亚热带河口红树林面临的海平面上升与人类活动双重胁迫:基于巴宾通加湾的沿海挤压效应研究

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Renewable Energy 9.0

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  针对亚热带河口红树林因海平面上升(SLR)与人类土地利用导致的"沿海挤压"(coastal squeeze)问题,研究人员通过多时相遥感(1985-2019)结合MapBiomas数据,揭示巴西巴宾通加湾红树林面积减少27%、碎片化加剧的现状,并模拟SLR淹没情景,为气候适应规划提供科学依据。

  

在气候变化与人类活动双重压力下,全球红树林生态系统正面临前所未有的生存危机。作为连接陆地和海洋的生态桥梁,这些"蓝色碳汇(blue carbon)"不仅为80%的商业鱼类提供育幼场,每年更能固定2550万吨碳。然而最新数据显示,全球红树林面积已锐减20-30%,而海平面正以每年0.26%的速度加速上升。在巴西——这个拥有全球7%红树林资源的国家,法律虽将红树林划为永久保护区,却允许生态功能丧失后的土地转化,这种矛盾政策在快速城市化的河口地区尤为突出。

针对这一严峻形势,巴西国家科学技术发展委员会(CNPq)资助的研究团队选择巴宾通加湾这一典型亚热带河口作为研究对象。该区域不仅位于巴西红树林分布南界(28°S),更因临近若因维利市而承受着剧烈城市化压力。研究人员创新性地将34年(1985-2019)的土地覆盖变化分析与海平面上升(Sea Level Rise, SLR)淹没模拟相结合,首次量化评估了人类活动与自然胁迫对红树林迁移空间的复合影响。

研究采用多学科技术方法:基于MapBiomas数据集进行土地分类,运用数字岸线分析系统(DSAS)计算岸线变迁,结合IPCC推荐的SLR情景进行淹没模拟,并通过景观格局指数评估红树林碎片化程度。特别关注了2016年植食性生物爆发等自然干扰事件的影响分离。

【历史土地覆盖变化】结果显示,研究区城市面积呈线性增长,34年间扩张80 km2,而森林面积减少达150 km2。若因维利周边区域变化最为剧烈,城市用地侵占直接压缩了红树林向陆迁移的"水平容纳空间(horizontal accommodation space)"。

【红树林动态响应】全区红树林面积缩减27%,碎片化指数上升42%。值得注意的是,2016年植食性生物爆发导致局部区域出现异常退缩,这种自然干扰与持续的人为压力形成叠加效应。

【淹没情景预测】在RCP8.5情景下,到2100年现有红树林面积的15-30%将面临永久淹没风险。最严峻的挤压发生在城市前沿区,这些区域的后方已被硬化工程阻断迁移路径。

这项研究首次在亚热带河口尺度上证实了"沿海挤压"的三重机制:SLR推动向陆迁移、城市扩张阻断迁移路径、农业开发消耗潜在栖息地。其创新价值在于将碎片化指标纳入SLR适应评估框架,揭示了传统保护策略的盲区——即使维持现有红树林面积,其功能也可能因碎片化而严重退化。研究结果直接支撑了巴西新版海岸带管理规划的制定,并为全球类似河口区域的"基于生态系统的适应(EbA)"策略提供了科学范式。正如通讯作者Antonio H. F. Klein教授指出:"保护红树林不仅需要划定生态红线,更需在陆海统筹规划中预留出气候适应所需的生态缓冲空间。"该成果对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的第13项(气候行动)和第14项(水下生物)具有重要实践意义。

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