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红树林森林（mangrove forests）是生态上重要的生态系统，提供沿海保护（coastal protection）和气候变化减缓（climate change mitigation）等服务。理解红树林为何存在于某一地点，可为红树林管理、恢复科学（res
红树林森林（mangrove forests）是生态上重要的生态系统，提供沿海保护（coastal protection）和气候变化减缓（climate change mitigation）等服务。理解红树林为何存在于某一地点，可为红树林管理、恢复科学（restoration science）和气候变化适应提供因果联系。在开放海岸（open coast），波浪在塑造红树林分布中的作用仍认识不足。研究人员表明，波浪是全球沿海红树林分布的关键控制因素。研究人员开发了一个过程驱动（process-driven）的红树林存在或缺失模型，以评估400个全球分布沿海站点20年的开源后报波浪数据（hindcast wave data），包括三个涌浪分量（swell partitions）。通过定义和识别波浪强迫较低情况下红树林建立的机会窗口（windows of opportunity, WOOs），该机制模型达到78.2%准确率。波浪强迫的适度增加或减少会影响红树林站点的适宜性，表明未来区域特定的波候（wave climate）变化可能导致沿海分布位移。波浪是全球开放海岸红树林的主要控制因素，这一认识对于预测变化气候下当前和未来红树林分布至关重要。
全球正在推进沿海生态系统恢复与保护，包括联合国生态系统恢复十年和海洋科学促进可持续发展十年。红树林是生态上重要的生态系统，可提供沿海保护和气候变化减缓等服务。随着历史生境下降受到关注以及人为砍伐减少，环境驱动因素在红树林损失中的占比增加，因此理解并预测未来自然动态对红树林保护具有重要意义。红树林未来不确定，许多地点易受海平面上升（sea-level rise）以及天气和气候模式变化影响。开放、受波浪暴露海岸的红树林尤其值得关注，因为其可为邻近生态系统和社区提供独特效益，海岸保护是红树林研究第二多的生态系统服务。开放海岸红树林对波候变化高度敏感，预计热带和副热带地区的波向变化为5°–10°，风暴频率也可能出现区域特定变化。成熟红树林受局部物理环境影响，并通过消波影响周围水动力；但在幼苗建立阶段，环境关系是单向的，水动力是繁殖体锚定和建立的关键瓶颈之一。先锋种如 Avicennia alba 的浮力繁殖体需要快速锚定以避免被冲走。早期红树林分布建模依赖将红树林存在与时间平均淹没值（如 hydroperiod）相关联，但该方法未考虑导致建立或死亡的事件，在强季节性环境中受限，在潮汐制度不同的河口环境中可能导致范围预测不准。近期方法采用过程驱动思路，引入红树林建立的机会窗口（windows of opportunity, WOOs），即条件不超过幼苗存活阈值的时期；阈值随幼苗年龄变化，因为幼苗成熟后脆弱性降低。局部研究表明波浪影响红树林存在，但波浪作为全球尺度红树林存在控制因素尚未被探索。因此，研究人员在全球尺度预测沿海红树林存在或缺失，将生物物理建立阈值与时空波浪强迫联系起来，并假设连续低波能期是开放海岸红树林存在的有效预测因子。该研究发表于《Nature》。
研究人员分析了400个全球分布站点，其中200个有红树林、200个无红树林；有红树林站点按对波浪强迫的敏感性选择，无红树林站点选在含红树林的海洋生态区，以减少其他气候因素影响。研究人员使用20年开源后报波浪数据，纳入三个涌浪分量，定义有效波高（effective wave height, EWH），建立基于WOOs的过程驱动红树林存在或缺失模型。该机制模型总体准确率为78.2%。研究结论表明，波浪是全球开放海岸红树林的主要控制因素；未来区域特定的波候变化可能导致红树林沿海分布位移。该知识对理解当前红树林分布、指导沿海恢复和保护实践以及预测变化气候下的未来红树林生境具有重要意义。
关键技术方法不超过250字：研究基于400个全球分布海岸站点，红树林有无各200个，站点来自 Global Mangrove Watch 并与2025年 Google Earth 卫星影像交叉核对，非红树林站点位于含红树林海洋生态区。波浪数据来自 EU Copernicus Marine Service Information 的 Global Ocean Waves Reanalysis，使用2003年1月1日至2023年1月1日20年、3 h时间分辨率的谱波数据，考虑 primary、secondary 和 wind 三个涌浪分量。研究人员计算有效波高 EWH(t)，以多持续时间 D
s 定义WOOs，采用红树林站点非超越值65百分位建立幼苗建立阈值，并用留一交叉验证（leave-one-out cross-validation, LOOCV）、Anderson–Darling k-sample 检验和 Bonferroni 校正评估；随后开展印度洋和太平洋案例研究及全球 EWH ?45% 至 +45% 敏感性分析。
研究结果保留各小标题并概括如下。
WOOs：对400个全球站点分析发现，红树林站点（n=197）与非红树林站点（n=197）的EWH非超越值分布显著不同，在多重检验校正后于2%显著性水平拒绝相同分布，表明有红树林站点经历更长的低能WOOs。波浪建立阈值随潮差变化：微潮环境中的沿海红树林通常经历更高能波浪条件；对于至多1周的短WOO，各潮差站点相似。大潮站点包括北澳大利亚、西印度、巴西北部和印度尼西亚部分地区。大潮区域红树林可能更易受波浪位移，因为其承受额外潮流导致的总流速更大，而模型未计入该部分。红树林建立区显示幼苗对扰动的耐受性随年龄增加；研究中12月龄幼苗的EWH阈值设为1.13 m，对应浅水近底波轨道速度 u=1.46 m s
?1，床面剪应力 τ
b=10.88 N m
?2，与既往经验估计一致。
Model performance：使用计算得到的红树林建立区阈值，对197个有红树林和197个无红树林站点预测，模型总体准确率为78.2%。按海向边缘最近报道的属分析，模型敏感性和特异性随属变化：Sonneratia 区域准确率最高，表明波浪强迫是该属红树林分布的强预测因子；Rhizophora 区域敏感性和特异性最低，提示波浪之外因素可能影响更强，或属内水动力耐受存在差异，但原文指出需进一步全球研究。
Pacific and Indian ocean case studies：模型用于印度洋 Palk Strait 和太平洋 Gulf of Thailand 两个案例。历史条件下，两案例分别仅1个点预测错误。相对历史条件将EWH减少20%时，两案例所有站点均被认为适宜红树林建立；在印度洋案例中，EWH增加20%使所有站点不适宜，提示若地貌动力不变，成熟林可能持续一段时间但无更新，最终海岸可能失去红树林；在太平洋案例中，EWH增加20%仅使一个现有红树林点失去WOOs，表明该地红树林对波候增加相对有韧性。扩展范围分析显示，印度洋案例中适度减少或增加EWH即可使站点整体适宜或不适宜；太平洋案例中适度EWH减少可能增加红树林面积，但需显著增加才不再支持建立。EWH对波向敏感，因此即使较小方向移动，也可能与波高变化共同造成类似幅度变化。
Global sensitivity to wave climate：研究人员对基线条件下被正确识别为红树林或非红树林的全球站点（n=308）重新评估，将EWH设为?45%和+45%。结果表明全球红树林生境对波候变化敏感；即使适度波候变化，当前有红树林站点也可能不再经历建立窗口，反之非红树林站点可能变得适宜。非红树林站点在波候减少时可能变得适宜，其幅度与导致红树林站点变得不适宜的增幅类似。过去和未来波候变化不确定且区域性强，因此红树林生境适宜性可能沿海岸显著位移，同时出现损失和增益。方法假设任一年份阈值超越均限制红树林建立，因此周期性风暴若打断历史平静季节，也可能阻止更新；波浪静稳或方向变化减少暴露，则可能增加建立WOOs。虽然结果展示了对EWH线性增减的敏感性，但深入局地预测仍需站点特定气候变化和海平面上升预测。
讨论部分总结：研究人员认为，尽管淹没期通常被视为红树林建立和物种分布的关键驱动因素，但在开放海岸环境中，波候也是关键控制因素。未来红树林分布将受多种复合因素影响，包括平均海平面上升、极端海平面变化以及气温、盐度和沉积等非生物因素变化。该模型可进一步耦合考虑潮汐淹没制度的分布模型，以预测沿海红树林垂直范围而不仅是存在与否；纳入潮流可改善潮流剪应力大于波浪剪应力站点的表现；纳入局地风浪可扩展至离岸水动力连接较弱的地点，如珊瑚礁保护或潟湖环境以及具有足够风程的河口。波候和海平面变化也可能引起地貌动力变化，影响红树林可栖息带。与既往相关性研究不同，该模型采用过程驱动而非统计方法，基于幼苗建立阈值与局部水动力的因果联系；时间平均方法可能预测当前存在，但在非稳态条件下预测进退受限，而过程驱动方法可扩展至模拟海向边缘进退，有助于评估恢复适宜性。比较模型结果与历史红树林面积变化是未来研究方向，并需实证研究进一步验证。海平面上升和表面高程净增长在未来可栖息范围中具有竞争作用；气候变化还可能改变沿海水动力气候，而该影响认识不足。发展包含波浪强迫的因果分布模型，而非仅用地理空间分布制图的相关模型，对准确预测变化气候下红树林响应至关重要。EWH同时考虑波高和方向，因此波向变化也会影响开放海岸红树林建立。全球风–浪气候（wind–wave climate）预测指出，2100年代表性浓度路径8.5（representative concentration pathway 8.5, RCP8.5）下，热带和副热带地区平均波向预计移动5°–10°，这些方向变化可能与其他关键胁迫如海平面上升、气旋活动增加和水动力能量变化共同导致红树林生境变化。研究结论翻译：本研究强调波浪在塑造沿海红树林全球分布中的作用。借助研究人员的 process-driven 模型，研究人员强调红树林建立及因此沿海分布将随全球风–浪气候变化而变化。这一知识可用于更好地理解当前分布格局、为沿海恢复和保护实践提供信息，并改进对未来红树林生境的预测。研究人员的发现对全球沿海管理和红树林生态系统具有重要意义，因为若要规划未来具有韧性的海岸线，就必须理解为何某些地点会从有利条件转为不利条件，或反之。
