研究发现早期海草生长的瓶颈
研究结果可能有助于改善基于种子的修复
由于营养物污染、海水变暖和其他疾病，作为多种海洋生物重要的育苗和觅食地的海草草地正在全球范围内消失。一个国际研究小组的一项新研究揭示了海草从种子到幼苗生长的瓶颈，这一知识有助于改善基于种子的恢复工作。
这项研究的作者是西澳大利亚大学的约翰·斯塔顿、莱昂纳多·蒙托亚和加里·肯德里克，威廉与玛丽弗吉尼亚海洋科学研究所的罗伯特·奥斯和珀斯科廷大学的金斯利·迪克森。他们的研究发表在11月1日出版的《科学报告》上，这是一本由《自然》出版社开放获取的期刊。其他参与实地考察的还有VIMS研究生Steve Manley、Erika Smith和AJ Johnson，他们的旅行由north 's Plumeri奖资助。
斯塔顿说：“对大多数海草物种来说，基于种子的恢复背后的科学非常不发达，严重落后于陆地植物。”
一个值得注意的例外是，使用种子成功地将大叶藻恢复到弗吉尼亚州的海滨海湾；这是诺斯多年来对种子和移栽芽进行反复试验的成果。
在目前的研究中，研究人员试图了解澳大利亚海草Posidonia australis或带状杂草从种子到幼苗的过程。这种生长缓慢的物种在其大部分活动范围内都经历了严重的衰退，因此在世界自然保护联盟红色名录上获得了“近濒危”的地位。
研究小组通过精心监测21000多只企鹅的命运来进行研究究竟这些种子是在西澳大利亚考克伯恩湾的试验田里手工种植的。他们选择了不同的地点来测试不同程度的波浪暴露，种子食草动物，如螃蟹，以及“生物扰动”，这些动物在挖洞或其他活动中不经意地将种子埋在地下——通常太深而无法进行后续发育。
与大多数其他关于海草生长的研究不同，这些研究只是简单地观察了作为成年植物成熟的种子的总体比例，斯塔顿的研究小组仔细地跟踪了他们的种子从发芽到依赖种子、不依赖种子、建立幼苗的每一步的进展。
斯塔顿说：“通过确定限制海草招募的确切早期生命阶段过渡，我们认为我们可以提高我们的能力，以最能响应管理的过程为目标。”“这些瓶颈可能对每种海草甚至特定地点都是独特的，”诺斯补充道。
研究小组的结果显示，在不同的生命阶段，种子的成功程度存在明显的差异。在较浅、较隐蔽的地方，很少有种子能在放牧和生物扰动中幸存下来，完成最初的生命阶段过渡——发芽的幼苗生长的第一个月仍然依靠种子提供能量。埋在较深的地方的种子又存活了四到六个月，之后几乎所有现在独立的幼苗都被冬季风暴的海浪连根拔起。由于这些挑战，种子的总体存活率非常低——每1000个种子中只有不到1个能进入幼年阶段——概率只有0.1%。
然后，研究人员使用模型来估计克服这些严重瓶颈所需的播种密度，计算出播种密度比他们的实地研究高2到40倍的成功率。在这里，他们的结果表明种子越多越好，尽管他们指出需要额外的实地调查来测试由于种子过度拥挤和对有限资源的竞争而导致的增长收益递减。
压倒性优势?不是这样的。
尽管在澳大利亚的研究中观察到的生长瓶颈似乎是压倒性的，但north指出，它们实际上与其他关于海草和陆地植物的研究结果一致。他说：“在我们对弗吉尼亚东海岸海湾的恢复工作中，种子存活的可能性只有1%到5%。”
尽管如此，VIMS研究人员的反复播种已经导致了恢复的成功。“1997年，南湾只有一小块大叶藻，”奥斯说。“现在，种植了7100万颗种子后，这里有7000多英亩的土地，草在自然地生长。”
因此，类似的方法可能适用于澳大利亚和世界上其他海草已经屈服于多云水域和沿海开发的地区。“我们的研究结果表明，播种可能是恢复的适当策略究竟斯塔顿说。“但是，”他补充说，“我们需要在十年或更长时间里每年都这样做，以避免与生物湍流和食草动物有关的夏季瓶颈，以及与风暴波浪有关的冬季瓶颈。”
“这种方法将使我们从机会之窗中受益，”他解释说，“当冬季风暴相对较弱或来自大陆阻挡大部分海浪的方向时，天气温和。这些条件将使海草种子生根并存活。”
该团队的实地和建模结果表明，还有许多其他策略可以最大限度地恢复成功。对于避风地点，这些措施包括重新安置或排除螃蟹和其他无脊椎动物，这些动物目前会移走或吃掉大多数种子和初生幼苗。“在波浪暴露的地方，”斯塔顿说，“我们可能会引入适应湍流条件的物种的种子和幼苗的混合物，从而为南方南鲷的生存提供一些海底稳定性。”
