用一片叶片修复巨大的水下森林

巨型海藻在沿海水域形成大片森林。像树木一样，这些藻类可以从环境中吸收碳。因此，它们是有前途的气候变化战士

这是 我们系列 报道中的另一个，探讨了可以减缓气候变化、减少其影响或帮助社区应对快速变化的世界的新技术和行动。

新西兰惠灵顿的一间阴冷潮湿的实验室里，有一片海藻幼苗圃。这些幼苗是一些棕色的小点，大小与碎胡椒粒差不多。它们生长在岩石上，浸泡在充满鱼腥味和盐味的大盆海水中。水过滤器在背景中嗡嗡作响，幼苗在左右倾斜的盆中轻轻摇晃。翻斗将水波溅到它们身上。这个苗圃的设计模拟了海洋环境，旨在让幼苗为它们将来的家园——海洋做好准备。

人们对这些小家伙寄予厚望。

巨型海带，这些幼体将长成巨大的棕色大型藻类。与陆地上的树木非常相似，这种物种在深水中形成大片森林。它们高耸的茎状茎和长长的叶状叶片伸展开来，形成浓密的漂浮树冠。这些树冠提供了食物和“对许多海洋脊椎动物和无脊椎动物极为重要的巨大的三维栖息地”，克里斯托弗·康沃尔说。他是一位海洋植物学家，在惠灵顿维多利亚大学工作。

巨型海藻是其生态系统的支柱。它们在文化上也很重要。对于新西兰的原住民毛利人而言，海藻仍然是可持续的食物来源。过去，人们用一篮子干海藻来交换保存的鸟类。如今，聚会时会供应一碗碗海藻。毛利人还使用海藻制作袋子，用于保存和运输食物。制作这些传统袋子的技艺代代相传。

但气候变化使巨型海藻面临危险。它们的数量已经在减少。这就是海藻苗圃的作用所在。它位于国家水和大气研究所 (NIWA)，是Love Rimurimu项目的一部分。“Rimurimu”在毛利语中是海藻的意思。

Love Rimurimu 的目标是恢复新西兰首都惠灵顿沿海水域的巨型海藻。该团队与科学家一起寻找在实验室中培育海藻幼苗并将其种植在海上的方法。但他们也让社区参与监测海藻的健康状况。

就像海藻支撑着海洋生态系统一样，该项目为整个社区提供了支撑。这些“海藻”齐心协力，重建水下藻类森林。

有前途的气候变化战士

巨藻（Macrocystis pyrifera）是地球上生长最快的生物之一。它们每天可以长 50 厘米（20 英寸）。正如它们的名字所言，它们是巨型生物，可以长到50 米（160 英尺）高。这大约是足球场或足球场长度的一半。

巨大的体型和快速的生长使它们能够通过光合作用吸收大量的二氧化碳 (CO 2 )。研究人员估计，全世界的海藻每年可以封存或锁住多达1.73 亿公吨的二氧化碳。这几乎相当于纽约州的全部排放量！

需要进行更多研究来测量海藻吸收了多少二氧化碳，以及它们与陆地森林相比如何。但鉴于其惊人的生长速度和作为天然碳汇的能力，海藻有潜力帮助对抗气候变化。它们甚至可能有助于抵消一些有害影响。例如，海藻“可以使海水更碱性”，康沃尔说。“这可以保护一些生物免受海洋酸化的影响。”

但巨型海藻正在逐渐消亡。在新西兰北岛，惠灵顿是“该物种还存活的最后几个地方之一”，Siddharth Ravishankar 说。他是一名海洋水产养殖者。他是 Love Rimurimu 团队的一员。海藻数量的减少源于三重威胁。

首先是海洋变暖。海洋热浪会危害海藻。极端高温尤其会对巨型海藻造成压力。长时间的高温可能会杀死它们。

第二个危险是沉积物的涌入。沉积物可以是岩石、沙子和其他被冲入大海的物质。农业、海岸附近的建筑和其他人类活动会加剧侵蚀。气候变化导致的更猛烈的降雨和风暴也会加剧侵蚀。两者都会将更多的沉积物冲入大海。

当这些沉积物悬浮或旋转在沿海水域时，它们会削弱阳光的穿透力。科学家称之为“沿海黑暗化”。如果光照不足，海藻就无法以最高速率进行光合作用。这限制了它们的食物供应并阻碍了它们的生长。

海胆的过度捕捞是第三次打击。海胆会咬掉海藻根状锚的一块。拉维尚卡尔解释说，这会让其余部分脱离岩石并漂走。通常情况下，鱼类有助于控制海胆数量。但过度捕捞导致海胆数量上升。

康沃尔说，过度放牧使海藻森林变成荒地。它们留下的“没有肉质海藻，只有生长在岩石上的粉色藻类。”

压力重重的海藻

为了抵消这些负面影响，Love Rimurimu 团队正在加紧努力，将海藻森林重新带回海岸。在苗圃中成长的幼苗将被移植到海洋中。一旦这些小海藻从岩石中发芽，它们就会从大盆地移到公海。

研究小组首先在野外采集成年海藻。海藻叶片上有深色斑块，其中含有孢子。这些微小细胞有细小的细丝，可以游动和奔跑。一旦成熟，它们就会产生精子和卵子。

这些孢子的数量有“数千或数百万”，Yun Yi Kok 说道。她是 Love Rimurimu 团队的海洋生物学家，主要研究海带等大型藻类的早期生长。

科克将海藻块切成小块，然后用纸巾擦干。之后，她将它们再次浸入海水罐中。这是故意让海藻受压。

这种压力促使植物将孢子释放到水中。科克将“孢子汤”移到培养皿中。一些孢子被储存在红光下，以阻止它们进一步发育。它们可以留待将来再生。其他孢子会成熟。雄性孢子会释放精子，使雌性卵子受精，从而产生幼海藻。

拉维尚卡在实验室里培育这些幼苗。他把它们种在岩石上，让它们附着。这种技术被称为“绿色砾石”。

一旦海带叶片长到至少两厘米（或四分之三英寸）高，它们就会被种植到海里。

NIWA 的海藻苗圃里有大约 350 块岩石，每块岩石上都附着大约 50 片海藻叶片。在将它们带到海里之前，研究人员会将叶片分开，并用绳子将它们分别绑在岩石上。这会增加每片幼苗的存活几率。

“如果一块岩石上生长着太多个体，最终其中一些会胜过其他个体，”拉维尚卡尔解释道。在种植过程中，幼体岩石会被塞进海底的裂缝和缝隙中。随着海藻叶片的生长，它们会将自己固定在下面的珊瑚礁上。

打击水下森林砍伐

绿砾石技术已在其他地方进行试验。澳大利亚、欧洲、北美和南美各地的项目都在使用这项技术让海藻森林恢复生机。

例如在挪威，在一小片退化的珊瑚礁中，含有海带的岩石生长良好。在葡萄牙海岸和墨西哥下加利福尼亚地区，人们开始试验金海带（Laminaria ochroleuca） 。

这种方法在水流强或浪高的地方效果不佳。加州大学欧文分校的一个团队从惨痛的经历中吸取了教训。一场风暴卷走了他们用来养育巨型海藻幼苗的所有岩石。

2022 年，Love Rimurimu 团队在惠灵顿马汉加湾的一个试点种植了巨型海藻。两厘米（0.8 英寸）的海藻幼苗在六个月内成功长成两米（6.6 英尺）的海藻幼苗。不过，今年团队采集的巨型海藻孢子数量较少，质量较低。它们在实验室中生长缓慢。

拉维尚卡尔说，在良好的条件下，叶片只需七天就能长出来。“今年，花了几个月的时间。”

这推迟了科学家们将海藻移到海里的速度。该团队原计划在新西兰的冬季七月和八月进行这项工作。但他们在春天，也就是九月初种植了它们。

加州大学欧文分校的研究团队发现，沿海条件也会影响水下森林再生的成功率。科克和拉维尚卡都怀疑，气温升高可能是部分原因。

和世界上大部分海洋一样，惠灵顿的海水今年早些时候的温度高于正常水平。也许海藻“在夏季因热浪而承受了太大的压力”，Kok 说。“海洋变暖会影响它们的生长和孢子的质量。”

些长期气候变化影响正是惠灵顿维多利亚大学的科学家正在研究的课题。Love Rimurimu 的这些合作伙伴希望了解沉积、热浪和海洋酸化如何影响海藻的生长。

在大学的海岸生态实验室，康沃尔和他的学生将巨型海藻暴露在高温下以模拟热浪。他们正在测试热浪持续时间、强度、频率和速度的影响。然后他们评估藻类对这些条件的适应能力。

这些研究仍在进行中。但到目前为止，看起来持续更长时间的热浪对海藻造成的危害更大。

“我们想知道这些巨型海藻会受到怎样的影响，”康沃尔说。有些海藻可能比其他海藻存活得更好。这些海藻可能是“我们可以在未来挑选和选择性繁殖的个体”。例如，能够忍受较高温度和低光照的海藻可能有助于巩固更顽强的水下森林。

社区“海藻者”

就像它试图拯救的海藻一样，Love Rimurimu 正在建立一个生态社区——一个包括人类的社区。Love Rimurimu 项目的负责人 Zoe Studd 说，修复项目不仅仅是科学，还需要以人为核心。人是“推动社会变革以改善环境或采取行动的动力”。

这个毛利部落是惠灵顿土地和海岸的传统守护者。Lee Rauhina-August 代表该部落，并担任 Love Rimurimu 的毛利顾问。

科学家们与她和部落商讨了可能具有重要文化意义的修复地点。这些地点可能有传统名称，表明那里海鲜丰富。或者，它们可能是部落祖先最喜欢的渔场。Love Rimurimu 还与 Rauhina-August 和部落合作，考虑种植海藻的传统方法。例如，毛利人使用阴历来指导他们何时捕鱼或种植。

为了寻求帮助，Love Rimurimu 向其“海藻”求助。这些经过培训的志愿潜水员追踪种植的巨型海藻的生长和健康状况。最初的“海藻”是来自 Love Rimurimu 合作学校的孩子和青少年。该项目的早期阶段专注于海洋研究。为期一年的课程向学生讲授海藻知识。在这里，他们学会了如何识别不同的物种、它们的重要性以及对它们生存的威胁。

重点关注海藻森林是有意为之。Love Rimurimu 团队认为，海藻应该像鱼类和其他海洋生物一样受到重视。“我们通常会关注生活在森林中的生物，”Studd 说。在这里，她指出，“我们想把注意力放在森林本身上。”

每年一次的海洋研究项目今天仍在继续。学生们参与了一系列任务。他们绘制了修复地点的地图，并将其呈现给塔拉纳基 Whānui。他们编织了Harakeke篮子，用于将海藻幼苗从实验室运送到种植地点。Harakeke 是新西兰本土的亚麻植物，对毛利人来说具有重要的文化意义。学生们学习如何监测种植的海藻。他们甚至可以参加浮潜旅行来采集海藻，并参加烹饪课程，将收获的海藻变成食物。

斯塔德承认，有时候这是“冰冷、黏糊糊的工作”。但孩子们玩得很开心，并积极参与海藻修复工作。

“学生是这次旅程的核心，”她补充道。“我们希望这些年轻人毕业后会考虑从事什么职业，海洋科学就是其中之一。也许他们中的一些人会在适当的时候在实验室里帮助我们。”

在科学家、儿童、青少年和社区的共同努力下，这里的海藻恢复前景光明。