基于Landsat数据的法拉桑群岛红树林长期扩张与海岸线退化监测研究（1993-2023）

本研究针对法拉桑群岛红树林生态系统受城市化与全球变暖威胁的问题，通过Landsat卫星影像（1993-2023年）结合NDVI（归一化植被指数）、NDMI（归一化水分指数）和LST（地表温度）等多指标分析，揭示红树林面积30年间增长3.55 km2但海岸线退化达73%的矛盾现象，为海岸带生态韧性评估提供关键数据支撑。

　　

红树林作为地球上生产力最高的生态系统之一，正面临城市化、海平面上升和极端气候的多重威胁。法拉桑群岛位于沙特阿拉伯红海沿岸，其特有的红树林物种Avicennia marina和Rhizophora mucronata具有极高的生态价值，但近年来因旅游开发与气候变化导致海岸线急剧退化。尽管全球红树林面积普遍减少，该区域却呈现逆势扩张的特殊现象，这种矛盾格局的驱动机制亟待解析。

沙特阿拉伯的研究团队通过Landsat系列卫星（1993-2023年）的30年时序数据，首次对法拉桑主岛开展多指标综合评估。研究采用Google Earth Engine平台处理影像数据，结合NDVI（归一化植被指数）和NDMI（归一化水分指数）量化植被动态，利用短波红外（SWIR）与近红外（NIR）波段穿透薄云的优势提升监测精度。海岸线变化通过高水位线（HWL）方法提取，并采用端点速率（EPR）和线性回归速率（LRR）模型分析侵蚀趋势。

研究结果显示，NDVI值从1993年的+0.20持续升至2023年的+0.30，NDMI趋势与之同步，表明红树林健康状态改善。值得注意的是，2013-2023年间植被扩张速度加快，东部和北部新增面积占总量60%。然而海岸线呈现持续退缩，30年间总面积减少73 km²，其中1998-2003年单期损失达17 km²。地表温度（LST）监测显示1998年出现51.3°C极端高温，与早期植被增长缓慢阶段吻合。

讨论部分指出，红树林扩张与海岸退缩的时空异质性可能源于多重因素：SWIR波段分析显示后期水分条件改善促进植被生长，而海平面上升速率（4.17 mm/年）超过全球均值导致潮间带生境压缩。特别在Zifaf岛等区域，红树林通过根系网络稳定沉积物，可能缓解了后期侵蚀速率（2018-2023年降至6.23 km²）。该研究为理解极端环境下红树林适应性提供新证据，其揭示的"生态屏障效应"对沿海防护策略具有重要启示。

论文发表于《Trees, Forests and People》，首次证实法拉桑群岛红树林在气候胁迫下的逆向扩张能力，同时预警持续海岸退化可能突破生态临界点。作者建议未来研究应聚焦海平面上升与植被动态的反馈机制，为实施基于自然的海岸带管理（NbS）提供科学依据。