海洋“綠肺”中有“殺手”？海草床里的微塑料“幽靈”

出品：科普中國

作者：元媛（中國科學(xué)院海洋研究所與青島科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生）

監(jiān)制：中國科普博覽

2022年，發(fā)表在《國際環(huán)境》期刊上的一項(xiàng)研究顯示，人體血液內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)微塑料。不僅如此，研究人員還表示塑料或已遍布人體的各個(gè)器官，這一現(xiàn)象引發(fā)了公眾關(guān)注。近年來，越來越多的研究表明微塑料通過海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入食物鏈，最終在人體內(nèi)被檢測到，揭示了其在環(huán)境和生物體間的遷移路徑。

研究顯示人體血液內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)微塑料

（圖片來源：sciencedirect截圖）

作為海洋生態(tài)系統(tǒng)中的“綠肺”，海草床在維持生物多樣性、碳固定和岸線穩(wěn)定方面起著至關(guān)重要的作用。

然而，由于微塑料（指直徑小于5 mm的塑料顆粒）難以降解且易于擴(kuò)散，正在對(duì)海草床生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，隨著人類活動(dòng)的加劇，這一新型污染物已成為海草床生態(tài)系統(tǒng)中不可忽視的生態(tài)危機(jī)，嚴(yán)重威脅其健康和可持續(xù)發(fā)展。

海洋被微塑料污染

（圖片來源：搜狐網(wǎng)）

海草床生態(tài)系統(tǒng)被微塑料污染

（圖片來源：AI模型）

海草床是海洋生態(tài)的守護(hù)者

海草床為什么被稱為海洋生態(tài)的守護(hù)者呢？

海草床在海洋生態(tài)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，其生態(tài)功能廣泛且深遠(yuǎn)。海草床是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，為眾多海洋動(dòng)物提供棲息地和食物來源。

小型底棲生物、大型魚類及海龜?shù)榷家蕾嚭２荽惨捠澈蜅ⅰ：２菁捌浞纸猱a(chǎn)物，如腐屑，是綠海龜、儒艮和海牛等食草動(dòng)物的主要食物。此外，海草床為魚類和無脊椎動(dòng)物提供繁殖庇護(hù)和豐富營養(yǎng)。

水下海草

（圖片來源：veer圖庫）

海草床還通過葉片吸附懸浮顆粒，減少水體渾濁度，其根系可固定沉積物，防止泥沙再懸浮，保持水質(zhì)穩(wěn)定。海草通過吸收水中的氮、磷等營養(yǎng)鹽，避免藻類暴發(fā)，維護(hù)生態(tài)平衡。同時(shí)，海草床能減緩波浪沖擊，保護(hù)沿海地區(qū)，降低侵蝕風(fēng)險(xiǎn)。

更重要的是，海草在全球碳循環(huán)中吸收二氧化碳，形成“藍(lán)碳”儲(chǔ)存庫，長期封存碳元素，有效減緩全球變暖。因此，海草床在保護(hù)海洋健康與生態(tài)平衡方面至關(guān)重要。

海草床：海洋動(dòng)物的棲息地

（圖片來源：IF diving）

海草床是微塑料污染的載體

海草通常生長在潮間帶或潮下帶淺水區(qū)，這些區(qū)域經(jīng)常受到人類活動(dòng)的影響，同時(shí)也會(huì)有大量來自陸地的微塑料輸入。在受到人類活動(dòng)影響的海草床中，微塑料污染的現(xiàn)狀究竟如何呢？讓我們一起來看一下：

海草葉片是微塑料在海草床生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)重要的“匯”。由于海草葉片上的附生細(xì)菌在生長、繁殖和代謝過程中會(huì)分泌的黏性物質(zhì)，就導(dǎo)致微塑料會(huì)在海草葉片上黏附存在。根據(jù)Katherine L. Jones等人在《海洋污染公報(bào)》上發(fā)表的研究表明，在鹿尼斯灣區(qū)域的海草葉片上檢測到的微塑料平均數(shù)量為4.25±0.59個(gè)（n=60），主要形態(tài)為纖維、薄片和碎片，顏色以白色為主；Hayley Goss等人也在《海洋污染公報(bào)》上發(fā)表了研究，稱在伯利茲圖爾內(nèi)夫環(huán)礁海洋保護(hù)區(qū)的泰來草草床中，發(fā)現(xiàn)有75 %的葉片上存在微塑料。

沉積物也是微塑料在海草床生態(tài)系統(tǒng)中另一個(gè)重要的“匯”。Lingchao Zhao等人在《環(huán)境污染》上的研究顯示，在山東地區(qū)的匯泉灣、桑溝灣、雙島灣、長島鰻草草床沉積物中，微塑料豐度分別為440±39.2 items/kg、208±33.3 items/kg、238±31.2 items/kg、159±17.9 items/kg，比海草裸斑區(qū)的豐度分別高出30.2 %、47.5 %、102.0 %、67.3 %。

此外，由于海草能夠吸收溶解的營養(yǎng)物質(zhì)和微粒，它們也可能成為微塑料的載體。同時(shí)，在海草床生態(tài)系統(tǒng)中常見的棲息生物，如海參、沙錢等體內(nèi)，也已發(fā)現(xiàn)微塑料的存在，其形態(tài)主要為纖維，顏色以黑色和藍(lán)色為主。

然而，與沉積物和海草葉片上的微塑料相比，生物體內(nèi)的微塑料平均尺寸較小。因此，微塑料不僅在海草和沉積物中普遍存在，而且通過食物鏈積累，對(duì)海草床生態(tài)系統(tǒng)的健康和生物多樣性構(gòu)成潛在威脅。

海草床生態(tài)系統(tǒng)中生物區(qū)系與微塑料之間的潛在關(guān)系

（圖片來源：參考文獻(xiàn)6）

海草床中微塑料的三大來源

海草床中微塑料的來源主要有陸地來源、海洋來源和大氣來源三種。

陸地來源包括市政污水處理廠的污水排放、城市徑流及農(nóng)業(yè)徑流等。例如，生活中使用的護(hù)膚品、洗滌劑等產(chǎn)品中的微塑料成分由于顆粒小，難以在污水處理過程中被去除，從而會(huì)隨著污水的排放進(jìn)入海洋，進(jìn)一步輸入到海草床生態(tài)系統(tǒng)中。此外，人類在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中使用的塑料覆蓋膜和農(nóng)藥也會(huì)產(chǎn)生微塑料，這些微塑料在雨水沖刷時(shí)會(huì)通過徑流進(jìn)入海草床。

廢水瀑布

（圖片來源：veer圖庫）

海洋來源主要是人為活動(dòng)引起的。例如，近海養(yǎng)殖過程中漂浮裝置的老化、破損及飼料袋等垃圾的丟棄；船只在航行和捕魚過程中丟棄的塑料垃圾，如塑料瓶、破損的漁網(wǎng)和繩索等；這些丟棄在海洋中的塑料垃圾，在陽光和波浪的作用下逐漸分解成微塑料，積聚在海草床中。

漁網(wǎng)

（圖片來源：veer圖庫）

大氣來源則通過顆粒沉降、降雨事件和氣溶膠吸附等方式發(fā)生。例如，塑料制品在分解、磨損或其他機(jī)械作用下形成的微塑料顆粒會(huì)被風(fēng)帶到空中，其中粒徑較大的微塑料顆?？赡軙?huì)直接沉降到海水中，粒徑較小的微塑料顆粒可能被云層捕獲，通過降雨降落至海面，還有一些微塑料會(huì)形成大氣氣溶膠，隨風(fēng)遠(yuǎn)距離傳播到海面上，最終，這些途徑都會(huì)使微塑料沉積到海草床生態(tài)系統(tǒng)中。

總之，陸地、海洋和大氣的多種來源共同促進(jìn)了微塑料向海草床生態(tài)系統(tǒng)的輸入和沉積。這些微塑料不僅對(duì)海草床生物體的健康產(chǎn)生潛在威脅，還可能進(jìn)一步影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。為有效保護(hù)海草床生態(tài)系統(tǒng)，亟需加強(qiáng)對(duì)微塑料污染源的管理，采取有效措施減少微塑料的產(chǎn)生和排放，同時(shí)推動(dòng)微塑料在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、富集和生態(tài)效應(yīng)的深入研究。

海草床中微塑料的來源

（來源：參考文獻(xiàn)3）

微塑料正在成為海底“隱形殺手”

作為一種持久性污染物，微塑料不僅會(huì)影響海草的生長和發(fā)育，還可能攜帶并釋放有害物質(zhì)，對(duì)海草及其生態(tài)系統(tǒng)施加化學(xué)和生物雙重壓力。這些影響不僅會(huì)削弱海草床的生態(tài)功能，還可能通過食物鏈影響更廣泛的海洋生物群落和人類健康。

第一，微塑料會(huì)影響海草床的健康生長。

微塑料對(duì)海草床的健康生長產(chǎn)生了顯著影響。研究表明，這些微小顆?？赡軐?duì)海草的葉片和根系造成物理損傷，進(jìn)而影響其正常生理功能。微塑料在海草葉片表面的附著阻礙了光的透過，干擾了光合作用，從而導(dǎo)致海草生長受限，甚至死亡。

在不同濃度下的實(shí)驗(yàn)中，低濃度（如10和50 mg/L）的微塑料對(duì)海草及附生植物的光合作用影響較小，顯示出一定的適應(yīng)性。

然而，當(dāng)微塑料濃度達(dá)到100 mg/L及以上時(shí)，光合活性顯著下降，可能與微塑料的有毒滲濾液及其對(duì)重金屬的吸附作用有關(guān)。同時(shí)，高濃度下的暗呼吸速率也顯著降低，表明微塑料可能通過影響海草的代謝過程抑制其能量轉(zhuǎn)化能力，進(jìn)而對(duì)長期生長和健康產(chǎn)生負(fù)面影響。

盡管海草在一定程度上表現(xiàn)出適應(yīng)性，但在極高濃度下的潛在負(fù)面效應(yīng)不容忽視，特別是微塑料的累積可能對(duì)依賴海草的食草動(dòng)物及整個(gè)食物鏈產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，最終影響漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

第二，微塑料會(huì)影響海草床的生物地球化學(xué)循環(huán)。

大氣中的塑料顆粒沉降入海洋后，會(huì)影響海草床生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)鹽（如氮、磷）等微量元素的含量，改變海草床生態(tài)系統(tǒng)的氮、磷循環(huán)路徑和速率。這種情況可能影響海草床的群落結(jié)構(gòu)和初級(jí)生產(chǎn)過程，也可能影響海草床生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣中二氧化碳的吸收和碳的埋藏能力。

隨著海草床生態(tài)系統(tǒng)的退化，其為海洋提供的碳固定與儲(chǔ)存能力也將受到削弱，進(jìn)而影響全球碳循環(huán)，減少海洋在應(yīng)對(duì)氣候變化中的作用。

第三，微塑料會(huì)影響海草床的生態(tài)平衡。

當(dāng)微塑料吸附水中的有害物質(zhì)（如重金屬和持久性有機(jī)污染物）并與海草相互作用時(shí)，或者沉積在海草床周圍，海草葉片會(huì)積累微塑料，這可能導(dǎo)致有害物質(zhì)的積累。

實(shí)驗(yàn)顯示，高濃度的塑料污染顯著降低了海草碎屑的分解速率，進(jìn)而影響營養(yǎng)物質(zhì)的釋放，對(duì)海草的營養(yǎng)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。在速率減緩的同時(shí)，逐漸積累的微塑料更容易被底棲生物攝食，從而通過食物鏈傳遞到更高的營養(yǎng)級(jí)，影響整個(gè)海草床生態(tài)系統(tǒng)的健康，最終破壞海草床的生態(tài)平衡。

此外，微塑料還可能作為外來物種或病原體的載體，借助洋流或其他環(huán)境因素傳播至海草床。這些外來物種或病原體可能破壞海草床的原生生態(tài)平衡，侵占本地物種的棲息地，導(dǎo)致海洋生物多樣性的下降。

海草有自己的“天然盾牌”

不過，在微塑料污染之下，海草并非是束手待斃的，它還有一種自我防護(hù)機(jī)制。

首先是生物膜的形成，海草葉片表面可形成生物膜，這些膜中包含細(xì)菌及其他微生物群落，它們通過競爭吸附、降解微塑料或改變微塑料的物理化學(xué)特性，從而減緩微塑料的附著和影響。

其次，海草通過調(diào)節(jié)光合作用效率來適應(yīng)環(huán)境變化，包括應(yīng)對(duì)潛在的微塑料污染等。一些研究表明，在微塑料污染的壓力下，海草可能通過調(diào)整光合作用路徑來減輕潛在的損害。

最后，海草根系通過固結(jié)沉積物，減少水體中的懸浮微塑料，從而降低其對(duì)海草及其他生物的接觸風(fēng)險(xiǎn)。

海草捕獲微塑料碎片

（圖片來源：參考文獻(xiàn)8）

應(yīng)對(duì)微塑料污染，共創(chuàng)健康海洋

海草床是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有重要的生態(tài)服務(wù)功能。由于海草床中的微塑料濃度較高，我們必須采取措施減少塑料污染，加強(qiáng)其保護(hù)與修復(fù)，維護(hù)海洋健康與可持續(xù)發(fā)展。

讓我們從自身做起，共同守護(hù)海草床，為后代留下美麗健康的海洋！

保護(hù)海草床宣傳標(biāo)語

（圖片來源：作者自制）

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