海洋热浪威胁英国海草床,但清理污染有助于恢复。方法如下

Seagrass meadows are important coastal plants that provide habitat for marine wildlife and nurseries for commercially important species.
Seagrass meadows are important coastal plants that provide habitat for marine wildlife and nurseries for commercially important species.Image: Shane Gross/NPL/Minden Pictures
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  • 前所未有的海洋热浪正让海草更难存活。

  • 海草是一种重要的沿海植物,为海洋野生动物提供栖息地,也为具有商业价值的物种提供育幼场。

  • 污水和其他来源的污染正在破坏英国的河流和海岸,威胁海草种群。

最近,数千人走上海域和河流,参加了一场全国性的“划桨出海”抗议活动,要求停止向英国水道排放污水。抗议者主要担忧这些污物对人类健康和自然造成的后果。

然而,英国沿海海域正因一场前所未有的海洋热浪而沸腾,此时这些呼吁显得更为迫切。撰文时,英格兰沿岸一些地区的海水温度比往常高出多达5°C。

污染造成的英国河流和海岸退化,加上海洋热浪的影响,正威胁着一种重要沿海植物——海草的未来。

海草是适应海洋生活的植物,形成广阔的草甸,面积往往达数百公顷。这些草甸为海洋野生动物提供栖息地,也为大西洋鳕鱼等具有商业价值的物种提供育幼场。它们还能吸收大气中的碳,有助于减少海岸侵蚀,甚至可以过滤海水中的有害细菌。

然而,与人类不同,植物无法调节体温。因此,海水温度升高会加快呼吸速率(生物用来产生能量以维持生命和生长的过程),并增加对食物的需求。

如果光照充足,海草能够有效进行光合作用,那么呼吸速率升高未必会造成问题。问题在于,受污染水道中的光照往往不足。

阻止污染物流入河流已不再是可以留待以后处理的小事,而是迫在眉睫的必要之举。如今若不清理水系,将导致海洋和水生生物丧失,破坏自然世界的正常运转。

藻类生长

海草也需要硝酸盐和磷酸盐等营养物质,否则就无法生长。在英国水道中,污水和农业废弃物排入河流和溪流,以及土地上过量使用化肥,都会导致营养物质水平升高。然而,营养物质增多会刺激海水中各种藻类生长,包括水中的藻类、海草叶片上的藻类和沉积物中的藻类。

对营养物质的竞争使海草处于劣势。海草主要直接从沉积物中吸收营养物质,而藻类能更有效地从水中获取营养物质。

随着营养物质浓度升高,藻类种群不断增长,形成大面积藻华。藻类大量繁殖使水体变绿,覆盖海草叶片并遮蔽栖息地。藻类过度繁生会妨碍海草快速进行光合作用。

海洋热浪期间,海草的呼吸速率会升高,从而增加对光照的需求。在清澈、健康的水域中,海草会提高光合作用速率,以满足额外的能量需求。然而,当水中藻类过度繁生时,海草难以跟上,最终逐渐退化。

北威尔士一处潟湖中被藻类覆盖的海草。Image: Richard Unsworth/海草项目(Project Seagrass)

海草正在窒息

英国的水道和沿海海域是欧洲污染最严重的区域之一。该国超过75%的河流和溪流有机污染物含量达到足以致水生生物死亡的水平,或可能造成慢性危害。

然而,营养物质污染对海草的影响远不止英国境内。2021年,一项研究估计,全球88%的海草床受到来自废水的营养物质输入影响。

过去两年来,我们一直在海草项目(Project Seagrass)(一个致力于拯救全球海草的海洋保护慈善机构)和斯旺西大学记录英国各地海草床的健康状况。这项研究补充了一个最初于2016年发表的数据库。

尽管位于海洋保护区内,我们研究的大多数海草床状况仍属“较差”。这些海草床记录到的氮含量比全球平均水平高出多达75%。

通过分析海草叶片中的营养物质,包括氮以及一种名为15N的氮稳定同位素,我们可以识别这些营养物质的来源。值得注意的是,与其他营养物质来源相比,污水和牲畜粪便中的15N含量更高。这些结果支持了我们的判断:海草中多余的氮主要来自污水排放和农田径流中的营养物质。

健康的海草床可以吸收营养物质和有害细菌,从而减少水污染。

污染代价高昂

有趣的是,海草床也能在控制营养物质污染方面发挥关键作用。研究表明,海草床吸收和储存营养物质的能力具有显著的经济价值。

例如,瑞典的一项研究发现,海草床面积减少1,000公顷,在20年间会导致60,000 Mg氮重新释放到环境中。这些释放的氮超过流入瑞典西北海岸河流年氮负荷的三倍。

据估算,与氮释放相关的经济成本超过1.4亿美元(1.1亿英镑)。该估算计入了实现《欧盟水框架指令》所设定的减氮目标所需费用,其中包括新建污水处理厂等成本。

海洋热浪加剧导致海草丧失,可能会进一步恶化欧洲水域持续退化的状况。在我们看来,治理水污染,尤其是化肥和污水造成的污染,与应对气候和生物多样性危机同样迫切。

尽管我们无法准确预测严重海洋热浪的强度、持续时间和发生地点,但随着气候系统崩溃,这类热浪似乎正变得越来越频繁。面对气候迅速变化,自然界唯一的防线是增强物种和栖息地抵御极端事件并从中恢复的能力。这需要从根本上改变目前令水生环境窒息的污染行为。

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