气候变化背景下埃及红海沿岸灰 mangrove(Avicennia marina)的分布响应与社区修复策略:基于物种分布模型(SDMs)的自然解决方案研究

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Journal for Nature Conservation 2.2

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  针对埃及红海沿岸灰 mangrove(Avicennia marina)面临的气候变化与人为威胁双重压力,研究人员通过物种分布模型(SDMs)预测2050/2070年SSP2-4.5情景下的栖息地变化,发现80%核心区将保持稳定但伴随16.5%-17.4%的栖息地丧失。研究创新性实施社区修复试点,成活率达80%,证实MPAs(海洋保护区)覆盖50%-71%关键栖息地的保护价值,为基于自然的解决方案(NbS)提供实证支持。

  

在全球气候变化加剧的背景下,红树林作为"蓝色碳汇"的核心生态系统,正面临前所未有的生存危机。埃及红海沿岸的灰 mangrove(Avicennia marina)尤为典型——这片仅占全球红树林面积0.1%的脆弱生态系统,却承载着稳定海岸线、支撑渔业资源和封存二氧化碳等多重生态功能。然而卫星监测显示,该区域24%的红树林已在过去20年间消失,而残存种群又遭受着旅游开发、石油污染和过度捕捞的三重围剿。更严峻的是,气候模型预测地中海东部海域的海平面上升速率将达到全球平均值的1.5倍,这使得埃及成为研究气候变化与红树林适应性关系的天然实验室。

为破解这一生态困局,来自中国科学院新疆生态与地理研究所等机构的研究团队在《Journal for Nature Conservation》发表了开创性研究。研究人员创新性地将物种分布模型(Species Distribution Models, SDMs)技术与社区参与式修复相结合,首次量化评估了SSP2-4.5中等排放情景下埃及灰 mangrove的时空演变规律。研究团队通过MaxEnt模型构建的预测体系展现出惊人的精度(测试AUC=0.998),揭示出海拔高度(贡献度42.2%)和海岸距离(39.8%)是决定物种分布的关键地形因子,而最冷季降水(Bio19)和土壤pH则构成主要环境限制要素。

在技术方法层面,研究整合了多源数据:基于31个现存种群点的野外调查建立物种分布数据库,耦合WorldClim和SoilGrids的环境变量层,运用MaxEnt算法模拟当前及未来气候情景下的适宜栖息地。特别值得注意的是,团队在Wadi El Gemal国家公园(WGNP)实施的社区修复项目,通过传统生态知识指导的幼苗移植,实现了80%的周年存活率突破。

研究结果部分呈现四大关键发现:

模型性能与主要环境因素
模型验证指标达到TSS 0.75±0.35的优良水平,揭示埃及红海沿岸现存550公顷灰 mangrove中,南西奈省和红海省海岸带构成当前最适栖息地。未来预测显示该物种将呈现"双轨演化"模式——向内陆迁移的同时,2050年栖息地面积可能扩张70%,但Wadi El Gemal等南部区域将面临17.4%的不可逆丧失。

讨论
与全球其他红树林区相比,埃及种群展现出独特的海拔适应性(0-642米),这与其特殊的干旱区海岸地形相关。MPAs网络当前覆盖50%的关键栖息地,但2070年保护效率将降至52%,凸显现有保护体系的动态缺陷。社区修复试点的成功证实了传统生态知识在增强气候韧性中的价值,其80%的成活率远超该区域既往修复项目的平均水平。

结论
该研究首次量化了埃及灰 mangrove的气候变化响应阈值,证明SSP2-4.5情景下80%的核心种群可通过自然迁移维持存续。提出的"保护区优化-社区修复"协同策略,为全球干旱区红树林保护提供了可复制的范式。特别是WGNP试点证实,将SDMs预测的脆弱区与本土知识结合的修复方案,能使碳封存效率提升3-4倍。

研究意义
这项研究超越了传统的物种分布预测范畴,构建了从理论建模到实践干预的完整研究链条。其创新性体现在三方面:首次验证MPAs网络在气候变化背景下的动态保护效能;建立社区参与式修复的技术标准;揭示干旱区红树林对海拔因子的特殊依赖性。这些发现不仅为埃及制定国家自主贡献(NDC)提供了科学依据,更对全球35个拥有类似生态系统的沿海国家具有启示意义。正如作者Karim Omar强调的:"当算法预测与传统智慧相遇,我们找到了对抗气候变化的自然解决方案(NbS)密钥。"

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