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顧肖璇

廈門大學環境與生態學院博士生

  

各位老師，朋友們，大家好～我是廈門大學環境與生態學院的博士生顧肖璇。今天很榮幸能和大家一起來探索紅樹林的秘密。

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01 什么是紅樹林

首先我們來了解一下什么是紅樹林？紅樹林是生長在熱帶和亞熱帶地區，海岸潮間帶灘涂的木本植物群落。

 

 

這是就是美麗的紅樹林啦～由于漲潮時紅樹林被海水淹沒，僅樹冠露出水面，故被稱為“海上森林”；有時完全淹沒，只在退潮時露出，也被稱為“海底森林”。

 

漲潮的時候，紅樹林被淹沒在海里

 

低潮的時候，紅樹林又會從海水中露出來

 

紅樹林生態系統：指生產者（包括紅樹植物、半紅樹植物、紅樹林伴生植物及水體浮游植物）、消費者（魚類、底棲動物、浮游動物、鳥類、昆蟲）、分解者（微生物）和無機環境組成的系統。

 

全球紅樹植物分布圖

 

紅樹林大致分布在南、北回歸線之間；但由于溫暖洋流的影響，有時紅樹林也可分布到北緯32°和南緯44°。全球紅樹林的總面積約為138,000平方公里，僅占全球陸地面積的0.1% (Giri et al. 2010)。我們福建到福鼎是紅樹植物在我國自然分布的北緣，全球紅樹林的總面積約為138,000平方公里，僅占全球陸地面積的0.1% (Giri et al. 2010)。

全世界紅樹植物有71種，中國37種。其中，25種為真紅樹，12種為半紅樹。真紅樹通常指一些只能生活在海岸潮間帶的植物，半紅樹則既可以生活在潮間帶，又可以生活在陸地上。

一些真紅樹的種類

 

一些半紅樹種類

 

目前，中國有兩種外來紅樹植物，無瓣海桑和拉關木，存在一定入侵風險。互花米草的入侵就對我國濱海濕地造成了巨大的影響。

 

互花米草入侵紅樹林

 

02 紅樹植物的特殊機制

潮間帶環境惡劣，長期的周期性淹水和高鹽度對植物來說十分嚴酷。同時，缺氧、強酸性且質地較為粘稠的土壤也會對植物的生長帶來影響。另一方面，熱帶區域的強光、烈日以及高溫對紅樹植物生存來說都是一定的威脅。

為了適應這種復雜嚴酷的潮間帶環境，紅樹植物進化出了一套特殊的結構以抵御高鹽、厭氧的潮汐環境。例如和樹的根系結構（支柱根、呼吸根等）、皮孔、鹽腺、單寧、特殊的繁殖特性和傳播方式。

 

圖源：王文卿老師

 

在鹽生環境中，單寧可以提高植物的腐蝕和抗蟲能力。單寧暴露在空氣中，與氧氣結合會變成血紅色，這也是為什么紅樹林被稱為“紅”樹林的原因。

另外，值得注意的是，紅樹植物還有著特殊的繁殖方式：胎生機制。胎生，并不是動物獨有的，在紅樹植物中，就存在著顯胎生和隱胎生兩種

胎生苗

 

下圖是秋茄胚軸的發育過程。胚軸在母樹上發育的階段就不斷完善自身的一些生理和形態的特征，為從母樹上跌落至灘涂逆境做準備。

 

 圖源：《海口濕地：紅樹林篇》

 

紅樹植物中，根系也是非常特別的一類存在。

 

(a) 支柱根; (b)膝狀呼吸根; (c)指狀呼吸根; 

 

支柱根以紅樹植物為主，包括紅海欖、正紅樹等等。白骨壤屬(Avicennia)和海桑屬(Sonneratia)的種類中，背地性生長氣生假根能有效地在大氣和紅樹植物根系內部進行氣體交換。膝狀根主要以木欖屬為代表。遠看像一尊尊小菩薩，非常可愛。板狀根中，比較有代表性的是秋茄和銀葉樹。木果楝的根系為表面根。

切開紅樹植物的根系我們會發現，其中有豐富的通氣組織。皮層是它主要的氣體通道。

 

中國常見的幾種紅樹植物根系類型

 

紅樹植物的樹干、各種類型的呼吸根表面分布著各種各樣的皮孔。有著吸收氧氣和排出廢物的作用。他們就像一個個小鼻子在幫助紅樹植物根系被海水淹沒時仍然能進行呼吸作用。

 

皮孔

 

面對鹽生環境，紅樹植物也會采取一些特殊方式避免危害。

避鹽：植物通過某種方式將細胞內鹽分控制在傷害閾值之下，以避免鹽分過多對細胞傷害。

泌鹽：指通過莖、葉上專門的分泌鹽分的鹽腺(或鹽囊泡)將鹽分分泌到體外，減少或避免鹽分對植物的傷害。如，桐花樹、老鼠簕、白骨壤、檉柳、濱藜等。

鹽腺  圖源：林鵬老師《紅樹林生態系統》

 

葉片上白色的就是鹽腺分泌出來的鹽，結晶在葉片表面 

 圖源：《海口濕地：紅樹林篇》

稀鹽：是指植物通過吸收大量水分和加速生長，稀釋細胞內鹽分濃度，并將鹽分積累在莖葉的肉質化組織，維持體內鹽分濃度的恒定。如，堿蓬、假木賊屬、海桑等。

拒鹽：拒鹽植物通過根系，將吸收的水中的大部分鹽分“過濾”掉。秋茄、木欖、海蓮對鹽的“過濾”效果高達99%。

紅樹植物由于生活在潮間帶環境，因此種子的傳播方式也很特別，需要通過漂浮進行傳播。

 

海桑和無瓣海桑的果實漂浮

 

根據每個物種的特性，他們在潮間帶分布的位置也不盡相同。耐淹水和對鹽度的耐受性都會影響其在河口區以及潮間帶的分布。

 

 圖源：《海口濕地：紅樹林篇》

03 紅樹林的生態價值

接下來我們來了解一下紅樹林的生態特性。

 

 

近年來，藍碳概念的提出，使得紅樹林的碳匯能力再一次受到重視。紅樹林生態系統是濱海濕地藍碳（blue carbon）碳匯的主要貢獻者之一，其凈初級生產力與熱帶雨林相當，固碳量占全球熱帶森林固碳量的3% (Alongi, 2014)。紅樹林碳循環是地球碳循環中至關重要的環節，全球紅樹林總面積僅占全球陸地面積的0.1%，但其固定的碳占全球總固定量的5% (Bouillon et al., 2008)。高沉積速率和高生產力使紅樹林生態系統具有較強的固碳能力，成為陸地碳密度最高的生態系統之一 (Donato et al., 2011)。紅樹林等濱海濕地的固碳能力是內陸泥炭濕地的10倍，在固碳的同時不會增加溫室氣體的排放量，因此濱海濕地被認為是固碳效率最高的地區 (Laffoley and Grimsditch, 2009)。紅樹林生態系統能夠存儲大量的有機碳，有些地區的紅樹林泥炭甚至達到數米的深度 (McKee et al., 2007; Donato et al., 2011)。

紅樹林生態系統還以它豐富的生物多樣性為人們所熟知。鯊魚、鱷魚、老虎、彈涂魚、招潮蟹等等都可以在紅樹林里見到它們的身影。

 

圖源：林清賢老師

 圖源：林清賢老師

 

對人類來說，紅樹林還有著重要的生態效益。它可以幫助人們防風固堤，削減臺風、颶風、以及海嘯帶來的影響。

1996年9月，15號臺風正面襲擊廣西北海，林外裸灘的40余艘漁船在狂風巨浪中頃刻翻沉，22人遇難；林內潮溝的350多艘漁船因為有了紅樹林的屏障而安然無恙。2004年12月26日印度洋海嘯 ：近30余萬人員死亡和巨大財產損失。受災最嚴重的地區多均為紅樹林破壞嚴重或沒有紅樹林生長的海岸地區，海嘯對紅樹林后面的設施和居民生命的毀壞作用顯著降低。 

現在，紅樹林保護也得到了我國政府的高度重視。最后，希望大家都能懷著一顆感恩大自然，崇敬大自然的心態，和我一起了解紅樹林，走進紅樹林。

本文源自：公眾號 不懂實驗室