不美的美人鱼——带你走进海牛和儒艮的世界

很难想象大象的亲戚会生活在海中,海牛目在海洋哺乳动物中是相当特殊的一群,所属物种均为植食性,以海草与其他水生植物为食。现存共有四种海牛目动物,分为两个科:海牛科的3种海牛,与儒艮科的儒艮。儒艮科的另一物种大海牛曾存活至近代,但已在18世纪时被猎捕至灭绝。     

海草植株移植方法的研究进展

海草是世界上最重要的初级生产者之一[1],也是海洋生态系统食物链中的重要一环[2],海草床具有非常复杂的群落结构,它为一些幼鱼和贝类提供重要栖息地及隐蔽保护场所[3],也为一些植食性鱼类、某些水鸟和一些大型动物如海龟(Chelonia my-das)、儒艮(Dugong dugon)等提供觅食场所[4-5]。同时,海草床还可以调节水体中的悬浮物、溶解氧、叶绿素、重金属和营养盐[6],减缓水流速度[7],对浅水水质的净化与底质的巩固发挥着关键作用。此外,海草通过叶片及地下茎将吸收的氮、磷及可溶性有机物等释放到周围环境及水体中,供附生生物及其他生物利用[8]。并有研究表明,海草床在维持全球碳平衡和氮平衡中也起到重要作用[9],碳的固定率几乎可以和热带雨林相比[10]。然而,自20世纪以来,受人类活动频繁加剧的影响,海草床在世界范围内呈现严重衰退趋势,有些地区的海草床甚至已完全消失[8]。据统计,全世界海草的分布面积大约有17.7×104 km2,约相当于海洋面积的0.15%[11]。然而仅1993年至2003年就有大约2.6×104 km2的海草床消失,大约减少了15%[12]。     

海草恢复生态学与修复技术研究进展

海草是一类生活在近海区域的高等被子植物,初级生产力高,是全球重要的碳汇之一,具有净化水质、消浪固滩,以及为珍稀濒危海洋生物提供栖息地和保护地的功能。无节制的人类活动和频发的极端气象灾害导致近岸海洋污染加剧、海洋生态系统退化和海草床大面积消失。本文以相关海草床修复生态学基础理论为出发点,在自然因素和人为因素两个方面归纳了海草修复需要考虑的因素,梳理了国内外海草修复实践和技术理论方法,提出了利用营养物质、植物激素和物种共生关系等人为促进海草床生长的技术方法,并从法律角度、技术体系、保护体系和科普宣传等方面提出了促进我国海草床修复的建议,以期为我国海草床保护与修复工作提供理论基础和技术参考。     

海草床微生物研究进展

海草是一类生长于海洋环境中的单子叶植物。细菌、真菌、微藻、古生菌和病毒等微生物栖息在海草器官及其周围环境中,对海草生长、营养和健康以及海草床物质循环起着重要作用。本文通过分析与总结国内外参考文献,简要介绍了海草床微生物的一些新的研究进展,并讨论了将来可能进行的研究方向。海草微生物组与沉积物和海水中的微生物群落存在较大差异,其分布在离散且高度异质性的生态位,且该模式在广泛的地理尺度上保持不变,不是受海草种类和沉积物类型控制,而是主要取决于环境驱动与海草代谢。大部分海草核心微生物群落都参与硫循环。今后可采用模拟实验、生态模型、基因组、宏基因组、转录组与代谢组等技术方法研究海草床微生物的多样性、组成、功能、定植与病害等。此外,揭示海草床中微生物、海草和环境之间的相互关系,对保护受威胁的海草床具有重要意义。     

海草床微生物研究进展

海草是一类生长于海洋环境中的单子叶植物。细菌、真菌、微藻、古生菌和病毒等微生物栖息在海草器官及其周围环境中,对海草生长、营养和健康以及海草床物质循环起着重要作用。本文通过分析与总结国内外参考文献,简要介绍了海草床微生物的一些新的研究进展,并讨论了将来可能进行的研究方向。海草微生物组与沉积物和海水中的微生物群落存在较大差异,其分布在离散且高度异质性的生态位,且该模式在广泛的地理尺度上保持不变,不是受海草种类和沉积物类型控制,而是主要取决于环境驱动与海草代谢。大部分海草核心微生物群落都参与硫循环。今后可采用模拟实验、生态模型、基因组、宏基因组、转录组与代谢组等技术方法研究海草床微生物的多样性、组成、功能、定植与病害等。此外,揭示海草床中微生物、海草和环境之间的相互关系,对保护受威胁的海草床具有重要意义。     

海草床沉积物有机碳研究综述

海草床具有重要的生态系统服务功能,可以为海洋生物提供栖息地和食物来源,同时还具有重要的碳储存功能,海草床“蓝碳”功能日益受到学术界的重视,据研究全球每年海草床的碳埋藏量高达(2.7~4.4)×10⁷ MgC。近年来,由于人类活动的影响,世界范围内海草床衰退严重,导致海草床沉积物有机碳储量降低。本文综述了全球海草床沉积物有机碳的来源、组分、储量以及指示作用;从物理、化学和生物三方面讨论了影响海草床碳储量的环境因素。最后提出了未来主要研究方向,主要包括加强海草床碳通量普查,分析全球气候变化背景下海草床沉积物有机碳的变化机制,明确海草床碳储量流失速率,研究海岸带工程对海草床沉积物有机碳的影响。评估海草床沉积物有机碳储量及变化机制可以为全球海洋蓝碳研究提供科学依据。     

硫化物胁迫对海草影响的研究进展

硫酸盐的还原作用是沿海海洋沉积物中有机质厌氧矿化的主要终点过程,该过程会生产有毒的硫化物。迄今为止,在所研究的大多数海草中都发现了硫化物侵入植株组织内部的现象,而且在温带和热带区域已经发生过多起因为草床沉积物中硫化物浓度过高而导致海草大面积死亡的事件。本文综述了近三十年来硫化物胁迫对海草影响的相关研究工作,主要内容包括以下四方面:(1)硫化物对海草产生胁迫的环境条件主要有缺氧、缺铁、有机质富集以及高盐;(2)硫化物侵入海草组织的途径是由根部吸收进而转移到地下茎和叶片中,而随着时间的推移,硫化物在海草组织中最终主要以单质硫、硫酸盐以及有机硫的形式存在;(3)硫化物对海草的危害主要是通过直接破坏海草的分生组织并进一步抑制海草的光合作用发生的,对海草的生长带来严重的负面影响;(4)不同海草物种受硫化物的侵入情况不同,主要与海草物种的形态学和内部结构差异有关。最后提出三方面的展望,包括硫化物胁迫下海草组织、细胞层面的深入研究,分子应答机制的研究以及有效的海草床修复手段的探索。本文有助于全面了解海草与硫化物胁迫之间的关系,并为将来开展更深入的研究提供参考。     

印尼混合海草床大型底栖生物丰度和多样性生态研究

海草床是海岸带最富生产力的生态系统之一,支撑着各种各样的伴生生物。热带的印度和太平洋地区被认为拥有海草植物种类多样性最高,且分布面积最广,然而,这个区域的海草床大型底栖生物我们知之甚少。为了填补认知的空白,我们在该区域开展了一项生态调查,旨在描述该区热带海草床大型底栖生物的丰度和多样性,以及确定大型底栖生物丰度、物种丰富度和群落结构是否明显存在断面内的站间变化和样地间变化。2014年5月和2015年10月我们分别在北苏拉威西省东海岸和西海岸开展野外工作,使用柱状取样器采集海草床大型底栖生物样品。所得样品共计鉴定14大类149种底栖生物,种类最为丰富的类别为多毛类（56种,占26%的总个体数）,十足类（20种,占9%的总个体数）和端足类（18种,占35%的总个体数）。东、西海岸海草床大型底栖生物表现出不同的空间分布模式。在东海岸,同一断面的大型底栖生物和端足类的丰度存在显著的站间差异;而在西海岸,大型底栖生物和多毛类的种类丰富度和丰度都表现出明显的站间变化,这可能归结于同一断面底质不均所造成。单因素ANOSIM以及MDS排序表明了北苏拉威西省东海岸和西海岸海草床大型底栖生物群落结构存在显著不同,正好对应于将海草床分成两大类型的栖息地,即西海岸的红树林-海草床-珊瑚连续体和东海岸的海草床-珊瑚连续体。与在热带海区开展的其他研究相比,本研究的大型底栖生物丰度和多样性处于中等水平。东、西海岸海草床大型底栖生物群落存在显著区别,其原因可能源于多方面,包括了沉积物模式,海草床结构和时间变化。     

斑块状海草床对大型底栖动物群落的影响

本研究根据2013年5月在山东省广饶县潮间带海草床及附近海域大型底栖动物的采样数据,对斑块状海草床及邻近海域的大型底栖动物群落多样性、组成和结构进行了比较研究。结果显示,在本研究的海草床及附近海域共获得大型底栖动物41种,其中甲壳动物的物种数量最多(16种),多毛类动物(15种)和软体动物(10种)次之。大型底栖动物优势种有7种,包括多毛类3种,甲壳动物和软体动物各2种。整个研究海域大型底栖动物群落的平均丰度为661.33 ind/m~2,最主要的丰度贡献者为光滑河篮蛤和丝异须虫,它们的丰度均表现出显著的空间差异;动物丰度在海草床覆盖海域明显高于非海草覆盖海域。聚类分析、nMDS排序、SIMPER分析和IMS分析结果显示,在沿海草床的距离梯度上,大型底栖动物并未表现出明显的线性趋势。因此,斑块状海草床的生态服务功能仍然存在,但相当有限。因此,对功能退化的斑块状海草床的保护势在必行,以期恢复其原有的生态服务功能。     

中国温带海域新发现较大面积(大于50 ha)海草床:Ⅳ烟台沿海海草分布现状及生态特征

海草床是珍贵的“海底草原”,具有十分重要的生态服务功能。上世纪90年代,烟台曾分布有4种海草,尚不明确海草的分布现状。本研究结合了现场调查、声呐探测等手段,查清了烟台市莱州市至莱山区沿海海草的分布现状,发现了一处位于烟台市套子湾的面积为51.90 ha的鳗草-日本鳗草混合草床,并对鳗草、日本鳗草的生态特征进行了调查。调查发现烟台现存海草仅有2种,部分草床严重退化,亟需对现存海草进行保护与监测,以遏制海草的退化速度。     

中国温带海域新发现较大面积(大于50ha)海草床:Ⅲ渤海兴城-觉华岛海域大面积海草床鳗草种群动力学及补充机制

鳗草(ZosteramarinaL.)广布于北半球温带浅海海域,其形成的鳗草床具有重要的生态价值。近些年来,我国黄渤海海域鳗草退化严重,较大面积、连续分布的海草床已经非常少见。在渤海兴城-觉华岛海域发现较大面积的海草床,可以作为渤海沿海海草床的典型代表。基于此,2018年5月、9月、11月和2019年3月对该海草床进行了初步调查,探究了渤海兴城-觉华岛海草床鳗草种群补充等生态特征,分析了海草床生境的主要威胁,并提出了对海草床进行有效保护和科学管理的相关建议。结果表明:渤海兴城-觉华岛海草床总面积为791.61ha,海草种类为鳗草和日本鳗草(Z.japonica),以鳗草为优势种,日本鳗草极少且呈斑块状分布;鳗草生物量在2018年5月达到最大值(1241.22—1632.64g/m2);鳗草叶片碳、氮、磷元素含量分别为35.35%—36.57%、1.89%—3.35%、0.14%—0.48%;鳗草海草床以无性繁殖为主要补充方式,有性繁殖补充比例平均仅为1.92%,明显低于国内其他鳗草草床,具有鲜明的独特性;该海草床主要受围填海、捕蛤、围网捕鱼等人类活动的严重影响,并致使海草床边缘区域呈现斑块化趋势。建议对这片珍贵的海草床加以保护和修复。     

海南省海草床生物多样性保护战略与行动计划

文章简述了海南省海草床生物多样性概况,总结了海南省海草床生物多样性保护工作的成效和问题。提出了海草床生物多样性保护的指导思想、基本原则、战略目标和保护任务,确定了海草床生物多样性保护的5个优先领域:(1)建立比较完善的海草保护和合理利用机制;(2)建立海草保护的管理协调机制;(3)加强海南沿海海草床的管理;(4)加强对海洋工程的管理;(5)加大保护海草床的宣传、教育及人才培养工作,并提出了优先领域相应的行动计划和行动内容。     

中国海草资源分布现状、退化原因与保护对策

海草床是三大典型的近海海洋生态系统之一,具有极高的生态服务功能。然而,截至2015年我国近海海草资源分布现状尚不明晰,严重制约了我国海草床保护与修复工作的开展。2015～2021年,笔者通过实地调查,借助船只走航、声呐探测、遥感等技术手段,重点对我国近海海草资源的分布面积、种类及主要威胁进行了全面普查,并据此提出我国海草床管理与可持续利用对策。结果表明,我国近海海域海草床面积共为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;我国现有海草4科9属16种。其中,温带海域海草床面积为17 095.01 hm2,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(Zosteramarina)和日本鳗草(Z.japonica)为优势种,其中唐山乐亭-曹妃甸海草床面积达9 025.56 hm2,是我国面积最大的海草床;热带-亚热带海域海草床面积为9 400.68 hm2,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...     

底质类型对热带海草海菖蒲种子萌发和幼苗生长的影响

近几十年来,受到人类活动和气候变化的影响,全球海草床呈现退化趋势,海草床的恢复备受关注.其中,海草种子或幼苗移植由于其对供体海草床破坏和影响较小,并能保证海草的遗传多样性而备受重视.移植区的底质类型是决定海草种子或幼苗移植存活率的重要因子,然而,目前关于热带海草种子萌发和幼苗生长对不同底质类型响应的研究很有限.本研究以...     

海南省海草床现状和生态系统修复与重建

文章评述了海南省海草床生态系统的分布、海草保护与管理、科学研究等各个方面的现状,以及生态系统修复与研究进展.指出海草生态系统具有特殊的资源价值和生态效益,对热带海岸社会经济可持续发展十分重要;另一方面对日益频繁的人类开发活动和自然环境变异十分敏感和脆弱,随着海南的开发建设,人口、资源环境压力加剧,海草资源已经受到开发活动的影响而急需保护.尽管政府采取了保护管理的各种措施,包括相关法律和海洋保护区、科学研究,但海草床生态系统仍然面临威胁.海草床生态系统在我国热带海洋生态环境变化和资源可持续利用研究中具有特别重要的意义.应当加强海草生态系统的调查、监测、评估、研究,以适应海草生态系统的保护、管理、恢复、重建和可持续发展的要求.     

海南岛东海岸海草床生态系统健康评价

根据2004~2009年海南岛东海岸长圮港、龙湾、高隆湾、黎安港、新村港等地海草分布区的水质、沉积物、生物质量、栖息地、生物5个指标调查数据,按照《近岸海洋生态健康评价指南》(HY/T087-2005)海草生态系统评价方法,对海南岛东海岸海草床生态系统健康指标进行评价。结果显示,海南岛东海岸海草床水环境与沉积环境均处于健康状态;龙湾海草床生物残毒评价为亚健康,其余站位均处于健康状态;黎安港与长圮港海草床栖息地评价处于不健康状态,其余站位均处于健康状态;黎安港海草床生物评价处于不健康状态,新村港海草床生物评价处于亚健康状态,其他地方栖息地与生物评价均处于健康状态。海草床生态系统健康评价显示,黎安港处于不健康状态,新村港与长圮港处于亚健康状态,龙湾与高隆湾处于健康状态。总体上看,海南岛东海岸分布于珊瑚沿岸海草床生态系统比较健康,分布泻湖沿岸海草床趁于亚健康向不健康方向转变。本文希望通过对海南岛东海岸海草床生态系统的健康评价研究,为海草床生态系统的保护与修复提供理论依据。     

新村港海草床的生态状况及可持续利用探讨

文章分析了人类开发对海草床生态影响的各种因素,提出了加强新村港海草床特别保护区的建议和海草资源可持续利用的开发设想。     

除草剂对海草的影响研究进展

随着除草剂在农业生产中的大量使用, 近岸海域中除草剂被频繁检出。除草剂的残留会对海草床生态系统的结构与功能产生潜在的威胁。本文回顾了近40年来除草剂对海草胁迫的相关研究工作, 总结发现:(1)光系统Ⅱ(PSⅡ)型除草剂在全球海草床中被频繁检出, 是研究最多的除草剂种类。(2)不同种类海草对不同类型除草剂耐受程度不同, 多种除草剂混合物可能会对海草表现出协同、加性或拮抗效应。(3)除草剂会与其他因素如高温、光照、重金属等共同对海草产生胁迫作用。(4)叶绿素荧光技术结合现代组学技术可以更加灵敏、全面地阐释除草剂对海草的胁迫机理。最后对未来的研究方向提出了展望, 包括开展对重点海草床中除草剂残留的长期监测, 加强对新型除草剂、海草的不同生活史阶段以及多因素联合胁迫作用的研究。本文有助于全面了解海草与除草剂胁迫之间的关系, 为将来开展更深入的研究工作提供参考。     

荣成马山里海域海草床分布现状及其生态特征

海草床是滨海三大典型生态系统之一,具有极其重要的环境改善、资源养护和减灾防灾等生态功能,亦是全球重要的碳库。2016年8月,通过对荣成马山里海域的现场调查,发现了面积为58.26 hm²的海草床,其海草的种类为红纤维虾形草（Phyllospadix iwatensis）和丛生鳗草（Zostera caespitosa）。红纤维虾形草分布面积为54.50 hm²,占该海域海草床总面积的93.5%,分为北部和南部2个带状区域,平均茎枝密度为（368.0±18.2）shoots/m²,平均生物量（干重,下同）为（297.0±41.5）g/m²。丛生鳗草分布面积为3.76 hm²,占海草床总面积的6.5%,呈现斑块状分布,与红纤维虾形草交错而生,平均茎枝密度为（691.2±17.1）shoots/m²,平均生物量为（534.0±70.7）g/m²。马山里海域海草床主要分布在平均水深为（2.8±0.3） m的以岩礁为主的底质上。海草的生长状况存在显著的空间差异,与水温呈现显著的正相关,与水深和陆源污染物存在显著的负相关。结合历史资料,发现该海域海草床退化现象较严重,其主要威胁因素是人为干扰,主要包括渔业生产、养殖活动和陆源污染输入。建议合理规划周边海域的养殖规模和密度、加强陆源污染物管控和开展海草床生态修复工程,以期为温带海草床的有效保护和科学管理提供参考。     

东楮岛海草组织碳氮含量特征及环境影响因素

海草组织碳氮含量可快速响应外界环境影响,已经广泛用于海草生态系统健康评估的指示因子。2011—2012年对东楮岛大叶藻海草床进行4次采样调查,研究了不同季节海草组织碳氮含量特征,分析了环境因素对大叶藻组织碳氮含量的影响。结果表明:海草组织碳、氮含量有明显季节性变化。海草叶碳含量最大值出现在5月,为36.4%,最小值出现在12月,为30.8%;而海草叶氮含量最大值和最小值分别出现在2和5月,为2.73%和2.02%。环境因素的相关性分析表明,海水温度对海草叶碳含量和根氮含量具有显著影响,海水及沉积物间隙水中的氮营养盐对海草茎、叶中的碳含量和根、叶中的氮含量有显著影响。调查表明东楮岛海域海草组织氮含量高于世界平均水平,营养盐增加可能对大叶藻产生负面影响,为了保护东楮岛海草床,应严格控制该海域养殖海带过程中营养盐的使用,加强对海草床健康状况的野外监测以及环境因素对海草影响的室内模拟实验研究。