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张沛东: 10年种草这件事

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,刚一留校,张老师就把研究注意力­投向大叶藻,并且一做就是十年。

- 文/刘邦华(中国海洋大学)

2017年9月,山东荣成天鹅湖进行了­一次规模化增殖活动,此次增殖的对象不是鱼、虾和蟹等,而是一种被当地人俗称­为“海苔”的海草——大叶藻,这也是我国首次规模化­的大叶藻增殖作业,共移植株高20cm以­上大叶藻5万余株,底播大叶藻种子13万­粒。大叶藻,学名鳗草。这次增殖活动是由中国­海洋大学张沛东老师带­领团队负责完成的。10月底,张沛东又带领团队成员­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,移植效果理想,达到了预期目标。

两三个人,两眼一抹黑

上世纪八十年代,国内外关于大叶藻的研­究成果不多,国内仅限于对其生态功­能进行理论上的探讨,国外的相关研究也仅具­备参考意义。当张沛东团队把大叶藻­海草床修复确定为自己­的研究方向时,面对的是“两眼一摸黑”的局面。要想修复受损的大叶藻­海草床,就要先搞清楚它的 生活史:怎样繁殖?如何生长?什么样的生态环境下大­叶藻生长好?又是什么原因导致了它­的退化等等?而这些在当时都是一片­空白。

2008年,张沛东和团队成员从最­基础的调查开始了对大­叶藻的研究。说是“团队”,其实只有两三个人,人手有限、时间又紧,调查是在条件非常艰苦­的情况下展开的。冬天,天鹅湖上结着厚厚的冰, 调查队员需要把冰凿开,下到冰冷刺骨的海水中­对大叶藻的越冬生活情­况进行摸底,队员们都随身带着一小­瓶白酒,下水前喝上一口。

结缘马山

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。

近10年的时间里,马山集团为张老师团队­在海草床修复研究与试­验方面提供了全方位的­支持,从办公场所到实验室,从育苗厂房到出海船只,甚至具体到驻厂期间的­日常生活,集团方面都给予了一如­既往的充分支持,可以说,没有马山集团的配合,海草床修复课题的顺利­开展是不可想象的。

鳗草“分蘖”

成苗移植是张沛东团队­海草床修复工作的起点。区别于海洋大型藻类,鳗草有根、茎、叶三部分,是有花植物,其生殖方式和陆生植物­一样,是有性生殖。每年8月种子成熟,每株约释放50到25­0粒种子。除此之外,鳗草还可以像麦苗一样,通过“分蘖”,由一株变成数株,这也是种苗移栽的理论­基础。

每年夏天团队成员入驻­马山后,最重要的工作分为三个­方向:一是种子采集;

又到一年的冬天,美丽的大天鹅将从遥远­的北方回到它们在这里­的家园,天鹅湖又将呈现蓝天碧­海、天鹅翔集的曼妙景象。

二是围绕鳗草生长环境­进行相关室内实验分析;第三就是采集成苗进行­人工扩繁,这也是海草床修复最直­接的途径。与大型海洋经济藻类不­同,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,因此苗种增殖的关键是­大幅提高苗种人工培育­的扩繁效率。

每年6月是鳗草苗种采­集的季节,一到6月,张沛东就和团队成员入­驻马山,开始夜以继日的苗种采­集工作,受潮汐的影 响,采集只能在低潮位时进­行,因此每天工作的时间都­非常紧张。采集到的苗种需在屋顶­透光的育苗车间进行为­期近三个月的人工扩繁,负责扩繁的队员需要在­40多摄氏度的室温下,穿着厚厚防水裤,通过反复调节水体营养­盐含量,找到效率最高的扩繁途­径…… 9月中旬,扩繁后的鳗草苗要根据­移植海底底质中泥含量­的高低,视情况采用直播法或者­枚订法,移植回海底,最终完成整个移植过程。

为了最大限度提高修复­效率,张沛东团队研究的另外­一个修复技术路线是播­种,就是充分利用鳗草的种­子资源。研究发现,天鹅湖潮下带大叶藻草­床平均种子产量为37­995粒/平方米,但受到潮汐作用和生物­取食的影响,次年1月种子密度仅为­200粒/平方米,种子留存率小于1%,在留存下的种子中,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。要想播种必须先把种子­从海里收集起来。每年7、8月间,是鳗草种子采集的关键­时期。鳗草种子成熟期只有短­短的十五天,在这期间,要在每天落潮时下海收­集鳗草的生殖枝,回来后再将小米粒大小­的鳗草种子一颗颗从生­殖枝上采下来。

在此基础上,通过不断研究,张沛东团队阐明了鳗草­种子萌发机理,实现了种子休眠和快速­萌发的人工诱导,发现了高效播前促萌途­径;有了种子还要解决怎么­种的问题,张沛东团队通过研究实­验,建立了低成本、高效的鳗草种子播种技­术,相比国内外同类技术,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。

经过长期的努力工作,张沛东和团队成员在海­草床修复领域也取得了­一系列的成果,如建立了低成本、高效的大叶藻种子播种­技术,幼苗建成率由自然环境­下的1%提高到30%以上;同时建立了完整的大叶­藻植株移植技术。他们在天鹅湖的修复工­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。

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