实时焦点：水下森林：海草林和海藻林有助于应对气候危机

2023-01-07 13:23:18 来源：科普中国

海带（kelp）是构成海带目（Laminariales）的大型褐藻海藻。大约有30个不同的属。海带目是褐藻纲（Phaeophyta）之下一个目级的海藻分类单元，现时包括有约30个属。海带聚集，发展成“海藻林”——海底森林，成为最富有丰富生产力与多样性的地球生态系统。较小片的海藻林又被称为海藻床。海藻林为大量海洋动物提及栖息地。全球海藻林主要分布于温带到极地地区的沿岸海域。在2007年，于厄瓜多附近的热带海域也发现有海藻林分布。和热带的珊瑚礁一样，海藻林为许多生物提供生活环境，包括软体动物、甲壳动物、棘皮动物、鱼类及海洋哺乳动物等；同时也为人类提供生产力丰富的渔场。理想的条件下，海带每天可以长到18英寸（约为45.72厘米），与色彩斑斓、生长缓慢的珊瑚形成鲜明对比的是，巨型海带树冠高耸在海底。就像森林中的树木一样，这些巨型藻类为许多生物提供食物和住所。与陆地森林一样，海带林也会经历季节性变化。风暴和大型天气事件，如厄尔尼诺，会撕裂并带走海带，留下一片破旧的冬季森林，每年春天重新开始生长。

据卫报消息，海带吸收二氧化碳，具有很高的营养价值，但它受到温度升高、污染和入侵物种的威胁。

Frank Hurd轻轻拉开巨大海带的窗帘，泡沫在他身后猛烈地流动。绿色和金色的丝带穿过太平洋冰冷的海水向上伸向太阳。Hurd是环境组织自然保护协会的海洋生物学家，他正在阿纳卡帕岛附近的一片海带林中潜水。阿纳卡帕是受保护的岩石火山岛之一，形成了海峡群岛国家公园，这是加利福尼亚南部海岸的一个群岛。

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这种厚实而健康的海带——一种海藻——构成了几乎所有大陆海岸线的水下森林的一小部分。其中一些研究相对较好，包括大非洲海洋森林，这是一片巨大的竹海带，从开普敦向北延伸到纳米比亚海岸线，这是电影《我的章鱼老师》（My Octopus Teacher）的背景；以及大南礁，这是一片巨大的海带林，环绕着澳大利亚南部海岸线。但这些森林中还有许多是无名的，不为人知的——隐藏在水下。

（加利福尼亚州圣巴巴拉附近丰富的水下森林中，一只斑海豹（harbour seal）从海带树冠上下来。图源：Douglas Klug/Getty Images）

尽管海带是地球上生长最快的植物之一，但由于卫星测量海洋深度的困难，历史上一直难以绘制地图。然而，9月份发表的研究发现，海草林的面积远比以前想象的要大。

来自八个国家的一个国际科学家小组，由西澳大利亚大学的Albert Pessarrodona博士领导，人工筛选了数百项研究，包括当地植物数据记录、在线存储库和公民科学计划，以模拟海洋森林的全球分布。他们发现，水下森林覆盖面积在600万至720万平方公里之间，面积相当于亚马逊雨林流域，是印度的两倍。

（来自《我的章鱼老师》，背景为从开普敦向北延伸到纳米比亚海岸线的一片巨大的竹海带（bamboo kelp）。图源：Netflix）

海草林（seaweed forest）可以作为应对气候危机的重要缓冲，吸收海水和大气中的二氧化碳。根据一项分析，海洋森林的碳储量可能与亚马逊雨林一样多。然而，与红树林和海草等其他海洋植物不同，海藻对碳的长期封存能力仍有相当大的了解，因为它缺乏将碳锁定在土壤中的根系。碳是否被封存还取决于海藻发生了什么，关于它储存这种元素的有效性，目前仍有科学争论。

该研究的10位作者之一、海洋生态学家Karen Filbee Dexter博士表示，这项研究是理解海藻在减缓气候崩溃方面可能发挥的作用的“重要一步”，“因为它计算了最大海洋植被生态系统的生产力——增长和碳吸收”。她补充道，这也有助于估算世界海洋森林的碳汇潜力。

海带是最大的海藻物种，能够生长数十米高，在海洋生态系统中也发挥着重要作用，为鱼类、其他海洋动物和鸟类提供食物和住所。

在澳大利亚，当地的海带是杂草丛生的海龙的家园。海龙是一种紫色的生物，有着叶子状的附属物，看起来像海带叶。北美太平洋沿岸的海带林为南部海獭提供了重要的栖息地。此外，这头巨大的灰鲸在从墨西哥下加利福尼亚州迁移到阿拉斯加水域的过程中，将海带森林作为捕食性虎鲸的避风港，并作为其幼鲸的重要觅食地。

由于水下森林的快速增长，水下森林也可以在缓解世界粮食安全危机的努力中发挥作用。科学家们对来自世界各地的数百项单独研究进行了检查，其中水肺潜水员测量了海藻的生长情况。该研究指出：“我们发现，海洋森林比小麦、水稻和玉米等许多密集种植的作物更有生产力。”它根据作物和海藻产生的生物量——海藻的叶子、菌柄和固持物——来定义生产力。平均而言，温带地区（如澳大利亚南部海岸）的海洋森林所产生的生物量是密集种植作物的2至11倍，这一生产力可用于粮食系统。

“如果收获得当，海藻有可能成为一种非常可持续和营养丰富的食物来源。”——Amanda Swinimer

几个世纪以来，海藻在亚洲被大量消费，现在西方市场正在兴起，尽管规模很小，越来越多的欧洲和北美公司生产供人类食用的海藻产品。海洋生物学家Amanda Swinimer说：“尽管有证据表明，14500年前，海草被当作食物食用，但它并没有成为世界上大部分人口的饮食组成部分。”然而，她补充道，随着粮食安全成为一个越来越重要的问题，“人们正在寻找其他营养食物来源。如果收获得当，海藻有可能成为一种非常可持续和营养密集的食物来源。”由于海藻的高营养价值，海藻也被用作动物饲料，代替玉米和大豆。

然而，这些水下森林面临多重威胁，包括海水温度升高、污染和入侵物种。在加利福尼亚州北部海岸，海带在过去几年中减少了95%以上，海胆大量死亡，海胆的数量急剧增加，因为大量的海星是它们的主要捕食者，它们死于与海水变暖有关的浪费性疾病。

澳大利亚海岸线的大南礁以及西北大西洋缅因州、加拿大和格陵兰岛海岸的森林也出现了令人担忧的衰退迹象。

与珊瑚礁相比，海草林往往被忽视，研究较少，因此很难理解它们是如何变化的。Filbee-Dexter说：“世界上大部分海草林甚至没有地图，更不用说监控了。”虽然珊瑚生长在温暖、平静和容易接近的地区，因此研究它们相当容易，但海带生长在世界上一些最汹涌、最粗糙的海岸的冷水中。

Filbee-Dexter认为，科学家对这些重要但脆弱的海洋生态系统了解得越多，帮助它们生存就越容易。我希望，对这些森林的更多认识将导致更多的保护和恢复。

在加州，Hurd继续在海带林中潜水，监测它们的进展，并希望它们的下降能够得到遏制。他说：“这些极具生产力的生态系统的丧失对自然和人类都是毁灭性的。”然而，随着科学界不断开发更智能的技术来追踪海带，如无人机、卫星和人工智能，他仍然希望研究能够揭示海带在对抗气候崩溃方面的作用。海带尤其不应低估的一点是它在世界各地支持的生产力和生物多样性。应该以极大的紧迫感保护和恢复它。”

（为了研究，佩戴水肺的潜水员测量了海藻的生长。图源：vernonwiley/Getty Images）

原文链接：https://www.theguardian.com/environment/2023/jan/02/kelp-seaweed-forests-research-climate-crisis

编译：Daisy

审核：小柚子

编辑：Pierre

关键词：澳大利亚加利福尼亚州生态系统