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海底也有茂密的“草原”？海南大學(xué)教授為您揭秘

?？诰W(wǎng)　http://6chong.cn　時間：2017-07-17 11:00

生長在海草床里的海膽。

海草床里生長的灘棲螺。

海底草原——海草床。本組報道由海南大學(xué)黃勃教授供圖

　　海草床，是除紅樹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的主要對象之一。海南是我國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，為大家揭開了一個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，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，碧藍清澈的海灣底層生長著翠綠茂盛的“海底草原”，即大面積的海草場，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、泰來草、二藥藻、絲粉藻、齒葉絲粉藻、針葉藻等多種，海草高的達1米多。

　　“海草是海洋中唯一能夠開花的植物?！秉S勃介紹說，我省的氣候環(huán)境等較適宜海草生長，種類也較多，在近海岸、潟湖等區(qū)域較為常見。在一些沉積物比較細、風(fēng)浪較小的區(qū)域，海草床的生長尤為茂盛，海草床最高覆蓋率能夠達到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，春夏兩季生長繁茂，花為淡黃色。蝦形藻甸甸的莖和根固著巖石上，葉細長、鮮綠色，每年的三四月份長出花枝，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)中有個名詞叫初級生產(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)化為有機碳(如葡萄糖、淀粉等)這一過程的能力。初級生產(chǎn)力是地球上的幾乎所有生物賴以生存、生長的原生力量，而海草是初級生產(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)的年初級生產(chǎn)力約為500-1000克·碳/平方米，可以達到珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的3倍?！敝锌圃耗虾Ｋ芯繂T凌娟如此介紹。正因為生產(chǎn)力高，因此腐殖質(zhì)特別多，成為了底棲生物的樂園。

　　什么是底棲生物？

　　快樂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：“就是長期生存在海洋沉積物表面、底內(nèi)或者水中的生物類群，其一生全部時間或者大部分時間都生存在海洋水體底部?！?/p>

　　因為種類眾多，為研究方便，科學(xué)家按不同標(biāo)準(zhǔn)對其進行分類。

　　一類是按照生存空間來分類的。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：大型定生藻類以吸附根固定著；動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，它們長期生長在泥沙或是在底質(zhì)沉積物內(nèi)，通過在軟質(zhì)海底穴居和鉆孔來生存。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、沙蠶、沙?？龋挥械捏w型平扁，長著挖沙用的“肉鏟子”——扁平狀附肢或尖的足和頭部，比如蟬蟹、針漣蟲等。這些底棲生物都長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，有的相當(dāng)精巧。

　　第二類是按照大小來分類，靠“篩子”來分類?？茖W(xué)家將不能夠通過孔徑為0.3毫米篩網(wǎng)的海洋底棲生物稱為大型海洋底棲生物，其主要代表的海洋生物類群為多毛類、雙殼類、甲殼類等；將可以通過孔徑為0.3毫米篩網(wǎng)而不能通過孔徑為0.042毫米篩網(wǎng)的海洋底棲生物稱之為小型海洋底棲生物，其中代表的底棲生物類群有底棲水圣、海洋線蟲、海洋生物的幼蟲等；將能通過孔徑為0.042毫米篩網(wǎng)的海洋底棲生物稱之為微型海洋底棲生物，主要由原生生物界的原生動物組成。

　　“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，對海草床中主要魚類及大型無脊椎動物的食物來源進行了研究，隨后在生態(tài)學(xué)報上發(fā)表論文《海南新村灣海草床主要魚類及大型無脊椎動物的食源》。

　　新村灣面積約22.6平方公里，是個天然潟湖灣，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米的中細砂和細砂底質(zhì)上，總面積約2平方公里，生長著海菖蒲、泰來藻、海神草、二藥藻和喜鹽草等多種海草，底棲生物包括多毛類、軟體動物、棘皮動物、軟體動物、甲殼類和魚類等。

　　樊敏玲認為，海草床中有四類食物可供動物取食：海草、海草葉片上的附生藻類、水體中的懸浮顆粒有機質(zhì)和沉積物中的有機碎屑。海草是大部分魚類和大型無脊椎動物的重要食物來源，在新村灣采集到的25種動物種類中，約70%的種類的食物依賴于海草或者吃海草。其中，棘皮動物、多毛類、甲殼類動物和大部分的魚類都以海草為主要食物來源；雙殼類主要進食的是附生藻類和沉積物中的有機碎屑；還有少數(shù)魚類以水體中的懸浮顆粒有機質(zhì)為主要食物。

　　以棘皮動物海膽為例，一種名為馬糞海膽的動物，其96%-98%的食物來自海草。多毛類中的厚鰓蠶全部食物都是海草，而多毛類的扁平巖蟲66%-85%的食物是海草。甲殼類動物中，少刺短槳蟹、匙指短槳蟹、斑節(jié)對蝦和新對蝦既吃海草，也吃附生藻類，其中49%-94%的食物為海草。魚類的食譜比較寬，黃斑籃子魚直接以海草為食，另一些魚類如細鱗鰳和斑鱚等卻為肉食性魚類。

　　其實，即使不是底棲生物，對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，中上層魚類中的白氏銀漢魚、青鱗小沙丁魚和小公魚，它們食物中的四成到八成是懸浮顆粒有機物。

　　“毫不夸張地說，海草床是海洋生物的一個海底大食堂。”黃勃說。

　　海草植物的種子庫

　　文海南日報記者單憬崗

　　人類為了作物生產(chǎn)，常常會建立自己的作物種子庫。而海草為了延續(xù)后代、“發(fā)展生產(chǎn)”，也有自己的種子庫，這一點卻很少有人知曉。

　　原來，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。由于海草床容易受到人類活動的干擾，為了保證種族的延續(xù)，因此海草種子會休眠，這對維持海草床長期穩(wěn)定的發(fā)展具有重要作用。海草種子庫的存在對于單個海草物種或群落的長期存活具有重要意義，為海草群落的更新和補充提供了重要的資源，在海草床的保護和恢復(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間長短，可以分為短暫性種子庫(保存種子的時間少于1年)和持久性種子庫(保存種子的時間大于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期就已經(jīng)萌發(fā)。

　　適宜的環(huán)境條件可以延長海草種子的休眠時間。在通風(fēng)和低溫條件下，摩羯大葉藻的種子最長可以保存50天；而將一種名為Phyllospadix torreyi的種子儲存在寒冷和黑暗的環(huán)境中，萌發(fā)歷期最長可達83天；室溫條件下保存在海水中的大葉藻種子可存活8個月。休眠期的延長讓海草種子的儲存成為可能，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，海草種子就會萌發(fā)。海草種子休眠的終止或萌發(fā)的開始主要受到鹽度、溫度、光、溶解氧、激素、機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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　　中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院張沛東教授認為，鹽度是影響海草種子萌發(fā)最重要的因子。一般來說，降低鹽度可以促進海草種子的萌發(fā)。如在溫度為10℃、20℃和30℃，鹽度為1、10、20、30和40條件下，對諾氏大葉藻種子進行萌發(fā)試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在溫度30℃和鹽度為1時萌發(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個月(春化)，萌發(fā)率顯著高于未春化的種子。