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海洋恢复生态学
1.5.3.1 第一节 海草种群恢复技术与方法
第一节 海草种群恢复技术与方法

海草生长于海洋潮间带或潮下带(图11-1),属于被子植物门,单子叶植物纲,沼生目。海草的物种多样性水平很低。据统计,全球共有海草72种,隶属6科、14属;其中大叶藻科2属,聚伞藻科1属,海神草科5属,水鳖科3属,川蔓藻科1属,眼子菜科2属(见插文)。海草在我国沿海均有分布。海草能够改善水体环境、稳定底质结构(Hemming & Duarte, 2000),在维持全球碳、氮、磷平衡中也发挥着重要作用。在浅海地区,由海草形成的海藻场,是海洋动物重要的栖息地、育幼场所和觅食场所。以海草场为基础形成的生态系统是生产力和生物多样性最高的典型海洋生态系统之一。因此,海草对全球近海海洋生态系统的可持续发展作出了重大贡献,其生态价值不亚于红树林与珊瑚礁(Costanza等,1997)。

图11-1 海草的几种代表种类 (引自《中国海草植物》)

海草的分类

根据根状茎直径大小,可将海草分为大海草(根状茎直径RD>7mm)、中海草(7mm>RD>3mm)和小海草(RD<2mm)3类。大海草在形态上表现为根状茎粗、果实大、分株重和叶面积大的特点,而小海草正好相反,中海草则介于二者之间。海菖蒲(Enhalus acoroides)、大洋洲波喜荡草(Posidonia oceanica)、波喜荡草(Posidonia australis)和水鳖科海草(Thalassia testudinum)属于典型的大海草,喜盐草属、二药藻属(Halodule)和大叶藻属(Zostera)部分海草是典型的小海草;而大叶藻(Z.marina)是北半球温带海域分布最广的中海草(郑凤英等, 2013)。

海草的生殖策略

海草有一年生、两年生以及多年生的,通过采取生活史多型性对策,以应对复杂的生态环境。另外,海草还可通过控制营养功能与生殖功能的相对资源投资以达到生殖成功,如与多年生的相比,一年生大叶藻将最大的生物量分配到开花结构中,而损耗其营养结构。在海洋环境中,海草既可以进行有性繁殖,又能进行无性繁殖,后者为海草繁殖的主要方式。

以威海双岛湾大叶藻为例,该藻为多年生或两年生植物,多年克隆分株一般于秋、冬(9~12月)产生,次年进行营养生长,第3年春季转入生殖生长,夏季完成开花、结果、衰亡过程;两年生分株于春季产生,经一年的营养生长,翌年春季开始形成花枝,随后完成开花、结果、衰亡过程。大叶藻生长的最佳水温为10℃~20℃,温度超过20℃或低于10℃时即进入温度逆境状态,低于5℃ 时进入休眠状态(Setchell,1929;郑凤英等,2013)。

20世纪30年代,北大西洋沿岸的大叶藻种群因枯萎病的暴发而发生大面积死亡,导致该海域的海鸟等生物种群数量锐减,进而引起人们对海草场衰退现象的注意。事实证明,海草场生态系统自身比较脆弱,而自然条件的变迁和人类过度无序的开发活动又起到推波助澜的作用,使得全球范围内的海草床呈现不断退化的趋势。来自2006年的一项调查数据显示,过去的20年内,在世界范围内,18%有记录的海草场已经消失(Walker等, 2006)。在我国,海草场也遭受了严重的破坏,面积急剧减少,形势十分严峻。以广西合浦山口的英罗港海草场为例,该海草场面积已由1994年的2.67km2衰退至2000年的0.32km2、2001年的0.001km2,面临完全消失的危险。为挽救日渐衰退的海草资源,许多研究者已开展了生境修复法、种子播种法和植株移植法等海草床修复实验,并取得了一系列的研究成果。随着对海草重要生态功能与全球衰退现状认识的深入,与海草床保护与恢复相关的研究受到越来越多的关注(Fonseca等,1998;Park & Lee,2007;Lee & Park,2008;Orth等,2010;Delefosse & Kristensen,2012;Li等,2013)。