2022年5月，联合国通过决议，宣布每年的3月1日为世界海草日。一谈起草原，或许第一个浮现在你脑海的是白云飘、马儿飞驰的大草原，但你知道吗？在海底同样有这样一片片美丽的水中“草原”。这些一望无际的水中“草原”通常被称为海草床或海草草甸（seagrass meadow 或 seagrass bed）。
沙质海床上的海草（图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷）
01 海草为啥能在水中生活？
海草是妥妥的开花高等植物，它具体属于被子植物门单子叶植物纲，目前全球确定共有72种分属到不同的科属中。在物种演变过程中，它被认为是通过至少3次独立演变事件再次回到海洋中生长繁殖的植物，与陆地植物有共同的祖先。为何它能在水中生活？
（1）与陆地植物相比，海草在进化的过程中丢失了参与气孔发育和合成挥发性物质的基因，这使得海草能够在海洋中生存并抵抗病菌入侵。
（2）海草丢失了抗紫外线基因，而与光捕获有关的基因反而增加。
（3）最重要的是，海草恢复了产生硫酸化多糖的基因，这可以促进细胞壁中的水分和离子保留，使得其能够在高盐高渗透压的海水中维持正常的渗透压。
从麦加岛拍摄的博伊杜朗岛的海草（图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷）
海草在水下如何繁殖？
海草由根、茎、叶组成，生活在热带、温带的近海域或滨海河口区水域中，可通过有性和无性两种方式进行繁殖，有趣的是，据澳大利亚报道，研究人员在澳大利亚海岸发现了世界上目前已知的最大植物——一株波西多尼亚海草，它覆盖了澳大利亚西海岸约180平方公里的浅海区，已生长超过4500年；并且基因测序数据显示这片“水下草原”是由一株海草铺展开来的。
02 海草不止对海洋有益
海草床分布在6大洲的159个国家，面积超过30万平方公里，是地球上分布最广泛的沿海栖息地之一。它不仅为渔场提供了宝贵的育苗环境，同时还为大量海洋生物，包括鱼类、贝类和受威胁或濒危及珍稀物种（如儒艮、海马和绿海龟等）提供庇护场所和食物。此外，海草不止对海洋本身有益：
在海草中睡觉的刺鲀（图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷）
▶抵御病菌：有研究报道，从海草组织中分离出多种化合物，它们可以杀死或抑制多种病原体，有效减小了海水中的细菌负荷。这不仅减少珊瑚病害和海产品污染，同时大大减少了鱼类、无脊椎动物、人类接触病原菌的机会。
▶护堤减灾：对海草作为水中生长于近海岸的根茎植物，可以抓紧泥土，起到护堤减灾的作用。特别是在海水上涌时，可以减小海流速度帮助泥沙沉积。
▶调节气候：作为全球重要的碳库，尽管海草床只覆盖了0.1%的海底面积，但储存了全球海洋碳的18%。这使得它与红树林、珊瑚礁在海洋生态系统中并称为地球上三大生产力最高的系统。
▶修复生态：海草床在全球碳、氮、磷循环中具有重要作用，它可以吸收超过自身需求的氮磷营养物，从而调节水体的营养水平。通过呼吸作用和光合作用，参与海洋碳循环，调节水体溶氧和pH水平，进而缓解海水酸化，增强珊瑚礁等生态系统的修复。
03 可是，水下草原很脆弱
据联合国数据，自九十世纪末以来，全球海草面积减少了近30%，在72种海草中至少有22种正在减少。原因有很多，但基本可以归为自然和人为因素。
苏格兰北艾尔郡的海草（图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷）
流行病
由于海草草甸通常以单一的一个物种为主，使得它们很容易受到流行病的影响。例如，在20实际30年代，一种名为“wasting disease”的流行性疾病使得北大西洋近90%的蔓草死亡；同时期，佛罗里达湾超过4000公顷的海龟草死亡。
极端气候
2020年1月，西班牙地中海沿岸遭受了近年最严重的气候事件之一——格洛丽亚风暴的袭击，造成了草甸海草的嫩枝脱落和死亡，及沉积物漂移泥土松动，据研究人员称，受影响的草甸可能需要几十年甚至上百年的时间才能恢复。
人类活动
沿海开发（围填海、港口建设、挖沙等）、航道疏浚、不当的抛锚和划船行为都会对海草产生无法逆转的损害；过度捕捞、水产养殖、物种入侵（私自放生等）等其他活动间接影响甚至破坏平衡的食物网，使得食草动物减少，导致水中藻类疯长，进而减少水中的光照量，导致海草减少。此外，农业工业径流、生活污水的排放都会对水体和海洋基质产生影响，进而引起海草床退化。
红海光滑的带状海草（图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷）
作为海洋生态系统的哨兵，海草是水质变化、沉积物负荷和其他输入物的敏感复合体，它生长状态的兴衰预示着环境的变化。当水体富营养化、水质下降时，海草草甸会让位于大型藻类和微型藻类，而逐渐退化。它们的消失会威胁到数以万计以它们为栖息地的物种。同时，海草的消失也会影响沿海初级生产、碳储存和营养循环，以及减少对海洋近海和远海区域生态系统的能量补贴，进而降低这些生态系统的次生生产力。
试想，若海草消失，储存上亿年的碳源将重新回到地球碳循环中，那时对全球气候变化产生的影响将是巨大的。更重要的是，如果目前海草消失的速度持续或加快，对生态系统的造成的损失将会持续增加，造成更严重的经济损失。
04 保护海草，人人有责
海草对生存条件要求较高，想要人工修复海草床难上加难。传统采用直接播种的方式，但是海草种子在海底容易受到水流冲击，滞留于海底表面而被其他动物吃掉，即使种子可以正常发芽，但由于自身比重变轻，常被海浪卷起并扑打到岸边乃至死亡。
采用移栽种植方式，将采集的海草种子在陆地种植培育后再移栽，或从其他健康草甸移植成年海草，虽然一些地区已取得一定成效，但是也耗费了巨大的人力财力，且速度较慢；另外，由于这些移植项目毕竟只涉及到少数的海草物种和区域，从空间角度来看，并未能阻止海草消退的步伐。
通过对海草移植方法总结及管理方法的改进，部分地区采用了“设计以科学为基础的管理和保护办法，支持政策和协商一致的规则，减少压力因素积累的效应，适应对海草的广泛影响，以保护它们免受进一步的影响”的全系统管理战略，并初显效果。例如，通过减少营养点源长达20年的努力，佛罗里达州坦帕湾的总氮负荷减少了50%，水体透明度增加了将近50%，这使得海草面积相比于1982年恢复了原总面积的25%。
佛罗里达群岛国家海洋保护区的海草床（图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷）
无独有偶，在葡萄牙的一个高度富营养化的河口，通过改变河口水力学和控制破坏性的捕捞活动，使得水体氮负荷减小，进而使得海草面积从0.02平方公里（1997年）增加到1.6平方公里（2002年）。
当然，在恢复海草床的同时，最重要的保护措施就是消除导致海草退化的因素。如努力避免来自农业、水产养殖和城市过量营养物质和有机物的输入；设法避免船锚和渔具造成的机械损伤；控制渔业的过度捕捞活动，维持海洋食物网的平衡等。
鉴于海草对人类、海洋系统以及应对全球气候变化的重要作用，2022年5月，联合国会议通过决议，确立每年的3月1号为世界海草日，以加强人们对海草的认识和保护意识，促进和推动海草的养护活动。在此，各个国家也积极制定并采取相应的保护恢复策略。希望我们每个人在支持国家和当地政府政策的同时，也可以从自身做起，采取一些简单措施来保护海草的生存环境，例如不乱丢垃圾、不私自放生、节约使用能源资源、减少农药杀虫剂的使用剂量等，一起爱护守护我们地球家园的每一位成员。
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作者：阿筱凡 中国科学院植物研究所硕士
审核：王康 国家植物园科普馆馆长、教授级高级工程师
出品：科普中国
监制：中国科学技术出版社有限公司、中科数创（北京）数字传媒有限公司
2024-03-01
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