人类基础设施如何通过挤压沙质海岸威胁生物多样性：滨海宽度对植物多样性的非线性影响

本期推荐：为探究人类基础设施导致的“海岸挤压”（coastal squeeze）如何影响沙丘生态系统生物多样性，研究人员在荷兰和美国东南部开展跨大西洋研究。结果表明：植物和生境多样性随未受干扰海岸宽度呈非线性增加，75%物种丰富度潜力需800米（美国）至1800米（荷兰）宽度。然而，79%美国及66%荷兰海岸线宽度不足，凸显基础设施挤压是全球沙丘生物多样性的主要威胁。该研究为海岸保护策略提供量化依据，强调自然保护区建设与针对性管理的重要性。

　　

全球三分之一的海岸线由沙质海岸构成，这些动态系统不仅提供防洪保护、淡水储存和碳封存等关键生态系统服务，更是生物多样性的重要热点。然而，随着沿海人口持续增长和基础设施不断扩张，沙丘生态系统正面临前所未有的“海岸挤压”（coastal squeeze）——人类建筑与海平面上升共同将自然栖息地压缩至狭窄地带。尽管这种挤压现象已被认为是全球沙丘功能退化的主要驱动因素，但一个核心问题尚未解决：究竟需要多宽的自然海岸带才能维持沙丘生态系统的完整生物多样性？

为回答这一问题，荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）的Eva M. Lansu领衔的国际研究团队在《Current Biology》上发表了一项跨大西洋研究，通过对比荷兰和美国东南部海岸线，首次量化了海岸宽度与生物多样性之间的非线性关系，揭示了基础设施挤压对沙丘生态系统的深远影响。

研究人员采用横断面采样与物种累积曲线分析相结合的方法，在荷兰和美国东南部分别设置了35条和12条垂直于海岸线的样带，共完成614个样方的植被调查。通过记录每个样方的植物物种组成和生境类型，他们构建了物种丰富度随海岸宽度变化的累积模型。同时，结合地理信息系统分析评估了两国海岸线的实际基础设施自由宽度，并通过管理者问卷调查评估了管理措施对缓解挤压效应的潜在作用。

研究结果首先揭示了物种丰富度与海岸宽度之间存在显著的非线性关系。在美国东南部，植物物种数量随距离海岸线的增加呈渐近增长，75%的潜在最大物种丰富度（45种）需要在800米宽度处实现；而在荷兰，达到75%最大物种丰富度（106种）则需要1800米宽度。这种差异主要源于两地气候区划（温带海洋性气候与湿润亚热带气候）和区域物种库的不同。

更重要的是，研究发现物种丰富度与生境多样性呈线性正相关（美国R2=0.72，荷兰R2=0.61），表明海岸宽度通过控制生境多样性间接影响生物多样性。分析显示，沙丘生境（包括胚胎沙丘、前丘、草地、湿洼地、灌丛和森林）沿海陆梯度呈现规律性分布，而基础设施通过截断这种梯度导致生境丢失和破碎化。

通过对

通过对两国海岸线的空间分析，研究凸显了问题的严重性：美国79%和荷兰66%的沙质海岸宽度不足以维持75%的潜在物种丰富度。宽海岸系统主要位于保护区内（美国77%，荷兰92%），强调自然保护区在防止进一步基础设施侵占中的关键作用。

管理干预分析带来了希望：在荷兰，样带长度（标准化系数0.62）和管理措施密度（0.60）共同解释了40%的物种丰富度变异，表明草皮切割、放牧、灌丛移除等措施能部分缓解挤压效应。然而在美国，管理效果不显著，可能由于样带较短、干预类型有限或区域特殊性。

研究结论强调，海岸宽度是沙丘生物多样性的关键决定因素，其通过调节生境多样性影响物种丰富度。当前大多数海岸线缺乏维持生物多样性所需的最小宽度，使沙丘生态系统面临严重功能退化风险。虽然针对性管理措施可在一定程度上缓解生物多样性损失，但保护或恢复足够宽的自然海岸带——特别是通过建立和扩大自然保护区——应是优先策略。该研究为全球海岸管理提供了量化基准，强调在气候变化和海平面上升背景下，缓解海岸挤压对维持海岸生态系统韧性的紧迫性。