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沙子制造厂——热带海草床:可保护珊瑚礁岛免受海平面上升影响
2023/2/24 16:25:00 本站

低地环礁国家未来的脆弱性与生活在其邻近海洋环境中的生物体产生的碳酸盐沉积物密不可分。海草床常见于珊瑚礁岛附近,但它们作为珊瑚礁岛建设沉积物来源的作用却被忽视了。发表于《地球与环境通讯》(Communications Earth & Environment的一篇文章“Seagrass meadows are important sources of reef island-building sediment”揭示了热带海草床所提供的宝贵的生态系统服务,是重要的潜在的珊瑚礁建岛沉积物来源。这项研究为海草保护提出了一个令人信服的地貌论据。该文章同时发表于The Conversation网站上。

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图源: Ethan Daniels/Shutterstock

海草是开花植物,在世界各地的沿海水域形成密集的水下海草床,从北极的寒冷海域到加勒比海的温暖浅滩,都是如此。这些海草床为幼鱼提供了一个庇护所,为吃草的海龟和海牛提供了食物,并帮助减缓气候变化,它从大气中吸收碳的速度比雨林快35倍。

 

在《地球与环境通讯》Communications Earth & Environment)上发表的这项新研究中,我们发现了保护世界上剩余海草床的另一个理由:它们可以建立和维持珊瑚礁岛。

 

在整个热带地区,生活在珊瑚礁上的生物体的外壳和骨架的分解产生了足够的沙子来形成整个岛屿。这些珊瑚礁岛屿在全球有70多万人居住,包括基里巴斯(位于太平洋中部,由33个大小岛屿组成,其中21个岛有常住居民和马尔代夫(印度洋上的群岛国家。26组自然环礁、1192个珊瑚岛分布在9万平方公里的海域内,其中约200个岛屿有人居住)。我们的研究表明,海草床可以制造出质地合适的沙子,用于建设和维护这些岛屿的海岸线。这种沙子可以帮助保护其免受海平面上升的影响,而海平面上升威胁着低地国家的生存。

 

马尔代夫的岛屿主要是由珊瑚建成的,但近年来海温上升导致珊瑚礁白化,这可能会杀死珊瑚。如果珊瑚礁因气候变化而消失,海草可能对未来建设和维护这些岛屿至关重要。

 

海草如何建造岛屿

 

如果你有幸在热带海草丛中游泳,请仔细观察一下海草的叶子。你可能会注意到,它们的表面不是完全光滑和绿色的,而是有一些看起来像白色沙粒的东西粘在上面。

 

显微镜显示,这些白色颗粒实际上是微小的植物和动物。这些生物——科学家称之为海草外植体(seagrass epibionts)——是由碳酸钙构成的,可能包括海蜗牛、单细胞有孔虫、珊瑚藻结壳和无脊椎动物的菌落,称为苔藓虫。

 

一些外植体从叶子上脱落,或在海草死亡时被拂去,与其他沉积物一起沉积在附近的岛屿上。随着时间的推移,这种积累有助于建立和维持岛屿的海岸线。在我们的研究中,我们试图找出生活在马尔代夫南部海草床中的生物体产生了多少沙子。


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 海草叶是各种生命形式的宿主。图源: Holly East

 

我们使用卫星图像来绘制海草的密度,并通过在海底随机放置网格来计算海草叶。我们将这个过程重复了300次,计算了27,528片单独的海草叶子——这不是大多数马尔代夫游客的旅行方式。

 

我们收集了400片叶子,并在实验室里对它们进行分析,以计算出生活在上面的外生生物的质量。我们从草地上收集的沙子样本表明,这些生物中有多少是建立一个岛屿的合适尺寸(在0.063和2毫米之间)。

 

海草床能制造多少沙子?

 

海草床的不同部分每年产生沙粒的速度从每平方米0.22到0.86公斤不等。在我们研究的1.1平方公里的海草床中,每年产生的沉积物总量为762,000公斤,其中482,000公斤是适合建岛的尺寸。

 

整个海草床产生的沙粒大小的沉积物足以在短短18年内建造起邻近的Faathihutta岛。并非所有的沙子都会被用来建造岛屿——有些会留在海洋中。然而,这是在急需沉积物的岛屿附近生产的大量沙子,以巩固其受到海平面上升威胁的海岸线。

 

珊瑚礁岛国将需要保护海草床,并帮助它们在被破坏的地区恢复。另一个挑战是确保沙子从海草床到岛屿的流动不被海墙、港口或防波堤所阻挡。

 

海草床的社会效益仍然没有得到重视。在马尔代夫,海草经常被从旅游度假区移走,以满足游客对原始白沙的期望。这是对热带岛屿周围的浅水区应该是什么样子的一种误解——这种误解无形中剥夺了游客观赏到以海草床为家的各种海洋生物,如成群的小鱼、海马和海龟的机会。

 

我们的研究结果表明,海草床可以产生大量的碳酸盐沉积物,适合于珊瑚岛的建设。这种沉积物的生产是很重要的,因为它可能会增加带有邻近海草床的珊瑚礁岛对气候变化影响的未来物理弹性。礁岛建设沉积物的生产以及相关的海岸线维护,代表了海草床提供的一个非常有价值的生态系统服务,但迄今为止很少得到承认。虽然保护海草的论点通常集中在它们对蓝碳储存和支持生物多样性的意义上,但我们的数据强调,沉积物的产生增加了海草的自然资本价值,代表了保护海草的一个令人信服的地貌论点。

 

游客们现在也应该意识到,珊瑚礁岛屿的生存可能取决于这些海草床产生的沙子。

 

参考资料:

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

 

整理/Samantha  审/Sara