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海草藻場または海草群落は、海草によって形成される水中生態系です。海草は、浅い沿岸水域や汽水域の河口に生息する海洋（海水）植物です。海草は、茎と長く緑色の草のような葉を持つ顕花植物です。種子と花粉を生成し、根と地下茎によって海底の砂に固定されます。
海草は密集した海底草原を形成し、世界で最も生産性の高い生態系の一つとなっています。サンゴ礁に匹敵するほど多様な海洋生物の生息地と食料を提供しており、エビやカニなどの無脊椎動物、タラやヒラメ、海洋哺乳類や鳥類などが含まれます。タツノオトシゴ、ウミガメ、ジュゴンなどの絶滅危惧種の避難場所としても機能し、エビ、ホタテガイ、多くの商業魚種の稚魚育成場としても利用されています。海草草原は、波が海岸に打ち寄せる際に葉が波のエネルギーを吸収することで、沿岸の嵐から海を守る役割を果たしています。また、バクテリアや栄養分を吸収することで沿岸水域の健全性を維持し、二酸化炭素を海底堆積物に隔離することで気候変動の進行を遅らせる効果もあります。
海草は、陸地に進出して陸上植物となった海洋藻類から進化し、約1億年前に再び海に戻りました。しかし、今日では、陸上からの流出による汚染、海草を根こそぎ引き抜く浚渫船やトロール船による漁、生態系のバランスを崩す乱獲など、人間の活動によって海草藻場が破壊されています。現在、海草藻場は毎秒約3平方メートル（毎分1,900平方フィート）の速度で破壊されています。
海草は海洋環境に生育する顕花植物（被子植物）です。海草は、約7500万年から1億年前に海に戻ってきた陸上植物から進化しました。 [ 1 ] [ 2 ]現在では、浅く穏やかな沿岸水域の海底に砂や泥の底に根を張って生息しています。[ 3 ]
海草には比較的少数の種を含む4つの系統があり（すべて単子葉植物の単一の目に属する）、南極大陸を除くすべての大陸の浅い環境に生息している[ 5]。また、マスカレン海台などの外洋にも分布している。
海草は、約8000万年前に海洋環境に再定着した単子葉植物（オモダカ目）の多系統群によって形成されています。 [ 4 ]海草は、さまざまな魚類や無脊椎動物の食料や隠れ家となるため、生息地形成種であり、重要な生態系サービスを提供しています。[ 6 ] [ 7 ]
完全に海洋性の海草は約 60 種あり、4 つの科 (アマモ科、アマモ科、トチカガミ科、ウミシダ科) に属し、すべてオモダカ目(単子葉植物綱) に属しています。[ 8 ]海草の群落または草原は、単一の種 (単一種) または混合種で構成されます。温帯地域では通常 1 種または少数の種が優占しますが (北大西洋のアマモZostera marinaなど)、熱帯地域では通常より多様で、フィリピンでは最大 13種が記録されています。すべての独立栄養植物と同様に、海草は水中の光合成帯で光合成を行います。ほとんどの種は水中受粉を行い、水中で生活環を完了します。[ 9 ]
海草藻場は、水質や光の利用可能性に応じて、水深約50メートル（160フィート）までの場所に存在します。 [ 11 ]これらの海草藻場は、海岸を嵐や高波から守る、堆積物を安定させる、他の種に安全な生息地を提供する、生物多様性を促進する、水質を向上させる、炭素や栄養素を隔離するなど、多くの生態系サービスを提供する非常に生産性の高い生息地です。[ 12 ] [ 3 ]
海草藻場は、海の草原と呼ばれることもあります。海草藻場は、幼魚や成魚、着生および自由生活性の大型藻類や微細藻類、軟体動物、ゴカイ、線虫など、あらゆる門の種を収容し、保護する多様で生産性の高い生態系です。当初は、海草の葉を直接食べる種は少ないと考えられていましたが（栄養価が低いことも一因です）、科学的なレビューや改良された研究方法により、海草を食べることは食物連鎖の重要な一環であり、アオウミガメ、ジュゴン、マナティー、魚類、ガン、ハクチョウ、ウニ、カニなど数百種の生物の餌となっていることが明らかになりました。海草を訪れたり、海草を食べたりする魚の中には、隣接するマングローブやサンゴ礁で子育てをする種もいます。[ 9 ]
海草藻場は、熱帯海域と温帯海域の両方で世界中に存在する、生物多様性に富んだ生態系です。[ 14 ]海草藻場には、分布域をはるかに超えた種や生息地に栄養補助を提供する複雑な食物網が含まれています。[ 15 ]この生産性の高い生息地が提供する食料源の多様性を考えると、海草藻場が同様に多様な草食動物や捕食動物を支えていることは驚くべきことではありません。しかし、生物多様性や他の多くの生態系サービスを維持する上で重要であるにもかかわらず、[ 16 ]海草の世界的分布は、歴史的に存在していたもののほんの一部です。[ 17 ] [ 18 ]記録が存在する最近の推定では、世界の海草の少なくとも20%が失われたことが示されています。[ 18 ]海草はまた、沿岸侵食の防止、炭素の貯蔵と捕捉[ 19 ]、水柱のろ過など、沿岸域で他のサービスも提供しています。 [ 20 ] [ 21 ]
このような衰退が生態系レベルで及ぼす真の影響や、生息地の回復によって得られる利益については、十分に理解されていません。海洋生息地の回復には単位面積当たりのコストが比較的高いため、[ 22 ]このような取り組みの必要性を主張するには、新たな生息地の創出による生態系サービスの利益を徹底的に検証する必要があります。[ 21 ]
海草の群生地は、南極大陸を除くすべての大陸の大陸棚の浅い海域に見られます。大陸棚は各大陸を取り囲む海底の陸地で、棚海と呼ばれる比較的浅い水域を形成しています。[ 10 ]海草は、潮の満ち引きによって毎日海水が露出する潮間帯または常に水面下にある潮下帯の、柔らかい堆積物のある場所に生息しています。波が少なく、光と栄養分が豊富な浅い湾、潟、河口（川が海に流れ込む穏やかな場所）などの、波の影響を受けにくい場所を好みます。
海草は最大で約60メートルの深さまで生育できます。ただし、これは光の利用可能性に依存します。陸上の植物と同様に、海草の群落も光合成を行うには日光が必要だからです。潮汐、波の作用、水の透明度、低塩分濃度（水中の塩分が少ない）は、海岸に最も近い浅瀬で海草が生育できる場所を左右します。[ 23 ]海草が生き残り、成長するためには、これらすべてが適切でなければなりません。[ 10 ]
現在記録されている海草の面積は177,000 km 2 (68,000平方マイル)ですが、広大な海草の群生地がある多くの地域が十分に記録されていないため、実際の面積を過小評価していると考えられています。[ 11 ]最も一般的な推定値は 300,000 ～ 600,000 km 2で、世界中で最大 4,320,000 km 2 の海草に適した生息地があります。[ 24 ]
海草藻場は沿岸域に重要な生態系財とサービスを提供します。海草藻場は、重金属やその他の有毒汚染物質を安定させ、過剰な栄養分を水から除去し、沿岸水域の酸性度を低下させることで水質を改善します。[ 25 ] [ 2 ] [ 1 ] [ 26 ] [ 27 ]さらに、海草は水中植物であるため、大量の酸素を生成し、水柱を酸素化します。また、海草の根系は堆積物の酸素化にも役立ち、堆積物に生息する生物にとって好ましい環境を提供します。[ 28 ]さらに、海草藻場の保全は、国連の持続可能な開発目標 17項目のうち16項目に貢献しています。[ 29 ]
海草の葉身には多くの着生植物が生育し、藻類、珪藻、細菌膜が表面を覆うことがある。海草はカメ、草食性のブダイ、ニザダイ、ウニなどに食べられ、葉の表面の膜は多くの小型無脊椎動物の食料源となる。[ 31 ]
また、草原は海洋全体の炭素貯蔵量の10%以上を占めています。1ヘクタールあたり、熱帯雨林の2倍の二酸化炭素を保持し、年間約2700万トンのCO2を隔離することができます。 [ 32 ]大気中の炭素濃度が上昇し続ける中、この炭素貯蔵能力は重要です。
ブルーカーボンとは、世界の沿岸海洋生態系（主にマングローブ、塩性湿地、海草、場合によっては大型藻類）が植物の成長や堆積物中の有機物の蓄積と埋没によって大気から除去する二酸化炭素を指します。[ 33 ] [ 34 ]
海草藻場は海底面積のわずか 0.1% しか占めていませんが、海洋全体の炭素埋没量の 10～18% を占めています。[ 35 ]現在、世界の海草藻場には、19.9 Pg (ペタグラムまたはギガトン、10億トンに相当) もの有機炭素が貯蔵されていると推定されています。[ 35 ]炭素は主に海洋堆積物に蓄積されます。海洋堆積物は無酸素状態であるため、数十年から数千年の時間スケールで有機炭素を継続的に保存します。高い蓄積速度、低い酸素濃度、低い堆積物の導電率、遅い微生物分解速度はすべて、これらの沿岸堆積物における炭素の埋没と蓄積を促進します。[ 11 ]分解中または火災や森林伐採などの撹乱によってCO2として炭素貯蔵量を失う陸上の生息地と比較すると、海洋炭素シンクははるかに長い期間 C を保持することができます。海草藻場における炭素隔離速度は、種、堆積物の特性、生息地の深さによって異なるが、平均的な炭素埋没速度は約 140 g C m −2 yr −1である。[ 25 ] [ 36 ]
海草は生態系エンジニアでもあり、物理的および化学的な方法で周囲の環境を調整することで、周囲の生態系を変化させます。[ 2 ] [ 1 ]海草の長い葉は水の動きを遅くし、波のエネルギーを減少させ、海岸侵食や高潮に対するさらなる保護を提供します。多くの海草種は、堆積物を安定させ、海岸侵食を軽減する広範な地下の根と根茎のネットワークを生成します。[ 37 ]海草は動いている水の影響を受けるだけでなく、海流、波、乱流環境にも影響を与えます。[ 38 ]
海草は、海流によって運ばれる堆積物の粒子を捕捉するのに役立ちます。海面に向かって伸びる葉は、海流を遅くします。流れが遅くなると、堆積物の粒子を運ぶことができなくなり、粒子は沈んで海底の一部となり、最終的に海底を形成します。海草がない場合、海流には障害物がなく、堆積物の粒子を運び去り、持ち上げて海底を侵食します。[ 3 ]
海草は海底の浸食を防ぎ、その存在によって海底が上昇するほどです。海草は海によって運ばれてくる岩屑を捕捉することで海岸保護に貢献します。海草は海岸の浸食を軽減し、海による力と地球温暖化による海面上昇の両方から家屋や都市を守ります。これは、海草が葉で波のエネルギーを弱め[ 40 ]、海水中で運ばれてくる堆積物が海底に蓄積するのを助けることによって実現されます。海草の葉とその着生生物は乱流の中で水の流れを遅くし、微粒子が沈殿するのを促すバッフルとして機能します[ 41 ] 。
考古学者は、海草から水中遺跡を保護する方法を学んできました。デンマークの遺跡では、数十隻の古代ローマ船やバイキング船の難破船が発見されています。考古学者は、海草のような覆いを堆積物トラップとして使用し、堆積物を蓄積して船を埋没させます。埋没によって低酸素状態が作られ、木材の腐敗を防ぎます。[ 42 ] [ 3 ]
鳥類は海洋生態系においてしばしば見過ごされがちな存在ですが、海洋生態系の健全性にとって不可欠であるだけでなく、その個体群は海洋および沿岸生態系の生産性と生物多様性によっても支えられています。[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]鳥類と海草藻場などの特定の生息地タイプとの関連性は、水鳥による直接的な草食という文脈以外ではほとんど考慮されていません。[ 46 ]これは、ボトムアップとトップダウンの両方のプロセスが、一部の沿岸鳥類の個体群維持の経路として考慮されてきたにもかかわらずです。[ 47 ] [ 21 ]
多くの沿岸鳥類や海鳥の個体数が長期的に減少していること、多くの海鳥の個体群が餌の変動に反応することが知られていること、そして個体数を増やすための補償的な回復措置が必要であることを考えると、海草などの主要な海洋生息地が沿岸鳥類や海鳥を支える役割を理解する必要がある。[ 21 ]
海草藻場は、商業的に重要な多くの魚種の稚魚育成場を提供しています。世界の漁業の約半分は、海草藻場の生息地に支えられて始まったと推定されています。海草藻場が失われると、漁業も失われます。Unsworthらによる 2019 年の論文[ 48 ]によると、海草藻場が世界中の漁業生産性と食料安全保障を支える上で果たす重要な役割は、その管理に関する法的責任を負う当局の決定に十分に反映されていません。彼らは次のように主張しています。(1) 海草藻場は、地球上で最も多く水揚げされている魚種であるスケトウダラを含む、世界最大の 25 の漁業の 5 分の 1 以上にとって貴重な稚魚育成場を提供しています。(2) 世界中の複雑な小規模漁業 (漁業統計では十分に反映されていない) では、海草藻場に近い多くの漁業が、これらの生息地によって大きく支えられているという証拠があります。 （３）海草藻場での潮間帯漁業は世界的な現象であり、しばしば人々の生活を直接支えている。研究によると、海草藻場は世界の漁業生産における役割を維持・最大化するために認識され、管理されるべきである。[ 48 ] 2022年、Jonesら[ 49 ]は、海草藻場に関連する小規模漁業が貧困層にセーフティネットを提供できること、そしてインド太平洋全域でサンゴ礁に関連する漁業よりも一般的に利用されていることを示した。調査でインタビューを受けた人々のほぼ半数が、海草藻場での漁業を好むと答えた。これは、海草藻場が稚魚の生育場所として機能することで、大量かつ安定した漁獲が可能になるためである。[ 49 ]
海洋では、採集漁は、素手を含む基本的な道具を使って、人が立てる深さ以下の浅瀬で漁をすることと定義できます。[ 51 ]無脊椎動物の採集（歩行）漁業は、世界中の潮間帯の海草藻場で一般的であり、数億人の食料供給に貢献していますが、これらの漁業とその生態学的要因についての理解は極めて限られています。Nessaらによる 2019 年の研究では、社会学的および生態学的アプローチを組み合わせてこれらの漁業を分析しました。漁獲物は、二枚貝、ウニ、腹足類が大部分を占めていました。すべての場所での単位努力量当たりの漁獲量(CPUE) は、1 時間当たりの採集者 1 人あたり 0.05～3 kg で、漁師の大多数は女性と子供でした。水揚げは、すべての場所で地域の食料供給と生計にとって非常に重要でした。地域の生態学的知識によると、海草藻場は他の地域の傾向に沿って減少しています。海草密度の増加は無脊椎動物採集のCPUEと有意かつ正の相関関係を示しており、これらの絶滅の危機に瀕した生息地を保全することの重要性を強調している。[ 50 ]
歴史的に、海草は砂質土壌の肥料として採取されていました。これはポルトガルのアヴェイロ潟では重要な用途であり、採取された海草は「モリソ」と呼ばれていました。20世紀初頭、フランス、そして程度は低いもののチャンネル諸島では、乾燥させた海草がマットレス（パイヤッセ）の詰め物として使用されました。第一次世界大戦中、フランス軍はこのようなマットレスを非常に必要としていました。また、海草は包帯やその他の用途にも使用されました。
2017年2月、研究者らは、海草の群落が海水から様々な病原体を除去できる可能性があることを発見した。インドネシア中部の廃水処理施設のない小さな島々では、海草の群落が存在する場合、海草のない対照地点と比較して、人間、魚類、無脊椎動物に影響を与える腸球菌などの病原性海洋細菌のレベルが50％減少した[ 52 ]。ただし、これは生存に悪影響を及ぼす可能性がある[ 53 ] 。
海草の移動生態を理解することで、既存および将来の圧力に関連する影響から個体群が回復する能力を評価する方法が得られます。これには、変化したまたは断片化された景観への（再）定着、および気候変動に関連する移動が含まれます。[ 54 ]
海洋環境は非生物的な分散ベクターとして機能し、その物理的特性は移動に大きな影響を与え、陸上環境とは異なる課題と機会の両方をもたらします。海洋の典型的な流速は約 0.1 ms −1であり、一般的に典型的な大気流 (1〜10 ms −1 )よりも 1 〜 2 桁弱く、分散を制限する可能性があります。[ 55 ]しかし、海水の密度は空気の約 1000 倍であるため、同じ速度で移動する水の塊の運動量は空気中よりも 3 桁大きくなります。したがって、個体に作用する抗力 (密度に比例) も 3 桁大きくなり、比較的大きなサイズの繁殖体を移動させることができます。しかし最も重要なのは、浮力 (海水と繁殖体の密度の差に比例) が、水中に沈んだ繁殖体の実効重量を大幅に減少させることです。[ 56 ]海草の中では、繁殖体は弱く沈降する（負の浮力）、水柱内部に効果的に浮遊する（中性浮力）、または水面に浮く（正の浮力）ことがある。[ 57 ] [ 54 ]
正の浮力（例えば浮遊する果実）により、海洋表面の海流が繁殖体を自由に移動させ、散布距離は果実の生存時間によってのみ制限されるため、[ 58 ] [ 59 ]非常に長い単一の散布イベント（100 km 以上 ）が発生し、[ 60 ]これは陸上の果実や種子の受動的な非生物的移動ではまれである。[ 61 ] [ 54 ]
海草の生息地で餌を食べたり生活したりするため、海草の生物的分散媒介者は多種多様である。これらには、ジュゴン、マナティー、ウミガメ、水鳥、魚類、無脊椎動物などが含まれる。 [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]各生物媒介者は、独自の内部状態、運動能力、ナビゲーション能力、およびその移動に影響を与える外部要因を持っている。これらは植物の移動生態と相互作用し、植物の最終的な移動経路を決定する。[ 66 ] [ 67 ] [ 54 ]
例えば、水鳥が排泄後も発芽可能な種子を含む果実をつけた海草を食べた場合、その鳥は種子をある採食場所から別の採食場所へ運ぶ可能性がある。したがって、鳥の移動経路が種子の潜在的な移動経路を決定する。動物の消化通過時間などの特定の特性は、植物の移動経路に直接影響を与える。[ 54 ]
海草の成長を決定する主な栄養素は、炭素（C）、窒素（N）、リン（P）、および光合成のための光です。窒素とリンは堆積物の間隙水または水柱から得られ、海草はアンモニウム（NH 4+）と硝酸塩（NO 3−）の両方の形で窒素を取り込むことができます。[ 69 ]
世界中の多くの研究で、海草のC、N、Pの濃度は、その種や環境要因によって大きく異なることがわかっています。たとえば、栄養分の多い環境から採取された植物は、栄養分の少ない環境から採取された植物よりもC:N比とC:P比が低くなっています。海草の化学量論は、植物プランクトンの成長に必要な栄養素の指標として一般的に使用されるレッドフィールド比には従いません。実際、世界中の多くの研究で、海草のC:N:Pの比率は、その種、栄養素の利用可能性、またはその他の環境要因によって大きく異なることがわかっています。環境条件によっては、海草はP制限またはN制限のいずれかになります。[ 70 ]
海草の化学量論に関する初期の研究では、海草のNとPのレッドフィールドバランス比は約30:1であると示唆されました。[ 71 ]しかし、NとPの濃度は厳密には相関しておらず、海草は環境中に存在する栄養素に基づいて栄養素の吸収を適応させることができることを示唆しています。たとえば、鳥の糞で施肥された海草群落の海草は、施肥されていない海草群落よりもリン酸の割合が高いことが示されています。一方、負荷率が高く有機物の続成作用が活発な環境の海草は、より多くのPを供給し、N制限につながります。Thalassia testudinumでは、Pの利用可能性が制限栄養素です。Thalassia testudinumの栄養成分分布は、C が 29.4 ～ 43.3%、N が 0.88 ～ 3.96%、P が 0.048 ～ 0.243% の範囲です。これは、平均比が C:N 24.6、C:P 937.4、N:P 40.2 に相当します。この情報は、そこに生息する海草をサンプリングすることによって、湾やその他の水域の栄養利用可能性（直接測定するのが難しい）を特徴付けるためにも使用できます。[ 72 ]
光の利用可能性は、海草の栄養化学量論に影響を与えるもう1つの要因です。栄養制限は、光合成エネルギーによって海草が新しい栄養素の流入よりも速く成長する場合にのみ発生します。たとえば、低光環境はC:N比が低くなる傾向があります。[ 72 ] 逆に、高N環境は、利用可能な光の総量を減少させる藻類の成長を促進することによって、海草の成長に間接的な悪影響を与える可能性があります。[ 73 ]
海草の栄養分の変動は、沿岸環境における廃水管理に潜在的な影響を与える可能性がある。人為的な窒素の大量排出は、これまで窒素が制限されていた環境で富栄養化を引き起こし、海草藻場の低酸素状態を招き、その生態系の収容能力に影響を与える可能性がある。[ 72 ]
スペイン北東部のポシドニア・オセアニカ海草群落からのC、N、Pの年間沈着に関する研究では、群落が198 g C m −2 yr −1、13.4 g N m −2 yr −1、2.01 g P m −2 yr −1を堆積物中に隔離していることがわかった。呼吸による堆積物からの炭素の再鉱化により、隔離された炭素の約8%、つまり15.6 g C m −2 yr −1が戻ってきた。[ 74 ]
海草は世界的に減少しており、ここ数十年で約30,000 km 2 (12,000平方マイル)が失われました。海草の減少は過去数十年で加速しており、1940 年以前の年間 0.9% から 1990 年には年間 7% に増加しました。[ 17 ]
放牧、嵐、氷による浸食、乾燥といった自然撹乱は、海草生態系の動態に不可欠な要素である。海草は高い表現型可塑性を示し、変化する環境条件に迅速に適応する。一方、人間の活動は深刻な撹乱を引き起こし、海草の減少の大部分の原因となっている。
海草は、海底を引きずる重い網を使用する漁法による生息地の直接的な機械的破壊によって損傷を受ける可能性があり、この重要な生態系を深刻な危険にさらしています。[ 3 ]人間がモーターボートで浅瀬の海草地帯を航行すると、プロペラブレードが海草を損傷することもあります。
海草の生息地は、栄養塩（窒素、リン）の過剰流入によって引き起こされる沿岸部の富栄養化によって脅かされています。この過剰な流入は海草に直接的な毒性がありますが、最も重要なのは、着生藻類や浮遊藻類といった大型藻類や微細藻類の成長を促進することです。厄介な種として知られる大型藻類は、糸状やシート状の形態で成長し、海草の上に厚いマット状の付着物を形成し、海草の葉に着生藻類として発生します。富栄養化は藻類の大量発生を引き起こし、水中の光量を減少させ、最終的には海草やその周辺に生息する生物にとって無酸素状態をもたらします。植物への光を直接遮断することに加えて、底生大型藻類は炭素/窒素含有量が低いため、その分解が細菌活動を刺激し、堆積物の再懸濁、水の濁度の増加、およびさらなる光の減衰につながります。[ 75 ] [ 76 ]海草が十分な日光を得られないと、海草を養う光合成と一次生産が減少し、その後、腐敗した海草の葉と藻類が藻類の大量発生をさらに促進し、正のフィードバックループが発生します。これにより、海草が衰退し、藻類が優占するようになり、海草が消滅する可能性があります。
蓄積された証拠は、頂点捕食者（大型の捕食魚）の乱獲が、栄養カスケードを通じて、甲殻類や腹足類などの中型草食動物による摂食制御を減少させることで、間接的に藻類の増殖を増加させる可能性があることを示唆している。
海水温の上昇[ 11 ] 、 堆積物の増加、沿岸開発も海草の減少に大きな影響を与えている[ 25 ] 。
海草藻場を保護および回復するために最もよく用いられる方法は、栄養塩と汚染の削減、海洋保護区、海草移植による回復などである。海草は将来の環境変化の影響に対して回復力があるとは考えられていない。[ 77 ]
世界的に、海草は急速に減少しています。海洋の脱酸素化によって引き起こされる富栄養化につながる低酸素状態は、これらの枯死の主な根本原因の1つです。富栄養化は栄養塩の増加を引き起こし、海草の生産性を高める可能性がありますが、海草藻場での栄養塩の増加が続くと、微細藻類、着生生物、植物プランクトンの過剰な増殖を引き起こし、低酸素状態になる可能性があります。[ 78 ]
海草は、周囲の水柱や堆積物中の酸素の供給源であると同時に吸収源でもあります。夜間、海草内部の酸素分圧は水柱中の酸素濃度と直線的に関係するため、水柱中の酸素濃度が低いと、海草組織が低酸素状態になり、最終的には海草が枯死することもあります。通常、海草の堆積物は、光合成または水柱から葉を通して根茎や根に酸素を拡散させることによって、地下組織に酸素を供給しなければなりません。しかし、海草の酸素バランスが変化すると、海草組織が低酸素状態になることがよくあります。このような低酸素状態の水柱にさらされた海草は、呼吸量の増加、光合成速度の低下、葉の小型化、およびシュートあたりの葉数の減少を示します。これにより、好気呼吸に必要な酸素が地下組織に十分に供給されなくなるため、海草は効率の低い嫌気呼吸に頼らざるを得なくなります。海草の大量死は、死んだ植物体が分解される際に酸素需要が増加するため、死滅事象がさらなる死を引き起こすという正のフィードバックループを生み出す。 [ 78 ]
低酸素状態は海草への硫化物の侵入を増加させるため、光合成、代謝、成長を通じて海草に悪影響を及ぼします。一般的に、海草は根に十分な酸素を供給することで硫化物に対抗できます。しかし、脱酸素状態になると海草はこの酸素を供給できなくなり、枯死します。[ 78 ]脱酸素状態は、低酸素状態に耐えられない種を排除することで、海草藻場に生息する生物の多様性を減少させます。間接的に、海草の喪失と劣化は、住処や食料として海草に依存する多くの種を脅かします。海草の喪失は、海草生態系の物理的特性と回復力にも影響します。海草藻場は、商業、レクリエーション、自給自足の多くの魚介類の稚魚育成場と生息地を提供します。多くの熱帯地域では、地元の人々は食料と収入源として海草関連の漁業に依存しています。[ 78 ]
大気中の炭素濃度が上昇する時代に移行するにあたり、炭素の貯蔵は不可欠な生態系サービスである。しかし、気候変動モデルの中には、一部の海草が絶滅すると示唆するものもあり、ポシドニア・オセアニカは2050年までに絶滅するか、ほぼ絶滅すると予想されている。[ 79 ]
バレアレス諸島のマヨルカ島とフォルメンテラ島周辺のユネスコ世界遺産には、二酸化炭素を吸収する量が多いことから世界的に重要な、約55,000ヘクタール（140,000エーカー）のポシドニア・オセアニカが含まれています。しかし、この藻場は気温の上昇によって成長が遅くなることや、錨による損傷によって脅かされています。[ 80 ]
海草の繁殖体は、海草の繁殖を助ける物質です。海草は水媒花、つまり水中に散布することによって受粉します。有性生殖および無性生殖によって生成される繁殖体は、この散布に重要です。[ 81 ]
Amphibolis属とThalassodendron属の種は胎生実生を生産する。[ 83 ]他のほとんどの種は種子を生産するが、その特性は大きく異なる。[ 84 ]一部の種は正の浮力を持つ種子または果実を生産し、長距離散布の可能性がある（例：Enhalus、Posidonia、Thalassia）。他の種は負の浮力を持つ種子を生産し、散布の可能性は限られている（例：Zostera、Halophila）。[ 59 ] [ 84 ]ただし、花序を包む変形した葉である仏炎苞を持つ分離した断片の輸送によって長距離散布が起こることもある（例：Zostera spp.）。 [ 85 ]ほぼすべての種は、根茎の伸長[ 86 ]または無性断片（例：根茎断片、偽胎生植物体）の生産による無性生殖も可能である。[ 87 ] [ 88 ]一部の種の有性生殖による繁殖体は休眠する能力を欠いているが（例：Amphibolis と Posidonia）、他の種は長期間休眠状態を維持できる。[ 89 ] [ 90 ]繁殖体の生物学と生態学におけるこれらの違いは、加入と分散のパターン、および修復においてそれらを効果的に使用する方法に強く影響する。[ 81 ]
海草の再生は主に、ドナー藻場から採取した無性生殖材料（挿し木、根茎の断片、コアなど）の使用を伴ってきた。有性生殖由来の繁殖体を使用した海草再生の取り組みは比較的少ない。[ 91 ] [ 92 ]有性生殖由来の繁殖体の使用が少ないのは、おそらく種子の入手可能性の時間的および空間的な変動性[ 93 ]、および種子や実生の生存率が低いという認識[ 94 ] [ 95 ]が原因の一部であると考えられる。生存率はしばしば低いが、種子ベースの研究に関する最近のレビューでは、これはおそらく良質な種子の入手可能性と採取に関する知識の不足、種子の取り扱いと配送のスキル、および再生場所の適合性によるものであると強調されている。[ 91 ] [ 92 ] [ 86 ] [ 81 ]
繁殖体の採取と準備の方法は、その特性に応じて異なり、通常は自然の散布メカニズムを利用します。たとえば、Amphibolis のような胎生の分類群では、砂を詰めた麻袋などの繊維質で重みのある材料を置くことで、最近分離した実生を採取できます。実生は漂流中にその袋につかまります。このようにして、1 平方メートル未満で数千の実生を捕獲できます。[ 96 ]通常、土嚢は修復が必要な場所に設置され、回収して別の場所に再設置されることはありません。[ 81 ]
仏炎苞の中に種子が入っている種（例：アマモ属）の場合、ダイバーや機械式収穫機を使って収穫することができます。[ 97 ]チェサピーク湾では、繁殖のピーク時に毎年数百万個のアマモの種子が機械式収穫機を使って採取されています。 [ 97 ]種子は収穫後に仏炎苞から取り出されますが、その取り出し方や散布方法は様々です。例えば、仏炎苞を大きな貯水槽に入れておき、最終的に仏炎苞が裂けて（負の浮力を持つ）種子を放出し、それを貯水槽の底から回収する方法があります。[ 97 ]その後、種子は水路に入れられ、沈降速度に基づいて種子の品質が判定され、その後、ボートから手で受け入れ先の生息地に散布されます。[ 97 ]あるいは、固定されたブイを使って、アマモの仏炎苞をメッシュバッグに入れて修復地の上に吊り下げ、仏炎苞から種子を放出して海底に散布する方法もあります。[ 98 ] [ 81 ]
浮遊する果実から種子を放出する種（Posidonia spp.、Halophila spp.）の場合、果実を揺すって親植物から切り離すことができ、その後、水面に浮上し、網で回収されます。[ 99 ] [ 100 ]次に、タンク内で安定した温度（25℃）でポンプによる強力な曝気と水流によって果実から種子が抽出されます 。負の浮力を持つ種子はタンクの底から回収され、受け入れ生息地に手作業で散布されます。種子を直接手で植える、機械を使用して種子を注入する、麻袋に入れて植えて展開するなど、他の方法も試みられましたが、成功は限られています。[ 81 ]
海草の繁殖体を用いた修復は、これまでのところ成果が低く、ばらつきがあり、繁殖体の 90% 以上が生存に失敗している。[ 101 ] [ 102 ] [ 96 ]野外実験では、種子ベースの修復の成果は、種子の配送方法、種子の損失、および地域の環境条件によって影響を受ける可能性があることが示されている。[ 103 ]繁殖体を海草修復プログラムにうまく組み込むには、繁殖体の無駄（死亡だけでなく、発芽の失敗や修復場所から離れた場所への散布も含む）を減らし、発芽率と生存率を高める必要がある。海草修復における種子の効果的な使用に対する大きな障壁は、種子の品質に関する知識である。種子の品質には、生存能力、サイズ（初期の成長と定着に利用できるエネルギー貯蔵を与える可能性がある）、種皮または実生の損傷、細菌感染、遺伝的多様性、生態型（種子が修復環境に反応する能力に影響を与える可能性がある）などの側面が含まれる。[ 81 ]それにもかかわらず、修復に使用される繁殖体と種の多様性は増加しており、海草種子の生物学と生態学の理解が進んでいます。[ 96 ] [ 100 ] [ 104 ]繁殖体の定着の可能性を高めるには、種子の品質[ 90 ]や生存と成長に影響を与える環境的および社会的障壁[ 81 ]など、修復地への種子配送に先行する手順についてより深く理解する必要があります。
さまざまな地域で、コミュニティは人間の活動によって失われた海草藻場を回復させようと試みており、米国バージニア州[ 105 ] 、フロリダ州[ 106 ]、ハワイ州[ 107 ] 、および英国[ 108 ]などが含まれる。このような再導入は、生態系サービスを改善することが示されている[ 109 ] 。
ニューハンプシャー大学のフレッド・ショート博士は、「フレームを用いたアマモの遠隔移植」（TERF）と呼ばれる特殊な移植方法を開発した。この方法は、植物の束を一時的に分解性クレープ紙でワイヤーメッシュの重り付きフレームに結び付けるものである。この方法はすでにSave The Bayによって試されている。[ 110 ]
2001年、ロードアイランド大学海洋学大学院のスティーブ・グレンジャーは、堆積物の表面下に種子を散布できるボート牽引式のそりを使用しました。同僚のマイク・トレーバー（種子を包むノックスゼラチンマトリックスを開発した人物）と共に、ナラガンセット湾で試験的な植栽を行いました。彼らは2時間足らずで400平方メートル（480平方ヤード）の面積に植栽することができました。 [ 110 ]
2019年現在セントラルクイーンズランド大学の沿岸海洋生態系研究センターは、6年間海草を栽培し、海草の種子を生産してきました。彼らは発芽と播種技術の試験を実施しています。[ 111 ]
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