神秘的“海底草原”

談及草原，人們往往會首先聯想到芳草萋萋、野花遍地、牛羊成群的原野。在廣袤的大海中，則有“海底草原”—海草床。在幽謐的海底，茂密的海草隨著海流搖曳，甚至能開出美麗的花朵。

何為海草？海草是草嗎？它們長什么樣？海草床又是怎么一回事？海草和海草床具有怎樣的生態作用和價值呢？

名“藻”而實草

所謂海草（Seagrass），是指生長在熱帶和溫帶海域沿岸淺水的單子葉植物。它們確實是草類，具有高等植物的一般特征，能完全適應海洋沉水生活環境，是唯一可以在海水中完成萌發、開花以及結實這一完整生活史的被子植物。

很久以前，歐洲沿海地區的漁民已經應用“海草”一詞來形容分布在沙灣、泥灘、潟湖區和河口區的植物。1871年，阿金森（Ascherson）首先在科學文獻中使用“seagrass”來描述能在海洋中生存的顯花植物。從嚴格意義來說，海草并不屬于分類學上的名詞，而是一個生態類群的總稱。海草不屬于同一種群，這意味著，生長在一起的海草，不同種類之間沒有親緣關系。

研究顯示，海草在被子植物中僅占0.02%。全世界約有72種海草，我國有22種海草，隸屬于4科10屬，約占全球海草種類數的30%。中國海草所在的4個科分別是絲粉藻科、水鱉科、大葉藻科和川蔓藻科。從上述名稱明顯可以看出，其中有3個科是以“藻”命名的。同樣，中國海草的10個屬和22種里分別有7個屬和16個種也是以“藻”命名的，如二藥藻、大葉藻、針葉藻、黑纖維蝦海藻等。不僅如此，即便是同種海草，也存在不同叫法，如絲粉藻又叫海神草，泰來藻又叫海龜草，日本大葉藻又叫矮大葉藻，等等。凡此種種，極易使人將以“藻”命名的海草誤認為是海藻，造成混淆，也給海草的研究、保護和利用帶來不便。為改變這一情況，在第十一次國際海草生物學研討會上，眾多專家形成共識，將以“藻”命名的海草統一更名為“草”，今后新發現的海草也統一以“草”命名。

海草與海藻的區別

盡管和部分種類的海藻長相相似，海草卻并不是海藻。海草是高等植物，有根莖葉的分化，可以開花和產生種子。海藻則是海產藻類的統稱，它們的結構很簡單，沒有根莖葉的分化，也不會開花結實，依靠孢子繁殖。從無真核細胞的藍藻門到有真核細胞的紅藻門、褐藻門和綠藻門等，海藻共有1萬多種。我們熟知的海帶、紫菜、裙帶菜等都屬于海藻。

海草分布廣泛，除南極外，在熱帶、亞熱帶和溫帶海域沿岸淺水區都能尋覓到它們的身影。由于依賴光合作用，海草多出現在淺海，生活在水下1～10米處，有些可以生活在水下60米深的地方。它們通常沿著緩緩傾斜的海岸線成片分布，這些成片的海草聚集在一起便構成了海草床。以海草床為基礎，棲息于其中的生物及周圍環境共同構成海草床生態系統。

海草床被人們形象地稱為“海底草原”。雖然海底生長著海草并不是新鮮事，但是能長成“草原”的并不多。面積小、密度低的海草環境都無法被稱為“床”。海草床的面積通常在3～5平方千米，厚度可達1米以上。

我國的海草分布

按照分布的海域不同，我國的海草可以分為南海分布區和黃渤海分布區。南海分布區屬印度洋-太平洋熱帶海草分布區，主要包含海南、廣西、廣東、香港、臺灣和福建沿海，分布有9屬15種海草，其中，以喜鹽草分布最廣；黃渤海分布區屬北太平洋溫帶海草分布區，主要包含山東、河北、天津和遼寧沿海一帶，分布有3屬9種海草，以鰻草屬和蝦形草屬為主，且以鰻草分布最廣。

長在海里的“草”

幾乎所有被子植物都具有地上和地下兩部分。海草也不例外。它們具有和其他開花植物類似的器官和組織，其地下的莖和根通常起固定植株、儲藏營養和吸收營養及水分的作用，地上部分則是柔軟的葉片。為了適應海洋環境，除喜鹽草外，不同種屬的海草在外觀上表現出高度的一致性，在形態結構上也具有一些相似的特征。

海草的根雖然扎得不太深，但長勢茂密，并且交織在一起，能很好地固定底質泥砂，抵抗水流和涌浪的沖擊。它們的根通常從莖節向下長出，根尖最前端的根冠如同帽子一樣套在分生區外面，起到保護幼嫩的分生組織細胞的作用。

海草擁有發育良好的根狀莖，莖上通常有環狀的節。其根狀莖大多匍匐生長，較為纖細，但喜鹽草屬等種類的海草例外，它們具有肉質的根狀莖。海草的根狀莖上生長著許多細小的根毛，用以吸收水分和營養物質。不僅如此，海草的根狀莖具有擴展和繁殖的能力。當根狀莖長到一定長度時，會分裂成多個新的根狀莖，從而形成新的植株個體。這種繁殖方式使得海草能夠在水中形成茂密的群落。

大多數海草的葉片是柔軟的綠色，葉形多呈帶狀、線狀、披針形、卵形或橢圓形，且以帶狀和線狀居多，為的是在海水流動時保持直立，同時能夠增加受光面積，提高光合作用效率。海草的葉片內部有規則排列的氣腔，便于葉片漂浮在水中和進行氣體交換。為更好地吸收營養物質，海草的葉面沒有或只有少量角質層。葉片基部有膜質的葉鞘。喜鹽草屬植物與眾不同，它們的葉片呈橢圓形，且不含葉鞘，也沒有氣腔。需要說明的是，海草的葉子并不都是綠色的，有些海草的葉子呈黃色或紅色。

海草的花朵著生于葉叢基部，單性或兩性，雌雄同株或異株。雄蕊花藥、雌蕊花柱和柱頭高出花瓣，花粉一般為念珠形且黏結成鏈狀，以便于受粉。

除了有性繁殖方式，部分海草還可以通過無性繁殖方式繁衍后代；不過，這種繁殖方式會降低海草的遺傳多樣性。

從陸地重返海洋

海草為何能適應完全淹沒在海水中的生活環境？它們有哪些獨特的生理和形態結構？

這還要從幾千萬年前說起。最早的陸生植物是從海洋“登陸”的；到了白堊紀中期，一部分陸生植物遷移回海洋，逐步演化成現在的海草。這意味著，海草經歷了從海洋到陸地、再從陸地返回海洋的遷移過程。

海草為何會重返海洋？人們對此知之甚少。不過，在復雜的進化過程中，為適應完全淹沒在海水中的生活，海草丟失了參與氣孔發育與合成揮發性物質的基因，并進化出通氣組織以適應水下的低氧環境及抵抗病菌入侵。因而，海草不具備陸生被子植物常見的氣孔。此外，海草還丟棄了抗紫外線基因以及感受遠紅光的光敏色素基因，其體內同時增加了與光捕獲有關的基因。這可能與海草生活在水下弱光環境有關。最重要的是，海草恢復了產生硫酸化多糖的基因。這有助于海草在高鹽、高滲透壓的環境中維持體內正常的滲透壓。

不可小覷的“草原”

海草床分布在6大洲的100多個國家，面積約為17萬平方千米，是地球上分布最廣泛的沿海棲息地之一。看似微不足道的海草組成的完整海草床生態系統，對維持海洋環境、調節全球氣候、凈化水質等都有著重要作用，其生態服務價值每年高達1.9萬億美元。

“生物天堂”

一個能被稱為“生態系統”的海洋環境，絕不僅僅只是風景美麗，還要做到物種多樣，并且能夠形成完整的生物鏈。由海草床及其他生物構成的復雜的生態系統中，海草床同時滿足了底棲動植物、浮游生物、細菌、寄生生物、附生生物等物種生存和繁衍的需求，形成了良性的生態循環，這也是海草床作為海洋生態系統最重要的價值。

海洋學家曾在成熟發達的海草床中找到超過100種生物品種，每平方米海草床的生物總數量高達5萬種；在沒有海草床的地方，只能找到不到60種生物品種，每平方米的生物總數量少于1萬種。海草床是成千上萬海洋生物賴以生存的家園，是全球海洋生態與生物多樣性保護的重要對象。

一些大型海草床還支持著綠海龜、儒艮等瀕危保護野生動物的繁衍生息。

“固碳能手”

海洋是地球上最大的碳庫，儲存了地球上93%的二氧化碳，約為40萬億噸。

盡管海草床只占據不到0.2%的海洋面積，卻儲存了全球18%的海洋碳，是海洋固碳的主力軍。作為全球重要的碳庫，海草床通過光合作用固定二氧化碳，并通過減緩海水流動促進含碳顆粒物沉降，具有固碳量巨大、固碳效率高和碳存儲周期長等特點。研究顯示，海草床每年可吸收超過1億噸二氧化碳，而且這些碳可以被完整地保存數千年。海草床也因此與紅樹林、鹽沼并稱三大海岸帶藍碳生態系統。

維護海草床有助于減少二氧化碳等溫室氣體排放，減緩全球氣候變化。

“海洋之肺”

海草床并非完全孤立的生態系統，它們在復雜的沿海環境中與相鄰的其他生態系統相互聯通。海草床是海水的天然過濾器，海水通過海草床時流速減緩，使得顆粒物沉降在海草床底層，水中的懸浮顆粒物也會被過濾并附著在海草葉片上。與海草床相鄰的珊瑚礁就受益于海草床的這種水質凈化功能。

海草床還是天然的“濱海清潔場”，可清除海洋中威脅人類和珊瑚礁的多種病原體。研究表明，在長滿海草的水域，腸球菌密度比無海草水域低3倍，且數十種細菌性病原體數量減半。此外，海草對水質的要求很高，其健康狀況很大程度上反映了當地的水質污染程度。因此，海草被稱為“生態哨兵”。

除了固碳和反映水質健康狀況，海草床還可吸收過量的營養物質，促進懸浮物的沉降，具有緩解海水酸化、防止土壤侵蝕等功能。鰻草是北半球溫帶海域分布最為廣泛的一種海草，其碳、氮、磷含量及穩定碳氮同位素值常被用作指示水質狀況及營養狀態的標準。鰻草對重金屬也有較高的耐受和富集能力，可用于指示近岸水域重金屬污染狀況。

作為生長于近海岸的植物，海草的根莖可以抓緊泥土，起到阻止海岸帶侵蝕、護堤減災的作用。特別是在海水上涌時，可以減慢海流速度，有助泥沙沉積，緩解洪水和風暴潮對海岸帶的影響。

快速消失的危險

隨著海洋開發利用強度日益增大以及氣候變化的影響，全球海草床呈退化趨勢。根據聯合國的統計數據，自20世紀90年代末以來，全球海草床以每年7%的速率減少，相當于每30分鐘就有一塊足球場大小的海草床消失，目前約有30%的海草床已消失。在72種海草中，至少有22種正在減少。導致海草消失的原因有很多，但基本可以歸為自然和人為因素。

我國的海草群落也同樣面臨快速消失的問題。通過對比歷史分布與種類記錄可以發現，寬葉鰻草、具莖鰻草、黑纖維蝦形草、全楔草、毛葉喜鹽草和大果川蔓草等6種海草已不見蹤跡，我國近岸海域超過80%的海草床已經消失。

作為海洋生態系統的哨兵，海草是水質變化、沉積物負荷等海洋輸入物的敏感指示體，它的生長狀態預示著海洋環境的變化。當水體富營養化、水質下降時，海草床會讓位于大型藻類和微型藻類而逐漸退化。它們的消失會威脅到數以萬計以之為棲息地的物種，也會影響沿海初級生產力、碳儲存和營養循環，以及減少對海洋近海和遠海區域生態系統的能量補貼，進而降低這些生態系統的次級生產力。

若海草消失，儲存上億年的碳源將會重新回到地球碳循環中，進而對全球氣候變化產生巨大影響。

鑒于海草對人類、海洋系統以及在應對全球氣候變化中的重要作用，2022年5月，聯合國大會通過決議，將3月1日確立為世界海草日，以加強人們對海草的認識和保護意識，促進和推動海草的養護活動。

【責任編輯】趙 菲