tài)功能,當(dāng)?shù)夭扇?yán)格污水排放標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)廢水回收再利用、控制農(nóng)業(yè)施肥和磷礦開采等一系列管理措施控制陸源營養(yǎng)鹽排放。

經(jīng)過近30年的努力,至2012年再次評估時坦帕灣的總氮負(fù)荷顯著減少,水體總氮、總磷和葉綠素a濃度均顯著下降,海草床覆蓋面積增加了約5258公頃。


坦帕灣大型藻類爆發(fā)

(圖片來源:參考文獻(xiàn)2)

與此同時,海草床的恢復(fù)進(jìn)一步促進(jìn)了對氮、磷營養(yǎng)鹽的吸收,降低了水體濁度,從而形成良性循環(huán),海草床恢復(fù)速度可達(dá)到每年約300公頃,至2018年面積已恢復(fù)到16451公頃,超過了預(yù)期設(shè)定的恢復(fù)目標(biāo)15378公頃。

這表明通過合理有效的管理措施去除導(dǎo)致海草床退化的威脅因素,改良海草床生境,可以使海草床得到有效恢復(fù),同時也從側(cè)面體現(xiàn)出診斷海草床退化原因的重要性。

如果沒有對海草床退化原因進(jìn)行調(diào)查分析,不經(jīng)去除或減弱干擾因素就貿(mào)然開展修復(fù)活動,最終可能導(dǎo)致修復(fù)效果甚微甚至失敗。例如在澳大利亞南部開展的塊狀川蔓草(Ruppia tuberosa)的修復(fù)案例中,由于未解決因?yàn)榇杭舅唤档蛯?dǎo)致的干旱問題,修復(fù)后的海草斑塊無法完成正常的生活史過程,種子庫無法得到持續(xù)的補(bǔ)充而最終枯竭。

因地制宜,對癥下藥

查明“病因”之后,還要根據(jù)環(huán)境特征選擇恰當(dāng)?shù)男迯?fù)技術(shù)。**種子修復(fù)法逐漸被認(rèn)為是大規(guī)模海草床生態(tài)修復(fù)的重要技術(shù)手段。**海草可以產(chǎn)生不同大小、壽命和傳播能力的種子,與植株移植相比,海草種子易于采集、儲存和運(yùn)輸,而且采集種子對供體草床產(chǎn)生的破壞較小,同時還可以較好地維持遺傳多樣性。

此外,種子法相比于移植法較容易形成規(guī)模效應(yīng),增加修復(fù)規(guī)模有助于在時間和空間上分散風(fēng)險,以應(yīng)對環(huán)境條件的波動,從而提高修復(fù)成功率。

科研人員自1999年開始在美國弗吉尼亞州東部4處海灣內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模播種修復(fù),對鰻草種子的采集、篩選和保存,播種時間、密度、深度和方法等均進(jìn)行了深入的研究,制定了高效的種子收集、加工和播種方案。

由于環(huán)境條件適宜以及人類活動干擾較少,鰻草迅速地生長和擴(kuò)散,形成了茂密連續(xù)的海草床,至2010年海草床面積已恢復(fù)至1714公頃(播種3780萬粒種子),約為播種面積的14倍。

穩(wěn)定的海草床建立之后,種子可以實(shí)現(xiàn)自身供給,不需要再從外源草床采集,至2018年鰻草海草床面積已恢復(fù)至3612公頃,累計播種7450萬粒種子。海草床的恢復(fù)建立了積極的正反饋機(jī)制,使得海灣內(nèi)水體濁度降低,沉積物中碳、氮儲量增加,魚類和無脊椎動物數(shù)量和豐度增加,海草床生態(tài)服務(wù)功能逐漸恢復(fù)和改善。

在經(jīng)歷了多年的移植失敗之后,瓦登海(Wadden Sea)地區(qū)的海草修復(fù)工作也逐漸由移植修復(fù)轉(zhuǎn)變?yōu)椴シN修復(fù),希望通過大規(guī)模修復(fù)來分散風(fēng)險,提高修復(fù)成功率。澳大利亞西部科克本灣(Cockburn Sound)自2018年開始嘗試?yán)梅N子修復(fù)退化的澳洲波喜蕩草(Posidonia australis)海草床,希望通過不斷改進(jìn)的修復(fù)方案,在降低修復(fù)成本的同時提高當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)居民的參與程度。


澳洲波喜蕩草種子采集

(圖片來源:參考文獻(xiàn)5)

全民參與,眾志成城

在修復(fù)材料的收集和部署過程中所產(chǎn)生的高人工成本是開展海草修復(fù)工作的一個長期限制,盡管目前已研發(fā)了多種機(jī)械化裝備,如種子采集機(jī)、播種機(jī)、移植機(jī)等,但這些機(jī)械化裝備使用條件較高,受修復(fù)區(qū)域復(fù)雜水文和地理?xiàng)l件的限制,當(dāng)前海草床修復(fù)工作機(jī)械化作業(yè)流程難以開展,大規(guī)模海草修復(fù)仍需依靠密集的勞動力,通過讓公眾或志愿者參與到海草修復(fù)過程中來,可以大大降低勞動力成本。

為修復(fù)澳大利亞新南威爾士州斯蒂芬斯港地區(qū)的海草床,科研人員將“Citizen science”概念運(yùn)用到海草修復(fù)之中,通過發(fā)起一項(xiàng)“Operation Posidonia”活動,鼓勵社區(qū)居民收集被風(fēng)浪沖到岸邊的海草碎片,收集的碎片經(jīng)過篩選、暫養(yǎng)后由專業(yè)人員重新移植到待修復(fù)海域。


茂密的海草

(圖片來源:veer圖庫)

在活動開展的前14個月里,當(dāng)?shù)刂驹刚呤占?200多個海草碎片,經(jīng)過監(jiān)測移植成活率可達(dá)50%以上,有效地減少了從天然草床采集植株的需求,同時也使當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)居民參與到海草修復(fù)計劃中來,提高了人們對海草重要性的認(rèn)識。

除了收集海草碎片以外,社區(qū)居民還可以參與海草種子的采集、加工和播種、海草植株的移植、人員裝備的運(yùn)輸、活動的宣傳等等,在美國弗吉尼亞州播種修復(fù)案例中,志愿者們收集了1000多萬粒海草種子,在整個修復(fù)工作中發(fā)揮了重要作用。

公眾普遍缺乏對海草重要性的認(rèn)識,被認(rèn)為是全球海草保護(hù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一,這表明有必要開展適當(dāng)?shù)目茖W(xué)傳播活動,以配合和促進(jìn)海草床保護(hù)與修復(fù)行動。

“科學(xué)家+志愿者”海草修復(fù)模式是一種新的思路,該模式將海草修復(fù)定義為一種人人可參與的公益環(huán)保活動,發(fā)動社會公眾參與海草修復(fù)工作,使海草修復(fù)相比于科學(xué)研究工作具有更高的普及性,可以有效解決勞動力不足的問題,降低修復(fù)成本。

如下圖所示,科學(xué)家即指科研人員,主要在科學(xué)普及、技術(shù)研發(fā)、設(shè)備支撐和技術(shù)培訓(xùn)等方面發(fā)揮角色作用,主要任務(wù)為降低海草修復(fù)技術(shù)門檻,提高公眾參與海草修復(fù)的可行性。志愿者涵蓋范圍較廣,可以包含公益組織、社區(qū)居民等眾多的社會力量,主要彌補(bǔ)科研人員在資金、宣傳、人員組織等方面的短板,使社會公眾更加廣泛、深入地參與到海草修復(fù)活動之中。


“科學(xué)家+志愿者”海草修復(fù)模式概念圖

(圖片來源:作者自制)

該模式的難點(diǎn)在于如何吸引更多的志愿者參與到海草修復(fù)計劃中來,首先需要使公眾了解環(huán)境危機(jī)的程度和后果(如生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)、文化方面),隨后可以與學(xué)校、社區(qū)、公益組織合作,定期舉行宣傳活動和培訓(xùn),利用社交媒體、新聞媒體通過公益廣告、視頻短片、自媒體推文等形式進(jìn)行科學(xué)普及、志愿者招募及活動宣傳,進(jìn)而組建專門從事海草修復(fù)的公益組織及公益團(tuán)隊(duì)。

我國的海草床生態(tài)修復(fù)

我國海草資源豐富,現(xiàn)有海草種類16種,分布面積近3萬公頃,但海草研究起步較晚,相較于紅樹林、珊瑚礁等沿海生態(tài)系統(tǒng),海草床保護(hù)與修復(fù)工作相對滯后,海草資源已發(fā)生衰退,與20世紀(jì)80年代以前相比,我國近岸海域超過80%的海草床已經(jīng)消失。

海草床生態(tài)系統(tǒng)的衰退引起了人們對海草床保護(hù)與修復(fù)的關(guān)注和探索?蒲腥藛T針對不同的海草床退化原因和不同的海草種類,在河北省、山東省、廣西省和海南省等地對海草床修復(fù)理論和技術(shù)進(jìn)行了大量探索,提出了多項(xiàng)海草床生態(tài)修復(fù)新技術(shù),建立起相對完善的技術(shù)體系。

但由于種種原因,相關(guān)研究基本處于實(shí)驗(yàn)的規(guī)模,少有大規(guī)模修復(fù)實(shí)例,修復(fù)效果也參差不齊,在我國1950-2014年開展的1011個海岸修復(fù)項(xiàng)目中,海草床修復(fù)項(xiàng)目僅有11例,修復(fù)總面積不足30公頃。

十八大以來,隨著國家對海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視,海草床生態(tài)修復(fù)得到了國家戰(zhàn)略的支持,我國也陸續(xù)開展了多項(xiàng)大規(guī)模海草床生態(tài)保護(hù)與修復(fù)項(xiàng)目。例如河北省唐山市曹妃甸區(qū)海洋生態(tài)保護(hù)與修復(fù)項(xiàng)目(總修復(fù)面積636公頃),黃河三角洲國家級自然保護(hù)區(qū)南部海洋生態(tài)修復(fù)海草床、監(jiān)理及監(jiān)測評估項(xiàng)目(總修復(fù)面積50公頃)等。


中船環(huán)境集團(tuán)的工人在唐山市曹妃甸區(qū)海洋生態(tài)保護(hù)與修復(fù)項(xiàng)目鰻草苗采集海域采集鰻草苗(無人機(jī)照片)

(圖片來源:新華社)

我國也加強(qiáng)了國家層面生態(tài)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),發(fā)布了我國首個海草床生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)——《海洋生態(tài)修復(fù)技術(shù)指南第4部分:海草床生態(tài)修復(fù)》,首個海草床生態(tài)修復(fù)技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——《海草床建設(shè)技術(shù)規(guī)范》,為規(guī)范并保障我國海草床生態(tài)修復(fù)工程提供了技術(shù)依據(jù)。

同時也有越來越多的公益力量加入到海草床保護(hù)與修復(fù)的行列中來,由聯(lián)合國開發(fā)計劃署資助的“廣西合浦儒艮國家級自然保護(hù)區(qū)海草床保護(hù)行動項(xiàng)目”、由永續(xù)全球環(huán)境研究所和北京市企業(yè)家環(huán);饡Y助的“為海行動”、自然資源部聯(lián)合公益組織共同發(fā)起的“蔚海行動”等項(xiàng)目也在努力提升社會公眾的海草床保護(hù)意識,探索基于公眾參與的海草床保護(hù)修復(fù)可持續(xù)性發(fā)展路徑。

《海草床生態(tài)修復(fù)碳匯計量與監(jiān)測方法》的發(fā)布以及全國首筆公開的海草床藍(lán)碳意向認(rèn)購的成功簽約也標(biāo)志著利用藍(lán)碳交易市場機(jī)制推動海草床生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的可行性。

為了防止“脫發(fā)”癥的進(jìn)一步的惡化,通過分析國際海草床修復(fù)案例,未來我們需要進(jìn)一步持續(xù)地監(jiān)測海草床動態(tài)變化,準(zhǔn)確掌握海草床生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)狀;嘗試開展海草人工培育、研發(fā)機(jī)械化修復(fù)裝備、提高修復(fù)成功率與修復(fù)效率;加強(qiáng)政府決策者、非公益組織等各方力量的知識共享和公眾參與力度,相信在長久的努力之下,蔚藍(lán)的海洋定會再次生成濃密的“秀發(fā)”!

參考文獻(xiàn)

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