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26 495.69hm^(2),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 hm^(2),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 hm^(2),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 hm^(2),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)、贝克喜盐草(Halophila beccarii)和卵叶喜盐草(Halophila ovalis)为优势种,以海南海草种类最多(12种)。我国海草床退化原因包括海岸工程建设及围填海活动、陆源污染、渔业活动、大型藻类爆发、互花米草入侵和台风等极端气候事件。同时,笔者针对不同威胁类型和强度,提出了因地制宜的保护策略。

水下智能海草培育机器人的研究与设计

在气候变化和人类活动的影响下,海草床面积不断减少。传统的人力修复方法效率低且危险系数大。为代替人力进行海草培育,本文设计一款水下智能海草培育机器人。该机器人基于灵活可调的机械臂装置和多元化传感器模块,同时引入岸电供能系统等模块,能稳定、精准地在水下作业并实时监测环境参数,确保续航能力,以满足海草培育任务的需求。实验结果表明,该水下智能机器人可有效执行海草培育任务,为海洋生态保护和修复提供了新的技术手段。

青海草原毛虫雌雄成虫翅的感器种类与分布

青海草原毛虫(Gynaephora qinghaiensis)是高山草甸上的重大害虫之一,雄成虫具有飞行能力能够扩散危害。本研究利用扫描电子显微镜观察青海草原毛虫雌雄成虫翅的感器种类和形态结构,旨在明确青海草原毛虫雌雄成虫翅的感器种类及分布特征并推测各感器的功能。结果表明:青海草原毛虫雌雄成虫翅共发现7种感器,分别是毛形感器(I型、II型、III型和IV型)、刺形感器(I型和II型)、舌形感器、叉形感器、锥形感器、指形感器、水滴形感器。其中,毛形感器数量最多,分布较广泛。本研究基于前人对其他昆虫各组织的感器研究,对青海草原毛虫雌雄成虫翅感器的超微结构进行分析并推测其功能,这将为青海草原毛虫的形态学、飞行能力及寻找防治靶标奠定基础。

海草第一大国——澳大利亚的海草资源现状、恢复、监测与 研究

澳大利亚是世界上海草资源最丰富的国家,它拥有全球最大的海草面积(占全球总面积的31.1%),以及最丰富的海草种类(38种,占全球已知种类的52.8%)。澳大利亚海草支持了全球碳储量最大的滨海碳库,以及全球最大的儒艮种群(占全球儒艮总数的3/4)。澳大利亚的海草监测、恢复与研究均处于世界先进水平,是海草资源第一大国和海草研究强国,是海草保护和研究事业的典范。本研究对澳大利亚海草的资源现状、恢复、监测与研究进行汇总分析,以期借鉴其先进经验,为我国海草保护事业的发展提供参考。

海草床的固碳潜力及其生物量监测方法研究进展

海洋是地球上最大的活跃碳库,包括浮游生物、细菌、海藻、海草床、盐沼和红树林等在内的海洋生态系统固定了全球50%以上的碳,每年可吸收约30%的人类活动排放到大气中的CO_(2),其碳储量分别是陆地碳库和大气碳库的20倍和50倍,是地球上最高效的碳汇,在应对全球气候变化、保护生物多样性和实现可持续发展等方面发挥着重要作用[1].

曹妃甸海草床生态特征及限制因子研究

通过开展曹妃甸海草床的分布、生物学特征、水环境和底质环境要素等调查研究工作,划定海草床分布区,对覆盖度进行分级,分析研究海草床生态特征及关键环境影响因子特征,为查明曹妃甸海草床资源环境家底、保护区划定、海洋生态修复及蓝碳研究工作提供技术参考。结果显示,曹妃甸海草床主要优势种类为鳗草,平均株高75.00±6.15 cm/shoot,且不同站点之间有差异;总平均茎枝密度为261.26±48.50 shoots/m^(2),总平均地上和地下生物量分别为302.53±71.79 g DW/m^(2)和114.71±27.40 g DW/m^(2)。海草床分布区面积42.90 km^(2),其中密集区、较密集区、一般区、较稀疏区和稀疏区分别占比为13.09%、12.93%、18.82%、18.75%和36.40%,海草分布在北部和南部两个区域,其中密集区与较密集区多分布在北部区域;草床区和裸沙区水环境差异不明显,底质环境差异较大;水温、营养盐、透光度、水流及人类工程活动是影响曹妃甸海域海草生长的关键因素。

青海草原生态保护困境与对策研究

青海省草原面积广阔,畜牧养殖业发达,草原是当地牧民赖以生存的重要资源。由于气候变化、过度放牧、鼠害、土壤碱化和沙化等因素,青海省的草原生态环境遭到了破坏,草地退化速度加快。当前,青海地区的草原生态环境不容乐观,主要问题体现在草原生态保护机制不完善、草原生态工程建设内容单一、发展与保护之间矛盾突出、生态型草种缺口较大、缺乏高素质人才队伍等方面。为此,有关部门需要加强对草原生态环境保护的重视力度,从制度体系、工程项目、资金扶持、技术引进、人才培养等方面出发,解决现存问题。本文分析了青海省草原的基本情况,阐述了实施草原生态保护的价值,探索了草原生态保护的困境,提出了相应的解决策略。

青海草原研究记载史略

通过收集、查阅文献资料,以时间为主线,综述了青海草原的研究历史和相关草原植物调查情况,为青海省草原保护建设和利用提供参考价值。

大连市长山群岛海草床海草、海藻和附着生物的分布特征

海草床不仅具有提供生物栖息地、净化水质、固碳、气候调节的生态服务功能,也因其固碳量大、固碳效率高、储碳周期长等特点,被国际公认为“蓝碳”生态系统之一。为探究大连市长山群岛海草床生态特征、生物群落及地区差异,2022年8月对辽宁省大连长山群岛8个海草床生态系统进行了调查。共布设54个调查站位,确定了该区域海草种类、分布面积、生态特征以及大型海藻和附着生物等相关信息,同时运用Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)和K-均值聚类分析了附着生物群落的特点。结果显示,长山群岛海草床的分布呈现面积广和分布不均等特点;广鹿岛、大长山、獐子岛及塞里岛分布着鳗草(Zostera marina)、丛生鳗草(Z.caespitosa)和日本鳗草(Z.japonica);石城岛和哈仙岛海草床的海草种类单一,只有鳗草;小长山岛海草床面积最大,海洋岛海草床面积最小。调查区除了有海草分布,还发现了大型海藻孔石莼(Ulva pertusa)的生物量在除石城岛以外的7个调查区都占有绝对的优势。各调查分区大型附着生物H′的平均值为0.88,J的平均值为0.27,总体上,调查区域海草床大型附着生物H′、J处于较低水平。长山群岛海草床采获大型附着生物5纲27种,其中小长山岛海草床出现的大型附着生物种类最多,其余各岛生物量和平均生物密度最大的附着生物是布纹平厣螺(Homalopoma amussitatum)。研究结果可为我国海草床生态系统研究提供基础数据。

青海草原毛虫成虫触角感器观察及GqinOBPs表达分析

为明确青海草原毛虫Gynaephora qinghaiensis触角感受器的类型、分布及GqinOBPs基因在嗅觉识别过程中的功能,本研究利用扫描电镜对其触角进行观察,并通过RT-qPCR测定GqinOBPs基因在雌雄成虫组织中的表达情况。在青海草原毛虫雌雄成虫触角上发现分泌孔及8种感器,包括刺形感器、毛形感器、Bohm氏鬃毛、单孔栓感器、鳞形感器、锥形感器、柱形感器和腔锥形感器。其中刺形感器、毛形感器、Bohm氏鬃毛和锥形感器分别有6、3、2和3种亚型。GqinOBPs的组织表达结果显示,GqinOBP 6、GqinOBP 8、GqinOBP 9和GqinOBP 16在雄成虫触角中的相对表达量显著高于其他组织,GqinOBP 4、GqinOBP 10、GqinOBP 13~GqinOBP 15和GqinOBP 17在雄成虫翅中的相对表达量最高。GqinOBP 2、GqinOBP 12和GqinOBP 17在雌虫组织中的整体表达情况较好且GqinOBP17的表达具雌性偏好(P<0.05)。本研究为深入了解青海草原毛虫化学感受机制奠定基础,同时也为寻找青海草原毛虫绿色防治的分子靶标提供理论依据。

海南新村潟湖海草床区浮游动物粒径结构特征与环境因子相关性

【目的】研究海草床区浮游动物粒径结构特征及对环境因子响应机制,为海草床生态环境质量评价提供数据支撑。【方法】于2022年4月-2023年2月对海南新村潟湖海草床区、鱼排养殖区、虾塘养殖区、渔港码头区以及湾口外海区的浮游动物展开调查,分析其粒径结构、类群组成和受控因子。【结果与结论】新村潟湖共鉴定浮游动物37科43属69种,物种数以春季最高,夏、冬季次之,秋季最低。秋季以夜光虫(Noctiluca scientillans)占绝对优势,其余季节均以桡足类幼体和无节幼体为主,优势种粒径偏小型化。浮游动物物种数在湾口外、海草床区较高,且均以[600,1250)、[355,600)μm的种类为主。丰度值以秋季鱼排养殖区最高,以原生动物和浮游幼体的丰度居高,其余季节以虾塘养殖区、海草床区、渔港码头区的丰度值较高,且不同季节各区域均以[355,600)、[160,355)μm的小粒径浮游动物丰度值居高。此外,春季盐度、磷酸盐、硅酸盐及悬浮物是偏大粒径[1250,4000)μm浮游动物的影响因子,各呈显著相关性。秋季浮游动物丰度值与水深呈显著正相关性(P<0.05)。冬季水温为偏大粒径浮游动物的限制因子,溶解氧、叶绿素a则与小粒径浮游动物存在显著正相关性(P<0.05)。

海草床盐生植物根际土壤可培养细菌多样性及抑菌活性研究

为探究海草床盐生植物根际土壤可培养细菌的新颖性和独特性及其代谢产物粗提物抑菌活性,该文采集防城港市珍珠湾和渔洲坪海草床9份盐生植物根际土壤进行研究,使用5种分离培养基,并采用稀释涂布法分离纯化可培养细菌。通过PCR扩增和16S rRNA测序进行菌种鉴定并对其进行多样性分析。采用滤纸片法筛选可培养细菌发酵粗提物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(S.epidermidis)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)4种人类致病菌的抑制活性。结果表明:(1)从9份样品中共分离获得可培养细菌42株,隶属13个科14个属,包括链霉菌属、弧菌属、芽孢杆菌属、希瓦氏菌属、微杆菌属、短杆菌属、葡萄球菌属、鞘氨醇单胞菌属、罗思氏菌属、嗜冷杆菌属、假诺卡氏菌属、发光菌属、氟单胞菌属和志贺菌属,其中链霉菌属为优势菌属。(2)抑菌活性初筛结果显示,6株可培养细菌至少对2种以上人类致病菌有较强的抑制活性,其中1株来自弧菌属,1株来自罗思氏菌属,其余4株均来自链霉菌属。综上所述,防城港海域海草床盐生植物根际土壤微生物资源较新颖独特,链霉菌属细菌具有较强的抑菌活性,为开发新型抗生素提供了潜在菌种资源。

青海草原毛虫IR基因的鉴定及组织表达分析

本研究利用生物信息学分析及qRT-PCR技术,对GqinIRs基因进行鉴定及表达谱分析。本研究共鉴定出12个GqinIRs基因,生物信息学分析发现青海草原毛虫IRs属于两性蛋白,除GqinIR7、GqinIR8a、GqinIR10a、GqinIR75a、GqinIR76b都具有信号肽,具有2~4个跨膜结构域,二三级结构主要由α螺旋和无规则卷曲组成;系统进化表明青海草原毛虫IR与东方黏虫和疆夜蛾亲缘关系较近。基因表达谱分析表明,鉴定的青海草原毛虫12个IR基因在雌雄不同组织体现不同的表达水平(P<0.05)。本研究为进一步研究青海草原毛虫离子型受体蛋白对外界气味分子的识别及反应机制提供重要依据,并且为深入研究青海草原毛虫嗅觉机制奠定基础。

海南新村港海草床区春、秋季浮游动物粒径结构特征

为探究海草床区不同粒径浮游动物的群落结构特征及其对环境因子的响应机制,本研究分别于2022年4月和11月对海南省陵水县新村港海草床区不同性质水域的浮游动物粒径结构和重要功能类群展开调查研究,并探讨其季节性差异的影响因素。结果表明:春季共鉴定出浮游动物37科40属65种,浮游幼体20类,以小粒径的桡足类幼体/无节幼体占优势;秋季共鉴定出浮游动物23科25属37种,浮游幼体19类,以夜光虫(Noctiluca scientillans)占绝对优势。浮游动物物种数、丰度存在季节性差异,春季物种数高于秋季,湾口外海区和海草生长区最突出,以600-1250、355-600μm的种类居多。浮游动物丰度则反之,鱼排养殖区丰度最高,以160-355、355-600μm的丰度居多。此外,春季的主要限制因子为磷酸盐、硅酸盐及悬浮物,与2000-4000、1250-2000μm的浮游动物丰度呈显著正相关性(P<0.05);盐度与2000-4000μm的浮游动物丰度呈极显著负相关性(P<0.01);水深则为秋季主要影响因子,与600-1250、355-600、160-355μm偏小粒径浮游动物丰度存在显著正相关性(P<0.05)。新村港海草床区各粒径浮游动物丰度呈季节性变化,与环境因子间也存在不同程度相关性,亟需对该区域的浮游动物粒径结构进行长期监测研究。

中国化的基于自然解决方案(NbS)背景下海草床生态修复建议

基于自然的解决方案(NbS)是世界自然联盟(IUCN)推崇的理念。基于中国特有的生态保护修复传统、自然地理空间格局、自然资源禀赋,制定中国化的NbS方案,有助于NbS理念在中国落地。我国有植树造林、保护草原的传统,总结出的宜林则林、宜草则草经验是NbS的体现,开展相关的“林”“草”生态修复亮点研究,对起步较晚的海草床生态修复有重要启发和借鉴意义。通过国内外研究成果、案例资料等进行对比,绘制对策建议逻辑关系图,提高各条建议的关联性和合理性。文章总结了红树林和草原生态修复亮点,指出了国内海草床生态修复在政策、公众参与、资金投入和技术手段存在劣势,在生长速度快、不改变滩涂性质条件下利用潮下带空间资源、碳汇增汇方面存在优势。文章就促进我国海草床生态修复提出15条建议:开展海草床在线监测和适宜海草生长的调查、加强NbS和海草床宣传、加强监管执法和统筹协调、制定合理的奖补政策、成立中国海草专业委员会、为公众参与提供便利、开展气候变化适应性海草种植试验建议等。

濒危海草贝克喜盐草在海南东寨港的分布及其群落基本特征

贝克喜盐草(Halophila beccarii)是当前全球面临灭绝风险的10种海草之一,被国际自然保护联盟(IUCN)列为易危(VL)种。由于贝克喜盐草生境的特殊性(受涨退潮影响的潮间带)及个体十分纤小且易被沉积物覆盖,加之种群更新速率极快,导致通常难以被发现。据报道,贝克喜盐草仅在我国的广西、广东、台湾、香港、福建和海南6个省(区)有小面积的分布。该研究首次报道了位于海南东寨港的贝克喜盐草海草的分布、群落基本特征以及生境概况。结果表明:与国内其它地区的贝克喜盐草相比,调查期间东寨港的贝克喜盐草面积较大,为15.4 hm2;密度适中,为(10 394±576)茎·m^-2;覆盖度较低,为~5%;生物量较低,总生物量仅(9.224±1.151)g DW·m^-2,地上生物量为(2.339±0.245)g DW·m^-2,地下为(6.886±1.055)g DW·m^-2,地上与地下生物量之比值较低(0.34);叶片较小,叶长为(4.83±0.87)mm,叶宽为(1.44±0.21)mm,调查时在植物体上未发现有花或果,但在沉积物中发现有一定数量的贝克喜盐草种子(2 105±664)粒·m^-2。该研究区的海水受到一定程度的水体污染。建议海南东寨港国家级自然保护区在今后的管理工作中,应把海草也作为重点保护对象。

人为物理干扰对海草群落及大型底栖动物的生态影响

【目的】探讨使用高压水枪以及连片集中式人工挖掘方式的人为物理干扰在海草区采集滩涂经济动物的行为对海草群落及底栖动物造成的生态影响。【方法】对广西竹林海草床5种生境展开调查和采样:(1)未受人为物理干扰的海草区;(2)未受人为物理干扰的裸滩;(3)刚刚遭受人工挖掘影响的海草区;(4)刚刚遭受高压水枪冲击后的海草区;(5)遭受高压水枪冲击5d后的海草区。计算分析各生境海草群落的覆盖度、直立茎密度和生物量,以及大型底栖动物的栖息密度、生物量和生物多样性指数。【结果】人为物理干扰短期内显著地降低了海草床的覆盖度、栖息密度和生物量,改变了大型底栖动物的优势种,同时降低了海草床大型底栖动物多样性指数、物种丰富度指数、栖息密度和生物量。【结论】人为物理干扰(高压水枪的使用等)短期内对海草群落和大型底栖动物群落都有较大的负面生态影响,长期的生态效应有待进一步的研究。建议执法部门加强对滩涂采集经济动物方式的管理,尤其是关于高压水枪的使用问题。

海草及海草场生态系统研究进展

海草是分布于全球各地浅海中的重要沉水被子植物,具有极高的应用价值;海草与周围环境形成一个独特的生态系统——海草场生态系统,是生物圈中最具生产力的水生生态系统之一,且强大的吸收和固碳能力使其成为全球最大的碳库之一;海草场具有多种重要的生态服务功能;被广泛视为是理想的"生态哨兵"来衡量近海岸生态系统健康状况。如今由于自然因素和人为破坏活动的双重干扰,全球海草种的数量和海草场的覆盖面积正在急剧减少,海草生存状况面临严峻的考验,约14%的海草种处于灭绝的边缘,1/3的海草场彻底消失。目前,海草监测工程和以生境恢复与人工移植为主的海草保护恢复工程已经开始实施,并取得初步成效,对今后全球范围内海草保护恢复工作具有重要指导作用,但该工程还仅仅处于起步阶段,取得更多技术理论上的突破和政策上的支持才能实现挽救濒危海草种及缓解海草场生态系统破坏现状的目标。本文通过对全球海草及海草场生态系统研究成果的总结,阐述了海草和海草场对全球生物圈的重要性以及面临的严峻生存压力,以期提高公众对海草的认识,并唤起人们保护海草的意识。

研究指出海洋变暖威胁亚热带海草草甸

随着海洋升温,海洋物种通常向极地方向迁移,以寻找合适的生境和食物。这种现象被称为“热带化”,会导致如海象和海牛等热带食草动物的摄食范围扩大。这些偏向在温暖水域生存的食草动物向亚热带迁移,而亚热带地区历来很少有海洋食草动物。该研究以龟草(turtlegrass)作为海草草甸的典型,龟草是一种分布在大西洋西部、加勒比海和墨西哥湾的常见海草物种。

海草床微生物及其物质循环功能的研究进展

海草床是海洋生态系统中很重要的一部分,包括维护海洋生态平衡、增进物质循环和能量流动等多种作用。海草床微生物是海草床生态系统组成中的重要部分,对该系统的稳定和健康有着很大的影响。本文简单汇总了海草床微生物的多样性和分布,归纳了参与海草床生态系统硫、氮和碳循环的功能性微生物群体以及作用体系,并对海草床微生物未来的研究方向有所期盼。