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本文是关于沿海湿地对极端天气事件缓冲作用量化方法的综述。研究发现沿海湿地能减少极端天气影响，但自身也会受损。文中梳理多种量化方法，分析其优劣及适用场景，为后续研究和应用提供参考，助力沿海湿地保护与利用。
引言
沿海湿地（如红树林和潮汐沼泽）在吸收和缓冲极端天气事件影响方面作用重大，许多沿海社区依赖其提供的海岸保护服务。随着气候变化，极端天气事件愈发频繁，沿海湿地恢复项目成为应对海岸灾害的自然解决方案，且在碳和环境市场中获得更多资金支持。
红树林和潮汐沼泽可减少 30 - 90% 的波浪能量和超 30% 的沿海洪水，保护海岸线和基础设施。其作用机制主要是通过植被增加水动力阻力，降低波浪高度和速度，同时吸收洪水，减少海水入侵。不过，湿地的生态条件（如植被密度、宽度、物种形态等）、风暴特性以及二者间的动态相互作用都会影响湿地的保护效果。而且，极端天气事件也会对湿地自身造成损害，影响其生态功能。
此前已有研究对湿地的风暴潮衰减等作用进行量化，但量化方法多样且各有利弊，尚未得到充分研究。本系统综述旨在梳理现有文献中量化极端天气事件对红树林和潮汐沼泽影响的方法，并总结相关定量估计结果。
材料和方法
本研究对已发表的学术文献进行系统回顾，定义 “极端天气事件” 包括洪水、潮汐波、龙卷风、风暴潮、飓风等，排除干旱和海平面上升相关研究，也不纳入概念模型、波槽或水槽实验以及量化湿地生物多样性影响的研究，仅选取英文文献。
研究人员在 Web of Science 数据库进行初始检索，结合参考列表和专家经验补充资源，将检索结果上传至 Covidence 进行筛选和数据提取。经过标题和摘要筛选、全文审查，最终确定 129 项研究。对这些研究，提取研究细节、天气事件类型和严重程度、影响类型及量化方式、湿地信息、量化方法及其准确性、土地利用等数据。
研究人员区分了对沿海湿地生态系统的影响和湿地对沿海基础设施影响的减少，将量化方法细分为 18 个子类别，由两位专业人员进行分类，并总结不同方法的优缺点和应用。利用 RStudio 对关键指标数据进行汇总分析，制定方法定性比较框架，从规模、成本效益、分辨率、准确性和数据需求等方面评估不同方法。
结果
129 项研究地理分布广泛，集中在美国和亚洲，多数研究关注自然湿地，涉及红树林生态系统的研究较多，飓风是研究最频繁的极端天气事件。
研究使用的方法多样，可分为空间明确和非空间方法，具体包括空间模型（24.8%）、实地方法（27.9%）、遥感数据变化分析（19.4%）、线性模型（10.1%）、经济估值方法（3.9%）、指数开发（3.9%）和贝叶斯网络模型（2.3%）等。不同方法在规模、成本效益等方面存在差异，适用于不同类型研究。如变化分析常用于区域尺度评估土地覆盖变化；空间模型在研究沿海动力学时更具优势；指数开发可有效量化湿地对海岸灾害脆弱性或风险的降低作用；局部尺度研究则依赖数据丰富的模型或实地方法。
极端天气对红树林的损害程度因事件类型而异，潮汐波、IV - V 级飓风和 IV - V 级气旋 / 台风对红树林树木的损害率较高。红树林平均死亡率约为 51% ± 29%，平均受损率为 65% ± 29%。湿地对最大波高的降低效果较为稳定，平均降低 46.1% ± 27.2%，红树林在衰减风暴波方面比潮汐沼泽更有效，分别平均降低 53.6% ± 23.1% 和 40.4% ± 29.9%。在保护沿海基础设施方面，红树林也更有效，平均减少 25.0% ± 15.8% 的损害，潮汐沼泽平均减少 7.5% ± 12.2%。
讨论
量化沿海湿地作用的方法
量化方法因地区而异，其有效性取决于数据和分析尺度。选择方法时需权衡准确性、成本效益和研究范围。预算有限的大规模研究可选用贝叶斯网络模型或指数开发；追求高分辨率空间结果且数据有限时，变化分析或空间建模较合适；区域和较小尺度研究若不太关注空间变化，简单回归模型可行；而局部尺度且有数据收集能力的研究，实地方法或经济估值方法更准确。
模型输入质量影响模拟效果，如植被阻力系数若使用不当会导致模型输出偏差，应根据地区、季节和植被区域进行调整。不同空间尺度研究倾向于使用不同方法，如研究水文强迫减少时多采用空间建模；局部尺度研究偏好 2D 和实证模型或实地方法；流域尺度研究根据目的和数据情况选择 3D 离散化、综合建模或成本效益分析；区域尺度研究常用遥感数据变化分析或经济估值方法；贝叶斯网络模型适用于国家和国际尺度评估。此外，变化分析研究对遥感影像的空间和时间分辨率有要求，长期变化研究倾向于空间回归等插值方法，短期研究则使用高分辨率数据集。
沿海湿地在减少极端天气影响中的作用
沿海湿地能减少极端天气对沿海社区的影响，但自身易受损。红树林和潮汐沼泽对最大波高的降低作用在以往研究范围内，但对基础设施损害的减少程度低于此前美国的研究结果。湿地受损后恢复时间不一，红树林恢复时间从 1 - 5 年到超 15 年不等，潮汐沼泽恢复也较慢，恢复时间取决于湿地植物的多种特性。监测湿地恢复过程有助于全面了解湿地与风暴的相互作用，量化的湿地损害可用于指导参数保险政策。
极端天气事件影响的差异
环境因素会导致极端天气事件对沿海湿地和基础设施影响的差异，如周边植被、海平面、土地 tenure 等。空间模型需进行稳健性检查和敏感性分析，以减少分析异质性。此外，极端天气事件对湿地和基础设施的影响存在例外情况，如部分研究表明极端天气可恢复沼泽功能或增加其对海平面上升的适应能力，红树林在特定地理环境下可能增加沿海洪水风险，湿地与灰色基础设施的联合作用也与湿地单独作用不同。
对沿海保护信用的影响
量化方法对环境市场机制很重要，不同方法会产生不同的效益估计，影响环境市场的额外性。VERRA 正在开发的潮汐湿地恢复和保护的沿海弹性效益方法存在一定局限性，贝叶斯网络模型则更适合评估未来沿海保护信用。
局限性
本综述未涵盖极端天气事件对沿海湿地生物多样性和后续影响，如对水鸟栖息地、nekton 群落、重金属污染、反硝化能力和初级生产等方面的影响。
未来研究方向
选择量化方法时，研究人员需考虑多种因素，如影响类型、研究尺度、数据和资金情况、专业技能和后勤挑战等。未来研究应关注极端天气事件对沿海湿地和基础设施的长期影响，评估其在不同环境梯度和土地利用类型中的差异，比较海草草甸与红树林、潮汐沼泽的缓冲作用，加强对潮汐沼泽与风暴相互作用的研究，增加南美洲、非洲和太平洋地区的研究，深入探索沿海湿地对极端天气事件社会和文化影响的调节作用。
结论
沿海湿地在缓冲极端天气对沿海基础设施的影响中至关重要，但其自身会因吸收风和波浪能量而受损。量化影响的方法多样，各有优劣，选择时需综合考虑多种因素。未来大规模、数据有限的研究可选用贝叶斯网络模型或指数开发；区域尺度适合空间模型和变化分析；局部尺度适合实地或经济估值方法。研究人员应重视分析和环境异质性，进行稳健性和敏感性分析。量化方法对保险和自然保护意义重大，未来研究需关注风暴影响的差异，深入了解沿海湿地对社会文化影响的调节作用。
