红树林是一种稀有的木本胎生植物。所谓的红树林是指由红树科的植物组成,组成的物种包括草本、藤本红树。它生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩,是陆地向海洋过渡的特殊生态系。
红树林的分类
红树植物是专一在红树林中海滩中生长并经常可受到潮汐浸润的潮间带上的木本植物,包括厥类植物卤厥。
半红树植物是只有在洪潮时才受到潮水浸润,是陆、海都可生长发育的两柄植物,有露兜、水黄皮、杨叶肖槿、黄槿、海芒果。
伴生植物是生长在红树林区经常受潮汐浸润的非木本植物,如一些棕榈植物和藤本植物(三叶鱼藤)。
红树科植物是分类上归属于红树科的植物。红树林的组成以红树科植物为主,如木榄、海莲、秋茄、红树、红海榄等。但是还有许多红树科植物不是红树林的成员,如有些长在陆地上,有些长在高山上,这些即红树科非红树植物。
红树林是发育在特殊环境下的生物群落,因此典型的红树林植物种类并不是很多,而由于红树林植物可以借助海流传遍后代,只要海域相通,相距遥远的红树林可以有相似的组成。
非洲大陆和美洲大陆将热带大西洋与热带印度洋和热带太平洋隔离开来,而热带印度洋和热带太平洋则海水相通,这样一来,红树林就形成了西方和东方两大群系。
热带印度洋和热带太平洋交界的地方是世界上面积最大的群岛——南洋群岛,具有最漫长的热带海岸线,成为东方群系红树林的发育中心。南洋群岛及附近地区的红树林在世界上面积最大,种类最多,生长得也最茂盛,红树林在这里长成高大的乔木状,高可达35~40米,与热带雨林连成一片,使南洋群岛中的很多岛屿从海岸边到山顶都覆盖着郁郁葱葱的森林。
东方群系在辽阔的热带印度洋和热带太平洋上分布范围非常广,西到非洲的印度洋沿岸,东到太平洋诸岛,南到新世纪太阳最先升起的地方——新西兰的查塔姆群岛,北到日本和中国南方的海岸。红树林在赤道附近树木高大,种类繁多,向南北种类减少,树木也低矮很多。
我国是红树林的北部边缘,海南的红树林是我国境内发育最好的,最高可达10~15米,红树林的种类与南洋群岛很相似,但群落的高度远不如南洋群岛,再向北到福建境内则多呈现矮小的灌木状,并且只有寥寥数种。
在亚洲和澳大利亚北部等地的红树林分布区域附近还有一类水椰群落,在我国只见于海南的东南部沿海。
水椰群落可以算作一种半红树林群落,喜欢生活在半咸水的环境中,在咸、淡水相交的河口,河滩地区最常出现。
西方群系红树林以美洲的加勒比海,南美洲的北部沿海和非洲的几内亚湾沿岸为中心,其植物的种类远比东方群系红树林要少,但森林仍然高大茂盛。在南美洲的北部沿海的红树林与亚马孙的热带雨林相连,成为这片世界上最辽阔的热带森林的一部分。南北美洲在历史上曾经分开,因此西方群系红树林可以越过美洲大陆到达太平洋东岸,在太平洋诸岛的斐济和汤加等地,西方和东方两大群系的部分种类可同时出现。
世界上的红树林大致分布在南北回归线之间的范围内,共有两个分布中心,一个在东亚,一个在中南美洲,而以东亚的较为繁茂。我国的红树林与东亚的红树林是同一类型,主要分布于广西、广东、海南、台湾、福建和浙江南部沿岸。其中,广西壮族自治区的红树林资源量最丰富,面积占全国红树林面积的1/3。在太平洋西岸,无论是种类和分布范围,我国的红树林最具有代表性。
我国红树林分布与保护
红树林是我国保护物种,近10多年来,先后建立了国家级(3个)、省级(4个)、县级(8个)红树林保护区15个,并制订了相应的保护法律法规。然而,得到10多种国家和地方法律、法规保护的红树林并没幸免刀俎之灾。近40年来,特别是最近10多年来,由于围海造地、围海养殖、砍伐等人为因素,红树林面积由40年前的4.2万公顷减少到1.46万公顷,不及世界红树林面积1700万公顷的千分之一。特别是在《海洋环境保护法》和《国家海域使用管理暂行规定》颁布实施多年的今天,有些人无视国家法规,急功近利,仍然在大片地砍伐红树林,包括几个国家级红树林自然保护区都遭到不同程度的砍伐破坏,其中尤以广西自治区砍伐红树林为甚。全区原有红树林22387公顷,到1993年仅剩5654公顷。据不完全统计,广西近几年已砍伐和已列入填海造地规划的(已批准)即将砍伐的红树林将达1000公顷。
红树林鸟类自然保护区位于深圳湾北东岸深圳河口,面积368公顷,是我国唯一位于市区、面积最小的自然保护区,也被国外生态专家称为“袖珍型的保护区”。
每年有白琴鹭、黑嘴鸥、小青脚鹬等189种、上10万只候鸟南迁于此歇脚或过冬。保护区内除红树林植物群落外,还有其他55种植物,千姿百态。它是深圳市区内的一条绿色长廊,背靠美丽宽广的滨海大道,与滨海生态公园连城一体,面向碧波荡漾的深圳湾,不仅是鸟类栖息嬉戏的天堂、植物的王国,也是人们踏青、赏鸟、观海、体验自然风情的好去处。
1984年,深圳福田红树林保护区正式创建,当时的总面积为304公顷。只有一条老路通到这里,当地的渔民在这里利用沿袭下来的基围鱼塘养鱼,然后就是大片大片的天然红树林、果园和其他天然林。1986年,世界野生生物(国际)基金会主席、英女王的丈夫菲利普亲王,在英女王访华时,特意南下深圳,登上红树林的观鸟亭,饱览深圳湾湿地风光。丹麦野生生物基金会主席、丹麦女王的丈夫亨里克亲王也曾于1989年,兴致勃勃地到此观鸟,并将红树林称为“绿色明珠”。
深圳红树林可以说是盛名远播,现在来深圳的海内外游客,都要去海滨生态公园看看沿海岸逶迤的红树林、在此越冬的数万只水鸟翔集的壮观场面。红树林与香港米埔自然保护区一水相隔,共同构成了具有国际意义的深圳湾湿地生态系统,也成为深港边界上最具特色的风景线。
广东珠海红树林:主要分布于淇澳岛、横琴岛和红旗西堤、磨刀门和鸡啼门水道出海口附近堤岸,其中,位于淇澳岛西北部大围湾的淇澳红树林保护区面积最大,是目前该市保存最完整、最集中连片的林分,树高4~6米。它不仅是珠海市的珍稀资源,也是珠江三角洲不可多得的一片红树林湿地,同时是全国少有的紧靠大城市的红树林区之一。
海南东寨港国家级红树林自然保护区:海南省文昌市铺前镇约6千米长的沿海岸线上,67多公顷的红树林区已全面挖塘养殖,近半数的红树林遭受严重破坏。海南东寨港国家级红树林自然保护区,总面积3300多公顷,有林面积2000多公顷,列入《世界湿地名录》。但从1993年以来,不断有群众进入保护区砍红树、挖塘搞养殖,大片大片的红树林区成为荒芜的水泥塘。
广东湛江红树林国家级自然保护区:位于广东省湛江市境内,面积1.9万公顷,1990年经广东省人民政府批准建立,1997年晋升为国家级自然保护区,核心保护区高桥红树林保护区为中国最大的红树林连片生长基地,主要保护对象为红树林生态系统。该区地处雷州半岛,受热带海洋气候的影响,沿海滩涂上分布着较大面积的红树林植被,其中红树植物有12科、16属、17种,是除海南岛外我国红树植物种类最多的地区。此外,保护区内拥有数量和种类众多的鹤类、鹳类、鹭类等水禽及其他湿地动物,据初步统计,仅鸟类就有82种,其中留鸟38种、候鸟44种。湛江红树林保护区作为我国现存红树林面积最大的一个自然保护区,在控制海岸侵蚀、保持水土和保护生物多样性等方面发挥着越来越重要的作用。
广西山口红树林国家级保护区:山口国家红树林生态自然保护区是1990年9月经国务院批准建立的我国首批(5个)国家级海洋类型保护区之一,1994年被列为中国重要湿地,1997年5月与美国佛罗里达州鲁克利湾国家河口研究保护区建立姐妹保护区关系,2000年1月加入联合国教科文组织世界生物圈,2002年被列入国际重要湿地。
山口红树林生态保护区地处亚热带,位于广西合浦县沙田半岛东西两侧,海岸线总50千米,总面积8000平方千米,是中国第二个国家级的红树林自然保护区。
福建漳江口红树林国家级自然保护区(简称漳江口保护区)位于福建省漳州市云霄县漳江入海口。最近城镇为云霄县城,位于湿地以西10千米,东北向距离厦门约85千米。主要保护对象以红树林湿地生态系统、濒危野生动植物物种、东南沿海水产种质资源为主。主要湿地类型有红树林、滩涂、水域或组成的河口湿地等。
符合《湿地公约》国际重要湿地指定标准的1、2、3、8。
保护区于1992年1月成立,1997年7月经福建省人民政府批准为省级自然保护区,2003年6月经国务院批准升格为国家级自然保护区,2008年被列入《国际重要湿地名录》。
漳江口保护区内植被类型分为红树林、滨海盐沼、滨海沙生植被3个植被型,有白骨壤林等13个群系,有秋茄一老鼠等22个群丛。区内有维管束植物224种,有红树植物5科6属6种,盐沼植物16科27属29种1变种,滨海植物59科152属184种。区内营养丰富,从而微生物资源丰富,有微生物12科27属45种,与陆地生境的微生物数量比较,红树林土壤细菌数量高于一般陆地生境,而土壤放线菌、真菌数量较少是漳江口红树林国家级自然保护区土壤微生物数量分布的主要特征。
红树林的主要特征
红树林是至今世界上少数几个物种最多样化的生态系之一,生物资源量非常丰富,如广西山口红树林区就有111种大型底栖动物、104种鸟类133种昆虫。广西红树林区还有159种和变种的藻类,其中4种为我国新记录。这是因为红树以凋落物的方式,通过食物链转换,为海洋动物提供良好的生长发育环境,同时,由于红树林区内潮沟发达,吸引深水区的动物来到红树林区内觅食栖息、生产繁殖。由于红树林生长于亚热带和温带,并拥有丰富的鸟类食物资源,所以红树林区是候鸟的越冬场和迁徙中转站,更是各种海鸟的觅食栖息、生产繁殖的场所。
红树林是热带、亚热带河口海湾潮间带的木本植物群落。以红树林为主的区域中动植物和微生物组成的一个整体,统称为红树林生态系统。它的生境是滨海盐生沼泽湿地,并因潮汐更迭形成的森林环境,不同于陆地森林生态系统。热带海区60%~70%的岸滩有红树林成片或星散分布。
红树林另一重要生态效益是它的防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气的功能。盘根错节的发达根系能有效地滞留陆地来沙,减少近岸海域的含沙量;茂密高大的枝体宛如一道道绿色长城,有效抵御风浪袭击。1958年8月23日,福建厦门曾遭受一次历史上罕见的强台风袭击,12级台风由正面向厦门沿海登陆,随之产生的强大而凶猛的风暴潮,几乎吞没了整个沿海地区,人民生命财产损失惨重。但在离厦门不远的龙海县角尾乡海滩上,因生长着高大茂密的红树林,结果该地区的堤岸安然无恙,农田村舍损失甚微。1986年广西沿海发生了近百年未遇的特大风暴潮,合浦县398千米长海堤被海浪冲跨294千米,但凡是堤外分布有红树林的地方,海堤就不易冲跨,经济损失就小。许多群众从切身利益中感受到红树林是他们的“保护神”。
胎生现象——红树林最奇妙的特征是所谓的“胎生现象”,红树林中的很多植物的种子还没有离开母体的时候就已经在果实中开始萌发,长成棒状的胚轴。胚轴发育到一定程度后脱离母树,掉落到海滩的淤泥中,几小时后就能在淤泥中扎根生长而成为新的植株,未能及时扎根在淤泥中的胚轴则可随着海流在大海上漂流数个月,在几千里外的海岸扎根生长。
特殊根系——红树林最引人注目的特征是密集而发达的支柱根,很多支柱根自树干的基部长出,牢牢扎入淤泥中形成稳固的支架,使红树林可以在海浪的冲击下屹立不动。红树林的支柱根不仅支持着植物本身,也保护了海岸免受风浪的侵蚀,因此红树林又被称为“海岸卫士”。
红树林经常处于被潮水淹没的状态,空气非常缺乏,因此许多红树林植物都具有呼吸根,呼吸根外表有粗大的皮孔,内有海绵状的通气组织,满足了红树林植物对空气的需求。每到落潮的时候,各种各样的支柱根和呼吸根露出地面,纵横交错,使人难以通行。
泌盐现象——热带海滩阳光强烈,土壤富含盐分,红树林植物多具有盐生和适应生理干旱的形态结构,植物具有可排出多余盐分的分泌腺体,叶片则为光亮的革质,利于反射阳光,减少水分蒸发。
红树林的生存环境
地质地貌
红树林主要分布于隐蔽海岸,该海岸多因风浪较微弱、水体运动缓慢而多淤泥沉积。因此,它与珊瑚礁一样都是“陆地建造者”。自然发育的滩面,平坦而广阔,常可沿河口海湾、三角洲地区或沿河口延伸至内陆数公里。红树林大部分分布于潮间带,而以中潮滩为最繁茂区。
红树林生长与地质条件也有关系,因为地质条件可能影响滩涂底质。如果河口海岸是花岗岩或玄武岩,其风化产物比较细粘,河口淤泥沉积,适于红树林生长。
如果是砂岩或石灰岩的地层,在河流出口的地方就形成沙滩,大多数地区就没有红树林生长。
底质
红树林适合生长在细质的冲积土上。在冲积平原和三角洲地带,土壤(冲积层)由粉粒和黏粒组成,且含有大量的有机质,适合于红树林生长。一般红树林土壤是初生的土壤,含盐量0.2%~2.5%,pH 值为4~8,少有pH 值在3以下或8以上。
温度
红树林分布中心地区海水温度的年平均值为24~27℃,气温则在20~30℃范围内。我国海南岛海口的海水温度年平均在25℃左右,而厦门全年平均水温为21.7℃,平均气温为20.9℃。后者红树林种类仅5种,比前者红树植物种类25种少得多。
海水和潮汐
含盐分的水对红树植物是十分重要的,红树植物具有耐盐特性,在一定盐度海水下才成为优势种。虽然有些种类如桐花树、白骨壤既可以在海水中生长,也可以在淡水中生长,但在海水中生长较好。另一个重要条件是潮汐,没有潮间带的每日有间隔的涨潮退潮的变化,红树植物是生长不好的。长期淹水,红树很快死亡;长期干旱,红树将生长不良。
海洋植物的种类
认识海洋植物
海洋植物是海洋中利用叶绿素进行光合作用以生产有机物的自养型生物。海洋植物属于初级生产者,门类甚多,从低等的无真细胞核藻类(取原核细胞的蓝藻门和原绿藻门),到具有真细胞核(即真核细胞)的红藻门、褐藻门和绿藻门,及至高等的种子植物等13门,共1万多种。
海洋植物的形态复杂,个体大小有2~3微米的单细胞金藻,也有长达60多米的多细胞巨型褐藻;有简单的群体、丝状体,也有具有维管束和胚胎等体态构造复杂的乔木。海洋里的植物都称为海草,有的海草很小,要用显微镜放大几十倍、几百倍才能看见。它们由单细胞或一串细胞所构成,长着不同颜色的枝叶,靠着枝叶在水中漂浮。单细胞海草的生长和繁殖速度很快,一天能增加许多倍。虽然,它们不断地被各种鱼虾吞食,但数量仍然很庞大。
大的海草有几十米甚至几百米长,它们柔软的身体紧贴海底,被波浪冲击得前后摇摆,但却不易被折断。
海草的经济价值很高,像中国浅海中的海带、紫菜和石花菜,都是很好的食品,有的还可以提炼碘、溴、氯化钾等工业原料和医药原料。
海草是海洋动物的食物。有些海洋动物是食草的,另外一些是靠吃“食草”动物来维持生命的,所以,海洋中的动物都是靠海草来养活的。
海草像陆上的植物一样,没有阳光就不能生存。海洋绿色植物在它的生命过程中,从海水中吸收养料,在太阳光的照射下,通过光合作用,合成有机物质(糖、淀粉等),以满足海洋植物生活的需要。光合作用必须有阳光。阳光只能透入海水表层,这使得海草仅能生活在浅海中或大洋的表层,大的海草只能生活在海边及水深几十米以内的海底。
海洋植物以藻类为主。海洋藻类都是简单的光合营养的有机体,其形态构造、生活样式和演化过程均较复杂。它们介于光合细菌和高等植物——维管束植物之间,在生物的起源和进化上占有极为重要的地位。海洋种子植物的种类不多,都属于被子植物,没有裸子植物,通常分为红树植物和海草两类。它们和栖居的多种生物,组成沿岸生物群落。
海洋植物还包括一类藻菌共生体——海洋地衣。它们的种类不多,见于潮汐带,尤其是潮上带;其中大西洋沿岸多于太平洋沿岸。传统上隶属于海洋植物的海洋细菌和海洋真菌,已随细菌和真菌的单独成界而分离出来。
藻类植物
藻类是含有叶绿素和其他辅助色素的低等自养型植物,植物体为单细胞、单细胞群体或多细胞等3种。藻类没有真正的根、茎、叶的区别,整个植物就是一个简单的叶状体。藻体的各个部分都有制造有机物的功能,因此藻类也叫叶状体植物。海藻是海洋植物的主体,是人类的一大自然财富,目前可用作食品的海洋藻类有100多种。
海藻,因生长在低潮线以下的浅海区域一海洋与陆地交接的地方,在这里海浪的冲击力比较缓和,海水中含有丰富的矿物质,加上阳光充足,无论是红藻或褐藻,虽然颜色不同,都含有叶绿素,可以利用日光进行光合作用,制造食物,它们行光合作用,所释放出来的氧气,更是动物们呼吸所不可缺少的;海洋世界之所以如此缤纷热闹,海藻的功劳实不可没。
海藻因其外形、颜色、姿态而有不同的种类,经常被人用来料理烹调的有:紫菜、群带菜(海带芽)、海带、红毛苔等。目前已知的海藻种类约为2300种,藻类大小形状差异甚大,最小的如单细胞的单胞藻,长度仅5~25毫米,也有长达300米的昆布,可以绕房子好几圈。有些为群体、管状、丝状或薄膜状。涨潮时,海藻随着海水的水流漂动,一簇簇的好像一片海洋森林,鱼儿自由自在地悠游其间,也是鱼、虾、贝类的托儿所。
退潮时,则是外表滑溜,外形无精打采地瘫在岩石表面上,一副可怜相,原来它们竟是如此可爱的海中植物。
海藻虽然和一般植物类似,但事实上,它们却没有植物的基本构造,没有根、茎、叶等组织,海藻的根只有固着作用,没有吸收养分的功能,固着部分长出的茎状结构称为叶柄,这些叶柄都要靠海水浮力来支撑。所以依藻类的生态习性,藻类必须有稳固的基底才能附着。
所有的海藻尽管颜色不同,都含有叶绿素,科学家即根据它所吸收太阳光谱中的某种色系,将它们命名。
生长在浅海的绿藻会吸收红色光谱,绿藻的种类有石发、石莼、水棉等。红藻能吸收蓝光,红藻有紫菜、石花菜、鸡冠菜等。褐藻则界于红、绿藻之间,最常见的是海带及裙带菜。海藻除了当食物外,还能制造氧气,大气中50%的氧气是藻类行光合作用放出来的,和人类生存环境有着密切的关系。
藻类和一般的高等植物一样,在生态系中扮演初级生产者的角色,是鱼、虾等的食物来源。人类也视其为重要营养成分。近年消暑圣品洋菜果冻,就是以海藻的提炼物“洋菜”当冻胶做成的。小孩热衷的零嘴各式海苔以海藻为原料,日式饮食寿司那黑黑的外皮更是非海苔不可。近年诸多保健补血食品、肥料、制药、甚至提炼工业用的石油,也都以海藻为诉求,这么大的需求量会不会让原料枯竭呢?
海藻虽然天敌多,像人类、风浪、贝类、笠贝及鱼虾一类,但其生命力却相当强,因为死后的海藻成体仍可长出新芽取代死去的个体,或从孢子中发芽成长,让生命生生不息地繁衍下去。加上近年实验出来的人工养殖方式,海藻应是无虞匮乏。
如果你知道这些海味的营养价值,你会更珍惜这些海底植物。根据“台湾海产常用食品之营养成分表”,紫菜中的营养成分非常丰富,蛋白质含量高,比鸡肉、鸡蛋、猪肉还高;含铁量也高,高于鸡肝、猪肝、牛肝8倍多;而且含钙量高于乳类7倍多。
海带营养成分和紫菜大同小异,可防癌,此与它含有大量硒有关。
裙带菜虽然整条质地柔软,却只有嫩叶部分被采摘晒干出售。通常市场看到的裙带菜,表面一层灰状,叶身茶褐色,煮熟后则是绿色。它的功用和紫菜海带相同。
海洋种子植物
海洋种子植物是海洋中能开花结果的高等植物。它们的种类不多,只有红树植物和海草两类,一般不包括盐沼植物。
红树植物是热带和亚热带海滩上特有的木本植物。
它们常常形成高矮不同的乔木或灌木丛林,形成红树林。
在风浪比较平静、污泥淤积比较深厚、且有潮水淹没的浅海海湾和河口附近,最适宜红树植物的生长。
红树植物在演化上是再次下海的。它们长期生长在特殊生境中,在形态构造上产生一系列特征:①有抵抗风浪和适应松软而又缺氧泥滩的特殊根系,如支柱根、板状根、榄状根、出水呼吸根和气生根等;在皮层中有丰富的通气组织,外围有较厚的木栓层。②有胎萌现象。
幼苗在母体果实中萌发,悬挂在树上,胚体伸长呈棒状,成熟降落后漂浮于水面远播,或扎入泥滩定居。③叶片角质层加厚,气孔下陷,并局限于叶片下面部位;有贮水组织,叶脉尖端扩大成为贮水的管胞;栅栏组织细胞间有长形的石细胞或韧皮状机械细胞,叶内几无细胞间隙;上、下皮层外部有含单宁的细胞层,下表皮密生茸毛,上表层具盐腺系统能泌盐,以适应盐生生境的生理干旱。
④树皮富含单宁,高者可达20%~30%,以增强抗拒海水侵蚀的能力。
世界上属于红树植物的科、属、种数,迄今统计数据不完全一致。这是由于对红树林沼泽边缘以及潮汐偶然到达的河流两岸所生长的一些植物,是否归属红树植物有着不同的看法。根据美国C.J.道斯1981年的统计,全世界已知的红树植物共有18科23属80种,分别隶属于双子叶植物纲和单子叶植物纲。最大分布中心在东南亚,种数达65种,美洲东、西两岸和西非洲海岸的种都很少,分别为11种、9种和9种。
中国目前已知的红树植物有16科19属30种,分布于广西、广东、台湾和福建四省(区)。海南岛种类较多,有15科28种,向北逐渐减少,福建只有6科7种,到福建福鼎则只有1种。福建以北,气候条件不适于红树的生长。中国的红树植物中以红树科的木榄、红树、角果木和秋茄等属为主。目前中国最高大的红树植物为红树科的海莲和海桑科的海桑,高达15米;分布最南的为海南岛三亚的红树;最北的为台湾淡水和福建福鼎的秋茄;分布最广的是灌本桐花树(又名蜡烛果)等。
海草生活在热带和温带海域沿岸浅水申的单子叶植物。常在沿岸潮下带浅水中形成海草场,具有重要的生态作用,其生物生产力在热带海洋中是最高的。
海草在演化上也被认为是再次下海的。为适应生活环境,它们在形态构造上也有一些相应的特征:①有发育良好的根状茎(水平方向的茎),使各个个体在附着基上交织生长以巩固植体,进而形成海草场。②叶片柔软,呈带状或切面构造为圆柱状,以便在海水流动时保持直立;叶片内部有规则排列的气腔,以便于漂浮和进行气体交换。⑧花着生于叶丛的基部,雄蕊(花药)和雌蕊(花柱和柱头)高出花瓣以上;花粉一般为念珠形且粘结成链状,以借海水的流动受粉。
海草属于沼生目,现知12属49种,隶属于两科。
①眼子菜科,花粉粒呈伸长形。包括大叶藻属、虾形藻属、异叶藻属、二药藻属、海神草属、针叶藻属、全楔草属、根枝草属。②水鳖科,花粉粒呈圆球形。包括海菖蒲属、海黾草属、喜盐草属。
海草在世界上分布广泛,有7属产于热带,5属见于温带;3/4的种类产于印度洋和西太平洋,一些种类产于加勒比海和中美洲太平洋岸;欧洲大西洋沿岸仅一属,地中海有两属。中国沿海现知有8属海草,其中海菖浦、海黾草、喜盐草、海神草、二药藻和针叶藻等6属是暖水性的,产于广东和广西沿海;虾形藻和大叶藻属是温水性的,主要分布在辽宁、河北和山东沿海,其中日本大叶藻南伸到中国福建和香港沿海。
海草类在某些沿岸海域组成广大的海草场,由于这一带腐殖质多,浮游生物也增多,所以成为幼虾稚鱼的优良繁生场所,亦利于某些海鸟的栖息。北欧的大叶藻场曾经由于真菌病害大量死亡,从而影响了海鸟的生存,引起科学界的重视,组织力量抢救。大叶藻和虾形藻等的干草是良好的保温材料和隔噪音材料,可用于建筑业。
海草还是重要的初级生产者。
海底森林
海底森林就是世界稀有的树种红树林,这种生长在海底的红树林高底参差不齐,最高的可达5米。落潮时从滩地露出,涨潮里被海水吞没,只有高一些的,微露梢头,随波摇晃,各种各样的鸟儿就在树梢歇脚,白鹭、苍鹭、黑尾鸥都是这里的常客。斑鸠还长年在较高的树上筑巢安家。海底森林的树木共有五科六种。它们的根部特别发达,盘根错节,绕来缠去,千姿百态,很有观赏价值。在有680千米海岸线的福建漳州沿海,红树林资源异常丰富。漳州市云霄县漳江出海口就有千亩红树林——海底森林。
红树林是生长在海水中的森林,是生长在热带、亚热带海岸及河口潮间带特有的森林植被。它们的根系十分发达,盘根错节屹立于滩涂之中。它们具有革质的绿叶,油光闪亮。它们与荷花一样,出淤泥而不染。涨潮时,它们被海水淹没,或者仅仅露出绿色的树冠,仿佛在海面上撑起一片绿伞。潮水退去,则成一片郁郁葱葱的森林。
红树林海岸主要分布于热带地区。南美洲东西海岸及西印度群岛、非洲西海岸是西半球生长红树林的主要地带。在东方,以印尼的苏门答腊和马来半岛西海岸为中心分布区。沿孟加拉湾——印度——斯里兰卡——阿拉伯半岛至非洲东部沿海,都是红树林生长的地方。澳大利亚沿岸红树林分布也较广。印尼——菲律宾——中印半岛至我国广东、海南、台湾、福建沿海也都有分布。
由于黑潮暖流的影响,红树林海岸一直分布至日本九州。
中国的红树林海岸以海南省发育最好,种类多,面积广。红树植物有10余种,有灌木也有乔木。因其树皮及木材呈红褐色,因而称为红树、红树林。红树的叶子不是红色,而是绿色。枝繁叶茂的红树林在海岸形成的是一道绿色屏障。红树林发育在潮滩上。这里很少有其他植物立足,唯有红树林抗风防浪,组成独特的红树林海岸。
红树具有高渗透压的生理特征。由于渗透压高,红树能从沼泽性盐渍土中吸取水分及养料,这是红树植物能在潮滩盐土中扎根生长的重要条件。红树的根系分为支柱根、板状根和呼吸根。一棵红树的支柱根可有30余条。这些支柱根像支撑物体最稳定的三脚架结构一样,从不同方向支撑着主干,使得红树风吹不倒,浪打不倒。
这样的红树林,对保护海岸稳定起着重要的作用。例如,1960年发生在美国佛罗里达的特大风暴,毁坏沿岸的红树几千棵,但是连根拔掉的很少。主要的毁坏是刮断或因旋风作用把树皮剥开。
红树植物的呼吸根,顾名思义,即起呼吸作用。在沼泽化环境中,土壤中空气极为缺乏。红树植物为了适应这种缺氧环境,呼吸根极为发达。呼吸根有棒状也有膝曲状的。有的纤细,其直径仅有0.5厘米,有的粗壮,直径达10~20厘米。红树植物板状根是由呼吸根发展而来。板状根对红树植物的呼吸及支撑都有利。红树植物根系的特异功能,使得它在涨潮被水淹没时也能生长。
红树植物以如此复杂而又严密的结构与其生长的环境相适应。红树植物繁殖的“胎生”现象。红树植物的种子成熟后在母树上萌发。幼苗成熟后,由于重力作用使幼苗离开母树下落,插入泥土中。这种“胎生”现象是植物界是很少见的。更使人们惊奇的是,幼苗落入泥中,几个钟头就可在淤泥中扎根生长。有时从母树落下的幼苗平卧于土上,也能长出根,扎入土中。当幼苗落至水中时,它们随海流漂泊。有时在海水中漂泊几个月,甚至长达一年也未能找到它生长所需的土壤。然而,一旦遇到条件适宜的土壤就立即扎根生长。红树虽然生长在水中,是一种不怕涝的植物,然而它革质的叶子能反光,叶面的气孔下陷,有绒毛,在高温下能减少蒸发,具有耐旱的生态特征。它叶片上的排盐腺可排除海水中的盐分。除了胎萌以外,红树植物还具有无性繁殖即萌蘖能力。在它们被砍伐后,很快在基茎上又萌发出新的植株。
繁茂的红褐绿藻
在水质肥活的海洋沿岸,退潮以后常见到一些叶片很大的植物覆盖在岸边的礁石上,它们连在一起就像一张张巨大的地毯;而涨潮以后,这些植物又伸展开来,悬浮在海水之中,随波拂动,很像田野里茂密的青纱帐。
这些植物就是海藻,它和随波逐流的单细胞藻相反,是固定在海底生活的多细胞藻类,所以也叫做定生藻类。
定生藻的种类很多,在生长茂密的地方往往呈现出美丽的五颜六色。有的像春风吹绿的江南,呈现一片翠绿;有的像金秋染就的霜叶,红似二月之花;有的像玻璃海棠,呈现一片褐色。这绿色的就叫绿藻,它之所以呈绿色是因为其细胞里含有叶绿素A 和叶绿素B ;那红色的是红藻,细胞里含有叶绿素A 和叶绿素D ;那褐色的就叫褐藻,细胞里含有叶绿素A 和叶绿素C,所呈现的颜色都是由两种叶绿素相混后而形成的。
个体长得最大、结构最为复杂的定生藻要算褐藻了。
那漂如彩绸的海带、形似马尾的马尾藻、长达50米的巨藻等都是褐藻。据记载,哥伦布当年在大西洋破浪航行时,忽见前方有一片风平静的区域,满以为到了大陆了,欣喜若狂,趋近一看,原来是一片海藻,船员们胆战心惊地奋战了几个昼夜才走出这片藻海。那海藻就是马尾藻,那个海区从此取名马尾藻海。
拿起一棵海带就会看到它的底部有一段像树根一样的部分,这段像根的部分叫做固着器。它的作用就像轮船的锚一样,能将海藻体牢牢固定在海底的礁石上。海带还有一条像植物茎一样的主干部分,它的两侧是宽大的叶片。主干部分可以把叶片支撑起来,使它朝上浮起,有利于接受阳光,但它的强度还不足以将叶片托出水面。
海带的叶片很宽,有利于它接受更多的阳光。
表面上看来,定生藻也像陆地上的植物一样,有根有茎有叶,但实际上它们之间有着根本的不同。陆生植物,根扎在土壤之中,吸收水分和养料,经过茎部把养料运送到各个枝叶之上;而海藻还没有形成这种特殊的管道用来输送水和养料,可以说它的全身都是“嘴”,靠整个叶片从水里吸收营养。树木花草的叶子都有反正面,两面的颜色和作用不大一样,但海藻的叶片却没有反正面,整个藻体包括茎和固着器都可以进行光合作用。
每当盛大节日之际,常见有人用一个或几个气球将一条长长的标语高高地悬垂在蓝色天幕之下,让人一目了然。
有些大型褐藻,为了使叶片向上伸展开来,以便更好地接受阳光,往往有很多气囊长在叶片的两侧或茎上,气囊里充满氮气、氧气和二氧化碳,其作用也像气球一样,使叶片比重减轻,永远垂浮在蓝色的海水之中,随波漂荡。
褐藻的生活史有两个阶段,人们往往叫它世代交替。
平时我们所见到的叶片称为孢子体,因为它上面生长着无数被称做孢子囊的小囊,小囊里面装满生殖细胞,叫做孢子。到了生殖期,孢子囊破裂,大量带着鞭毛能活动的游动孢子一涌而出,纷纷游向海底,慢慢长成小的配子体。这种配子体有雌有雄,雄配子体产生出能活动的精子,游到雌配子体产生的不能流动的卵子处,二者结合而成为合子,这合子就会慢慢发育成一株新的海藻。
褐藻有1500多种,绝大多数生活在海洋里,只有1%的种类生活于淡水;红藻有4100多种,也是95%的种类生活在海洋里,如紫菜、红皮藻等;也许是急于向陆上发展的缘故,6000~7000种绿藻中只有15%的成员还留恋着大海,如浒苔、礁膜、石莼等,其余都跑到淡水里去了,难怪它成为陆生植物的祖先。我国海域有红藻463种、褐藻165种、绿藻207种,共835种,占世界总数的1/8。红藻要求的光照强度不是很高,所以它能栖身于水深250米的地方,褐藻在50米以下就不见踪影了,所以在大形褐藻遮挡的阴影里,常会发现有红藻。红藻在热带海域分布最广,由于它能分泌碳酸钙,所以对珊瑚礁的形成有着重要作用。
不少海藻是美味食品,在我国有着数千年的食用历史。人们都知道常吃海带就不会得粗脖子病(即甲状腺肿大),因为它含有丰富的碘(其含碘量比海水的含量高10万倍)。除碘外,海藻中还含有很多其他营养成分,既可供食用又是重要工业原料,用途相当广泛,所以,我国沿海从此到南都开展了大规模的海藻人工养殖,目前我国养殖海带的水平在世界上名列前茅。
海藻中还含有大量的钾。第二次世界大战期间,德国对美国实行钾盐禁运,迫使美国科学家从巨藻中提取氯化钾,用以生产肥料和火药。在大战期间仅加利福尼亚一个州就从海里收获巨藻150万吨。现在人们还从海藻中提取藻朊,用来制造医药品、黏合剂、稳定剂、乳化剂、化妆品、补牙剂、肥皂等。
这些种类繁多的大型藻类,既是海洋里有机物的生产者、食物链的基础,也是重要的海洋资源。
马尾藻海
马尾藻海又称萨加索(葡语葡萄果的意思)海,是大两洋中一个没有岸的海,大致在北纬20~35度、西经35~70度之间,覆盖大约500~600万平方千米的水域。马尾藻海围绕着百慕大群岛,与大陆毫无瓜葛,所以它名虽为“海”,但实际上并不是严格意义上的海,只能说是大西洋中一个特殊的水域。
马尾藻海是一个“洋中之海”,它的西边与北美大陆隔着宽阔的海域。其他三面都是广阔的洋面。所以它是世界上唯一没有海岸的海,因此也没有明确的海区划分界线。马尾藻海的位置大致介于北纬20~35度、西经30~75度之间,面积约有几百万平方千米,由墨西哥暖流、北赤道暖流和加那利寒流围绕而成。
马尾藻海上大量漂浮的植物马尾藻属于褐藻门、马尾藻科,是最大型的藻类,是唯一能在开阔水域上自主生长的藻类。这种植物并不生长在海岸岩石及附近地区,而是以大“木筏”的形式漂浮大大洋中,直接在海水中摄取养分,并通过分裂成片、再继续以独立生长的方式蔓延开来。据调查,这一海域中共有8种马尾藻,其中有2种数量占绝对优势。以马尾藻为主,以及几十种以海藻为宿主的水生生物又形成了独特的马尾藻生物群落。马尾藻海的海水盐度和温度比较高,原因是远离大陆而且多处于副热带高气压带之下,少雨而蒸发强;水温偏高则是因为暖海流的影响,著名的湾流经马尾藻海北部向东推进,北赤道暖流则经马尾藻海南部向西部流去;上述海流的运动又使得马尾藻海水流缓慢地做顺时针方向转动。
碧海蓝天——最清澈的海
马尾藻海最明显的特征是透明度大,是世界上公认的最清澈的海。马尾藻海远离江河河口,浮游生物很少,海水碧青湛蓝,透明度深达66.5米,个别海区可达72米。
因此,马尾藻又是世界上海水透明度最高的海。一般来说,热带海域的海水透明度较高,达50米,而马尾藻海的透明度达66米,世界上再也没有一处海洋有如此之高的透明度。所谓海水透明度,是指用直径为30厘米的白色圆板,在阳光不能直接照射的地方垂直沉入水中,直至看不见的深度。
马尾藻海在某些海区,透明度达到72米。每当晴天,把照相底片放在1000余米的深处,底片仍能感光。
这是所有其他海区所望尘莫及的。马尾藻还是一个十分奇特的海区,它所处的地理位置(北纬23~35度,西经40~75度)正是大西洋副热带高压中心,沿着高压中心的边缘经行的顺时针大洋环流形成了它的“海岸”,西、北纬墨西哥湾暖流,东为加那利寒流,南为北赤道暖流,中间围成了一个面积达645万平方千米、平均深度为4500米以上的海区。
鱼类
马尾藻海中生活着许多独特的鱼类,如飞鱼、旗鱼、马林鱼、马尾藻鱼等。它们大多以海藻为宿主,善于伪装、变色,打扮得同海藻相似。最奇特的要算马尾藻鱼了。
它的色泽同马尾藻一样,眼睛也能变色,遇到“敌人”,能吞下大量海水,把身躯鼓得大大的,使“敌人”不敢轻易碰它。
海航迷雾
1492年,哥伦布横渡大西洋经过这片海域时,船队发现前方视野中出现大片生机勃勃的绿色,他们惊喜地认为陆地近在咫尺了,可是当船队驶近时,才发现“绿色”原来是水中茂密生长的马尾藻。1492年8月3日早晨,哥伦布率领的一支船队,就在那里被马尾藻包围了。
他们在马尾藻海上航行了整整三个星期,才摆脱了危险。
自古以来,误入这片“绿色海洋”的船只几乎无一能“完璧归赵”,在帆船时代,不知有多少船只,因为误入这片奇特的海域,就被马尾藻死死地缠住,船上的人因淡水和食品用尽而无一生还,于是人们把这片海域称为“海洋的坟地。”
在航海家们眼中,马尾藻海是海上荒漠和船只坟墓。
在这片空旷而死寂的海域,几乎捕捞不到任何可以食用的鱼类,海龟和偶尔出现的鲸鱼似乎是唯一的生命,此外就是那些单细胞的水藻。在众口流传的故事中,马尾藻海被形容为一个巨大的陷阱,经过的船只会被带有魔力的海藻捕获,陷在海藻群中不得而出,最终只剩下水手的累累白骨和船只的残骸。而百慕大三角作为这一海域上最著名的神秘地带,则将这些传说推向了极致。
在海洋学家和气象学家的共同努力下,马尾藻海“诡异的宁静”和船只莫名被困的原因被找出来了。原来,这块面积达300万平方千米的椭圆形海域正处于4个大洋流的包围中。西面的湾流、北面的北大西洋暖流、东面的加纳利寒流和南面的北赤道暖流相互作用的结果,使马尾藻海以顺时针方向缓慢流动,这就是这里异乎寻常“平静”的原因。正是因为这种原因,才会使古老的依赖风和洋流助动的船只在这片海域踟蹰不前。由此,马尾藻海盐分偏高、海水温暖、浮游生物众多的问题,也都纷纷迎刃而解。虽然马尾藻海中的海藻被证实了并非是阻挡船只前进并吞噬海员的魔藻,但笼罩在它头上的神秘光晕却并未因此而消失。
无岸之海
世界上的海大多是大洋的边缘部分,都与大陆或其他陆地毗连。然而,北大西洋中部的马尾藻海却是一个“洋中之海”,它的西边与北美大陆隔着宽嗣的海域。其他三面都是广阔的洋面。所以它是世界上唯一没有海岸的海,因此也没有明确的海区划分界线。马尾藻海的位置大致介于北纬20~35度、西经30~75度之间,面积约有几百万平方千米,由墨西哥暖流、北赤道暖流和加那利寒流围绕而成。
在马尾藻海的海面上,布满了绿色的无根水草——马尾藻,仿佛是一派草原风光。在海风和洋流的带动下,漂浮着的马尾藻犹如一条巨大的橄榄色地毯,一直向远处伸展。除此之外,这里还是一个终年无风区。在蒸汽机发明以前,船只只得凭风而行。那个时候如果有船只贸然闯入这片海区,就会因缺乏航行动力而被活活困死。
所以自古以来,马尾藻海被看作是一个可怕的“魔海”。
蔚为壮观的海上草原
在大西洋上航行了多日的哥伦布探险队,1492年9月16日这天,忽然望见前面有一片大“草原”。要寻找的陆地就在眼前,哥伦布欣喜地命令船队加速前航。然而,驶近“草原”以后却令人大失所望,哪有陆地的影子,原来这是长满海藻的一片汪洋。奇怪的是,这里风平浪静,死水一潭,哥伦布凭着自己多年的航海经验,感到面前的危险处境,亲自上阵开辟航道,经过3个星期的拼搏,才逃出这可怕的“草原”。哥伦布把这片奇怪的大海叫做萨加索海,意思是海藻海。
这就是大西洋没有海岸的马尾藻海,据说,早在2000多年前,亚里士多德曾提到过“大洋上的草地”。
此海在大西洋北部百慕大群岛附近,位于北纬23~35度,西经30~68度之间,东西长达4500千米,南北约1500千米,面积在700万平方千米以上,差不多有3个地中海大。
此海四周为几条顺时针方向奔流的海流所包围,西面和北面是墨西哥湾流及其延长部分——北大西洋海流,东面是加那利海流,南面是北赤道海流,中间形成了马尾藻海稳定的海面。
在这里,大量繁殖并旺盛生长着马尾藻,使茫茫的大海铺满了几尺厚的海藻,海风吹来,海草随浪起伏,呈现出一种别致的海上草原风光。
马尾藻海不仅有“草原风光”,而且还有许多奇特的自然现象。
大西洋是世界各大洋中最咸的大洋,此海又是大西洋中最咸的海区。这里海水的盐分很高,海水深蓝透明,像水晶一样清澈,而浮游生物远少于其他海区。
这里海平面要比美国大西洋沿岸高出1.2米,可是,这里的水却流不出去。
最令人不解的是,这个“草原”还会“变魔术”:
它时隐时现,有时郁郁葱葱的水草突然消失,有时又鬼使神差地布满海面。
表面恬静文雅的“草原”海域,实际上是一个可怕的陷阱,充满奇闻的百慕大“魔鬼三角区”几乎全部在这里,经常有飞机和海船在这里神秘地失踪。
海洋植物的特征
海洋植物是海洋中具有叶绿素,能进行光合作用生产有机物的自养型生物。它们是海洋中最重要的初级生产者。其门类很多,从低等的无真细胞核藻类,到具有真细胞的红藻门、褐藻门和绿藻门等共1万多种。
单细胞藻类:多为无游动能力或游泳能力弱,悬浮于水中随水流动的单细胞海洋浮游藻类,其中硅藻最多,还有甲藻、绿藻、蓝藻、金藻等。由于进行光合作用,仅分布在海洋在光照的上层(约0~200米),是海洋中初级生产力的主要组成者之一。
大型藻类:大型藻类多属于海生底栖藻,它们没有真正的根、茎、叶;细胞具有叶绿素,因此藻体全部都有吸收营养元素进行光合作用的功能;藻类的繁殖有三种,即营养繁殖、无性繁殖和有性繁殖,生殖结构很简单,基本构造是单细胞的孢子或结合后的合子,都以单细胞形态离开母体后直接发育成新个体;生活史也由于减数分裂的阶段不同分为不同类型。它们属于非维管束孢子植物,主要生长在潮间带和潮下带的岩石或石沼中,是重要的海洋生物资源,是海洋中有机物质的初级生产者。
海藻可供人类直接食用,如紫菜、海带、石莼等,鹧鸪菜和海人草是有名的驱蛔药用海藻;另一个重要用途是从海藻中提取藻胶及其他化合物,广泛用于医药卫生和食品工业等行业中。
海藻和陆生植物一样,能在光照条件下进行光合作用,把无机物转化为有机物。所以海藻分布的范围多在沿岸浅海或光线能透过的海水上层。由于海藻需要的光强和波长不同,所以它的分布深度也不一样。绿藻主要吸收利用红光,多分布于5-6米水深的上层;褐藻吸收利用橙光和黄光,所以生活在水深30~60米以内;再往下是红藻和蓝藻。
海藻属于比较原始的植物,它和高等植物的不同点,在于它没有真正的根、茎、叶的分化,更不会开花结果。
它是通过和高等植物的根类似的“固着器”,附着于礁石上或其他物质上。
海藻的营养价值很高。有些海藻可以食用外,还是很好的工业原料和添加剂。从红藻提取出琼胶在食品工业方面得到了广泛应用,主要用来生产果酱、乳脂、水果汁等配料。在制作冷食中,只要加进0.2%的琼胶,就可使冷食变得美味可口。琼胶的性质,还可使奶粉加速溶解,可以阻止牛奶结块。用琼胶做的果冻、糖果是小朋友们喜爱的食品之一。琼胶也是化妆品中不可缺少的原料。在医药工业中,琼胶也被广泛用于制造药物,人们常见的乳制、胶囊和软膏等,都含有不同分量的琼胶。
从褐藻中提取的褐藻胶,可以使鲜花的保鲜期延长,加到啤酒中可以使啤酒长期储存而不变质。据统计,褐藻胶有800多种用途。最近以褐藻胶为原料制成藻酸丙脂硫酸脂钠(简称PSS),对缺血性心、脑血管疾病及高血粘度综合症的防治,具有显著疗效,是具有特殊治疗作用的半合成海洋新药。
螺旋藻,是近几年引起广泛注意的一种微藻。它是地球上最早出现的光合生物,凡是食用螺旋藻的民族身体非常健壮。经研究发现,它的营养成分非常丰富、全面,蛋白质含量比任何含铁食品高出20倍以上,每1克螺旋藻的营养价值相当于1000克蔬菜的营养总和。螺旋藻有许多药用功能,如抗辐射、抗溃疡、抗肿瘤、免疫调节等作用。有人称螺旋藻将成为最流行的保健品。
我国养殖海藻的历史悠久,而且越来越普遍,主要养殖品种有海带、紫菜、裙带菜等,目前已成为海藻的养殖大国。
海藻是海洋植物的主体,是人类的一大自然财富,目前可用作食品的海洋藻类有100多种。科学家们根据海藻的生活习性,把海藻分为浮游藻和底栖藻两大类型。
底栖藻的颜色鲜艳美丽,有绿色、褐色和红色。科学家们根据它们的颜色,把海藻分为三大类:绿藻类、褐藻类和红藻类。
绿藻的藻体呈草绿色。绿藻约有6000种,其中90%产于淡水,只有10%生活在潮间带或潮下带的岩石上。绿藻有单细胞的,有群体的;有丝状的,还有片状的。最常见的海洋单细胞绿藻是扁藻,它含有丰富的蛋白质,是海洋中小型动物的良好饵料、最常见的多细胞绿藻有石莼、礁膜(我国沿海渔民称之为海菠菜或海白菜),它们是人们喜爱的海洋经济蔬菜;还有浒苔,它可用来制作浒苔糕,味道十分鲜美。此外,还有羽藻、蕨菜、刺海松、伞藻等。
褐藻的藻体呈褐色,多细胞,有丝状、片状或叶状,还有的呈囊状、管状、圆柱状或树枝状,一般都有圆盘状或分枝状的固着器或假根。假根上面有柄部及叶部,通称为假茎和假叶。褐藻中的大型种类,如海带可长到7~8米长;巨藻可长到300米长,素有“海底森林”之称。
它们多数生长于低潮带或低潮线下的岩石上。
红藻的藻体呈紫色或紫红色,大多数为多细胞,有丝状、片状和分枝状。形态多姿,有圆形、椭圆形、带形。红藻多数喜居深海,生长在低潮线附近和低潮线下30~60米处,少数种类可在200米的海底生长。红藻类约有2500多种,其中最为常见的种类有紫菜、石花菜、红毛藻、海索面、鸡毛藻、粘管藻、海萝、蜈蚣藻、海头红、多管藻、鹧鸪菜等。紫菜呈紫红色,片状,鲜食或制成干品,干紫菜是市场上畅销的高级副食品。
海洋植物与生态环境
由于海水中生活条件的特殊,海洋中生物种类的成分与陆地成分迥然不同。就植物而言,陆地植物以种子植物占绝对优势,而海洋植物中却以孢子植物占优势。
海洋中的孢子植物主要是各种藻类。由于水生环境的均一性,海洋植物的生态类型比较单纯,群落结构也比较简单。多数海洋植物是浮游的或漂浮的。但有一些固着于水底,或是附生的。
海洋植物区系的地理分布也服从地带性规律。与陆地植物区系不同的是寒冷的海域区系成分较为丰富,热带海洋中种属反而比较贫乏,这一点与陆地植物区系恰好相反。
海洋生物群落也像湖泊群落一样分为若干带:
1.潮间带或沿岸带即与陆地相接的地区。虽然该带内的生物几乎都是海洋生物,但那里实际上是海陆之间的群落交错区,其特点是有周期性的潮汐。生活在潮间带的生物除要防止海浪冲击外,还要经受温度和水淹与暴露的急剧变化,发展了许多有趣的形态和生理适应。
潮间带的底栖生物又因底质为沙质、岩石和淤泥分化为不同类型。
2.浅海带或亚沿岸带包括从几米深到200米左右的大陆架范围,世界主要经济渔场几乎都位于大陆架和大陆架附近,这里具有丰富多样的鱼类。
3.浅海带以下沿大陆坡之上为半深海带,而海洋底部的大部分地区为深海带深海带的环境条件稳定,无光,温度在0~4℃,海水的化学组成也比较稳定,底土是软的和粘泥的,压力很大(水深每增加10米,压力即增加101.325千帕)。食物条件苛刻,全靠上层的食物颗粒下沉,因为深海中没有进行光合作用的植物。由于无光,深海动物视觉器官多退化,或者具发光的器官,也有的眼极大,位于长柄末端,对微弱的光有感觉能力。
适应高压的特征如薄而透孔的皮肤,没有坚固骨骼和有力肌肉。
4.大洋带从沿岸带往开阔大洋,深至日光能透入的最深界限。大洋区面积很大,但水环境相当一致,唯有水温变化,尤其是暖流与寒流的分布。大洋缺乏动物隐蔽所,但动物保护色明显。
红树林、珊瑚礁、马尾藻海都属于海洋中特殊的生物群落类型。河口湾是大陆水系进入海洋的特殊生态系统,由于许多河口湾是人类海陆交通要地,受人类活动干扰甚深,也易于出现赤潮,河口湾生态学是一个重要研究领域。
海洋生态环境是海洋生物生存和发展的基本条件,生态环境的任何改变都有可能导致生态系统和生物资源的变化,海水的有机统一性及其流动交换等物理、化学、生物、地质的有机联系,使海洋的整体性和组成要素之间密切相关,任何海域某一要素的变化(包括自然的和人为的),都不可能仅仅局限在产生的具体地点上,都有可能对邻近海域或者其他要素产生直接或者间接的影响和作用。生物依赖于环境,环境影响生物的生存和繁衍。当外界环境变化量超过生物群落的忍受限度,就要直接影响生态系统的良性循环,从而造成生态系统的破坏。
海洋生态平衡的打破,一般来自两方面的原因:一是自然本身的变化,如自然灾害。二是来自人类的活动,一类是不合理的、超强度的开发利用海洋生物资源,例如近海区域的渔业滥捕,使海洋渔业资源严重衰退;另一类是海洋环境空间不适当地利用,致使海域污染的发生和生态环境的恶化,例如对沿海湿地的围垦必然改变海岸形态,降低海岸线的曲折度,危及红树林等生物资源,造成对海洋生态环境的破坏。海洋生物多样性的减少,是人类生存条件和生存环境恶化的一个信号,这一趋势目前还在加速发展的过程中,其影响固然直接危及当代人的利益,但更为主要的是对后代人未来持续发展的积累性后果。因此,只有加强海洋生态环境的保护,才能真正实现海洋资源的可持续利用。
海洋植物与生态环境的持续性体现在海洋生态过程的可持续与海洋资源的可持续利用两个方面。海洋生态过程的可持续是建立在海洋生态系统的完整性基础之上的,即海洋生态系统的构造完整和功能的齐全。只有维持生态构造的完整性,才能保证海洋生态系统动态过程的正常进行,使海洋生态系统保持平衡。海洋生态过程的可持续是海洋资源可持续利用的基础。但人类对海洋资源的强大需求与有限供给之间的矛盾、海洋资源的多用途引发的不同行业之间的竞争以及人类利用海洋资源的观念、方式和方法,都直接关系到海洋资源的可持续利用。为此,一方面要正确解决资源质量、可利用量及其潜在影响之间的关系;另一方面在利用资源的同时更要注意保护资源种群多样性、资源遗传基因多样性;另外还要在不影响海洋生态系统完整性的前提下整合资源方式,减少资源利用中的冲突和矛盾,提高资源的产出率。
海洋植物与生态环境的协调性首先是海洋资源的利用应与海洋自然生态系统的健康发展保持协调与和谐。
表现为经济发展与环境之间的协调;长远利益与短期利益的协调;陆地系统与海洋系统以及各种利益之间的协调。只有协调处理好各种关系,才能维护海洋生态系统的健康,保证海洋资源的可持续利用。
海洋植物与生态环境的公平性是当代人之间与世代人之间对海洋环境资源选择机会的公平性。当代人之间的公平性要求任何一种海洋开发活动不应带来或造成环境资源破坏,即在同一区域内一些人的生产、流通、消费等活动在资源环境方面,对没有参与这些活动的人所产生的有害影响;在不同区域之间,则是一个区域的生产、消费以及与其他区域的交往等活动在环境资源方面,对其他区域的环境资源产生削弱或危害。世代的公平性要求当代人对海洋资源的开发利用,不应对后代人对海洋资源和环境的利用造成不良影响。
海洋植物资源的开发与应用
海洋植物与生态环境
绚丽多彩的海底世界,不仅生活着数以万计的各种鱼类动物,还生长着各类茂盛的海洋植物呢?这些形形色色的植物,宛如海底花园一般。
由于海洋环境要比陆地上复杂得多,因此,一般的海洋生物要比陆地生物的繁殖力强,它们的求偶方式、繁殖、生殖方式,都非常巧妙。即使是这样,在众多的海洋生物群落中,也只有少数强壮的在适应了其生存环境之后才存活下来。这是因为,在海洋里,由于光线、压力、盐度、海流、潮汐、波浪、营养盐以及地质等条件的不同,形成了千差万别的生存环境。
在各种环境中,不管是什么样的生物,只要它活下来,即它对周围环境产生了惊人的适应能力。当然,这种适应能力不是无限的,当环境由于外来因素发生突然变化时,超过其生物的生理允许限度,这些生物不逃亡,便会死亡。
从另一个方面看,在众多的海洋生物群体之间,也有一个相互间适应的生存需要。这种互为依存的生存需要,是在食物链关系下生存的。这种关系经历了漫长的演变和进化过程,形成了相对稳定的结构,保护着生态平衡状态。
在不同的海洋环境中,有着完全不同类型的生态系。
例如,在潮间带有各种生物组成的潮间带生态系统。这一个个生态系在它们适应了自身的生活环境之后组织起来,这就是整个海洋的生态系。
海洋生态学是研究海洋生物与海洋环境间相互关系的科学,它是生态学的一个分支,也是海洋生物学的主要组成部分。
通过研究海洋生物在海洋环境中的繁殖、生长、分布和数量变化,以及生物与环境相互作用,阐明生物海洋学的规律,为海洋生物资源的开发、利用、管理和增养殖,保护海洋环境和生态平衡等,提供科学依据。
海水的性质决定了海洋植物的生长和特点,而它在海洋中的每个角落是不一样的。其水平变化要比垂直变化速度快得多。
这一特点决定了浮游生物和底栖生物的生活环境。
海水很快吸附了太阳辐射的光和热,由于海水中含有各种悬浮物质和浮游植物,阳光在开阔的海洋中辐射人海水的深度大于数百米,而在混浊的沿岸水域中,辐射深度只有数十米。在光层下面一直到数千米的海底则漆黑的一片。海水也是随着深度的增加而温度变低的。
在海洋环境中,存在着各种各样的海洋植物群落。
除了浮游植物群落以外,有珊瑚礁群落、海草群落、红树林群落、盐沼植物群落和石生植物群落。这些群落以潮间带和潮下带藻类分布区的生产力较高,甚至可高于陆生热带雨林群落和陆地沼泽。
藻类植物与人类生活
人类利用藻类作为食品,不但有悠久的历史,而且食用的种类和方法之多,也是数不胜数。据初步统计,仅在我国所产的大型食用藻类至少有50~60种,经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类,如礁膜、石莼、海带、裙带菜、紫菜、石花菜等。商品食用淡水藻类有地木耳和发菜。我国云南景洪地区傣族同胞食用和出口缅甸等国的“岛”和“解”就是用淡水藻类中的水绵和刚毛藻加工制成的。由于单细胞藻类中含有丰富的营养物质,又有繁殖快,产量高的特点,大面积培养单细胞藻类作为人类食用或家畜的精饲料,也早已引起人们的重视,而且有的(如小球藻、栅藻)已在国内外推广利用。
藻类对于医学和农业也有很密切的关系。有的直接作为药用,例如褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜等,都有防治甲状腺肿大的功效。红藻中的鹧鸪菜和海人草可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用,例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料;甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能,琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外,还可用来作为制造药膏的药基,包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。土壤藻类不但可以积累有机物质,刺激土壤微生物的活动,增加土壤中的含氧量,防止无机盐的流失,减少土壤的侵蚀,其中有些蓝藻还能固定空气中游离的氮素,在提高土壤肥力中起重要作用。此外,藻类是鱼类食物链的基础,鱼类的天然饵料,一般都直接或间接的来自浮游藻类,所以在淡水鱼类养殖中,多通过施肥,繁殖藻类,为鱼类提供饵料。但是,当浮游藻类大量繁殖发生水花的时候,由于水中缺氧或产生有毒物质,也往往引起鱼类大量死亡。
以藻类为原料所制成的产品,特别是藻胶酸盐,已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖,和淀粉一起制成包糖用的糯米纸,制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软,加入果子露中,可制成冷冻果汁;制鱼、肉罐头时加入琼胶,可以保持鱼、肉的原形,不致在运输中散开;在日本和欧美各国,还用琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂。在建筑业中,藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外,还可以制成格子板和油毡的代用品。在纺织工业中,可用藻类植物约有3万种,主要分布于淡水或海水中。植物体型多样,有单细胞、群体(由许多单细胞聚集而成,细胞没有紧密的生理联系)、多细胞的丝状体及叶状体。高等的藻类已有简单的组织分化。植物体(简称藻体)大小差别很大,小的只有几微米,必须在显微镜下才能看到;较大的肉眼可见,最大的体长可达100米以上。
藻类植物一般都具有进行光合作用的色素,能利用光能把无机物合成有机物;供自身需要,是能独立生活的一类自养原植体植物。藻类植物体在形态上是千差万别的,小的只有几微米,必须在显微镜下才能见到;体形较大的肉眼可见;最大的体长可达60米以上,藻体结构也比较复杂,分化为多种组织,如生长于太平洋中的巨藻。尽管藻体有大的、小的、简单的、复杂的区别,但是,它们基本上是没有根、茎、叶分化的原植体植物。
生殖器官多数是单细胞,虽然有些高等藻类的生殖器官是多细胞的,但生殖器官中的每个细胞都直接参加生殖作用;形成袍子或配子,其外围也无不孕细胞层包围。
藻类植物的合子不发育成多细胞的胚。有少数低等藻类是异养的或暂时是异养的,这可根据它们的细胞构造和贮藏的营养物质,与异养原植体植物——真菌分开。
藻类在自然界中几乎到处都有分布,主要是生长在水中(淡水或海水)。但在潮湿的岩石上、墙壁和树干上、土壤,养面和下层,也都有它们的分布。在水中生活的藻类,有的浮游于水中,也有的固着于水中岩石上或附着于其他植物体上。藻类植物对环境条件要求不高,适应环境能力强,可以在营养贫乏、光照强度微弱的环境中生长。在地震、火山爆发、洪水泛滥后形成的新鲜无机质上,它们是最先的居住者,是新生活区的先锋植物之一,有些海藻可以在100米深的海底生活,有些藻类能在零下数十摄氏度的南北极或终年积雪的高山上生活,有些蓝藻能在高达85℃的温泉中生活,有的藻类能与真菌共生,形成共生复合体(如地衣)。
藻类还可用以修饰布料,浆丝等,如我国广东产的香云纱就是用海萝胶作浆料制成的。硅藻上在工业中的用途也很广,例如加入硝酸甘油后,可以防止爆炸,可作为制造耐火砖、滤器、牙粉的原料。
随着对藻类认识的日益深入,利用的范围也不断扩大,从现在初步的研究成果来看,可以预料,藻类在解决人类目前普遍存在的粮食缺乏,能源危机和环境污染等问题中,将发挥重要作用。
开发与应用
海底生长着多种野生植物,其中产量较高的有海藻、海带草、海青菜、海更菜、紫菜、海谷菜等。而海藻是海洋中分布最广的生物,从微小的单细胞生物到长达数十米的巨藻,种类繁多。世界海洋中的海藻类植物约10000多种。有绿藻门、褐藻门、蓝藻门、红藻门等11门。在这些藻体内含有丰富的海藻多糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质以及具有特出功能的生理活性物质,是提供食品、饲料和药物的原料库。按藻类形态可分为大型海藻和微藻两类。目前,人们主要对大型海藻加以综合利用,如褐藻中的海带、裙带菜、巨藻、绿藻中的苔条、石莼;红藻中的紫菜、石花菜、伊菇草等,这仅是海藻资源的很少一部分,而蕴藏量巨大的微藻,是多种生理活性物质取之不尽的原料库。用海洋植物作畜禽动物饲料的研究和应用始于本世纪50年代,我国至今尚未形成相应的海洋植物饲料加工业。
海洋植物营养丰富,含有多种生物活性物质,具有增强机体免疫力、抗病、抗病毒、促进生长等生物活性。
栽培海洋植物可以改善生态环境,保护水生生物资源。
因此,开发海洋植物饲料,促进畜牧业发展正日趋受到广泛重视。
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