摘要
海草草甸是隐藏在水下的草地，它保护着海岸，为许多海洋生物提供庇护。海草是一种开花植物，从陆地进化到海洋，它们现在占据着世界各地沿海浅水的海底。人类活动，如依赖于在海底拖曳的沉重渔网的捕鱼方法，使这一重要的生态系统处于严重危险之中。在这项研究中，我们的目标是测量海草如何通过捕获海洋运输的岩石碎片来帮助海岸保护。海草减少了海岸的侵蚀，保护我们的房屋和城市不受海水的影响，也不受全球变暖导致的海平面上升的影响。海草通过它们的叶子软化海浪的力量来做到这一点，并帮助海水中的沉积物积聚在海底。
海草:进化回海洋的海洋植物
当我们谈到沿海繁荣的生态系统时，我们通常会想到美丽的红树林或无尽的珊瑚礁。然而，我们往往忘记了海岸上居住着其他种类的物种，它们构成了一个重要的生态系统:海草草地。
海草和红树林一样，是一种开花植物，大约在1亿年前从陆地进化回到海洋生活。1］．与所有开花植物一样(也被称为被子植物，来自希腊单词)angeion，“case”，以及sperma(种子)，海草通常在每年的繁殖季节开花一次，就像陆地上的许多植物在春天开花一样。海草不使用蜜蜂或其他昆虫来授粉，而是使用海洋生物，如螃蟹、海蠕虫或虾，它们生活在海底沉积物在海草根中[2］．这些海洋生物在海草的雄花中行走和游泳，并将花粉附着在它们身体多刺和多毛的部分上。当这些生物在雌花中行走和游泳时，植物就被授粉了。2］．
像陆地上的许多其他种类的草一样，海草由称为根状茎，类似于生长在沉积物下的根。海草的新芽可由根状茎(图1)，一株植物在很长一段时间内可以长出许多嫩芽。例如，在地中海，人们发现了一株超过20万年的植物——几乎和我们发现的第一株植物一样古老智人祖先!
- 图一-(一)在这幅海草植物图中，植物的主要结构被标记出来。
- (B)海草:该物种的海草Enhalus acoroides它是红海中数量最多的物种之一。(C)雌花Enhalus acoroides在退潮时出现的。就像其他开花植物一样，海草产生果实和种子。
据估计，在全世界范围内，海草覆盖的面积在0.15至460万平方公里之间[3.，面积是红海的十倍。世界上60种海草中有12种生长在红海，这些海草加在一起形成的面积超过10万平方公里，与葡萄牙的总面积相当。
海草保护红海海岸
海草草甸的叶子向海水表面延伸，减缓了运输沉积物和其他颗粒的洋流，并允许沉积物在海草的根和叶之间沉淀。manbetxapp在线登录通过这样做，海草有助于在旧的沉积层上形成新的沉积层。但海草是如何避免被掩埋的呢?诀窍在于它们非凡的适应能力，这是通过生活在这个不断变化的生态系统中获得的:多亏了根状茎，每一株海草植物都可以调整自己的生长并保持同步沉积．通过帮助沉积物积累，海草保护海岸线免受侵蚀因此要保护近岸的房屋、道路和城市。
为了弄清楚海草能捕获多少沉积物，我们建立了一个测量系统，使用了六根金属棒，遵循一种叫做表面高程变化销(SECP)．SECP被许多科学家用来测量红树林和盐沼中收集的沉积物(图2)。
- 图2 -测量沉积物的SECP方法。
- 6根1.4米长的金属棒被插入沉淀物中，留下20厘米长的金属棒。通过测量沉积物和杆之间的距离，我们可以快速判断地块上的沉积物侵蚀/堆积量。
我们在海草草甸内的海底建立了5个试验田，在未被海草覆盖的沉积物中建立了5个试验田。在安装时，棒被牢牢固定在1.2米深的海底，留下20厘米的棒突出在沉积物上。在一年半的监测期内，我们对铀棒进行了三次检查。对于每个时间点，我们都测量了沉积物表面上未被覆盖的金属棒的高度。如果在安装杆和我们第一次检查之间积累了沉积物，那么从杆的尖端到海底的距离将小于20厘米，但是，在侵蚀的情况下，距离将超过20厘米。我们使用六根杆的长度来计算每个实验区沉积物的平均积累/侵蚀。在监测结束时，我们能够得出这样的结论:沿着沙特阿拉伯海岸的红海中部，海草有助于沉积物的积累，沉积物积累率为每年7.84毫米，而在没有海草覆盖的地区，我们看到沉积物损失(侵蚀)每年30.9毫米(图3)。
- 图3 -海草有助于捕获由洋流携带的沉积物颗粒manbetxapp在线登录
- 叶子向海面延伸，减缓了水流的速度。流速较慢的水流无法携带沉积物颗粒，因此这些颗粒下降并成为海底的一部分，最终形成海底。manbetxapp在线登录当海草不存在时，洋流就没有障碍，将沉积物颗粒带走，将它们抬升并侵蚀海底。manbetxapp在线登录
这个实验在世界各地的其他几个地方重复进行，也得到了类似的结果。例如，在肯尼亚，我们记录了海草草甸每年34毫米的沉积物积累量。另一方面，在坦桑尼亚，没有海草覆盖的地区的侵蚀导致每年损失高达40毫米的沉积物，在肯尼亚，平均每年损失30毫米。这些数据清楚地向我们展示了海草在沿海地区保持沉积物的重要性，因此我们迫切需要建立沿海管理法来保护海草草地。
世界各地的海岸线都挤满了人。许多城市、度假胜地和村庄都是沿着海岸建造的，通常没有考虑到这种建设造成的海岸侵蚀的风险。此外，在过去的几十年里，人类活动，如沿河修建水坝，限制了流入海洋的沉积物数量。泥沙输入的减少导致洋流对海滩和岩石海岸的侵蚀加剧。这种侵蚀造成了建筑物的巨大破坏。海草是天然的朋友，可以帮助解决这个问题。
总之，海草草甸是最有效的防止侵蚀的屏障之一，因为它们在叶子之间捕获沉积物。考古学家从海草身上学会了如何保护水下考古遗址，比如丹麦的一处遗址，那里发现了数十艘古罗马和维京人的沉船。考古学家用海草一样的覆盖物作为沉积物陷阱，建立沉积物，以便埋葬船只。掩埋可以创造低氧环境，防止木材腐烂[4］．
海草保护生物多样性，保持海岸清洁
海草不像珊瑚礁那样多姿多彩、气势恢宏，但它们却能拥有同样高的海洋境界生物多样性．在每次潜入红海的海草草地时，我们都能有惊人的邂逅。我们可能会撞见一只正在寻找食物的好奇的蓝斑鳐，或者一只被好奇的科学家吓得非常恼火的螳螂虾。章鱼、墨鱼和其他鱼类在远处观察我们。我们发现红海海草每平方米有超过60个动物洞穴。螃蟹、虾、双壳类动物和鱼类在海草根状茎中找到栖身之所。此外，许多小动物，如苔藓动物、被囊动物、海绵动物和海蠕虫，都把自己固定在海草的叶子或暴露在外的根上(图4)。科学家们最近发现，海草和动物之间的合作，可以强有力地保护海岸免受致病生物的侵害[5］．海草已被证明能产生天然化合物，杀死给鱼类和人类带来疾病的细菌。
- 图4 -(一)海草草甸。
- (B)小动物，如被囊动物和苔藓动物，可以依附在海草叶子上生活。被囊动物是有坚硬外壳的海洋动物，苔藓动物是苔藓状的海洋动物。这两种动物都从海水中过滤食物。(C)蓝色斑点刺鳐，一种经常在海草草地上见到的动物。
我们的研究强调了海洋中海草生态系统的重要性。下一个要回答的问题是，“我们如何确保红海未来海草的生存?”海草正处于危险之中，因为许多人类活动正在沿海进行。依赖于在海底拖曳的重型渔网的捕鱼方法根除和杀死了这些植物，以及快速发展的城市滨水区通过不受控制的废水排放污染了沿海水域，并阻止地面淡水流入大海，引发了这一重要生态系统的死亡。我们有责任继续研究海草生态系统，通过改变捕鱼方法和设计环境友好型城市，寻求解决方案，使人类与海草共同生活和繁荣。
术语表
沉积物：↑沉积物是沉积在湖泊、河流和海洋底部的沙子、粘土、岩石碎片和污垢的积累。
粉末：↑水平的地下植物部分，能产生新植物的芽和根系。
沉积：↑沉淀物:沙、粘土、岩屑和污垢的堆积，沉淀在湖底、河底和海底
侵蚀：↑沉积物的逐渐破坏或减少
SECP：↑表面高程变化销(SECP)是一种用于评估海底高程变化的技术。
生物多样性：↑世界上或特定生态系统中的所有大小动物、植物、细菌和真菌，如海草、珊瑚礁、雨林、山脉、沙漠等。
利益冲突声明
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
原文
↑波图罗格卢，M.，布尔，J. C.，克劳斯，K. W.，肯尼迪，H. A.，福斯，M.， Daffonchio, D.等。2017。测量海草在调节沉积物表面高度中的作用。科学。代表。7:11917。doi: 10.1038 / s41598 - 017 - 12354 - y
参考文献
[1]↑拉库姆，A. W. D.，奥斯，R. J.和杜阿尔特，C. M. 2006。海草．多德雷赫特:施普林格。
[２]↑Van Tussenbroek, B. I.， Villamil, N.， Márquez-Guzmán, J.， Wong, R.， Monroy-Velázquez, L. V.， and Solis-Weiss, V. 2016。海洋花中无脊椎动物授粉的实验证据。Commun Nat。7:12980。doi: 10.1038 / ncomms12980
[3]↑杜阿尔特，C. M. 2017。回顾和综合:隐藏森林，沿海植被栖息地在海洋碳预算中的作用。Biogeosciences14:301。doi: 10.5194 / bg - 14 - 301 - 2017
[4]↑格雷戈里，D.，詹森，P.和斯特克文，K. 2012。保护和原位海洋环境中木质沉船的保存。j .崇拜。Herit。13: S139-48。doi: 10.1016 / j.culher.2012.03.005
［5］↑兰姆，J. B.，范德沃特，J. A.，伯恩，D. G.，阿尔蒂埃，C.，海因，M. Y.，佛罗伦萨，E. A.等。2017。海草生态系统减少了人类、鱼类和无脊椎动物对细菌病原体的接触。科学355:731-3。doi: 10.1126 / science.aal1956