榮成馬山里海域海草床分布現(xiàn)狀及其生態(tài)特征

鄧筱凡，張宏瑜，吳忠迅，李文濤，張沛東*

( 1.中國(guó)海洋大學(xué) 海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266003；2.長(zhǎng)島國(guó)家海洋公園管理中心，山東 煙臺(tái) 265800)

1 引言

海草是一類(lèi)可完全生活在海水中的被子植物，是淺海水域重要的初級(jí)生產(chǎn)者，年凈生產(chǎn)力（干重，下同）達(dá)1 012 g/m2，由其構(gòu)筑的海草床是地球最有效的碳封存系統(tǒng)之一，碳儲(chǔ)量可達(dá)海洋碳儲(chǔ)量的10%以上，其還具有凈化水質(zhì)、防風(fēng)固堤、穩(wěn)定底質(zhì)等重要的生態(tài)功能[1-3]。然而，近幾十年來(lái)受自然環(huán)境變化和人類(lèi)活動(dòng)的影響，全球海草床面積急劇衰退，超過(guò)1/3的海草床已完全消失，海草床的有效保護(hù)與高效修復(fù)亟待開(kāi)展[4-5]。

中國(guó)近海有海草22種，約占全球海草種數(shù)的30%[6]。我國(guó)海草床的退化狀況非常嚴(yán)峻。例如，膠州灣芙蓉島海域海草床由20世紀(jì)80年代的1 334 hm2退化至目前僅有零星分布[7]；1990年前威海沿岸廣布鰻草（Zostera marina）平均生物量（干重，下同）達(dá)1 500 g/m2，但2016年調(diào)查顯示，其平均生物量降至約504 g/m2，僅為1990年平均生物量的1/3左右[8-11]；2017年廣東省流沙灣海域海草床的分布面積和平均生物量分別僅為26.90 hm2和3.74 g/m2，均不足2002年的1/10[12]；2015?2019 年，海南島海草床的海草蓋度由25.9%下降到16.7%，平均莖枝密度由1 035 shoots/m2降至579 shoots/m2，平均生物量下降36.1%[13]。

明確海草床的海草種類(lèi)和面積等生態(tài)分布狀況，是海草床保護(hù)與恢復(fù)的基礎(chǔ)。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)溫帶海域山東省的威海沿海[10,12-13]、萊州灣[14]、黃河口[15]，河北省的曹妃甸[16-17]，遼寧省的獐子島[18]、長(zhǎng)山島[19]、興城?覺(jué)華島[20]等海區(qū)以及亞熱帶和熱帶海域廣西壯族自治區(qū)的竹山[21]、合浦[12]、北部灣[22]，廣東省的柘林灣[23]、流沙灣[24]，海南省的黎安港[25]、東塞港[26]、高隆灣[27]，臺(tái)灣省沿海[28]，香港特別行政區(qū)的下白泥、荔枝窩[6]等海區(qū)的海草床分布進(jìn)行了調(diào)查，逐步探明我國(guó)海草資源現(xiàn)狀。然而，仍有部分海域的海草床分布狀況至今缺少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響了對(duì)海草資源的評(píng)估與保護(hù)工作。

榮 成 馬 山 里 海 域 （37.30°～ 37.34°N， 122.56°～122.64°E）位于山東半島東端，介于天鵝湖和養(yǎng)魚(yú)池灣之間，其沿岸村落大量存在的海草房證明該海域曾廣布海草床。為查明馬山里海域海草床的分布現(xiàn)狀及其生態(tài)特征，于2015年10月對(duì)馬山里海域的海草碎屑開(kāi)展調(diào)查，發(fā)現(xiàn)岸邊堆積大量海草干葉，結(jié)合漁民走訪，初步判定馬山里海域分布有較大面積的海草床。隨后，于2016年8月對(duì)馬山里海域的海草床開(kāi)展系統(tǒng)調(diào)查，并通過(guò)分析榮成馬山里海域海草床可能面臨的主要威脅因素，提出相應(yīng)的保護(hù)和修復(fù)建議，以期為我國(guó)海草分布狀況和海草生態(tài)學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料，也為我國(guó)溫帶海草床的科學(xué)管理提供參考。

2 調(diào)查方法

2.1 海草種類(lèi)和分布調(diào)查

對(duì)馬山里6 m以淺的海域進(jìn)行大面調(diào)查，設(shè)置21條斷面，間隔30 m，調(diào)查總面積為1 092 hm2，如圖1所示?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查選擇大潮低潮時(shí)段，由潛水員攜帶象拔潛水觀察，發(fā)現(xiàn)有海草分布后沿草床邊界間隔釋放象拔，并使用水下相機(jī)拍攝記錄，以海草覆蓋度不小于5%為草床邊界劃分標(biāo)準(zhǔn)[11]。調(diào)查船上人員發(fā)現(xiàn)象拔后，用GPS記錄邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)，在記錄本繪制海草分布示意圖，標(biāo)注近岸標(biāo)志性建筑位置。返回實(shí)驗(yàn)室后，對(duì)拍攝錄像進(jìn)行判讀分析，結(jié)合定點(diǎn)坐標(biāo)和實(shí)時(shí)衛(wèi)星測(cè)距，估算海草床分布面積。

圖1 馬山里海域海草床調(diào)查區(qū)域Fig.1 Investigation area of seagrass beds in the Mashanli sea area

2.2 海草生物學(xué)特征調(diào)查

在海草床分布區(qū)設(shè)置10個(gè)采樣站位，使用25 cm×25 cm樣方框采樣，每站位設(shè)置3組重復(fù)。將樣方內(nèi)所有海草植株完整取出，沖洗干凈，置入樣品袋，低溫保存，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定與分析。

首先通過(guò)外部形態(tài)和組織切片等方式鑒定海草種類(lèi)；隨后統(tǒng)計(jì)各樣方植株數(shù)量，計(jì)算莖枝密度；然后在每個(gè)站位隨機(jī)選取15株完整植株，將其表面附著物與根部泥沙沖洗干凈，進(jìn)行形態(tài)學(xué)測(cè)量，包括株高、葉鞘長(zhǎng)、葉鞘寬、葉寬和最大根長(zhǎng)，其中株高、葉鞘長(zhǎng)和最大根長(zhǎng)使用直尺測(cè)量，葉鞘寬和葉寬使用游標(biāo)卡尺測(cè)量；最后，將樣方內(nèi)的全部海草植株分為地上組織和地下組織，于60℃恒溫烘干至恒重，測(cè)定生物量。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法如下：（1）株高（cm）：自分生組織至最長(zhǎng)葉片頂端的高度；（2）葉鞘長(zhǎng)（cm）：包圍著莖的葉基部的長(zhǎng)度；（3）葉鞘寬（cm）：葉鞘中間位置的寬度；（4）葉寬（cm）：最長(zhǎng)葉片中間位置的寬度；（5）最大根長(zhǎng)（cm）：?jiǎn)沃曜铋L(zhǎng)根的長(zhǎng)度；（6）單株地上生物量（g/shoot）：?jiǎn)沃甑厣辖M織干重；（7）單株地下生物量（g/shoot）：?jiǎn)沃甑叵陆M織干重。

2.3 海草床關(guān)鍵環(huán)境因子調(diào)查

在各站位，使用YSI 650（美國(guó)YSI公司）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫、鹽度、pH和溶解氧含量；使用SM-5A測(cè)深儀（美國(guó)Speedteach公司）測(cè)量水深；使用SD20海水透明度盤(pán)（北京普力特儀器有限公司）測(cè)量透明度。沉積物理化性質(zhì)主要監(jiān)測(cè)的是沉積物的粒度和有機(jī)質(zhì)含量，樣品采集方法按照《海洋調(diào)查規(guī)范 第8部分：海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查》（GB/T 12763.8?2007）規(guī)定執(zhí)行，粒度分析采用篩析法，有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用燒失量法[29-31]。

2.4 海草床主要威脅的調(diào)查與分析

對(duì)馬山里海域及天鵝湖、養(yǎng)魚(yú)池灣周邊的沿岸環(huán)境進(jìn)行調(diào)研。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)空地、耕地、居民區(qū)、工廠以及養(yǎng)殖場(chǎng)等不同環(huán)境類(lèi)型的位置和規(guī)模進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；通過(guò)對(duì)相關(guān)公司和漁民的走訪，了解馬山里海域海水養(yǎng)殖種類(lèi)規(guī)模、捕撈漁船網(wǎng)具規(guī)格、碼頭建設(shè)位置、航道路線及其變遷等具體信息。

2.5 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用ArcGIS 10.2進(jìn)行海草分布狀況的繪圖和海草分布面積的估算。運(yùn)用SPSS 25.0進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析、獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、聚類(lèi)分析（CA）和典型相關(guān)分析（CCA），繪制系譜圖。利用R語(yǔ)言的Corrplot軟件包中進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析，確定海草形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)和海區(qū)環(huán)境因子之間的潛在相關(guān)性。利用ArcGIS 10.2克里金插值法評(píng)估海草生長(zhǎng)狀況和周邊環(huán)境類(lèi)型，分析海草床潛在威脅來(lái)源。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，顯著性水平為p＜0.05。

3 結(jié)果與分析

3.1 海草種類(lèi)、分布范圍與面積

通過(guò)植株形態(tài)學(xué)觀察和組織切片分析，發(fā)現(xiàn)榮成馬山里海域共分布2種海草，隸屬于1科2屬，分別是鰻草科蝦形草屬的紅纖維蝦形草（Phyllospadix iwatensis）（圖2）和鰻草屬的叢生鰻草（Zostera caespitosa）（圖3）。馬山里海域海草床總面積為58.26 hm2，其中紅纖維蝦形草分布面積為54.50 hm2，占該海域海草床總面積的93.5%，叢生鰻草分布面積為3.76 hm2，占海草床總面積的6.5%。

圖2 紅纖維蝦形草水下?tīng)顟B(tài)（a）、外部形態(tài)特征（b）及其葉片組織切片（c）Fig.2 Underwater state (a), external morphological characteristics (b) and leaf transection (c) of Phyllospadix iwatensis

圖3 叢生鰻草水下?tīng)顟B(tài)（a）、外部形態(tài)特征（b）及其葉片組織切片（c）Fig.3 Underwater state (a), external morphological characteristics (b) and leaf transection (c) of Zostera caespitosa

紅纖維蝦形草海草床分為北部和南部?jī)蓚€(gè)帶狀區(qū)域，北部分布區(qū)寬約85 m，自西向東延伸約855 m，分布面積約為6.55 hm2；南部分布區(qū)面積較大，寬約173 m，自東北向西南方向延伸約3 500 m，至養(yǎng)魚(yú)池灣灣口碼頭處消失，分布面積約為47.95 hm2。叢生鰻草呈現(xiàn)斑塊狀分布，與紅纖維蝦形草交錯(cuò)而生，如圖4所示。由此可見(jiàn)，馬山里海域海草床以紅纖維蝦形草為主。

圖4 馬山里海域海草分布Fig.4 Distribution of seagrasses in the Mashanli sea area

3.2 海草的莖枝密度、生物量與形態(tài)學(xué)特征

調(diào)查顯示，馬山里紅纖維蝦形草平均莖枝密度為（368.0±18.2）shoots/m2，平均生物量為（297.0±41.5）g/m2，平均株高為（89.2±4.2）cm；叢生鰻草平均莖枝密度為（691.2±17.1）shoots/m2，平均生物量為（534.0±70.7）g/m2，平均株高為（78.4±8.3）cm。形態(tài)學(xué)特征如表1所示。

表1 馬山里海域海草形態(tài)學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of morphological indexes of seagrasses in the Mashanli sea area

3.3 環(huán)境因子

監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海草床分布水體平均水深為（2.8±0.3） m，透明度為（1.7±0.2） m，鹽度為（31.7±0.2），底質(zhì)以巖礁底質(zhì)為主，間有少量黏土質(zhì)砂，沉積物平均有機(jī)質(zhì)含量為（1.12±0.05）%，如表2所示。海草生境地形復(fù)雜多樣，有大量的海底凸起和凹陷。

表2 馬山里海域海草床主要環(huán)境因子Table 2 The main environmental factors of the seagrass beds in the Mashanli sea area

3.4 海草生長(zhǎng)狀況分析

對(duì)馬山里海域2種海草的主要形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)2種海草的株高、葉鞘長(zhǎng)、單株地上生物量和單株地下生物量等差異不顯著（p＞0.05），故選擇這4個(gè)指標(biāo)對(duì)馬山里海域10個(gè)站位的海草形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)進(jìn)行均值聚類(lèi)分析，如圖5所示。馬山里海域海草可按生長(zhǎng)狀況分為兩個(gè)聚類(lèi)中心，第一類(lèi)為生長(zhǎng)較好，包括 PW2、ZC3、ZC4、PW3、PW4、ZC2、ZC1共7個(gè)站位，第二類(lèi)為生長(zhǎng)較差，包括PW1、PW5和ZC5共3個(gè)站位，兩者最終聚類(lèi)中心的距離為20.086。第一類(lèi)的4個(gè)形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)的平均值均高于第二類(lèi)，是第二類(lèi)的1.1～1.4倍。根據(jù)海草形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)譜系繪制馬山里海域海草生長(zhǎng)狀況評(píng)估圖（圖6），可以看出，馬山里海域中部海草長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于南北兩側(cè)。

圖5 海草形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)譜系Fig.5 Morphologic indexes intergroup pedigree of seagrasses

圖6 馬山里海域海草調(diào)查站位及生長(zhǎng)狀況評(píng)估結(jié)果Fig.6 Seagrass survey stations and evaluation results of growth status in the Mashanli sea area

3.5 海草生長(zhǎng)影響因子分析

3.5.1 Spearman相關(guān)性分析

對(duì)馬山里海域海草形態(tài)學(xué)特征和環(huán)境因子進(jìn)行Spearman相關(guān)分析，結(jié)果表明，海草形態(tài)學(xué)指標(biāo)間具有很強(qiáng)的相關(guān)性（圖7A），如單株地上生物量（AB）與株高（SH），單株地上生物量（AB）、單株地下生物量（UB）與葉鞘長(zhǎng)（LSL）均為顯著正相關(guān)（p＜0.05）；同時(shí)環(huán)境因子之間也有很強(qiáng)的相關(guān)性（圖7B），如水溫（WT）、溶解氧含量（DO）、透明度（SWT）、沉積物有機(jī)質(zhì)含量（OM）之間均有很強(qiáng)的相關(guān)性。然而，Spearman相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，海草形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)與環(huán)境因子指標(biāo)之間無(wú)顯著相關(guān)性（圖7C），這可能是因?yàn)榉治龇椒ú贿m用。因此，進(jìn)一步采用典型相關(guān)分析探究海草形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)和環(huán)境因子指標(biāo)之間的相關(guān)性。

圖7 海草形態(tài)學(xué)指標(biāo)與環(huán)境因子間的相關(guān)性分析Fig.7 Correlation analysis among morphological indexes of seagrass and environmental factors

3.5.2 典型相關(guān)分析

對(duì)海草的全部生態(tài)學(xué)特征指標(biāo)與環(huán)境因子指標(biāo)進(jìn)行典型相關(guān)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，典型變量的相關(guān)性系數(shù)較低，無(wú)法以典型變量之間的關(guān)系表示兩類(lèi)指標(biāo)之間的關(guān)系。然后進(jìn)行了海草的不同生態(tài)學(xué)特征指標(biāo)與不同環(huán)境因子指標(biāo)的多種組合，并分別開(kāi)展典型相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)株高、葉鞘長(zhǎng)、莖枝密度和單株生物量等海草生態(tài)學(xué)特征指標(biāo)和水深、水溫、透明度和沉積物有機(jī)質(zhì)含量等環(huán)境因子指標(biāo)的組合，第一典型變量相關(guān)性系數(shù)較高，可以通過(guò)第一典型變量之間的關(guān)系表示兩類(lèi)指標(biāo)之間的關(guān)系，而且這8個(gè)海草的生態(tài)學(xué)特征指標(biāo)與環(huán)境因子指標(biāo)亦能夠較好反映海草的生長(zhǎng)分布和環(huán)境狀況（圖8）。

典型相關(guān)分析共得到4對(duì)典型變量（ρ1(U1、V1)、ρ2(U2、V2)、ρ3(U3、V3)和ρ4(U4、V4)），其相關(guān)系數(shù)分別為0.962、0.556、0.451和0.126。第一典型變量間的相關(guān)系數(shù)為0.962（p＜0.05），因此海草形態(tài)學(xué)指標(biāo)與海區(qū)環(huán)境因子之間相關(guān)性分析可簡(jiǎn)化為只研究第一對(duì)典型變量ρ1（U1、V1）之間的關(guān)系。其中，U1為海草生態(tài)學(xué)的綜合指標(biāo)，V1為海區(qū)環(huán)境因子的綜合指標(biāo)。U1、V1標(biāo)準(zhǔn)化典型結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 U1、V1典型結(jié)構(gòu)示意圖Fig.8 Canonical correlation structure diagram of U1 and V1

第一典型變量與原始變量轉(zhuǎn)換公式為

式中，U1為生態(tài)學(xué)指標(biāo)第一典型變量；V1為海區(qū)環(huán)境指標(biāo)第一典型變量；X1為株高；X2為葉鞘長(zhǎng)；X3為莖枝密度；X4為單株干重；Y1為水深；Y2為水溫；Y3為透明度；Y4為沉積物有機(jī)質(zhì)含量。

典型載荷分析表明，在海草生態(tài)學(xué)指標(biāo)中，莖枝密度典型負(fù)載系數(shù)高，達(dá)0.984，為U1主影響因子，故莖枝密度為生態(tài)學(xué)指標(biāo)的主要影響因素；在環(huán)境指標(biāo)中，水溫和水深典型載荷系數(shù)均較高，分別為0.957和?0.873，為V1主影響因子，即水溫和水深為環(huán)境指標(biāo)的主要影響因素（圖9a）。

圖9 變量典型載荷分析（a）和變量交叉載荷分析（b）Fig.9 Variable typical load analysis (a) and variable cross load analysis (b)

交叉載荷分析表明，U1對(duì)V1的影響中，莖枝密度交叉載荷系數(shù)較高，為0.947，V1受其影響較大，且為正相關(guān)；V1對(duì)U1的影響中，水溫和水深的交叉載荷系數(shù)較高，分別為0.921和?0.840，U1受這兩個(gè)環(huán)境指標(biāo)的影響較大，且U1與水溫為正相關(guān)，與水深為負(fù)相關(guān)（圖9b）。

綜上，夏季馬山里海域，溫度較高以及水深較淺的區(qū)域海草生長(zhǎng)狀況較好，海草莖枝密度較高。

典型冗余分析組內(nèi)解釋度表明，第一典型變量U1可解釋4個(gè)海草生態(tài)學(xué)指標(biāo)33.9%的組內(nèi)變異，第一典型變量V1可解釋4個(gè)海洋環(huán)境指標(biāo)54.2%的組內(nèi)變異，如圖10所示。

圖10 典型冗余分析組內(nèi)、組間解釋度Fig.10 Interpretation of typical redundancy analysis within and between groups

典型冗余分析組間解釋度表明，環(huán)境第一典型變量V1對(duì)海草形態(tài)學(xué)特征的解釋度為31.4%，4個(gè)環(huán)境典型變量（V1?V4）對(duì)海草形態(tài)特征的解釋度共計(jì)41.2%，說(shuō)明馬山里海域還存在其他因素影響海草生長(zhǎng)及分布狀況；生態(tài)指標(biāo)第一典型變量U1對(duì)海區(qū)環(huán)境因子的解釋度為50.2%，4個(gè)生態(tài)典型變量（U1?U4）對(duì)海區(qū)環(huán)境因子的解釋度共計(jì)55.3%，表明海草床對(duì)海區(qū)環(huán)境具有一定的影響作用，但影響程度一般（圖10）。

綜上，馬山里海域海草床分布區(qū)中，水溫和水深是影響海草床莖枝密度等生態(tài)學(xué)指標(biāo)的關(guān)鍵因子，海草的生長(zhǎng)狀況與水溫呈正相關(guān)，與水深呈負(fù)相關(guān)。同時(shí)，尚存在其他因素能影響海草生長(zhǎng)與分布狀況。

3.5.3 陸源影響分析

為進(jìn)一步查明馬山里海域海草生長(zhǎng)狀況差異的原因，對(duì)馬山里海域周邊環(huán)境進(jìn)行分析。馬山里海域通過(guò)漲潮、退潮與天鵝湖和養(yǎng)魚(yú)池灣兩處海域進(jìn)行頻繁水體交換。因此，同時(shí)對(duì)馬山里海域、天鵝湖和養(yǎng)魚(yú)池灣周邊陸地環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，將自然保護(hù)區(qū)、耕地、居民區(qū)和工廠（養(yǎng)殖場(chǎng)）按污染強(qiáng)弱分別賦分，賦分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 環(huán)境類(lèi)型及賦分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Environment type and assignment standard

對(duì)賦分結(jié)果采用克里金插值法分析，如圖11所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，馬山里海域周邊以自然保護(hù)區(qū)為主，賦分最小，即受到的陸源污染最少；其次天鵝湖周邊以自然保護(hù)區(qū)和居民區(qū)為主，賦分居中，受到的陸源污染居中；養(yǎng)魚(yú)池灣周邊工廠（養(yǎng)殖場(chǎng)）數(shù)量眾多，賦分最高，受到的陸源污染最多。賦分結(jié)果與馬山里海域海草生長(zhǎng)狀況評(píng)估結(jié)果（圖6）相一致，故馬山里海域海草生長(zhǎng)狀況的差異可能與陸源污染程度有關(guān)，南北兩端來(lái)自于天鵝湖、養(yǎng)魚(yú)池灣的陸源污染物較多，海草生長(zhǎng)狀況較差，馬山里中部海域陸源污染較少，海草生長(zhǎng)狀況較好。

圖11 環(huán)境類(lèi)型賦分結(jié)果示意圖Fig.11 Schematic diagram of environment type assignment results

4 討論與建議

4.1 海草床的分布及資源量現(xiàn)狀

馬山里海域有紅纖維蝦形草和叢生鰻草兩種海草，種類(lèi)的分布與底質(zhì)類(lèi)型有直接關(guān)系。紅纖維蝦形草附著生長(zhǎng)在巖石或礁石上，受底質(zhì)條件限制，大多呈現(xiàn)帶狀分布[32-33]，而叢生鰻草偏好細(xì)沙或黏土含量較高的沉積環(huán)境，如黏土質(zhì)砂等[34-35]。類(lèi)似地，馬山里海域紅纖維蝦形草受海區(qū)礁石分布影響從而呈現(xiàn)南北兩個(gè)狹長(zhǎng)的帶狀分布區(qū)域；馬山里海域由于黏土質(zhì)砂底質(zhì)的不連續(xù)分布，叢生鰻草難以形成連續(xù)草床，從而呈現(xiàn)零星斑塊狀分布。

在2011年世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）瀕危物種紅色名單滅絕風(fēng)險(xiǎn)的分類(lèi)與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中，紅纖維蝦形草和叢生鰻草均被列為易危種[5]。馬山里海域?qū)偻夂：Ｓ颍匀粭l件惡劣，加之近年來(lái)人為活動(dòng)的干擾日漸加劇，海草面臨一定程度的退化風(fēng)險(xiǎn)。由于缺乏馬山里海域海草床的歷史調(diào)查數(shù)據(jù)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行歷史對(duì)比。但據(jù)同期調(diào)查資料顯示，馬山里海域紅纖維蝦形草的平均莖枝密度和生物量均低于周邊鏌铘島、桑溝灣和雙島灣海域，其現(xiàn)存植株平均數(shù)量（分布面積與平均莖枝密度的乘積）僅為鏌铘島的7%，桑溝灣的18%，如表4所示。Yabe等[36]調(diào)查顯示，夏季（7月）日本千葉縣沿海紅纖維蝦形草的平均莖枝密度和生物量高達(dá)1 809 shoots/m2和2 226 g/m2，分別是相同季節(jié)（8月）馬山里海域紅纖維蝦形草的4.9倍和6倍。這些對(duì)比結(jié)果表明，馬山里海域紅纖維蝦形草的資源量較低，海草床生態(tài)系統(tǒng)處于脆弱狀態(tài)，存在相當(dāng)程度的退化風(fēng)險(xiǎn)。

表4 榮成近岸紅纖維蝦形草資源量Table 4 Resources of Phyllospadix iwatensis in the Rongcheng coastal

馬山里海域叢生鰻草海草床平均莖枝密度（（691.2±17.1）shoots/m2）和生物量（（534.0±70.7）g/m2）略大于桑溝灣的叢生鰻草海草床（（513.0±17.9）shoots/m2、（479.1±17.9）g/m2）[11]，但馬山里海域叢生鰻草零星分布，總面積為3.76 hm2，僅為后者的一半。因此，馬山里海域叢生鰻草面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)是生境破碎化，這些海草斑塊不僅會(huì)對(duì)海草床的生物多樣性[37-38]、生態(tài)系統(tǒng)功能[39]產(chǎn)生負(fù)面影響，而且抵御環(huán)境變化和人為擾動(dòng)的能力較差，極易因受到自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的影響而消失，急需加強(qiáng)生境保護(hù)與修復(fù)[6,40-41]。

4.2 關(guān)鍵環(huán)境因子對(duì)海草床分布與生長(zhǎng)的影響

海草對(duì)環(huán)境變化敏感，其生長(zhǎng)發(fā)育受多種環(huán)境因子影響。典型相關(guān)分析表明，馬山里海域海草生態(tài)學(xué)指標(biāo)整體變化由水溫和水深等環(huán)境因子所主導(dǎo)，與水溫呈正相關(guān)，與水深呈負(fù)相關(guān)。

紅纖維蝦形草和叢生鰻草均屬于溫帶海草，最優(yōu)生長(zhǎng)溫度為11.5～20℃[42]，典型相關(guān)分析結(jié)果顯示，海草生態(tài)學(xué)指標(biāo)與水溫呈正相關(guān)，因此水溫較高區(qū)域，海草生長(zhǎng)狀況較好，莖枝密度和單株生物量均較高。Yabe等[36]在日本銚子市對(duì)海岸海草生長(zhǎng)狀況跟蹤調(diào)查顯示，水溫升高能夠提高紅纖維蝦形草的生產(chǎn)力，與本文調(diào)查結(jié)果類(lèi)似。

水深主要通過(guò)影響到達(dá)海草冠層的光照強(qiáng)度控制海草的分布與生長(zhǎng)。太陽(yáng)光進(jìn)入海水后因吸收和散射而快速衰減，而光照強(qiáng)度則會(huì)影響海草葉片的葉綠素a、葉綠素b、類(lèi)胡蘿卜素、可溶性蛋白、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物等含量，是海草光合作用的決定性因素[43-44]。水深越淺，底層光照越充足，越有利于海草光合作用，因而能夠支持更高的莖枝密度和生物量[43]。馬山里海域紅纖維蝦形草海草床分布水域平均水深為2.6 m，叢生鰻草海草床分布水域平均水深為3.0 m，數(shù)值均為低潮時(shí)測(cè)得，當(dāng)?shù)爻辈罴s為1.5 m，符合海草的適宜生長(zhǎng)水深（6 m以淺）[44]，而兩者分布水深的差異可能是由于兩者對(duì)光照的適宜生長(zhǎng)條件不同導(dǎo)致。

4.3 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)海草床分布與生長(zhǎng)的影響

結(jié)合走訪調(diào)查與環(huán)境賦分分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人為因素是導(dǎo)致馬山里海域海草床退化的主要原因，主要包括漁業(yè)生產(chǎn)、養(yǎng)殖活動(dòng)和陸源污染的排放。

漁業(yè)生產(chǎn)方面，馬山里海域曾有相當(dāng)面積的填海工程，且建有碼頭。填海工程會(huì)直接掩埋海草，侵占其生長(zhǎng)海域；碼頭建設(shè)施工過(guò)程會(huì)造成水體懸浮物增加，引起光照衰減，影響海草的光合速率[28]；船舶航行對(duì)海草床進(jìn)行反復(fù)切割[45-46]，會(huì)導(dǎo)致海草床的斑塊化和生境破碎化；拖網(wǎng)、吸貝等生產(chǎn)方式則在短時(shí)間內(nèi)造成海草的大面積死亡[28]。海南島南部鐵爐港海域，由于破壞性的挖貝方式，2008?2014年間，海菖蒲（Enhalus acoroides）海草床面積由1.18 hm2降至0.04 hm2，且呈現(xiàn)零星分布，幾近消失[27]。

養(yǎng)殖活動(dòng)方面，馬山里海域養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量眾多，主要包括貝類(lèi)養(yǎng)殖、海珍品養(yǎng)殖和海帶浮筏養(yǎng)殖。養(yǎng)殖活動(dòng)主要從兩方面影響海草的生存生長(zhǎng)：一方面，開(kāi)掘池塘、圍海養(yǎng)殖等擠占海草生存空間；另一方面，養(yǎng)殖活動(dòng)對(duì)水體干擾較大，使海草失去適宜的生存環(huán)境。20世紀(jì)90年代初，在廣東省流沙灣海域海草床中開(kāi)挖蝦池，目前該范圍內(nèi)海草床已完全退化[24]；曾在廣西合浦海域海草床大規(guī)模吊養(yǎng)貝類(lèi)，截至目前已有100 hm2海草床消失[12]。

陸源污染方面，馬山里海域直接輸入的陸源污染物較少，但受到來(lái)自養(yǎng)魚(yú)池灣陸源污染的間接影響，同樣存在污染壓力。隨著污染的加重，海水出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，直接抑制海草葉片葉綠體的磷酸化過(guò)程，對(duì)海草產(chǎn)生毒性作用，進(jìn)而影響海草的莖枝密度和形態(tài)學(xué)特征[47-49]，且植株銨態(tài)氮的過(guò)量富集會(huì)引起植株中毒，導(dǎo)致生長(zhǎng)受損[50]。此外，海水富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)促使大型藻類(lèi)、葉片附生藻類(lèi)和浮游植物大量暴發(fā)，遮擋陽(yáng)光，抑制海草光合作用，影響其生長(zhǎng)[51-52]。另外，陸源污染中的除草劑、重金屬等有毒物質(zhì)進(jìn)入海域，會(huì)對(duì)海草產(chǎn)生長(zhǎng)期毒害作用[53-54]。

4.4 保護(hù)建議

馬山里海域海草資源量較少，加之底質(zhì)堅(jiān)硬、風(fēng)浪較大，海草種子定棲和植株扎根的難度大，一旦海草床遭到嚴(yán)重破環(huán)，自然恢復(fù)的可能性較低。因此，急需開(kāi)展海草床的保護(hù)與修復(fù)工作。針對(duì)馬山里海域海草床所受威脅的類(lèi)型和強(qiáng)度，提出以下建議：

（1） 加強(qiáng)馬山里海域海草床的保護(hù)。特別是合理規(guī)劃海帶養(yǎng)殖規(guī)模，降低養(yǎng)殖密度；嚴(yán)控周邊海域陸源污染物的排放；提高政府重視程度，科學(xué)規(guī)劃海岸建設(shè)等活動(dòng)，減少對(duì)海草床的破壞。

（2） 開(kāi)展馬山里海域海草床生態(tài)修復(fù)工程。海草床自然恢復(fù)周期漫長(zhǎng)，應(yīng)當(dāng)輔以必要的人工恢復(fù)措施。近年來(lái)，海草的修復(fù)研究已取得一定成果[55-56]，但主要適合生長(zhǎng)在泥沙底質(zhì)的鰻草等種類(lèi)，對(duì)于紅纖維蝦形草和叢生鰻草并不適用。截至目前，僅程冉等[57]利用構(gòu)件開(kāi)展了紅纖維蝦形草植株的移植，但過(guò)程復(fù)雜，勞動(dòng)量和成本較高，無(wú)法推廣應(yīng)用，而叢生鰻草的修復(fù)技術(shù)更為鮮見(jiàn)。因此，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)紅纖維蝦形草和叢生鰻草修復(fù)技術(shù)的研發(fā)，科學(xué)有效開(kāi)展海草床的修復(fù)工作。

（3） 加強(qiáng)紅纖維蝦形草和叢生鰻草的基礎(chǔ)研究。尤其是兩者的生活史、生長(zhǎng)發(fā)育以及對(duì)環(huán)境脅迫的響應(yīng)機(jī)制研究，從而為兩種海草的保護(hù)和修復(fù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。