海洋生态平衡的打破,一般来自两方面的原因:一是自然本身的变化,如自然灾害。二是来自人类的活动,一类是不合理的、超强度的开发利用海洋生物资源,例如近海区域的渔业滥捕,使海洋渔业资源严重衰退;另一类是海洋环境空间不适当地利用,致使海域污染的发生和生态环境的恶化,例如对沿海湿地的围垦必然改变海岸形态,降低海岸线的曲折度,危及红树林等生物资源,造成对海洋生态环境的破坏。海洋生物多样性的减少,是人类生存条件和生存环境恶化的一个信号,这一趋势目前还在加速发展的过程中,其影响固然直接危及当代人的利益,但更为主要的是对后代人未来持续发展的积累性后果。因此,只有加强海洋生态环境的保护,才能真正实现海洋资源的可持续利用。
海洋植物与生态环境的持续性体现在海洋生态过程的可持续与海洋资源的可持续利用两个方面。海洋生态过程的可持续是建立在海洋生态系统的完整性基础之上的,即海洋生态系统的构造完整和功能的齐全。只有维持生态构造的完整性,才能保证海洋生态系统动态过程的正常进行,使海洋生态系统保持平衡。海洋生态过程的可持续是海洋资源可持续利用的基础。但人类对海洋资源的强大需求与有限供给之间的矛盾、海洋资源的多用途引发的不同行业之间的竞争以及人类利用海洋资源的观念、方式和方法,都直接关系到海洋资源的可持续利用。为此,一方面要正确解决资源质量、可利用量及其潜在影响之间的关系;另一方面在利用资源的同时更要注意保护资源种群多样性、资源遗传基因多样性;另外还要在不影响海洋生态系统完整性的前提下整合资源方式,减少资源利用中的冲突和矛盾,提高资源的产出率。
海洋植物与生态环境的协调性首先是海洋资源的利用应与海洋自然生态系统的健康发展保持协调与和谐。
表现为经济发展与环境之间的协调;长远利益与短期利益的协调;陆地系统与海洋系统以及各种利益之间的协调。只有协调处理好各种关系,才能维护海洋生态系统的健康,保证海洋资源的可持续利用。
海洋植物与生态环境的公平性是当代人之间与世代人之间对海洋环境资源选择机会的公平性。当代人之间的公平性要求任何一种海洋开发活动不应带来或造成环境资源破坏,即在同一区域内一些人的生产、流通、消费等活动在资源环境方面,对没有参与这些活动的人所产生的有害影响;在不同区域之间,则是一个区域的生产、消费以及与其他区域的交往等活动在环境资源方面,对其他区域的环境资源产生削弱或危害。世代的公平性要求当代人对海洋资源的开发利用,不应对后代人对海洋资源和环境的利用造成不良影响。
海洋植物资源的开发与应用
海洋植物与生态环境
绚丽多彩的海底世界,不仅生活着数以万计的各种鱼类动物,还生长着各类茂盛的海洋植物呢?这些形形色色的植物,宛如海底花园一般。
由于海洋环境要比陆地上复杂得多,因此,一般的海洋生物要比陆地生物的繁殖力强,它们的求偶方式、繁殖、生殖方式,都非常巧妙。即使是这样,在众多的海洋生物群落中,也只有少数强壮的在适应了其生存环境之后才存活下来。这是因为,在海洋里,由于光线、压力、盐度、海流、潮汐、波浪、营养盐以及地质等条件的不同,形成了千差万别的生存环境。
在各种环境中,不管是什么样的生物,只要它活下来,即它对周围环境产生了惊人的适应能力。当然,这种适应能力不是无限的,当环境由于外来因素发生突然变化时,超过其生物的生理允许限度,这些生物不逃亡,便会死亡。
从另一个方面看,在众多的海洋生物群体之间,也有一个相互间适应的生存需要。这种互为依存的生存需要,是在食物链关系下生存的。这种关系经历了漫长的演变和进化过程,形成了相对稳定的结构,保护着生态平衡状态。
在不同的海洋环境中,有着完全不同类型的生态系。
例如,在潮间带有各种生物组成的潮间带生态系统。这一个个生态系在它们适应了自身的生活环境之后组织起来,这就是整个海洋的生态系。
海洋生态学是研究海洋生物与海洋环境间相互关系的科学,它是生态学的一个分支,也是海洋生物学的主要组成部分。
通过研究海洋生物在海洋环境中的繁殖、生长、分布和数量变化,以及生物与环境相互作用,阐明生物海洋学的规律,为海洋生物资源的开发、利用、管理和增养殖,保护海洋环境和生态平衡等,提供科学依据。
海水的性质决定了海洋植物的生长和特点,而它在海洋中的每个角落是不一样的。其水平变化要比垂直变化速度快得多。
这一特点决定了浮游生物和底栖生物的生活环境。
海水很快吸附了太阳辐射的光和热,由于海水中含有各种悬浮物质和浮游植物,阳光在开阔的海洋中辐射人海水的深度大于数百米,而在混浊的沿岸水域中,辐射深度只有数十米。在光层下面一直到数千米的海底则漆黑的一片。海水也是随着深度的增加而温度变低的。
在海洋环境中,存在着各种各样的海洋植物群落。
除了浮游植物群落以外,有珊瑚礁群落、海草群落、红树林群落、盐沼植物群落和石生植物群落。这些群落以潮间带和潮下带藻类分布区的生产力较高,甚至可高于陆生热带雨林群落和陆地沼泽。
藻类植物与人类生活
人类利用藻类作为食品,不但有悠久的历史,而且食用的种类和方法之多,也是数不胜数。据初步统计,仅在我国所产的大型食用藻类至少有50~60种,经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类,如礁膜、石莼、海带、裙带菜、紫菜、石花菜等。商品食用淡水藻类有地木耳和发菜。我国云南景洪地区傣族同胞食用和出口缅甸等国的“岛”和“解”就是用淡水藻类中的水绵和刚毛藻加工制成的。由于单细胞藻类中含有丰富的营养物质,又有繁殖快,产量高的特点,大面积培养单细胞藻类作为人类食用或家畜的精饲料,也早已引起人们的重视,而且有的(如小球藻、栅藻)已在国内外推广利用。
藻类对于医学和农业也有很密切的关系。有的直接作为药用,例如褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜等,都有防治甲状腺肿大的功效。红藻中的鹧鸪菜和海人草可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用,例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料;甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能,琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外,还可用来作为制造药膏的药基,包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。土壤藻类不但可以积累有机物质,刺激土壤微生物的活动,增加土壤中的含氧量,防止无机盐的流失,减少土壤的侵蚀,其中有些蓝藻还能固定空气中游离的氮素,在提高土壤肥力中起重要作用。此外,藻类是鱼类食物链的基础,鱼类的天然饵料,一般都直接或间接的来自浮游藻类,所以在淡水鱼类养殖中,多通过施肥,繁殖藻类,为鱼类提供饵料。但是,当浮游藻类大量繁殖发生水花的时候,由于水中缺氧或产生有毒物质,也往往引起鱼类大量死亡。
以藻类为原料所制成的产品,特别是藻胶酸盐,已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖,和淀粉一起制成包糖用的糯米纸,制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软,加入果子露中,可制成冷冻果汁;制鱼、肉罐头时加入琼胶,可以保持鱼、肉的原形,不致在运输中散开;在日本和欧美各国,还用琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂。在建筑业中,藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外,还可以制成格子板和油毡的代用品。在纺织工业中,可用藻类植物约有3万种,主要分布于淡水或海水中。植物体型多样,有单细胞、群体(由许多单细胞聚集而成,细胞没有紧密的生理联系)、多细胞的丝状体及叶状体。高等的藻类已有简单的组织分化。植物体(简称藻体)大小差别很大,小的只有几微米,必须在显微镜下才能看到;较大的肉眼可见,最大的体长可达100米以上。
藻类植物一般都具有进行光合作用的色素,能利用光能把无机物合成有机物;供自身需要,是能独立生活的一类自养原植体植物。藻类植物体在形态上是千差万别的,小的只有几微米,必须在显微镜下才能见到;体形较大的肉眼可见;最大的体长可达60米以上,藻体结构也比较复杂,分化为多种组织,如生长于太平洋中的巨藻。尽管藻体有大的、小的、简单的、复杂的区别,但是,它们基本上是没有根、茎、叶分化的原植体植物。
生殖器官多数是单细胞,虽然有些高等藻类的生殖器官是多细胞的,但生殖器官中的每个细胞都直接参加生殖作用;形成袍子或配子,其外围也无不孕细胞层包围。
藻类植物的合子不发育成多细胞的胚。有少数低等藻类是异养的或暂时是异养的,这可根据它们的细胞构造和贮藏的营养物质,与异养原植体植物——真菌分开。
藻类在自然界中几乎到处都有分布,主要是生长在水中(淡水或海水)。但在潮湿的岩石上、墙壁和树干上、土壤,养面和下层,也都有它们的分布。在水中生活的藻类,有的浮游于水中,也有的固着于水中岩石上或附着于其他植物体上。藻类植物对环境条件要求不高,适应环境能力强,可以在营养贫乏、光照强度微弱的环境中生长。在地震、火山爆发、洪水泛滥后形成的新鲜无机质上,它们是最先的居住者,是新生活区的先锋植物之一,有些海藻可以在100米深的海底生活,有些藻类能在零下数十摄氏度的南北极或终年积雪的高山上生活,有些蓝藻能在高达85℃的温泉中生活,有的藻类能与真菌共生,形成共生复合体(如地衣)。
藻类还可用以修饰布料,浆丝等,如我国广东产的香云纱就是用海萝胶作浆料制成的。硅藻上在工业中的用途也很广,例如加入硝酸甘油后,可以防止爆炸,可作为制造耐火砖、滤器、牙粉的原料。
随着对藻类认识的日益深入,利用的范围也不断扩大,从现在初步的研究成果来看,可以预料,藻类在解决人类目前普遍存在的粮食缺乏,能源危机和环境污染等问题中,将发挥重要作用。
开发与应用
海底生长着多种野生植物,其中产量较高的有海藻、海带草、海青菜、海更菜、紫菜、海谷菜等。而海藻是海洋中分布最广的生物,从微小的单细胞生物到长达数十米的巨藻,种类繁多。世界海洋中的海藻类植物约10000多种。有绿藻门、褐藻门、蓝藻门、红藻门等11门。在这些藻体内含有丰富的海藻多糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质以及具有特出功能的生理活性物质,是提供食品、饲料和药物的原料库。按藻类形态可分为大型海藻和微藻两类。目前,人们主要对大型海藻加以综合利用,如褐藻中的海带、裙带菜、巨藻、绿藻中的苔条、石莼;红藻中的紫菜、石花菜、伊菇草等,这仅是海藻资源的很少一部分,而蕴藏量巨大的微藻,是多种生理活性物质取之不尽的原料库。用海洋植物作畜禽动物饲料的研究和应用始于本世纪50年代,我国至今尚未形成相应的海洋植物饲料加工业。
海洋植物营养丰富,含有多种生物活性物质,具有增强机体免疫力、抗病、抗病毒、促进生长等生物活性。
栽培海洋植物可以改善生态环境,保护水生生物资源。
因此,开发海洋植物饲料,促进畜牧业发展正日趋受到广泛重视。