沙子制造廠——熱帶海草床：可保護(hù)珊瑚礁島免受海平面上升影響

低地環(huán)礁國(guó)家未來(lái)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(jiàn)于珊瑚礁島附近，但它們作為珊瑚礁島建設(shè)沉積物來(lái)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(lái)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(kāi)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(yú)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(lái)形成整個(gè)島嶼。這些珊瑚礁島嶼在全球有70多萬(wàn)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(wàn)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(lái)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(lái)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(lái)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(chóng)、珊瑚藻結(jié)殼和無(wú)脊椎動(dòng)物的菌落，稱為苔蘚蟲(chóng)。

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(lái)繪制海草的密度，并通過(guò)在海底隨機(jī)放置網(wǎng)格來(lái)計(jì)算海草葉。我們將這個(gè)過(guò)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(lái)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(méi)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?chē)臏\水區(qū)應(yīng)該是什么樣子的一種誤解——這種誤解無(wú)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(yú)、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(lái)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