作者:廖洋 刘邦华 郭曼欣 来源:中国科学报 发布时间:2018/1/2 12:46:19
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中国海洋大学:科研团队“天鹅湖种草记”

 

■本报记者 廖洋 通讯员 刘邦华 郭曼欣

位于山东省荣成市的天鹅湖面积有4.8平方公里,生长于湖区的大叶藻是大天鹅越冬初期和中期的主要食物来源,随着近年来越冬大天鹅数量的增多,大叶藻资源衰退日益严重。因此,在湖区开展大叶藻增殖,保护和恢复海草床的需求非常迫切。

而就在今年9月,中国海洋大学教师张沛东团队在这里移植了高20 cm以上的大叶藻5万余株,底播大叶藻种子13万粒,这些种子在天鹅湖底,静待来年的萌发……

突破技术难关

2006年,张沛东从中国海洋大学捕捞学专业博士毕业并留校任教,开始把研究注意力投向大叶藻。关于大叶藻的研究,国内曾有学者进行过,但仅限于对其生态功能进行理论上的探讨,国外的相关研究也仅具备参考意义。因此,当张沛东团队把大叶藻海草床修复确定为研究方向时,面临着极大的难关。

要想保护和恢复天鹅湖的海草床资源,首先要搞清楚海草床的关键生态过程——生长、繁殖及与环境因子的相互关系,阐明其退化的机理并找到人工干预的途径与方法,建立相关技术体系,并提出恢复生态工程的技术方案。

2008年,张沛东以国家自然科学基金“典型海域大叶藻受损生物群落修复的研究”项目为起点,从最基础的调查开始了对大叶藻的研究。2010年项目结题时,团队基本摸清了关于“大叶藻”的生长过程,厘清了大叶藻的生活史,明确了荣成天鹅湖大叶藻草场生态环境及退化机理等,为海草床修复打下了坚实的基础。

十年不解之缘

山东省众多海水养殖场所在的区域往往也是海草床资源丰富的地区,是研究海草床退化机理与开展修复试验的理想区域。想要顺利开展工作,必须得到当地养殖企业和地方主管部门的支持,走“产学研”紧密结合的路子。

荣成马山集团是山东荣成一家大型综合性企业,马山人世代生活在天鹅湖边,对这片海有着深厚感情,他们与寻找理想海草床研究实验海区的张沛东一拍即合,开始了近10年的长期合作。张沛东说,不论多好的研究成果,都需要有一个良好的验证和转化平台,马山集团于他们团队而言就是这样一个平台。

经过长期努力,团队在海草床修复领域取得了一系列的成果:系统评价了山东半岛典型海草床的关键生态过程、建立了大叶藻高效促萌技术与途径……并以这些技术为基础,制定了恢复生态工程技术方案,为缓解近岸生态压力提供了新的思路与途径。

研究团队在天鹅湖的修复工作也初见成效,海草床退化趋势得到初步遏制,修复工作逐步展开,多年不见的海参等海洋生物重现湖区。

两条修复路线

张沛东团队海草床修复工作的起点是成苗移植,每年夏天团队入驻马山后,最重要的工作分为三个方向:一是种子采集,二是围绕鳗草生长环境进行相关室内实验分析,三是采集成苗进行人工扩繁,这也是海草床修复最直接的途径。到9月份,扩繁后的鳗草苗要根据移植海底底质中泥含量的高低移植回海底,最终完成整个移植过程。

鳗草植株人工培育理论尚未建立,对其修复仍依赖于天然供体。因此,移植修复策略的核心是用尽量少的供体植株达到最优的恢复效果,苗种增殖的关键是大幅提高苗种人工培育的扩繁效率。

团队研究的另外一个修复技术路线是播种。7至8月间,鳗草种子的成熟期只有短短十五天,团队成员要在每天落潮时下海收集鳗草的生殖枝,回来后再将鳗草种子从生殖枝上采下来。受到潮汐作用和生物取食的影响,天鹅湖潮下带大叶藻草床种子留存率小于1%,留存下的种子中幼苗的建成率又小于1%。

因此大叶藻种子播种的增殖关键,是大幅提高鳗草种子的种子留存率和幼苗建成率,从而显著提高种子的利用效率。团队通过研究实验,建立了低成本、高效的鳗草种子播种技术,相比国际同类技术,种子留存率提高了13倍,萌发率提高了2倍,形成了具有普遍适应性的鳗草幼体恢复模式及标准规范,并在莱州湾等海草床恢复工程实践中推广应用。

2017年10月底,张沛东团队回到天鹅湖对9月中旬移植的鳗草种苗成活率进行跟踪调查。经过初步统计,此次移植的鳗草成活率稳定在60%到80%之间,达到了预期目标。移植与播种,两条成熟的海草床修复技术路线,形成了完整的生态工程恢复技术方案。

刚起步时,张沛东最大的苦恼是“不知道如何去开展”,他的研究生许军阁是做实验时“心里没底”,研究生吴晓晓面对的则是心理上和情绪上的落差,整天与“泥、水、草”打交道,风吹日晒,这对爱美的女生来说是巨大“折磨”。

“今后,我们将把主要工作集中在三个方向。”张沛东说,一是开展鳗草播种、移植机械化,提高作业效率;二是推进苗种培育和人工扩繁规模化,将首次鳗草规模化增殖取得的经验进行推广应用;三是开展鳗草功能性验证工作,为高附加值产品研发奠定基础。

《中国科学报》 (2018-01-02 第8版 科创)
 
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