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顾肖璇

永乐高YLG9999环境与生态学院博士生

  

各位老师，朋友们，大家好～我是永乐高YLG9999环境与生态学院的博士生顾肖璇。今天很荣幸能和大家一起来探索红树林的秘密。

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01 什么是红树林

首先我们来了解一下什么是红树林？红树林是生长在热带和亚热带地区，海岸潮间带滩涂的木本植物群落。

 

 

这是就是美丽的红树林啦～由于涨潮时红树林被海水淹没，仅树冠露出水面，故被称为“海上森林”；有时完全淹没，只在退潮时露出，也被称为“海底森林”。

 

涨潮的时候，红树林被淹没在海里

 

低潮的时候，红树林又会从海水中露出来

 

红树林生态系统：指生产者（包括红树植物、半红树植物、红树林伴生植物及水体浮游植物）、消费者（鱼类、底栖动物、浮游动物、鸟类、昆虫）、分解者（微生物）和无机环境组成的系统。

 

全球红树植物分布图

 

红树林大致分布在南、北回归线之间；但由于温暖洋流的影响，有时红树林也可分布到北纬32°和南纬44°。全球红树林的总面积约为138,000平方公里，仅占全球陆地面积的0.1% (Giri et al. 2010)。我们福建到福鼎是红树植物在我国自然分布的北缘，全球红树林的总面积约为138,000平方公里，仅占全球陆地面积的0.1% (Giri et al. 2010)。

全世界红树植物有71种，中国37种。其中，25种为真红树，12种为半红树。真红树通常指一些只能生活在海岸潮间带的植物，半红树则既可以生活在潮间带，又可以生活在陆地上。

一些真红树的种类

 

一些半红树种类

 

目前，中国有两种外来红树植物，无瓣海桑和拉关木，存在一定入侵风险。互花米草的入侵就对我国滨海湿地造成了巨大的影响。

 

互花米草入侵红树林

 

02 红树植物的特殊机制

潮间带环境恶劣，长期的周期性淹水和高盐度对植物来说十分严酷。同时，缺氧、强酸性且质地较为粘稠的土壤也会对植物的生长带来影响。另一方面，热带区域的强光、烈日以及高温对红树植物生存来说都是一定的威胁。

为了适应这种复杂严酷的潮间带环境，红树植物进化出了一套特殊的结构以抵御高盐、厌氧的潮汐环境。例如和树的根系结构（支柱根、呼吸根等）、皮孔、盐腺、单宁、特殊的繁殖特性和传播方式。

 

图源：王文卿老师

 

在盐生环境中，单宁可以提高植物的腐蚀和抗虫能力。单宁暴露在空气中，与氧气结合会变成血红色，这也是为什么红树林被称为“红”树林的原因。

另外，值得注意的是，红树植物还有着特殊的繁殖方式：胎生机制。胎生，并不是动物独有的，在红树植物中，就存在着显胎生和隐胎生两种

胎生苗

 

下图是秋茄胚轴的发育过程。胚轴在母树上发育的阶段就不断完善自身的一些生理和形态的特征，为从母树上跌落至滩涂逆境做准备。

 

 图源：《海口湿地：红树林篇》

 

红树植物中，根系也是非常特别的一类存在。

 

(a) 支柱根; (b)膝状呼吸根; (c)指状呼吸根; 

 

支柱根以红树植物为主，包括红海榄、正红树等等。白骨壤属(Avicennia)和海桑属(Sonneratia)的种类中，背地性生长气生假根能有效地在大气和红树植物根系内部进行气体交换。膝状根主要以木榄属为代表。远看像一尊尊小菩萨，非常可爱。板状根中，比较有代表性的是秋茄和银叶树。木果楝的根系为表面根。

切开红树植物的根系我们会发现，其中有丰富的通气组织。皮层是它主要的气体通道。

 

中国常见的几种红树植物根系类型

 

红树植物的树干、各种类型的呼吸根表面分布着各种各样的皮孔。有着吸收氧气和排出废物的作用。他们就像一个个小鼻子在帮助红树植物根系被海水淹没时仍然能进行呼吸作用。

 

皮孔

 

面对盐生环境，红树植物也会采取一些特殊方式避免危害。

避盐：植物通过某种方式将细胞内盐分控制在伤害阈值之下，以避免盐分过多对细胞伤害。

泌盐：指通过茎、叶上专门的分泌盐分的盐腺(或盐囊泡)将盐分分泌到体外，减少或避免盐分对植物的伤害。如，桐花树、老鼠簕、白骨壤、柽柳、滨藜等。

盐腺  图源：林鹏老师《红树林生态系统》

 

叶片上白色的就是盐腺分泌出来的盐，结晶在叶片表面 

 图源：《海口湿地：红树林篇》

稀盐：是指植物通过吸收大量水分和加速生长，稀释细胞内盐分浓度，并将盐分积累在茎叶的肉质化组织，维持体内盐分浓度的恒定。如，碱蓬、假木贼属、海桑等。

拒盐：拒盐植物通过根系，将吸收的水中的大部分盐分“过滤”掉。秋茄、木榄、海莲对盐的“过滤”效果高达99%。

红树植物由于生活在潮间带环境，因此种子的传播方式也很特别，需要通过漂浮进行传播。

 

海桑和无瓣海桑的果实漂浮

 

根据每个物种的特性，他们在潮间带分布的位置也不尽相同。耐淹水和对盐度的耐受性都会影响其在河口区以及潮间带的分布。

 

 图源：《海口湿地：红树林篇》

03 红树林的生态价值

接下来我们来了解一下红树林的生态特性。

 

 

近年来，蓝碳概念的提出，使得红树林的碳汇能力再一次受到重视。红树林生态系统是滨海湿地蓝碳（blue carbon）碳汇的主要贡献者之一，其净初级生产力与热带雨林相当，固碳量占全球热带森林固碳量的3% (Alongi, 2014)。红树林碳循环是地球碳循环中至关重要的环节，全球红树林总面积仅占全球陆地面积的0.1%，但其固定的碳占全球总固定量的5% (Bouillon et al., 2008)。高沉积速率和高生产力使红树林生态系统具有较强的固碳能力，成为陆地碳密度最高的生态系统之一 (Donato et al., 2011)。红树林等滨海湿地的固碳能力是内陆泥炭湿地的10倍，在固碳的同时不会增加温室气体的排放量，因此滨海湿地被认为是固碳效率最高的地区 (Laffoley and Grimsditch, 2009)。红树林生态系统能够存储大量的有机碳，有些地区的红树林泥炭甚至达到数米的深度 (McKee et al., 2007; Donato et al., 2011)。

红树林生态系统还以它丰富的生物多样性为人们所熟知。鲨鱼、鳄鱼、老虎、弹涂鱼、招潮蟹等等都可以在红树林里见到它们的身影。

 

图源：林清贤老师

 图源：林清贤老师

 

对人类来说，红树林还有着重要的生态效益。它可以帮助人们防风固堤，削减台风、飓风、以及海啸带来的影响。

1996年9月，15号台风正面袭击广西北海，林外裸滩的40余艘渔船在狂风巨浪中顷刻翻沉，22人遇难；林内潮沟的350多艘渔船因为有了红树林的屏障而安然无恙。2004年12月26日印度洋海啸 ：近30余万人员死亡和巨大财产损失。受灾最严重的地区多均为红树林破坏严重或没有红树林生长的海岸地区，海啸对红树林后面的设施和居民生命的毁坏作用显著降低。 

现在，红树林保护也得到了我国政府的高度重视。最后，希望大家都能怀着一颗感恩大自然，崇敬大自然的心态，和我一起了解红树林，走进红树林。

本文源自：公众号 不懂实验室