综述:通过地方、区域和全球保护增强沿海湿地的恢复力

【字体: 时间:2025年01月23日 来源:Nature Reviews Biodiversity

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  这篇综述聚焦沿海湿地,分析了其面临的人为威胁,如栖息地转换、污染等,探讨了影响恢复力的因素,包括物理和生态条件。同时评估现有保护措施,提出增强保护的优先事项,为沿海湿地保护提供全面且关键的科学依据。

  

引言


沿海湿地,像潮汐沼泽、红树林和潮滩,处在陆地和海洋之间人口密集的区域,为数百万人的生活提供支持。它不仅是众多幼鱼的育苗栖息地,还能向近海输送有机物,维持生物多样性。此外,沿海湿地能减弱风暴、净化污水、防止海岸线侵蚀,其固碳(蓝碳)能力比陆地森林和草原高出许多,是地球上最具价值的生态系统之一。

不过,沿海湿地正遭受着越来越多且愈发强烈的人为影响。除了当地的开垦等威胁,还受到区域内相邻生态系统的影响,以及全球气候变化带来的海平面上升(SLR)等威胁。沿海湿地的丧失对渔业、濒危鸟类种群造成负面影响,增加碳排放,还加大了人类基础设施和生命面临的风暴、洪水风险。

虽然针对沿海湿地的研究增多,但人们对其在区域和全球尺度上应对人为威胁的恢复力仍未完全了解。物理过程和生态过程都对沿海湿地恢复力有重要作用,综合分析这些驱动因素,对制定有效的保护策略至关重要。本文将从多个方面进行综述,为增强沿海湿地的保护提供科学依据。

分布与生物多样性


了解沿海湿地及其生物多样性的分布,对制定空间保护规划至关重要。借助遥感技术,如今可以更好地研究全球范围内沿海湿地的分布模式。全球沿海湿地分布广泛,从热带到寒带都有,其中红树林覆盖面积最大,其次是潮滩和潮汐沼泽。北半球的沿海湿地面积约为南半球的两倍,不同类型的沿海湿地在纬度和经度上有各自的分布特点。印度尼西亚、美国、澳大利亚等国家的沿海湿地总面积较大,且这些地区人口密集,经济发展压力大,给沿海湿地带来了巨大的人为压力。

沿海湿地拥有独特的生物多样性,能适应海陆过渡的特殊环境。植物物种多样性通常较低,但部分植物具有丰富的遗传多样性。植物作为基础物种,支撑着鸟类、鱼类、水生无脊椎动物等多种动物的生存,微生物多样性也在逐渐被探索。许多栖息在沿海湿地的动植物被国际自然保护联盟(IUCN)列为受威胁物种,生物多样性在空间上存在差异,通常低纬度地区物种丰富度更高,且不同潮汐带和盐度梯度上的物种分布也有所不同。

人为威胁


过去几十年到几个世纪,人为对沿海湿地的威胁不断扩大,从局部干扰发展为地方、区域和全球尺度的综合影响。

在地方尺度,沿海湿地因农业、水产养殖和城市建设的开垦而面积减少,像美索不达米亚的潮汐沼泽曾是农业发源地,罗马帝国时期就开始的开垦活动,至今仍是沿海湿地减少的重要原因。同时,捕鱼、放牧、引入外来物种等活动威胁着湿地质量,比如互花米草(S. alterniflora)的入侵,影响了本土湿地植物和潮滩栖息地。虽然部分地区对湿地范围的威胁有所控制,但对湿地质量的威胁依然严重。

区域尺度上,相邻生态系统的人类活动会影响沿海湿地。改变水文条件,如限制潮汐海水交换或淡水引流,会减少湿地面积;土地利用或海洋利用变化,会增加营养物质和沉积物扩散,导致富营养化,破坏湿地生态平衡;对迁徙或扩散物种的过度开发,也会影响湿地质量,不过这些影响常被忽视。

全球尺度下,气候变化是主要威胁。海平面上升(SLR)会淹没沿海湿地,若全球变暖超过一定程度,许多红树林和潮汐沼泽将难以适应;极端气候事件,如极端高温、干旱和强风暴,会导致湿地植物死亡、潮滩侵蚀。此外,人类活动影响湿地与其他系统的连通性,如美国中西部农业活动影响雪雁迁徙,进而破坏亚北极潮汐沼泽;全球贸易也会因资源开发和外来物种入侵影响沿海湿地。而且,不同尺度的威胁会相互作用,影响湿地的范围和质量,不过跨尺度相互作用的研究还比较少。

恢复力的驱动因素


面对不断加剧的人为威胁,理解沿海湿地的恢复力十分关键。恢复力包括抵抗和恢复能力,对急性威胁和长期威胁的恢复力衡量方式有所不同,可以通过湿地范围、质量、物种组成和生态系统功能的变化来衡量。

在地方尺度,物理因素如潮汐模式、潮差、海拔等影响湿地对海平面上升(SLR)和风暴的恢复力;生物多样性也是重要因素,植物的遗传和功能多样性,以及动物物种多样性,通过不同机制增强湿地恢复力;物种间的相互作用,如贻贝与植物的互利共生,能提高湿地恢复力,而食草和生物扰动则可能削弱恢复力。这些地方驱动因素在湿地边缘表现得更为明显。

区域尺度上,物理驱动因素包括沉积物供应和陆地地形,充足的沉积物供应和适宜的地形有助于湿地应对海平面上升(SLR)。生态驱动因素有跨生态系统边界迁徙的动物、物种的扩散等,如野猪会破坏潮汐沼泽的互利共生关系,而海獭等动物则能增强湿地对侵蚀的恢复力,种子的扩散对湿地恢复也很重要,同时,相邻生态系统的生态因素会影响湿地的迁移。

全球尺度下,远距离迁徙的动物会影响湿地恢复力,如大雁会削弱潮汐沼泽对海平面上升(SLR)的恢复力,而候鸟则可能通过控制食草动物或传播种子来增强湿地恢复力。不同尺度的驱动因素相互作用,共同影响沿海湿地的恢复力,并且可能受到人为威胁的改变。

通过保护增强恢复力


对沿海湿地恢复力的科学理解应转化为保护政策和行动。目前的保护工作包括制定法规、建立保护区、恢复栖息地和重新引入濒危物种等,全球受保护的沿海湿地比例逐渐增加,恢复项目也在增多,但仍存在许多问题。在保护方面,各国保护程度差异大,部分地区保护力度不足,保护区还面临区域和全球威胁;在恢复方面,不同类型湿地的恢复项目发展不均衡,许多项目规模小、持续时间短,恢复效果难以评估,能否实现 2030 年的恢复目标也不确定。

为了增强沿海湿地的保护,需要从多个方面着手。在地方层面,应注重提升湿地质量,优化物理条件,将恢复力驱动因素纳入保护计划;在区域层面,加强跨生态系统的协调,管理生态系统间的相互作用;在全球层面,赋予低收入国家权力,让原住民社区参与,考虑全球尺度的过程;同时,利用先进技术,如机器人机械和人工智能(AI),降低成本,提高监测和决策能力。

总结与未来方向


过去,人为对沿海湿地的威胁不断扩大,降低了湿地的范围和质量。沿海湿地的恢复力受物理和生态条件影响,但目前对不同尺度恢复力驱动因素的研究还不够深入,也未充分应用于保护工作。未来的研究需要关注多个方面:一是更好地理解和预测沿海湿地对多种人为威胁的恢复力,研究威胁间的相互作用;二是探究生态和物理因素如何相互作用影响湿地恢复力,发展耦合的物理 - 生态理解;三是开发能提升湿地质量和长期恢复力的保护方法,并在实际场景中测试其有效性。在未来,随着人口增长和海洋资源开发,沿海湿地面临的挑战将加剧,科学理解和有效保护对其长期生存至关重要。

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