“植树种草是治理土地荒漠化的有效方法,人工栽植海草则是治理海底荒漠化的主要手段。”在山东威海荣成市好运角旅游度假区的鳗草种植试验海域,中国海洋大学水产学院教授张沛东和学生们正穿着潜水装备,在水下取样,“海草成活的关键,就在于跑好取种、育苗和栽植的‘陆海接力’。”
海草经过亿万年演化,是地球上唯一一类可完全生活在海水中的高等被子植物。大面积连片的海草被称为海草床,与红树林、珊瑚礁并称为三大典型近海海洋生态系统。然而,在人类活动和自然环境变化的双重影响下,全球约三分之一的海草床已完全消失,并且正以每年7%的速度快速退化。
图为“山东荣成鳗草科技小院”师生们亲手采摘的鳗草种子。新华社发李信君摄
十几年前,张沛东开始关注海草床修复,他把目光投向了温带海域海草的优势种——鳗草。张沛东在山东烟台威海一带调研时,发现荣成天鹅湖曾有大面积的鳗草分布。这些鳗草是大天鹅等生物的主要食物来源。20世纪70年代,天鹅湖与外海相通的流口被堵上,天鹅湖底的鳗草无法适应环境变化,几乎完全退化,来此越冬的大天鹅数量由一万多只锐减到了几十只。
后来,天鹅湖流口复通,鳗草开始缓慢恢复,但由于自然条件下鳗草种子留存率极低,仅靠自然恢复,可能需要上百年的时间才能再次形成一个健康的生态系统。
2008年,张沛东和同事李文涛与致力于海洋生态修复的马山集团一拍即合,就此在天鹅湖畔扎下根来。今年,是他们带领学生们驻扎在荣成研究海草种植的第15年,也是“山东荣成鳗草科技小院”正式挂牌成立的第2年。
“鳗草什么时候发芽,什么时候开花,种子什么时候成熟?刚开始,我们对这些一无所知。”张沛东说,“采摘晚了,鳗草种子会自然脱落到大海里。摘早了,种子淀粉含量低,又不发芽。经过长时间的摸索,我们终于摸清了鳗草的生长规律,找到了采摘种子的最佳时机。”
图为“山东荣成鳗草科技小院”的育苗车间。新华社发李信君摄
在“山东荣成鳗草科技小院”的育苗车间里,海水循环的声音不绝于耳。种子萌发池中,一个个长方形花盆整齐排列,“配方泥”下面都是正在萌发的种子。“这是我们研发的淡水促萌和低盐育苗的鳗草实生苗人工培育技术。”李文涛介绍,“开始促萌时,我们使用的是淡水,随着时间的推移,萌发池里水的盐度也要逐渐提升,让鳗草苗慢慢适应海水的盐度后,再移栽到海底。”有了这些技术,自然环境下半年多才萌发的鳗草种子,最快可以在一周内萌发。
育苗车间外,工作人员正在制作“平铺地毯式播种法”所用到的播种袋。他们将“配方土”装在黄麻袋中抖平、封好,在一侧缝上玄武岩格栅后,在另一侧均匀打孔,再用注射器取种注入。“这是我们工程优化的一部分。”张沛东介绍,“播种时格栅朝上,就能很好地固定鳗草苗。采用这种播种方法后,种子的留存率几乎能达到100%。”
工作人员正在将玄武岩格栅固定在装有“配方土”的黄麻袋上。新华社发 李信君摄
为了提高“种草”效率,师生们开发了框架固苗、麻绳夹苗、基质裹苗等植株移植的鳗草植被构建技术和“三位一体”的鳗草海草床生态修复创新适用技术。他们还研制了具有自主知识产权的植株直插机、种子直播机、播种泥块制备机、夹苗机、苗绳移植机等海草床辅助修复设施多台,工作效率提升数倍。
截至目前,“山东荣成鳗草科技小院”的师生们已申请10多项发明专利,发表50多篇SCI论文,牵头编制一项团体标准、一项行业标准。15年来,这群天鹅湖底的“种草人”,已参与了不下10个海底生态修复项目,在黄渤海累计修复养护海草床2万余亩。
“今年我们培育的2000多万株鳗草苗,将增殖到天鹅湖和养鱼池湾海域。”李文涛说。现在的天鹅湖底,近五成的鳗草床已经恢复;天鹅湖畔,一群群洁白的大天鹅翩舞不止,它们在湖中嬉戏,悠然自得。荣成大天鹅国家级自然保护区巡护员刘志斌告诉记者,随着海底鳗草的恢复和周边生态环境的改善,每年前来越冬的大天鹅数量最多时可达到8000多只。
荣成天鹅湖畔,大天鹅飞舞。新华社发 李信君摄
“以前,人们都问这种草能不能吃、好不好吃。现在,大家都问这种草有什么用,怎样栽种才能成活。”李文涛说,“现在,我们已经能够跑好‘陆海接力’,相信我们能在海底种出更多‘绿洲’。”