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海草是由陆地(di)植物演化到适应海洋(yang)环境(jing)的高(gao)等植物，对海洋(yang)生态保护起着重(zhong)要作(zuo)用。
16年来，中国海洋(yang)大学水产学院教授张(zhang)沛东与团队成员在黄渤海修(xiu)复养护海草床2万余亩，并(bing)建立起相对完整的温带(dai)海草床生态修(xiu)复技术体系(xi)。
背上氧气瓶、戴好潜(qian)水镜，张(zhang)沛东深吸(xi)一口气，身子一跃，“扑(pu)通”钻进了水里。
随着身体的下潜(qian)，水下的景象映入眼帘(lian)：海草随波摇(yao)曳，一簇簇、一团团，向远处(chu)延展；拨开草细(xi)细(xi)瞧，底下“宝贝”真不少，海螺(luo)、蟹、贝……张(zhang)沛东拿着防水纸，观察一番，记下海草最新生长(chang)状况(kuang)。
海草是由陆地(di)植物演化到适应海洋(yang)环境(jing)的高(gao)等植物，一种或几种海草连片生长(chang)，共同形成广袤柔软的“海底草原(yuan)”，即“海草床”。
在山东威海荣成市天鹅湖，中国海洋(yang)大学水产学院教授张(zhang)沛东与团队成员用16年时间，在海底种植海草，保护海洋(yang)生态环境(jing)。
研究从何切入？
潜(qian)心调查(cha)，弄清楚海草的生长(chang)特性
2008年冬(dong)天，张(zhang)沛东与同事一同赴天鹅湖海域(yu)调研。他(ta)们(men)发现，昔日成百上千只(zhi)大天鹅翩(pian)跹起舞的画(hua)面已然不见(jian)，寒风吹(chui)过，只(zhi)有几十只(zhi)大天鹅零零散散在觅食。
大天鹅为啥少了这么多？“老乡们(men)说，因为鳗(man)草少了。”张(zhang)沛东解释，鳗(man)草是温带(dai)海域(yu)广泛生长(chang)的一种海草，是大天鹅越(yue)冬(dong)的重(zhong)要食物，对保护当地(di)海洋(yang)生态起着重(zhong)要作(zuo)用。
上世(shi)纪70年代(dai)，为保护海洋(yang)渔业资源，当地(di)将(jiang)天鹅湖海域(yu)与外(wai)海相通的流(liu)口堵上，导致水体交换能力变差、水质下降，鳗(man)草难以适应环境(jing)变化，大面积退化。后来，堵口拆(chai)除，海草床才开始自然恢复，但(dan)恢复速度极慢。
不光是天鹅湖海域(yu)。多地(di)调研后，他(ta)们(men)发现，当时我国温带(dai)近岸海域(yu)超(chao)过80%的海草床已经(jing)消失，浅海水域(yu)生物多样性正在下降。于是，他(ta)们(men)决定带(dai)领学生“种草”，共同探索修(xiu)复海草床生态系(xi)统。
“要想‘种草’，前期得(de)开展大量调查(cha)试验(yan)，弄清楚海草的生长(chang)特性，才能采取针对性措(cuo)施。”张(zhang)沛东说，光这个过程，他(ta)们(men)用了10年。
在查(cha)阅大量文献的基础上，他(ta)们(men)同步开展室内试验(yan)，“鳗(man)草喜欢的温度、盐度、光照强度是多少，得(de)通过一次次对比试验(yan)摸索出来。”团队成员李文涛说。
室内试验(yan)仅是辅助。“在自然海域(yu)，鳗(man)草什(shi)么时候开花、结种？种子脱落(luo)后，又在什(shi)么时间萌发？……这些都要通过海区调查(cha)探清。”为此，张(zhang)沛东与团队成员学会了潜(qian)水。“调查(cha)最大的难点是对鳗(man)草认识不足，方法难以掌握，比如开花与温度等条(tiao)件(jian)密切相关，去早了，还没开花；去晚了，花都开完了，常常错过最佳取样期。”他(ta)说。
怎么克服这些困难？团队成员扎根海畔(pan)，与渔民同吃同住，无(wu)论严寒酷(ku)暑，都坚持下海取样。冬(dong)季，海边寒气刺骨，可(ke)此时正是大天鹅来越(yue)冬(dong)的时候，也是观察海草的重(zhong)要时期。“夜里潮水低，调查(cha)方便，我们(men)常常凌晨出海，先凿开厚厚的冰，再下到冰冷刺骨的海水中取样。”张(zhang)沛东笑道(dao)，虽然穿了加(jia)厚防护服，但(dan)还是难抵寒气。
历经(jing)10年潜(qian)心调查(cha)，团队对鳗(man)草的认识逐渐清晰，厘清了生长(chang)特性、明确了生长(chang)环境(jing)，为后续修(xiu)复工作(zuo)打下坚实基础。
如何用低成本实现高(gao)质量修(xiu)复？
因地(di)制宜，“陆海接力”提高(gao)海草成活率
天鹅湖畔(pan)，一座小院坐落(luo)于此。门柱上的牌子，写着“山东荣成鳗(man)草科技小院”。
屋内，桌上放着各种试验(yan)装置。几名学生蹲在地(di)上，正在整理刚从天鹅湖取来的植株(zhu)样本。
看似其貌不扬的科技小院，一头连着蔚(wei)蓝大海，一头连着高(gao)校科研——
2008年，同样致力于海洋(yang)生态修(xiu)复的马山集团有限公(gong)司，在距天鹅湖不远处(chu)专门提供厂房、办公(gong)场所等，作(zuo)为中国海洋(yang)大学师生团队的科研主场地(di)。2022年，合作(zuo)更进一步，中国海洋(yang)大学与马山集团有限公(gong)司共同在此成立科技小院。师生们(men)从海里取完样，就能赶到小院，“趁热打铁”做(zuo)试验(yan)。
“但(dan)是，前期毕(bi)竟是小规模试验(yan)，不太计较成本。接下来要进行大规模海区验(yan)证，看方案是否可(ke)行，能否找到低成本、高(gao)质量的修(xiu)复办法。”张(zhang)沛东说，经(jing)过一次次试验(yan)，团队最终保留3种主要修(xiu)复手段。
有的海域(yu)由于人为等因素导致鳗(man)草退化，他(ta)们(men)就要像“医生”一样，“诊断”鳗(man)草退化的原(yuan)因，再有针对性地(di)修(xiu)复生境(jing)。“例如，有的池(shi)塘与海相连，多年前养虾、海参(can)，里面有一些废弃网具，阻碍了海草生长(chang)，我们(men)就要想办法撤掉网具，还鳗(man)草自然恢复空(kong)间，这就是生境(jing)修(xiu)复法。”张(zhang)沛东说。
但(dan)是，靠自然恢复速度太慢，如何借助人工手段加(jia)快修(xiu)复速度？
海草作(zuo)为高(gao)等植物，繁殖方式与海洋(yang)中常见(jian)的藻类(lei)不同。“它既可(ke)以有性繁殖，通过播种种子的方法修(xiu)复，又可(ke)以无(wu)性繁殖，通过移植植株(zhu)的方法修(xiu)复。”张(zhang)沛东介绍。
播种法怎么播？在科技小院车间，可(ke)以看到鳗(man)草种子保存池(shi)内浸泡着密密麻麻的种子，似一颗(ke)颗(ke)绿(lu)色麦仁。“鳗(man)草种子在自然环境(jing)中留存率低，这些都是我们(men)从不同海区人工采集来的。”张(zhang)沛东从水中拎(lin)起一包种子，“种子整理后，可(ke)以通过人工播种的方式，投放到自然水域(yu)。”
相比陆地(di)播种，海底作(zuo)业难度大大提升。“海草种子很轻，撒进海里，会受水流(liu)冲击漂到岸边或者深水区，或者被动物吃掉，就没法萌发。”张(zhang)沛东说，他(ta)们(men)自创(chuang)了麻袋装种、纱布(bu)包种和泥块裹种等播种方法，大大提高(gao)了种子成活率。
移植法怎么移？“如果从海底采集一株(zhu)鳗(man)草，再移植到需要修(xiu)复的海床位置，一旦(dan)成功定植可(ke)能就会自然克隆出新的草床斑(ban)块，但(dan)这种方法带(dai)有一定未知性。”张(zhang)沛东说，他(ta)们(men)想到了“陆海接力”的办法——采集海草种子，人工育苗后再移植。
“人工育苗也有一大难点，就是种子萌发期太长(chang)。温带(dai)海草大部分都是顽拗型(xing)种子，种皮坚硬，成熟脱落(luo)后会进入很长(chang)的休眠(mian)期，从采集到萌发可(ke)能需要80多天。”李文涛说。
能否让种子在短时间内萌发？种子萌发池(shi)里，有一些长(chang)形花盆，盆中的泥土里，鳗(man)草种子正在静静萌发。“促萌时用淡水，随着种子成长(chang)，水的盐度要一点点升高(gao)，成苗后让它慢慢适应海水盐度，再移栽(zai)到海底。”李文涛介绍，在种子萌发池(shi)中，自然环境(jing)中80多天才能萌发的鳗(man)草种子，最快10天左右就能萌发。
边摸索边尝试，他(ta)们(men)建立起相对完整的温带(dai)海草床生态修(xiu)复技术体系(xi)。有了修(xiu)复技术，是否意味着可(ke)以大面积验(yan)证使(shi)用？张(zhang)沛东摇(yao)了摇(yao)头：“修(xiu)复要尊重(zhong)科学、因地(di)制宜。”
2022年，中国海洋(yang)大学师生团队牵头编制的行业标准(zhun)《海草床建设技术规范》获农业农村部批准(zhun)发布(bu)。这套技术规范专门提出了海草床生态修(xiu)复选址应关注的主要因素和遵循的各项条(tiao)件(jian)，描(miao)述(shu)了植株(zhu)移植等建设方法，成为我国首个海草床生态修(xiu)复技术行业标准(zhun)，为规范并(bing)保障我国海草床生态修(xiu)复工程提供了技术依(yi)据(ju)。
“种草”有什(shi)么新突破？
修(xiu)复与利用“两条(tiao)腿”走路
科技小院里有条(tiao)白色小船，长(chang)约两尺，形似汽(qi)艇。仔细(xi)看，边角处(chu)有8个小孔。
这是张(zhang)沛东指(zhi)导学生彭立业研发的“无(wu)人播种船”。“以前，我们(men)要去海里播撒种子，效率低，播撒不均匀，种子也容易粘连，利用率、成活率不高(gao)。”彭立业说，与老师一交流(liu)，他(ta)想到了陆地(di)上的飞播，“在沙漠，人们(men)会开飞机播种树苗，我们(men)能不能研发一种到海里播种的机械？”
得(de)到肯定后，彭立业开始研制无(wu)人播种船。“给种子包裹一层材料，避免(mian)粘连，同时增加(jia)重(zhong)量，防止被冲走；设计小船时，参(can)考自动投饵，通过8个气孔将(jiang)种子喷出。”彭立业说，“使(shi)用时，人无(wu)需下海，站在岸边，遥控机器就能均匀播种。”
为了提高(gao)“种草”效率，团队老师时常鼓励年轻人要“大胆探索、勇于创(chuang)新”。除了无(wu)人播种机，师生们(men)还研制了具有自主知识产权的植株(zhu)直插机、种子直播机、播种泥块制备(bei)机、夹苗机、苗绳移植机等海草床辅助修(xiu)复设施，工作(zuo)效率提升数倍。
在张(zhang)沛东看来，目前海草床的修(xiu)复不仅是技术、学科的融合，还要跟产业融合，实现保护修(xiu)复与开发利用“两条(tiao)腿”走路——
“未来，要试着把(ba)海草床的生态修(xiu)复与固碳增汇、绿(lu)色生态牧场、高(gao)价值生态产品、渔旅文化等有机结合，实现生态效益与经(jing)济效益双(shuang)赢。”张(zhang)沛东说，除了固碳增汇，他(ta)们(men)已经(jing)在一些修(xiu)复海域(yu)尝试养殖海参(can)和牡蛎。
截至目前，中国海洋(yang)大学师生团队已参(can)与国内10多个海底生态修(xiu)复项目，在黄渤海累计修(xiu)复养护海草床2万余亩；天鹅湖海域(yu)四(si)成以上的海草床已被修(xiu)复，每年前来越(yue)冬(dong)的大天鹅最多时可(ke)达(da)8000多只(zhi)。
海底“种草”不易，许多人问张(zhang)沛东：“16年，你(ni)们(men)靠什(shi)么坚持下来？”
张(zhang)沛东说：“一株(zhu)株(zhu)小草扎根、长(chang)大，为大海带(dai)来生机与希望，这不就是我们(men)坚持的理由吗？”