韓宗奇 張?jiān)茙X 安鑫龍 張秀文 趙祺 侯潤(rùn) 劉蕊 齊遵利

摘 要：海草床作為一種典型的淺海生態(tài)系統(tǒng)，在海洋固碳和維護(hù)近岸海洋生態(tài)系統(tǒng)健康、保護(hù)近海漁業(yè)資源方面具有重要作用。但由于人為和自然因素的影響近年來(lái)海草床嚴(yán)重退化，由此導(dǎo)致的近海生態(tài)環(huán)境等功能也嚴(yán)重衰退，海草床的修復(fù)工作迫在眉睫。本文系統(tǒng)介紹了海草床的現(xiàn)狀、功能、退化原因、修復(fù)方法和鰻草的移植栽培技術(shù)，旨在為海草床修復(fù)提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：海草床；修復(fù)；鰻草；移植栽培

中圖分類(lèi)號(hào)：S931

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，受人為破壞、環(huán)境污染和自然災(zāi)害等因素影響，全球海草床面積逐年減少，已有超過(guò)17萬(wàn)km2的海草床消失，退化速率是熱帶雨林的5倍［1］。因此，本文基于海草床的衰退現(xiàn)狀，以鰻草為例，總結(jié)了海草床主要的修復(fù)方法，通過(guò)比較各種方法的優(yōu)點(diǎn)及不足，為我國(guó)海草床恢復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)提供參考。

1 海草床修復(fù)研究進(jìn)展

1.1 海草床現(xiàn)狀

目前，全球海草床面積只剩60萬(wàn)km2，我國(guó)海草床面積也僅有26 496 hm2[2］。海草種類(lèi)包括大葉藻科、聚傘藻科、海神草科、水鱉科4個(gè)科，以大葉藻科為主，其中鰻草最為典型、分布廣泛。近年來(lái)，國(guó)外學(xué)者對(duì)海草的研究已取得許多研究成果，主要涉及到海草時(shí)空分布、食物網(wǎng)（鏈）、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)等方面［3-5］，Short等［6］根據(jù)海草的豐度及分布范圍將全球劃分為六大區(qū)系，而我國(guó)海草研究目前還處于起步階段，海草資源調(diào)查及保護(hù)研究整體落后，致使我國(guó)海草資源分布信息相對(duì)國(guó)外較為匱乏。鄭鳳英等［7］將我國(guó)海草分為兩個(gè)大區(qū)，分別為黃渤海區(qū)和廣東、廣西、海南等南方海區(qū)。黃渤海區(qū)包括河北曹妃甸海區(qū)、山東榮成市榮成灣、遼寧長(zhǎng)?？h海區(qū)等，其中，曹妃甸龍島海草床面積3 217 hm2，為黃渤海面積最大的海草床，也是我國(guó)面積最大的鰻草海草床［2］。

1.2 海草床的功能

海草床具有降碳產(chǎn)氧、調(diào)節(jié)氣候的功能，可以有效吸收固定海水中的碳、氮、磷等物質(zhì)，凈化水環(huán)境，具有重要的海洋碳匯功能，海草床平均固碳速率83 g C·m-2·a-1，為熱帶雨林的21倍，全球海草有機(jī)碳儲(chǔ)量是紅樹(shù)林和潮間帶鹽沼植物碳儲(chǔ)量之和［8］。海草床具有極高的生產(chǎn)力，是海洋生物的棲息場(chǎng)、索餌場(chǎng)、育幼場(chǎng)，也有削弱海浪、海流的作用［9-10］。

1.3 海草床退化原因

海草床退化的自然因素主要有氣候變化、風(fēng)暴潮、環(huán)境污染、疾病、動(dòng)物取食、種間競(jìng)爭(zhēng)等［11］。人為因素包括海水養(yǎng)殖、非法漁具漁法、人為破壞等［12］。在修復(fù)前要做好前期調(diào)查工作，找出海草床退化原因，采取相應(yīng)措施來(lái)消除或減弱海草退化因素。

1.4 海草床修復(fù)的方法

修復(fù)海草床的目的是擴(kuò)大海草床面積、提高海草覆蓋率、增加海草床生物豐度和生物量。一般采用兩種方法：一是修復(fù)受損海草床使其恢復(fù)到原有的結(jié)構(gòu)功能；二是建立新的海草床區(qū)［13-14］。修復(fù)海草床時(shí)應(yīng)做好修復(fù)地和種源地的選址和調(diào)查、修復(fù)地的清理、海草種類(lèi)的選擇、修復(fù)季節(jié)的確定、海草種子和植株的采集和栽培、影響成活率因素的調(diào)控、修復(fù)地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管護(hù)、修復(fù)成效的評(píng)價(jià)等工作。

海草床的修復(fù)包括生境恢復(fù)法、人工修復(fù)法［15］。生境恢復(fù)法是通過(guò)保護(hù)、改善生境，借助海草的自然繁殖達(dá)到修復(fù)的目的，不需要大量的人力物力，但是一個(gè)緩慢的過(guò)程。人工修復(fù)法是通過(guò)人工播種種子、移植植株等方法達(dá)到修復(fù)的目的。在海草床修復(fù)的同時(shí)要注重對(duì)原有海草床的保護(hù)，建立海草床生境檢測(cè)系統(tǒng)，控制污染物排放，提高生境質(zhì)量，鼓勵(lì)和引導(dǎo)基于海草床生境建設(shè)的海洋牧場(chǎng)發(fā)展，適當(dāng)設(shè)立海草床保護(hù)區(qū)，防止人為破壞。

海草床的修復(fù)面臨著諸多問(wèn)題，如技術(shù)難度大、成本高、效率低、穩(wěn)定性差、對(duì)種源海草床有一定影響等。Granger S等［16］發(fā)現(xiàn)鰻草的成體移栽成本達(dá)到每公頃91 300美元，而一個(gè)種子播種的平均成本高達(dá)0.17美元，在切薩皮克灣海草場(chǎng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，每年消耗資金上百萬(wàn)美元，這也是發(fā)展中國(guó)家較少開(kāi)展修復(fù)的原因之一。種子的采集會(huì)降低種源海草床自身的自然補(bǔ)充和繁殖，移植的草塊超過(guò)一定面積時(shí)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)。通過(guò)人工修復(fù)的海草床種群遺傳多樣性低，建立的海草床幾乎處于同一齡級(jí)，年齡結(jié)構(gòu)單一，生物多樣性低，抗干擾能力弱。

2 鰻草移植研究進(jìn)展

2.1 鰻草介紹

鰻草又稱(chēng)大葉藻，廣泛分布于海灣、河流入?？诘葴\水海域。鰻草為多年生草本植物，具有完整的根、莖、葉，根狀莖匍匐生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)枝具4～8片葉，互生，具管狀葉鞘，葉片線(xiàn)型［1］。鰻草5—6月份出現(xiàn)生殖枝，7月份種子開(kāi)始散落，埋入底質(zhì)中，之后生殖枝開(kāi)始脫落，埋進(jìn)底質(zhì)中的種子于翌年3月開(kāi)始萌發(fā)生長(zhǎng)［17］。大面積連片的鰻草稱(chēng)為鰻草海草床。

2.2 鰻草移植方法及效果

鰻草栽培應(yīng)選擇底質(zhì)、流速、營(yíng)養(yǎng)鹽、溫度等與鰻草種源地條件相似的環(huán)境。鰻草適合生長(zhǎng)在泥砂底質(zhì)海域，泥沙比例3∶1，N/P濃度960/60 μmol/L，流速在0.5 m/s以下。適宜的鰻草種子萌發(fā)溫度為17 ℃左右、埋植深度1～2.5 cm、植株生長(zhǎng)溫度18～22 ℃［18］。移植栽培方法主要有播種法和植株移植法。

2.2.1 播種法

以種子播種法進(jìn)行修復(fù)可以提高海草床的遺傳多樣性，對(duì)源海草床破壞較?。?5］。種子的采集一般在7—8月份，在低潮位風(fēng)浪海流較小時(shí)采集成熟的生殖枝，將采集到的生殖枝裝入20目篩絹網(wǎng)袋中，人工搓取種子，收集飽滿(mǎn)質(zhì)優(yōu)的種子。種子收集完畢后，扎緊網(wǎng)袋口并懸吊于海水中，網(wǎng)袋中加入適量石塊防止漂浮，保存期間每天對(duì)種子進(jìn)行清洗透氣，防止腐爛。

海草種子萌發(fā)率普遍較低。張壯志等［19］研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)4 ℃春化處理50 d的鰻草種子萌發(fā)率高達(dá)55.3%。埋植深度會(huì)影響鰻草種子萌發(fā)率和幼苗成活率，埋植深度0.5～2.5 cm時(shí)成苗率顯著高于3～4.5 cm的成苗率。

直接播撒法：一般在11月份溫度15 ℃以下開(kāi)始播種，播種密度不宜過(guò)大。播種法具有對(duì)種源區(qū)海草床破壞小、受空間限制小、易運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，但直接播撒的種子易隨水漂移，或被海洋生物攝食，成苗率低［20］。為防止種子遺失衍生出了泥丸法、麻袋法、蛤蜊播種法。泥丸法、麻袋法在一定程度上增強(qiáng)了種子的固定作用，有效防止種子流失，提高了成苗率。

泥丸法：用黏性較強(qiáng)的海泥搓成直徑2 cm的泥丸，選取種皮堅(jiān)硬、棕褐色的優(yōu)質(zhì)鰻草種子，每個(gè)泥丸包進(jìn)種子10粒左右，將泥丸埋進(jìn)海底1～2.5 cm，播種間距40 cm。

麻袋法：將鰻草種子放入孔徑入小于種子直徑的麻袋中，里面放置適當(dāng)泥土，用棉線(xiàn)封口，將麻袋平鋪埋入海底［21］。

蛤蜊播種法：將鰻草種子用蒸熟的糯米粉等黏附劑包裹后黏附到蛤仔的外殼上，每個(gè)貝殼黏附種子10粒左右，然后播撒在海底質(zhì)，利用蛤仔的潛沙性，使其將種子帶入海底［20］。

2.2.2 植株移植法

植株移植法是目前常用的鰻草栽培方法，從天然海草床采集成體植株或幼苗的根莖移植到適合鰻草生長(zhǎng)的淺海海域，壤土比沙土移植成活率高。為避免大量的鰻草植株采集對(duì)原有海草床的破壞，應(yīng)嚴(yán)格控制采集面積、數(shù)量、頻次。移植方法主要有根狀莖法、草皮法、草塊法等。

2.2.2.1 根狀莖法 根狀莖法是將鰻草完整的根莖栽種在地面下5 cm左右，通過(guò)石塊、枚釘、框架等進(jìn)行固定［15］。此法具有破壞性小、移植單元較為牢固、成活率高等優(yōu)點(diǎn)，但也應(yīng)注意對(duì)采草地的保護(hù)。根狀莖法衍生出了綁石法、直插法、枚釘法、框架法。

綁石法：將3～4棵植株用可降解的棉線(xiàn)綁在規(guī)則的長(zhǎng)方體石塊（約150 g）上，在低潮時(shí)將其埋入海底，適合在潮下帶淺海區(qū)域移植，經(jīng)過(guò)2～3年的生長(zhǎng)與野生鰻草的莖枝高度基本一致［22］。

枚釘法：用10～15 cm的U型金屬或木制枚釘將待移植植株固定在底質(zhì)上［23］。此法需經(jīng)常潛水，工作量大［24］。移植后1個(gè)月鰻草的根長(zhǎng)和莖節(jié)均明顯低于自然生長(zhǎng)的鰻草，2個(gè)月后生長(zhǎng)逐漸恢復(fù)甚至高于野生鰻草［25］。

框架法：將鰻草的葉鞘部分夾系于網(wǎng)格或繩索間隙，再固定在海區(qū)中。框架法主要移植葉鞘部分，節(jié)約了根狀莖，在潮下帶移植，可以在船上完成，只需將網(wǎng)格或繩索緩慢沉入海底，不需潛水作業(yè)，但有時(shí)固定不牢，繩索網(wǎng)格回收難度大［15］。

直插法：用鐵鍬等工具挖掘3～5 cm的凹坑，將鰻草埋入其中，此法操作簡(jiǎn)便，但容易受海浪影響［22］。Orth等［26］使用了直插法，以一定角度將根狀莖插入底質(zhì)，不對(duì)根狀莖進(jìn)行固定。該方法的全部過(guò)程（包括采集、整理、移栽）更為快捷，但是由于缺少對(duì)根狀莖的固定，一個(gè)月后的鰻草成活率低于綁石法。

2.2.2.2 草皮法 草皮法與陸上移植草皮相似，將一定面積的扁平草皮作為移植單元，直接將草皮平鋪在移植地，通過(guò)自然沉積和潮漲潮落等逐漸與海底融為一體，選擇海浪小的海況以減少海水沖刷。草皮的制作可以通過(guò)人工培育：首先將鰻草幼苗移栽到幼苗基上，幼苗基外面包裹聚合纖維，內(nèi)部填充苔蘚泥或者海泥，直徑3～3.5 cm，高3.5～4 cm，每個(gè)幼苗基放3～5株幼苗，在溫度15 ℃、光照5 000～6 000 lx條件下培養(yǎng)10～14 d，最后在移植海區(qū)將所培育的鰻草皮埋入其中［27］。

2.2.2.3 草塊法 草塊法與陸上移植高等植物相似，在澳大利亞研究較多，是將帶有一定量底泥的鰻草移栽到修復(fù)地，草塊采集的間隔要大于50 cm，每個(gè)草塊3～5株，有利于種源地的恢復(fù)。采集的草塊一般為圓柱形，直徑15～30 cm，高度10～15 cm［28］。將采集的植株與底質(zhì)裝入泡沫箱運(yùn)輸。在修復(fù)地挖的草坑應(yīng)與采集的草塊大小一致或略小，底質(zhì)應(yīng)盡量與種源地一致，才能更好地使草塊與修復(fù)地直接融為一體，減少海水沖刷。

2.2.3 方法比較 植株移植的各種方法都有一定的優(yōu)勢(shì)和不足之處，需要因海制宜、因地制宜選取移植方法。詳情的方法比較見(jiàn)表1。

綜合考慮各種方法，通過(guò)比較確定，播種法修復(fù)雖然可以增加海草多樣性并且對(duì)草源地破壞性小，但成苗率普遍較低，不適宜大范圍使用，而根狀莖法按成活率高，也是目前海草床修復(fù)的普遍方法，依次劃分排列為：綁石法、枚釘法、框架法、直插法。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，綁石法的成活率較高，采取綁石法既可以起到固定作用，并且石頭與棉線(xiàn)不需回收，不會(huì)造成生態(tài)污染，適合廣泛使用，該方法是目前最常用的修復(fù)方法。

3 總結(jié)與建議

海草床的修復(fù)目前還在試驗(yàn)階段，成本較高，沒(méi)有大面積推廣，各項(xiàng)技術(shù)不成熟，播種法成活率較低，移植法的勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此探索新的有效的移植栽培方法是目前主要的研究方向。海草床生態(tài)系統(tǒng)不管是對(duì)人類(lèi)還是對(duì)海洋生物都提供了巨大的生態(tài)服務(wù)，因此針對(duì)我國(guó)的海草床生態(tài)修復(fù)提出以下建議：

加強(qiáng)對(duì)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、植株培育的研究，創(chuàng)新栽培方法、模式、設(shè)施，提高鰻草成苗率，探索工廠化苗圃室育苗方法。

借鑒陸地種植技術(shù)，采用工程學(xué)和機(jī)械化作業(yè)原理，研制海草種子播種機(jī)、成株栽植機(jī)等設(shè)備，提高海草的播種和移植效率。

借鑒陸上植物和淡水大型水生植物，加大鰻草等海草的遺傳育種工作研究，加強(qiáng)對(duì)海草床修復(fù)區(qū)的監(jiān)測(cè)和管護(hù)，防止人為破壞，修復(fù)與保護(hù)相結(jié)合。

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（收稿日期：2022-12-05；修回日期：2023-03-13）