■黃海所團(tuán)隊今年2-4月份培育的鰻草幼苗。 黃海所供圖

■中國海洋大學(xué)張沛東團(tuán)隊研發(fā)的海草種子播種機(jī)樣機(jī)。 海大供圖

周毅團(tuán)隊在唐山海域開展海草修復(fù)。 李勛祥 攝

□青島日報/觀海新聞記者 李勛祥

在海里種海草的最佳季節(jié)到了。

進(jìn)入10月，正是我國北方數(shù)量最多的海草——鰻草逐漸分株、開展無性繁殖的時候。在茂密的天然海草床采集鰻草，再移植到適宜的海域，一株鰻草有機(jī)會自然克隆出高達(dá)10株的數(shù)量。利用該特性進(jìn)行海草移植，是目前我國海草修復(fù)的主要方法之一。近年來，海草的生態(tài)價值、碳匯價值受到越來越廣泛的關(guān)注。在全球性海草退化的背景下，海草修復(fù)也隨之成為熱門的前沿研究領(lǐng)域。

日前，記者隨中國科學(xué)院海洋研究所周毅研究員一行來到我國面積最大的海草床——唐山海草床，近距離了解海草修復(fù)工作。出發(fā)之際，中科院海洋所原副所長楊紅生研究員巧遇周毅，由衷地感嘆：“海草修復(fù)僅靠移植還不夠，接下來要考慮研發(fā)海草新品種。”這是未來海草修復(fù)的另一個思路。

海草修復(fù)有哪些難點(diǎn)？海草修復(fù)有哪些模式？研發(fā)海草新品種是否可行？如何推動人人參與海草修復(fù)與保護(hù)？每一個問題都是一篇大文章。而青島的海洋科技工作者已經(jīng)率先啟動“答題”，站在了我國海草修復(fù)的最前沿。

兩大修復(fù)模式：移植法和種子法

從2008年開始，周毅團(tuán)隊就開始專注于海草研究。十多年來，他們在基礎(chǔ)理論與修復(fù)技術(shù)方面取得了一系列重要成果。

“海草與海藻不同。海草可以無性繁殖，所以可以通過移植植株的方式修復(fù)；也可以有性繁殖，因此也可以通過播種種子達(dá)到修復(fù)的目的。”周毅說，利用傳統(tǒng)的移植法進(jìn)行海草修復(fù)，一般需要提前兩三天到海上采集新鮮的植株，而播種法則需要在海草種子夏季成熟的時候收集保存。近年來，還有一種比較流行的修復(fù)方法，是采集海草種子人工育苗后再進(jìn)行移植，他們在10年前就開展了相關(guān)研發(fā)工作，并開發(fā)了陸基及原位海草規(guī)模化種子生產(chǎn)技術(shù)和海草苗圃培育技術(shù)。

海草在除極地以外的各大洋沿岸均有分布，通常生長在海灣、河口等不同生境的潮間帶至潮下帶區(qū)域，最大水深可達(dá)90米。因此，移植方法的選擇，要根據(jù)目標(biāo)海域具體而定。由于受海底泥沙特性、海流等因素影響，直接移植播種的植株和種子很容易被海水沖走，或者被海洋生物啃食。為此，周毅團(tuán)隊研發(fā)了根狀莖綁石法和泥丸播種法開展輔助式修復(fù)。

2009年至2010年，周毅團(tuán)隊在青島匯泉灣開展的海草修復(fù)實(shí)驗(yàn)中，把石頭綁在海草根狀莖上再移植獲得巨大成功，海草移植成活率達(dá)95%以上。后來，周毅團(tuán)隊針對種子修復(fù)存在的問題，又在唐山開展了泥丸播種法試驗(yàn)。“像包湯圓一樣，用泥丸包住10到20粒海草種子，再播種到海里。”周毅團(tuán)隊的徐少春博士一邊演示一邊介紹，這樣做主要是為了抵御海流，讓種子更好地在海底固定、萌發(fā)、扎根，從而提高建苗率。現(xiàn)在，他們正在考慮利用3D技術(shù)“打印”石子，以實(shí)現(xiàn)兩種修復(fù)方法的模式化和機(jī)械化。整體來看，移植法和種子法是海草修復(fù)兩大主要模式，而根狀莖綁石法、泥丸播種法以及我國其他團(tuán)隊研發(fā)的框架法等方法，都是針對兩種修復(fù)模式的優(yōu)化。

選取2到4株新鮮的鰻草，利用可降解的麻繩將鰻草的地下莖綁縛在一個大小適宜的石子上，如此制成一個移植單元……9月23日，徐少春開始為海草修復(fù)做準(zhǔn)備工作。9月24日清晨，周毅團(tuán)隊出海到唐山海域開展海草修復(fù)工作。在海水落到最低潮位時，徐少春等幾個成員帶著前期準(zhǔn)備好的種子泥丸和綁石單元，身著防水服，猶如水稻插秧一般，開始在海上展開海草修復(fù)。海底的泥土稍微有些軟，表明這片海域的水動力相對較弱，可以使用播種法，也可以使用移植法。周毅說，海草修復(fù)的修復(fù)模式、修復(fù)方法固然重要，選址也要特別講究，最根本的是要滿足海草的基本生存條件，同時還要考慮水動力、海水透明度等因素影響，必須提前做好調(diào)查，因地制宜、分“海”施策。

從海洋漁場到海洋碳庫

我國海草床面積約26495.69公頃，海草4科9屬16種。這個最新數(shù)據(jù)，來源于周毅團(tuán)隊牽頭完成的“我國近海重要海草資源及生境調(diào)查”國家科技基礎(chǔ)性工作專項。該項目從2015年開始，今年完成結(jié)題，標(biāo)志著我國掌握了全國沿海海草資源“家底”。從調(diào)查數(shù)據(jù)來看，我國海草的狀況并不樂觀：近岸海域超80%的海草床已經(jīng)消失，寬葉鰻草等6種海草已消失不見。

“2007年，我作為訪問學(xué)者到加拿大時，看到加拿大沿海有大量的海草繁茂生長，魚類豐富多樣。”談起海草研究的初衷，周毅的關(guān)注點(diǎn)更多在于海草的生態(tài)價值。以唐山海草床（3217公頃）為例，它可為各種海洋生物提供棲息地、育幼場所、庇護(hù)場所以及食物來源，支撐2.4億尾魚和3000億個無脊椎動物生存。

而周毅團(tuán)隊與唐山海草床結(jié)緣，與唐山海洋牧場實(shí)業(yè)有限公司總經(jīng)理張振海有極大關(guān)系。“2007年，我成為唐山市政協(xié)委員，看到渤海海底荒漠化、魚類資源枯竭的景象，一邊呼吁保護(hù)渤海生態(tài)環(huán)境，同時也萌生了建立海洋牧場、開展海洋生態(tài)修復(fù)的想法。”張振海介紹，起初他在河北申請、建設(shè)海洋牧場，但因?yàn)槿狈夹g(shù)支撐，都以失敗告終。后來他向中國海洋大學(xué)李永琪教授求教，結(jié)識了楊紅生和周毅，在眾多專家的指導(dǎo)下，海洋牧場建設(shè)有了根本的改觀。作為構(gòu)筑海洋牧場生境的重要部分，他出資支持周毅團(tuán)隊開展海草修復(fù)。

當(dāng)時，國家支持的海草修復(fù)項目屈指可數(shù)。正是“科企”合作，加快探索出了一條海草修復(fù)之路。自2017年以來，周毅團(tuán)隊年復(fù)一年在唐山海域做海草修復(fù)試驗(yàn)。如今，這片海底荒漠被修復(fù)的海域面積已有60公頃，海洋生物在海草修復(fù)區(qū)大增。以該海域?yàn)榛A(chǔ)，一片更大的海域（約400公頃）已被調(diào)查可適宜海草修復(fù)，這是他們下一步發(fā)力的方向。

海草床是重要的海洋漁場，也是巨大的海洋碳庫。“雖然海草床僅覆蓋全球海洋面積的0.2%，但每年的碳封存數(shù)量可達(dá)全球海洋碳封存總量的10%到15%，且碳儲存時間可達(dá)數(shù)千年，是地球上最有效（貯存碳的效率比森林高90倍）的碳捕獲和封存系統(tǒng)之一。”周毅表示，自1990年以來，全球海草床以每年110平方千米的速率消失（即7%/年），全球約三分之一的海草床已經(jīng)消失。目前，國內(nèi)外對海草床生態(tài)價值的認(rèn)識越來越深入，對海草床碳匯價值的關(guān)注度也越來越高。據(jù)估算，僅唐山海草床每年可固定1.2萬至2.1萬噸二氧化碳，每年可吸收60萬人生活污水的營養(yǎng)鹽（3.6噸），每年可釋放3億升氧氣，其評估價值為每年1.2億美元。

需要特別指出的是，為了應(yīng)對全球氣候變暖帶來的海洋酸化等一系列問題，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）已承認(rèn)紅樹林、海草床和鹽沼這三大藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的巨大價值并推動開展藍(lán)碳交易。藍(lán)碳交易強(qiáng)調(diào)“額外性”，要進(jìn)行海草床藍(lán)碳交易，必須進(jìn)行新的開發(fā)建設(shè)。因此，海草修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，從最初的服務(wù)于海洋漁場建設(shè)逐漸向藍(lán)碳領(lǐng)域大顯身手。

“當(dāng)前，我國對于海草床的保護(hù)和修復(fù)越來越重視，近年來支持的海草床修復(fù)項目顯著增多。”周毅說，今年，一個大型的唐山曹妃甸海域海洋生態(tài)保護(hù)與修復(fù)項目啟動。按照規(guī)劃，該項目將在曹妃甸海域?qū)嵤┖２荽苍鲋硵U(kuò)繁531公頃，植株移植200萬株，種子播種300萬粒，種苗移栽600萬株；修復(fù)海草裸斑區(qū)105公頃，種苗移栽165萬株。從規(guī)模來說，這是全國最大的海草床修復(fù)項目。

積極推進(jìn)海草新品種培育

唐山海草床是我國面積最大的海草床，也是我國面積最大的鰻草海草床。今年6月，中國海洋大學(xué)周斌教授帶領(lǐng)團(tuán)隊在唐山祥云灣開始建設(shè)海草實(shí)驗(yàn)室，通過在實(shí)驗(yàn)室可控條件下模擬全球變化，重點(diǎn)研究在高溫、酸化、新型污染物脅迫等環(huán)境條件下海草的生理和生態(tài)響應(yīng)過程與機(jī)制。

進(jìn)入海草實(shí)驗(yàn)室，映入眼簾的是12個長方形的透明大型玻璃水箱以及配套的循環(huán)水設(shè)備。水箱底部，一株株海草在一個個亞克力盒里生長。周斌團(tuán)隊的碩士研究生裴炎沼早晨5點(diǎn)半就來到實(shí)驗(yàn)室開展準(zhǔn)備工作，通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)培育箱內(nèi)海水的溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽、二氧化碳濃度等參數(shù)，經(jīng)過系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)了解海草在高溫等脅迫條件下的應(yīng)答機(jī)制和響應(yīng)過程。

當(dāng)前，周斌團(tuán)隊的“科研點(diǎn)”主要集中在鰻草生理生態(tài)學(xué)研究。這些基礎(chǔ)研究，對未來的實(shí)踐應(yīng)用也具有重要的支撐意義。比如，我國唐山淺水海域的鰻草種群一般比威海深水海域的鰻草種群具有更好的高溫耐受性，這意味著將具有更好高溫抗性的鰻草種群篩選出來，不僅將深化鰻草生理生態(tài)學(xué)研究，而且也可以為海草新品種的培育提供潛在種源。

縱觀國內(nèi)外海草研究，目前還沒有海草新品種培育成功的報道。因此，在楊紅生看來，“海草新品種做成了，將是一件大事”。楊紅生說，因?yàn)楹２菘梢韵翊蠖埂⑺镜绒r(nóng)作物一樣開花、傳粉、結(jié)種，進(jìn)行有性繁殖，因此在理論上，開展新品種的培育完全可行。可以根據(jù)實(shí)際需求，培育生長速度快、耐高溫、耐酸度等優(yōu)異性狀的海草新品種，通過規(guī)模化種植推廣，促進(jìn)海洋生態(tài)系統(tǒng)健康向好、固碳增匯功效持續(xù)放大。

當(dāng)然，研發(fā)海草新品種在理論上具有可行性，但真正落地實(shí)施，還有待論證。目前，由中科院海洋所牽頭制定的國家標(biāo)準(zhǔn)《海洋生態(tài)修復(fù)技術(shù)指南第4部分：海草床生態(tài)修復(fù)》已經(jīng)通過審查，即將發(fā)布實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了海草床生態(tài)修復(fù)的流程、內(nèi)容和技術(shù)要求。主導(dǎo)該標(biāo)準(zhǔn)制定的周毅表示，國內(nèi)海草修復(fù)基本都是采取就近原則，優(yōu)先選用本地海草床或附近海草床的海草種。海草新品種能否用于海草修復(fù)，如何使用海草新品種使其服務(wù)于海洋生態(tài)發(fā)展，還需要詳實(shí)的研究。“在沒有海草床分布的海域，種植海草新品種或許是可行的。在這個層面上，海草新品種不直接用于海草修復(fù)，而是用于海草重建，達(dá)到‘綠化’海底荒漠的目的。”周毅補(bǔ)充說，如今，他們正跟周斌團(tuán)隊加強(qiáng)海草修復(fù)研究的合作。未來，雙方也將就海草新品種培育進(jìn)行積極交流。

每個人都可以參與海草修復(fù)

日前，記者來到位于威海榮成的東楮島村，這里現(xiàn)存海草房600余間，是膠東地區(qū)海草房保留最完整的村莊之一，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所在此長期開展海草研究和修復(fù)工作，研究出了“海草培育移植法”，即先采集海草種子，再進(jìn)行人工育苗，最后人工移植到海底的一種方法。黃海所高亞平博士研究海草已有10余年，她告訴記者，團(tuán)隊前期歷經(jīng)4年嘗試了“草塊移植法”、“種子播撒法”等方法，但海草的成活率均不理想。在苦苦探索中，他們決定嘗試海草育苗的途徑，等海草長到一定程度，再進(jìn)行移植。歷時兩年的試驗(yàn)證明，這種方法確實(shí)可行，移植的海草成活率大約從13%提高到了68%。

每年的9月底到10月初，是開始篩選海草種子、為后續(xù)培育海草幼苗做準(zhǔn)備的時期。在東楮島村，黃海所建立了海草育苗基地。在人工可控的基地內(nèi)進(jìn)行育苗，相較于海草種子在復(fù)雜的海底自然萌發(fā)，成活率顯著提升，達(dá)74%。今年以來，黃海所團(tuán)隊已培育成苗超2900萬株，均已移植到榮成海域。今年，“海草培育移植法”通過了專家組階段性驗(yàn)收，這意味著規(guī)模化海草苗圃培養(yǎng)和移植修復(fù)技術(shù)取得成功。

“海草培育移植法”還得到了北京市企業(yè)家環(huán)保基金會（SEE基金會）等社會公益力量的支持，人人參與海草修復(fù)的條件逐漸成熟。SEE基金會海洋項目總監(jiān)王靜告訴記者，SEE基金會海洋保護(hù)策略已經(jīng)形成，策略包括海龜、白海豚等關(guān)鍵物種保護(hù)，紅樹林、海草床等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)，以及可持續(xù)漁業(yè)發(fā)展三大板塊。2020年，SEE基金會與黃海所合作，開展了“海草保護(hù)與生態(tài)養(yǎng)殖”項目的先期嘗試，驗(yàn)證了“海草培育移植法”的可行性。今年，他們圍繞關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)這一板塊，發(fā)布了濱海濕地保護(hù)修復(fù)公益項目——“蔚海行動”，構(gòu)建起社會公益資金參與濱海濕地保護(hù)修復(fù)的平臺。

從2008年開始，中國海洋大學(xué)張沛東團(tuán)隊也長期致力于海草研究和修復(fù)工作。為了突破海草床修復(fù)效率低的技術(shù)瓶頸，張沛東帶領(lǐng)團(tuán)隊研制了高效的海草機(jī)械輔助增殖裝置和設(shè)備，目前正在開展進(jìn)一步的試驗(yàn)和優(yōu)化。

2021年11月，國辦發(fā)文鼓勵和支持社會資本參與生態(tài)保護(hù)修復(fù)。在這個背景下，把海洋保護(hù)作為發(fā)展方向之一的永續(xù)全球環(huán)境研究所（GEI）也在加大對海草床修復(fù)的支持。2021年底，GEI聯(lián)合SEE基金會共同發(fā)起“為海行動”招募計劃，成立了海洋專項基金，面向社會招募包括濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等在內(nèi)的海洋保護(hù)項目。經(jīng)過層層篩選，今年共有16個項目獲得資助。其中，周毅團(tuán)隊申報的《黃渤海典型漁業(yè)生境——海草床生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究與示范》項目入選。GEI專項基金辦公室負(fù)責(zé)人趙文娟對記者說，海洋所之所以當(dāng)選，是因?yàn)樵诤２菪迯?fù)領(lǐng)域深耕多年、底蘊(yùn)深厚，項目設(shè)計、建設(shè)具有示范性。他們希望通過和SEE基金會共同發(fā)起“為海行動”招募計劃，支持更多的海洋保護(hù)項目，共同解決我們面臨的海洋環(huán)境問題和挑戰(zhàn)。“我們也非常歡迎社會公益組織、企業(yè)或者個人進(jìn)行捐贈，不斷擴(kuò)大海洋專項基金規(guī)模，推動我國海洋生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)向好，在海草修復(fù)等重點(diǎn)領(lǐng)域彰顯影響力。”趙文娟說。

目前，我國的海草保護(hù)和修復(fù)工作主要集中在北方，以中國科學(xué)院海洋研究所、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所、中國海洋大學(xué)等機(jī)構(gòu)為代表，站在了我國海草修復(fù)的最前沿。相信隨著海草研究和修復(fù)項目的持續(xù)深入以及更多的社會資本參與到海草修復(fù)的進(jìn)程，公眾參與海草保護(hù)和修復(fù)的途徑會越來越多。