生長(zhǎng)在海草床里的海膽。
海草床里生長(zhǎng)的灘棲螺。
海底草原——海草床。本組報(bào)道由海南大學(xué)黃勃教授供圖
海草床,是除紅樹(shù)林和珊瑚礁之外最典型的海洋自然生態(tài)系統(tǒng)之一,是地球上生物多樣性最豐富、生產(chǎn)力最高的海洋生態(tài)系統(tǒng)之一,也是全球多樣性保護(hù)的主要對(duì)象之一。海南是我國(guó)海草分布最為豐富的省份之一,海南島周邊海域分布著較大面積的海草。近日,海南大學(xué)教授黃勃向媒體發(fā)布了他的初步研究成果:海南島東部新村灣和高隆灣兩大海草床共分布有8種海草和60種大型底棲生物,為大家揭開(kāi)了一個(gè)神秘而又多姿多彩的生物世界。
海草生產(chǎn)力很高
如果不是親眼所見(jiàn),很難想象,海底居然也有茂密的“草原”,也有隨水流搖曳生姿的綠草與鮮花。
在海南島沿線多處,碧藍(lán)清澈的海灣底層生長(zhǎng)著翠綠茂盛的“海底草原”,即大面積的海草場(chǎng),面積分別為3平方公里至5平方公里不等,包括喜鹽草、小喜鹽草、海菖蒲、泰來(lái)草、二藥藻、絲粉藻、齒葉絲粉藻、針葉藻等多種,海草高的達(dá)1米多。
“海草是海洋中唯一能夠開(kāi)花的植物?!秉S勃介紹說(shuō),我省的氣候環(huán)境等較適宜海草生長(zhǎng),種類(lèi)也較多,在近海岸、潟湖等區(qū)域較為常見(jiàn)。在一些沉積物比較細(xì)、風(fēng)浪較小的區(qū)域,海草床的生長(zhǎng)尤為茂盛,海草床最高覆蓋率能夠達(dá)到95%。
在黃勃的描述中,可以感受到海草帶狀葉片的柔軟,生于葉叢基部的花朵,還有高出花瓣的花蕊,所有這些都是為了適應(yīng)水生生活環(huán)境。例如,大葉藻是鮮艷的綠色,春夏兩季生長(zhǎng)繁茂,花為淡黃色。蝦形藻甸甸的莖和根固著巖石上,葉細(xì)長(zhǎng)、鮮綠色,每年的三四月份長(zhǎng)出花枝,花苞待放。
海草常在沿海潮下帶形成廣大的海草床,是高生產(chǎn)力區(qū)。生物學(xué)中有個(gè)名詞叫初級(jí)生產(chǎn)力,這是指綠色植物利用光合作用把二氧化碳固定并轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳(如葡萄糖、淀粉等)這一過(guò)程的能力。初級(jí)生產(chǎn)力是地球上的幾乎所有生物賴以生存、生長(zhǎng)的原生力量,而海草是初級(jí)生產(chǎn)力最高的生物群落之一,是海洋高生產(chǎn)力的象征。
“海草生態(tài)系統(tǒng)的年初級(jí)生產(chǎn)力約為500-1000克·碳/平方米,可以達(dá)到珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的3倍?!敝锌圃耗虾K芯繂T凌娟如此介紹。正因?yàn)樯a(chǎn)力高,因此腐殖質(zhì)特別多,成為了底棲生物的樂(lè)園。
什么是底棲生物?
快樂(lè)生活在海草床中的海洋底棲生物到底是什么呢?黃勃解釋說(shuō):“就是長(zhǎng)期生存在海洋沉積物表面、底內(nèi)或者水中的生物類(lèi)群,其一生全部時(shí)間或者大部分時(shí)間都生存在海洋水體底部?!?/p>
因?yàn)榉N類(lèi)眾多,為研究方便,科學(xué)家按不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。
一類(lèi)是按照生存空間來(lái)分類(lèi)的。其一叫底上海洋底棲生物,它們棲息在硬質(zhì)海底,有著特殊的固著器官:大型定生藻類(lèi)以吸附根固定著;動(dòng)物如牡蠣等以自身的石灰質(zhì)外殼,直接粘在基質(zhì)的表面,而貽貝、扇貝等就用足絲束固著在基質(zhì)上,它們中有些還能“搬家”到新的地方。這些生物往往都有捕捉食物的特殊本領(lǐng):它們往往棲息在水流通暢的環(huán)境,用各種各樣的網(wǎng)、綱毛、耙、梳、纖毛和其他結(jié)構(gòu),網(wǎng)住或者粘住食物。
一種叫底內(nèi)海洋底棲生物,它們長(zhǎng)期生長(zhǎng)在泥沙或是在底質(zhì)沉積物內(nèi),通過(guò)在軟質(zhì)海底穴居和鉆孔來(lái)生存。有些是埋藏棲息在沙內(nèi),身體往往是筒狀、帶狀,具有伸縮能力,包括沙蟲(chóng)、沙蠶、沙海葵等;有的體型平扁,長(zhǎng)著挖沙用的“肉鏟子”——扁平狀附肢或尖的足和頭部,比如蟬蟹、針漣蟲(chóng)等。這些底棲生物都長(zhǎng)著從海底表面獲取新鮮海水和食物的水管系統(tǒng)或附肢。還有一些藏身在特殊的巢穴或管道內(nèi),如蝦蛄?xí)诙淳幼?;而海蚯蚓則會(huì)挖“海底管道”,其管道由分泌物或由分泌物粘結(jié)沉積顆粒建筑而成。巢穴和管道的構(gòu)造各有特點(diǎn),有的相當(dāng)精巧。
第二類(lèi)是按照大小來(lái)分類(lèi),靠“篩子”來(lái)分類(lèi)??茖W(xué)家將不能夠通過(guò)孔徑為0.3毫米篩網(wǎng)的海洋底棲生物稱(chēng)為大型海洋底棲生物,其主要代表的海洋生物類(lèi)群為多毛類(lèi)、雙殼類(lèi)、甲殼類(lèi)等;將可以通過(guò)孔徑為0.3毫米篩網(wǎng)而不能通過(guò)孔徑為0.042毫米篩網(wǎng)的海洋底棲生物稱(chēng)之為小型海洋底棲生物,其中代表的底棲生物類(lèi)群有底棲水圣、海洋線蟲(chóng)、海洋生物的幼蟲(chóng)等;將能通過(guò)孔徑為0.042毫米篩網(wǎng)的海洋底棲生物稱(chēng)之為微型海洋底棲生物,主要由原生生物界的原生動(dòng)物組成。
“海底大食堂”
中科院南海所科研人員樊敏玲曾以新村灣為例,對(duì)海草床中主要魚(yú)類(lèi)及大型無(wú)脊椎動(dòng)物的食物來(lái)源進(jìn)行了研究,隨后在生態(tài)學(xué)報(bào)上發(fā)表論文《海南新村灣海草床主要魚(yú)類(lèi)及大型無(wú)脊椎動(dòng)物的食源》。
新村灣面積約22.6平方公里,是個(gè)天然潟湖灣,僅海灣西部有一窄口與南海相通。這里的海草床主要分布在灣東南至西南部平均水深1.5米的中細(xì)砂和細(xì)砂底質(zhì)上,總面積約2平方公里,生長(zhǎng)著海菖蒲、泰來(lái)藻、海神草、二藥藻和喜鹽草等多種海草,底棲生物包括多毛類(lèi)、軟體動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、軟體動(dòng)物、甲殼類(lèi)和魚(yú)類(lèi)等。
樊敏玲認(rèn)為,海草床中有四類(lèi)食物可供動(dòng)物取食:海草、海草葉片上的附生藻類(lèi)、水體中的懸浮顆粒有機(jī)質(zhì)和沉積物中的有機(jī)碎屑。海草是大部分魚(yú)類(lèi)和大型無(wú)脊椎動(dòng)物的重要食物來(lái)源,在新村灣采集到的25種動(dòng)物種類(lèi)中,約70%的種類(lèi)的食物依賴于海草或者吃海草。其中,棘皮動(dòng)物、多毛類(lèi)、甲殼類(lèi)動(dòng)物和大部分的魚(yú)類(lèi)都以海草為主要食物來(lái)源;雙殼類(lèi)主要進(jìn)食的是附生藻類(lèi)和沉積物中的有機(jī)碎屑;還有少數(shù)魚(yú)類(lèi)以水體中的懸浮顆粒有機(jī)質(zhì)為主要食物。
以棘皮動(dòng)物海膽為例,一種名為馬糞海膽的動(dòng)物,其96%-98%的食物來(lái)自海草。多毛類(lèi)中的厚鰓蠶全部食物都是海草,而多毛類(lèi)的扁平巖蟲(chóng)66%-85%的食物是海草。甲殼類(lèi)動(dòng)物中,少刺短槳蟹、匙指短槳蟹、斑節(jié)對(duì)蝦和新對(duì)蝦既吃海草,也吃附生藻類(lèi),其中49%-94%的食物為海草。魚(yú)類(lèi)的食譜比較寬,黃斑籃子魚(yú)直接以海草為食,另一些魚(yú)類(lèi)如細(xì)鱗鰳和斑鱚等卻為肉食性魚(yú)類(lèi)。
其實(shí),即使不是底棲生物,對(duì)海草的食物依賴性也很高,要么當(dāng)做直接食物、要么當(dāng)做間接食物。例如,中上層魚(yú)類(lèi)中的白氏銀漢魚(yú)、青鱗小沙丁魚(yú)和小公魚(yú),它們食物中的四成到八成是懸浮顆粒有機(jī)物。
“毫不夸張地說(shuō),海草床是海洋生物的一個(gè)海底大食堂?!秉S勃說(shuō)。
海草植物的種子庫(kù)
文海南日?qǐng)?bào)記者單憬崗
人類(lèi)為了作物生產(chǎn),常常會(huì)建立自己的作物種子庫(kù)。而海草為了延續(xù)后代、“發(fā)展生產(chǎn)”,也有自己的種子庫(kù),這一點(diǎn)卻很少有人知曉。
原來(lái),在自然界中,具有休眠特性的海草種子散布到海底表面或海底泥沙中,并不立即萌發(fā),而是形成種子庫(kù)。由于海草床容易受到人類(lèi)活動(dòng)的干擾,為了保證種族的延續(xù),因此海草種子會(huì)休眠,這對(duì)維持海草床長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展具有重要作用。海草種子庫(kù)的存在對(duì)于單個(gè)海草物種或群落的長(zhǎng)期存活具有重要意義,為海草群落的更新和補(bǔ)充提供了重要的資源,在海草床的保護(hù)和恢復(fù)以及物種多樣性的重塑和維持方面都扮演著重要角色。
根據(jù)海草種子在海底保持活力的時(shí)間長(zhǎng)短,可以分為短暫性種子庫(kù)(保存種子的時(shí)間少于1年)和持久性種子庫(kù)(保存種子的時(shí)間大于1年)。然而,并不是所有的海草種子都有休眠期,例如聚傘藻屬、海黽草屬和根枝草屬的種子在果實(shí)期就已經(jīng)萌發(fā)。
適宜的環(huán)境條件可以延長(zhǎng)海草種子的休眠時(shí)間。在通風(fēng)和低溫條件下,摩羯大葉藻的種子最長(zhǎng)可以保存50天;而將一種名為Phyllospadix torreyi的種子儲(chǔ)存在寒冷和黑暗的環(huán)境中,萌發(fā)歷期最長(zhǎng)可達(dá)83天;室溫條件下保存在海水中的大葉藻種子可存活8個(gè)月。休眠期的延長(zhǎng)讓海草種子的儲(chǔ)存成為可能,這是大規(guī)模利用種子恢復(fù)受損海草床的必要條件。
經(jīng)歷休眠期后,如果遇到合適的環(huán)境,海草種子就會(huì)萌發(fā)。海草種子休眠的終止或萌發(fā)的開(kāi)始主要受到鹽度、溫度、光、溶解氧、激素、機(jī)械破除種皮和種群等因素的影響,其中鹽度、溫度、溶解氧和劃破種皮是影響海草種子萌發(fā)的關(guān)鍵。
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中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院張沛東教授認(rèn)為,鹽度是影響海草種子萌發(fā)最重要的因子。一般來(lái)說(shuō),降低鹽度可以促進(jìn)海草種子的萌發(fā)。如在溫度為10℃、20℃和30℃,鹽度為1、10、20、30和40條件下,對(duì)諾氏大葉藻種子進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在溫度30℃和鹽度為1時(shí)萌發(fā)率最高,且萌發(fā)率隨溫度的降低和鹽度的升高而降低。一年生大葉藻種子在萌發(fā)前經(jīng)7℃低溫處理1個(gè)月(春化),萌發(fā)率顯著高于未春化的種子。
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