海平面上升驱动盐水入侵背景下水禽蓄水塘的生态影响：对切萨皮克湾沼泽迁移的潜在阻碍

《Journal of Environmental Management》：Implications of waterfowl impoundments as a response to sea-level driven saltwater intrusion

本综述创新性地运用深度学习模型（R-CNN），首次系统评估了切萨皮克湾区域私人水禽蓄水塘（impoundments）的分布及其对海平面上升（SLR）背景下沼泽迁移（marsh migration）的潜在阻碍。研究发现，多达60%的蓄水塘（总面积6.6 km2）位于未来1米海平面上升的沼泽迁移路径上，揭示了当前联邦与州级栖息地保护计划（如CREP）可能无意中激励了构建阻碍生态系统自然适应的屏障，为海岸带管理政策提供了关键科学依据。

　　

研究亮点与区域背景

切萨皮克湾区域及蓄水塘背景

切萨皮克湾区域是相对海平面上升（RSLR）的热点区域，其速率高达4.5–6.1 mm yr^?1（1975–2021年数据）。该区域海岸线大多地势低洼、坡度平缓，拥有1454 km²的河口湿地，并且预计还有1638 km²的土地将在海平面上升1米后转化为湿地。高RSLR速率和缓坡地形已导致大范围的高地转化为沼泽。

切萨皮克湾蓄水塘的空间分布

R-CNN（区域卷积神经网络）模型识别出1684个蓄水塘，总覆盖面积为6.6 km²（1627英亩）。超过三分之二的蓄水塘位于马里兰州，其中1003个建在东岸低洼流域。单个蓄水塘的典型（中位数）面积为0.0031 km²，范围从0.0001 km²到0.031 km²不等。这些蓄水塘分布在覆盖切萨皮克湾海岸带的83个HUC10（10位水文单元代码）流域中。蓄水塘数量最多、总面积最大的流域是位于马里兰州多切斯特县的泰伯溪流域。

蓄水塘的普遍性

国家层面的水体管理结构数据库主要涵盖大型、政府所有和运营的、用于防洪的设施。我们对切萨皮克湾区域海岸带的高分辨率调查表明，海岸带内存在大量已建成结构，而这些结构直到现在才被识别出来。尽管本研究的重点是识别农业和住宅区内私人所有的蓄水塘，但我们的发现指出了海岸带内更广泛存在的小规模、私人建造的水体管理结构，这些结构在区域层面可能对水文和生态系统功能产生显著影响。

结论

尽管未来影响存在不确定性，但建造蓄水塘为土地所有者提供了一种替代的土地利用方式和收入来源，这可能会延长在日益受到海平面上升和沿海地产废弃影响区域的土地所有权期限。马里兰州承认蓄水塘可能对沼泽横向迁移构成障碍，并制定了设计标准以尽量减少这种影响。然而，我们的分析表明，许多现有的蓄水塘已经位于预期的沼泽迁移区域内。随着海平面持续上升，土地所有者将面临越来越大的压力，需要采取适应行动，而建造蓄水塘可能会成为一种越来越有吸引力的选择。因此，政策制定者面临一个关键权衡：是优先考虑通过蓄水塘为水禽创造即时栖息地，还是优先保护沼泽迁移的长期潜力，以维持生物多样性、碳封存和海岸保护等生态系统服务。