低地環(huán)礁國(guó)家未來的脆弱性與生活在其鄰近海洋環(huán)境中的生物體產(chǎn)生的碳酸鹽沉積物密不可分。海草床常見于珊瑚礁島附近,但它們作為珊瑚礁島建設(shè)沉積物來源的作用卻被忽視了。發(fā)表于《地球與環(huán)境通訊》(*Communications Earth & Environment)的一篇文章“Seagrass meadows are important sources of reef island-building sediment”揭示了熱帶海草床所提供的寶貴的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),是重要的潛在的珊瑚礁建島沉積物來源。這項(xiàng)研究為海草保護(hù)提出了一個(gè)令人信服的地貌論據(jù)。該文章同時(shí)發(fā)表于The Conversation*網(wǎng)站上。
圖源: Ethan Daniels/Shutterstock海草是開花植物,在世界各地的沿海水域形成密集的水下海草床,從北極的寒冷海域到加勒比海的溫暖淺灘,都是如此。這些海草床為幼魚提供了一個(gè)庇護(hù)所,為吃草的海龜和海牛提供了食物,并幫助減緩氣候變化,它從大氣中吸收碳的速度比雨林快35倍。
在《地球與環(huán)境通訊》*(*Communications Earth & Environment)上發(fā)表的這項(xiàng)新研究中,我們發(fā)現(xiàn)了保護(hù)世界上剩余海草床的另一個(gè)理由:它們可以建立和維持珊瑚礁島。
在整個(gè)熱帶地區(qū),生活在珊瑚礁上的生物體的外殼和骨架的分解產(chǎn)生了足夠的沙子來形成整個(gè)島嶼。這些珊瑚礁島嶼在全球有70多萬人居住,包括基里巴斯(位于太平洋中部,由33個(gè)大小島嶼組成,其中21個(gè)島有常住居民)和馬爾代夫(印度洋上的群島國(guó)家。26組自然環(huán)礁、1192個(gè)珊瑚島分布在9萬平方公里的海域內(nèi),其中約200個(gè)島嶼有人居住)。我們的研究表明,海草床可以制造出質(zhì)地合適的沙子,用于建設(shè)和維護(hù)這些島嶼的海岸線。這種沙子可以幫助保護(hù)其免受海平面上升的影響,而海平面上升威脅著低地國(guó)家的生存。
馬爾代夫的島嶼主要是由珊瑚建成的,但近年來海溫上升導(dǎo)致珊瑚礁白化,這可能會(huì)殺死珊瑚。如果珊瑚礁因氣候變化而消失,海草可能對(duì)未來建設(shè)和維護(hù)這些島嶼至關(guān)重要。
海草如何建造島嶼
如果你有幸在熱帶海草叢中游泳,請(qǐng)仔細(xì)觀察一下海草的葉子。你可能會(huì)注意到,它們的表面不是完全光滑和綠色的,而是有一些看起來像白色沙粒的東西粘在上面。
顯微鏡顯示,這些白色顆粒實(shí)際上是微小的植物和動(dòng)物。這些生物——科學(xué)家稱之為海草外植體(seagrass epibionts)——是由碳酸鈣構(gòu)成的,可能包括海蝸牛、單細(xì)胞有孔蟲、珊瑚藻結(jié)殼和無脊椎動(dòng)物的菌落,稱為苔蘚蟲。
一些外植體從葉子上脫落,或在海草死亡時(shí)被拂去,與其他沉積物一起沉積在附近的島嶼上。隨著時(shí)間的推移,這種積累有助于建立和維持島嶼的海岸線。在我們的研究中,我們?cè)噲D找出生活在馬爾代夫南部海草床中的生物體產(chǎn)生了多少沙子。
海草葉是各種生命形式的宿主。圖源: Holly East
我們使用衛(wèi)星圖像來繪制海草的密度,并通過在海底隨機(jī)放置網(wǎng)格來計(jì)算海草葉。我們將這個(gè)過程重復(fù)了300次,計(jì)算了27,528片單獨(dú)的海草葉子——這不是大多數(shù)馬爾代夫游客的旅行方式。
我們收集了400片葉子,并在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)它們進(jìn)行分析,以計(jì)算出生活在上面的外生生物的質(zhì)量。我們從草地上收集的沙子樣本表明,這些生物中有多少是建立一個(gè)島嶼的合適尺寸(在0.063和2毫米之間)。
海草床能制造多少沙子?
海草床的不同部分每年產(chǎn)生沙粒的速度從每平方米0.22到0.86公斤不等。在我們研究的1.1平方公里的海草床中,每年產(chǎn)生的沉積物總量為762,000公斤,其中482,000公斤是適合建島的尺寸。
整個(gè)海草床產(chǎn)生的沙粒大小的沉積物足以在短短18年內(nèi)建造起鄰近的Faathihutta島。并非所有的沙子都會(huì)被用來建造島嶼——有些會(huì)留在海洋中。然而,這是在急需沉積物的島嶼附近生產(chǎn)的大量沙子,以鞏固其受到海平面上升威脅的海岸線。
珊瑚礁島國(guó)將需要保護(hù)海草床,并幫助它們?cè)诒黄茐牡牡貐^(qū)恢復(fù)。另一個(gè)挑戰(zhàn)是確保沙子從海草床到島嶼的流動(dòng)不被海墻、港口或防波堤所阻擋。
海草床的社會(huì)效益仍然沒有得到重視。在馬爾代夫,海草經(jīng)常被從旅游度假區(qū)移走,以滿足游客對(duì)原始白沙的期望。這是對(duì)熱帶島嶼周圍的淺水區(qū)應(yīng)該是什么樣子的一種誤解——這種誤解無形中剝奪了游客觀賞到以海草床為家的各種海洋生物,如成群的小魚、海馬和海龜?shù)臋C(jī)會(huì)。
我們的研究結(jié)果表明,海草床可以產(chǎn)生大量的碳酸鹽沉積物,適合于珊瑚島的建設(shè)。這種沉積物的生產(chǎn)是很重要的,因?yàn)樗赡軙?huì)增加帶有鄰近海草床的珊瑚礁島對(duì)氣候變化影響的未來物理彈性。礁島建設(shè)沉積物的生產(chǎn)以及相關(guān)的海岸線維護(hù),代表了海草床提供的一個(gè)非常有價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),但迄今為止很少得到承認(rèn)。雖然保護(hù)海草的論點(diǎn)通常集中在它們對(duì)藍(lán)碳儲(chǔ)存和支持生物多樣性的意義上,但我們的數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào),沉積物的產(chǎn)生增加了海草的自然資本價(jià)值,代表了保護(hù)海草的一個(gè)令人信服的地貌論點(diǎn)。
游客們現(xiàn)在也應(yīng)該意識(shí)到,珊瑚礁島嶼的生存可能取決于這些海草床產(chǎn)生的沙子。
參考文獻(xiàn):
1.https://theconversation.com/tropical-seagrass-meadows-are-sand-factories-that-can-help-defend-coral-reef-islands-from-sea-level-rise-198626?utm_source=twitter&utm_medium=bylinetwitterbutton
2.Seagrass meadows are important sources of reef island-building sediment, Communications Earth & Environment (2023). DOI: 10.1038/s43247-023-00675-y
編譯:Samantha
審核:Sara
編輯:Tommy