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...     

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。     

外源铁对高有机负荷下泰来草光合作用及抗氧化酶活性的影响

海草床是近岸重要的“蓝碳”生态系统,有机负荷升高导致的硫化物胁迫是海草床衰退的重要诱因;外源铁(Fe)的添加可有效改善高有机负荷沉积物中海草的生存状态。本研究在日光温室内,通过向两种不同类型(钙质和硅质)沉积物中添加淀粉(5 g/kg)模拟海草床高有机负荷,同时添加不同量的Fe(II)(0.00、0.05、0.15、0.50 g/kg),探究了泰来草(Thalassia hemprichii)叶片光合色素(Chl a、Chl b、Cx)含量、叶绿素荧光参数(F_m、F_v/F_m、F_v/F₀、Φ_PSII、ETR)及抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性对Fe添加的响应特点。结果表明,培养过程(30 d)中,两种类型的沉积物中外源Fe添加均能有效提升泰来草叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数水平和抗氧化酶活性,且当Fe(Ⅱ)添加量为0.50 g/kg时效果最优。Fe添加量对间隙水Fe²⁺浓度、S^2-浓度、泰来草叶片光合色素含...     

海南黎安港海草床分布特征、健康状况及影响因素分析

通过对黎安港海草资源进行调查,并采用《近岸海洋生态健康评价指南》（HY∕T087-2005）对海草床生态系统健康进行评价。结果表明,黎安港海草种类主要有2科3亚科4属4种,分别为圆叶丝粉草、泰来草、海菖蒲及卵叶喜盐草;海菖蒲分布广泛,其次为圆叶丝粉草及泰来草,海草床分布面积约为0.93 km²,黎安南岸海草分布面积最大,西岸次之,东岸最小。海草平均覆盖度为37.80%。圆叶丝粉草平均密度872.00株/m²,平均生物量150.34 g/m²,泰来草平均密度405.00株/m²,平均生物量62.45 g/m²;海菖蒲平均密度251.00株/m²,平均生物量778.50 g/m²,卵叶喜盐草平均密度6 768.00株/m²,平均生物量70.63 g/m²,2015年黎安港海草床处于健康状态;2018年处于健康状态边缘;2016年、2017年及2019年均处于亚健康状态,主要体现在沉积物环境、栖息地健康以及生物指标存在亚健康,2015年至2019年期间,黎安港海草床的健康状况总体呈现为健康转为亚健康的趋势,主要影响因素有水体交换能力较差、水产养殖活动影响、沿岸围填海工程及其他人为活动影响等。     

无人机航测技术在海草床调查中的试点应用

通过无人机飞行参数、飞行高度、潮汐条件和调查范围等试验,采用无人机对东郊椰林近岸海域海草进行航拍,利用PIX4D软件处理得到了高分辨率海草分布影像图,利用ArcGIS软件对海草分布区进行了矢量化提取,选择有代表性的区块结合实地调查进行验证,得出了试验区的海草分布特征和海草种类。结果表明：海草分布在离岸300 m范围内的珊瑚礁砰上,呈斑块状、间隔式分布特征,在试验区中海草分布面积为2 449.6 m2,占比为24.5%。实地调查到海草种类有圆叶丝粉草（Cymodocea rotundata）、单脉二药草（Halodule uninervis）、海菖蒲（Enhalus acoroides）、泰来草（Thalassia hemprichii）和卵叶喜盐草（Halophila ovalis）等5种海草,泰来草为优势种,单脉二药草和卵叶喜盐草分布在潮间带有淤泥的低潮区;圆叶丝粉草分布在低潮带至潮下带的上部,海底堆积和冲刷区的交界处;泰来草在不同水深处均有分布,分布面积最大。     

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。     

海南文昌沿岸海草床的现状及其退化因素分析

通过对比2012、2018、2020年海南文昌沿岸海草床的调查数据,对文昌海草床的现状、退化状况以及退化因素进行分析。结果表明,2020年文昌海域海草有2科6属6种,分别为泰来草（Thalassia hemprichii）、圆叶丝粉草（Cymodocea rotunda）、单脉二药草（Halodule uninervis）、海菖蒲（Enhalus acoroides）、卵叶喜盐草（Halophila ovalis）及针叶草（Syringodium isoetifolium）。文昌海草床的分布呈明显退化的趋势,海草床面积由2012年的31.8 km2减少到2018年的24.2 km2,2020年进一步降低至18.8 km2。分析数据显示, Cu、Cd、Cr等重金属离子与调查区海草床的盖度显著负相关,表明在低营养负载时文昌周边虾塘养殖废水排放带来的重金属污染也会导致文昌海草床的退化。     

黄海镆铘岛海域海草床数量分布及其生态特征

海草床是近海三大典型海洋生态系统之一,具有巨大的碳储备功能,并为众多海洋生物提供重要的栖息场所及食物来源,在维持近岸海洋生态系统平衡中发挥着重要的作用。2016年8月通过对黄海镆铘岛海域的现场调查,发现分布面积为272.84 ha的海草床主要种类为鳗草(Zostera marina)和红纤维虾形草(Phyllospadix iwatensis)。鳗草的分布面积约为177.23 ha,占总面积的65%,主要分布在镆铘岛沿岸的海参养殖池中,红纤维虾形草的分布面积约为95.61 ha,占总面积的35%,主要分布在沿岸的礁石上,呈明显的带状分布。鳗草的平均株高为(86.8±5.8)cm,平均植株密度和生物量分别为(364.0±14.2)株/m~2和(528.7±20.5)gDW/m~2;红纤维虾形草的平均株高为(112.8±3.8)cm,平均植株密度和生物量分别为(3087.0±35.4)株/m~2和(2320.0±26.6)gDW/m~2。红纤维虾形草的分布水深为(1.80±0.04)m,海草床的水体溶解氧含量较高,达到(10.4±0.1)mg/L,分布有鳗草的海参池塘的底质粒径为(4.6±0.1)mm。结合历史资料,发现该海域海草床退化现象十分严重,这除了受自然环境变化的影响外,与过度的人类活动干扰有关。并提出了海草床修复与保护的建议和对策,可为进一步研究与保护该区域海草床生态系统提供基础。     

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。     

广西潮间带海草的移植恢复

在总结作者近年来在广西沿岸开展海草移植恢复的实践经验的基础上,吸取了国外海草恢复的部分经验,从草源地选择、种类配置、恢复地选择与整理、草源采集与定植以及恢复后的监管措施等方面,论述了广西潮间带海草的移植恢复技术,以期为中国其他地区的潮间带海草恢复提供借鉴。在广西,矮大叶藻、喜盐草与贝克喜盐草是最适宜作为海草移植恢复的种类。相对根状茎移植法,草块移植法更适用于广西。草源地与恢复地的距离极大地影响恢复工程的人力物力成本。     

The origin of the suspended particulate matter in the seagrass meadow of tropical waters, an evidence of the stable isotope signatures

Suspended particulate matter (SPM) has been known as an important variable in the organic matter flow of coastal ecosystem. Half of burial carbon in seagrass meadows is contributed by allochthonous sources that compose the SPM such as phytoplankton, seagrass detritus, marine snow aggregates and terrestrially derived particles. Each composition of the SPM contributes different roles and is important to be identified, for instance, the exact contribution of seagrass detritus will be useful for determination of carbon export through the detritus form in seagrass meadows. Here, the SPM of seagrass meadows is studied in Bintan Island and the Selayar Archipelago. The aim of this research is to determine the source origin of the SPM using a stable isotope signature. In order to fulfill this aim, the objectives are defined as: (1) to specify the stable isotope signature (δ¹³C and δ¹⁵N) of the SPM, and (2) to determine the proportional distribution of the SPM''s prospectus sources. The result shows that the possibility of the source origin of the SPM includes a seagrass fraction (Enhalus acoroides and Thalassia hemprichii), terrestrial C4 plant, macroalgae, and terrestrial C3 plant. The SPM lies between the marine- and terrigenous-end members. However, it seems that the SPM is more to be terrigenous-end and allochthonous. According to a Bayesian mixing model, the terrestrial C4 has the highest contribution of the SPM at all sites except Barugaia and Pasi Island in Selayar (i.e., the highest contribution of the SPM is from the detritus of E. acoroides). The second contribution has been contributed by either seagrass detritus (E. acoroides or Th. hemprichii) or terrestrial C3 plant. The finding of this study indicates that there is a strong influence of the terrigenous sources in the SPM of the seagrass meadows.     

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...     

海南岛南部海草资源分布现状调查分析

结合2008年和2014年的调查数据,对海南岛南部海草分布现状进行分析探讨。结果显示,海南岛南部海草种类有2科3亚科5属5种,即海神草Cymodocea rotunda、泰莱藻Thalassia hemprichii、海菖蒲Enhalus acoroides、喜盐草Halophila ovalis以及二药藻Enhalus acoroides,泰莱藻广泛分布;海草分布面积从2008年的1.64km2减少到2014年0.50km2,减少幅度较大区域为铁炉港和小东海;平均盖度从2008年35.67%下降到2014年26.40%;受人为活动及无人管理因素影响程度不同,海南岛南部不同海域海草平均密度及平均生物量各有不同,后海湾与鹿回头海草平均密度和平均生物量呈增长趋势,铁炉港、西瑁洲岛及小东海海草平均密度和平均生物量呈下降趋势。鉴于海南岛南部海草资源已出现退化,希望社会各界重视海草的保护,在海草资源丰富区域设海草保护区,在海草破坏严重区域加大政府科研扶持力度,对海草进行保护与修复。     

Acetylene reducing activity at a tropical seagrass bed in Papua New Guinea

Acetylene reduction activity at a tropical seagrass bed in Papua New Guinea was studied. Blades of every species of seagrass studied (Enhalus acoroides, Thalassia hemprichii, Halodule uninervis, Syringodium isoetifolium) at the bed showed active acetylene reduction in the rage of 0.025–0.050 mol cm^–2d^–1. It is suggested that epiphytic blue-green algae would be responsible for active acetylene reduction. Acetylene reducing activity was observed also at rhizosphere of seagrasses, microbial communities on the detritus and periphyton on snail shells. It is estimated that total nitrogen fixed at the seagrass bed will be equivalent to 6.7% of that required for the growth of seagrasses.     

Photosynthetic activity and antioxidative response of seagrass Thalassia hemprichii to trace metal stress

This study concerned the accumulation of trace metals in tissues of seagrass (Thalassia hemprichii) exposed to various concentrations of Zn²⁺+, Cd²⁺+, Pb²⁺+ and Cu²⁺+ for 10 d, and the effect of excessive metals on quantum yield (ΔF=F_m'), photosynthetic pigments and antioxidative enzymes like superoxide dismutase (SOD), guaiacol peroxidase (POD) were also examined. Cadmium was the most highly accumulated metal. Meanwhile, high metals levels led to a remarkable breakdown of photosynthetic parameters. Especially, ΔF=F_m', chlorophyll and carotenoid were significantly low during prolonged Cu exposure. Besides, ΔF=F_m' was more severely depressed by Cu and Zn than Pb and Cd. However, T. hemprichii had positive response by increasing the activity of SOD and POD. The results indicate that T. hemprichii is the most sensitive to Cu, and the antioxidative protection mechanisms of T. hemprichii are more efficiently activated to avoid damage of Zn, Cd and Pb stress. Finally, due to the high Cd-accumulation and strong Cd-tolerance capacity, T. hemprichii can be used for phytoremediation in Cd-contaminated areas.     

海南岛新村湾营养负荷对海菖蒲的影响研究

对海南岛新村湾海草床的优势种——海菖蒲(Enhalus acoroides)的茎枝特征、茎枝密度、生物量和不同组织营养素含量进行了研究,并探讨了海水和沉积物间隙水营养负荷对其的影响。结果表明,(1)海菖蒲的茎枝特征(叶长、宽和枝重)、茎枝密度和地上生物量存在显著的空间差异,这些因子与海水和沉积物间隙水DIN含量呈负相关;(2)海菖蒲TN、TP质量分数随着样区的变化而产生显著差异,海菖蒲TN质量分数与其所在样区海水和沉积物间隙水DIN浓度呈显著正相关;(3)随着水体N负荷的增加,海菖蒲叶单位面积附着藻类生物量显著增加。本次研究的结果表明,网箱养殖引起的营养负荷是导致海草衰亡的潜在原因之一,引起了新村湾网箱养殖区海草床的退化。     

西沙赵述岛海域珊瑚礁生态修复效果的初步评估

珊瑚恢复是一个协助退化、受损的珊瑚礁生态系统恢复的过程.近10 a来,西沙珊瑚礁生态系统不断退化,至2009年珊瑚覆盖率已下降至不足10%.针对西沙群岛珊瑚礁生态系统的退化状况,2011年12月于西沙赵述岛海域投放人工礁基并开展珊瑚移植实验,比较了人工修复区和自然恢复区1a后的修复效果.结果显示,投放礁基且进行珊瑚移植的区域,移植珊瑚的存活率不到10%;投放礁基但未进行珊瑚移植的区域,珊瑚补充量高达6~7 ind/m2;自然恢复区其珊瑚覆盖率提高了19.4%.依据珊瑚礁生态修复效果评估方法,人工修复且进行移植珊瑚的区域的生物修复权重值为27.5,人工修复但未移植珊瑚区及自然恢复区的生物修复权重值为39.3,珊瑚修复生物指标为亚健康.我们的结果表明,在健康、有良好珊瑚幼虫补充的珊瑚礁生态系统中,珊瑚礁群落可以自行恢复,其恢复只是一个时间的问题;而在缺少珊瑚幼虫附着基底的区域,通过人为增加一些附着基底,可加速其恢复进程.     

新村湾海黾草（Thalassia hemprichii）的生长策略研究

海草的种内差异是它在特定环境中形成生长策略的关键因素。本研究通过将现场实测数据和文献记录进行类比以探讨新村湾海黾草（Thalassia hemprichii）的生长策略。研究结果表明海黾草地下茎伸长速率的差异可以解释该海草生物量和生长的大部分种内差异;新村湾海黾草垂直地下茎和水平地下茎的伸长速率在夏季分别为2．38cm／yr和24．4cm／yr,在冬季分别为1．87cm／yr和29．2cm／yr。海黾草茎枝密度的变化范围是822shootsm^-2至941shoots m^-2,最大值出现在夏季而最小值出现在冬季,生物量的季节变化与此类似。新村湾海黾草通过交替调节垂直地下茎和水平地下茎的伸长速率以适应光照强度和温度的季节变化,从而导致茎枝密度和地上生物量的相应变化。通过这样的生长策略,海黾草可以把夏季干旱和冬季光照强度下降对其生长造成的消极影响降低到最小程度。     

Meiobenthic communities of seagrass beds (Zostera capricorni) and unvegetated sediments along the coast of New South Wales,Australia

Seagrass beds have higher biomass, abundance, diversity and productivity of benthic organisms than unvegetated sediments. However, to date most studies have analysed only the macrofaunal component and ignored the abundant meiofauna present in seagrass meadows. This study was designed to test if meiobenthic communities, especially the free-living nematodes, differed between seagrass beds and unvegetated sediments. Sediment samples from beds of the eelgrass Zostera capricorni and nearby unvegetated sediments were collected in three estuaries along the coast of New South Wales, Australia. Results showed that sediments below the seagrass were finer, with a higher content of organic material and were less oxygenated than sediments without seagrass. Univariate measures of the fauna (i.e. abundance, diversity and taxa richness of total meiofauna and nematode assemblages) did not differ between vegetated and unvegetated sediments. However multivariate analysis of meiofaunal higher taxa showed significant differences between the two habitats, largely due to the presence and absence of certain taxa. Amphipods, tanaidacea, ostracods, hydrozoans and isopods occurred mainly in unvegetated sediments, while kinorhyncs, polychaetes, gastrotrichs and turbellarians were more abundant in vegetated sediments. Regarding the nematode assemblages, 32.4% of the species were restricted to Z. capricorni and 25% only occurred in unvegetated sediments, this suggests that each habitat is characterized by a particular suite of species. Epistrate feeding nematodes were more abundant in seagrass beds, and it is suggested that they graze on the microphytobenthos which accumulates underneath the seagrass. Most of the genera that characterized these estuarine unvegetated sediments are also commonly found on exposed sandy beaches. This may be explained by the fact that Australian estuaries have very little input of freshwater and experience marine conditions for most of the year. This study demonstrates that the seagrass and unvegetated sediments have discrete meiofaunal communities, with little overlap in species composition.