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。

China Campus - - CURRENT AFFAIRS - 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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