《CATENA》：Compensatory marsh dynamics increase coastal gross primary production in a mega-delta
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•长江河口潮间带沼泽向海扩张补偿了向陆流失。•沼泽净增益驱动了河口尺度的GPP增加。•空间补偿维持了大型三角洲的湿地韧性。引言河流三角洲仅占地球表面积的0.57%，却支撑着全球4.5%的人口（Edmonds et al., 2020）。与此同时，河流三角洲正经历由人类活动和气
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长江河口潮间带沼泽向海扩张补偿了向陆流失。
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沼泽净增益驱动了河口尺度的GPP增加。
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空间补偿维持了大型三角洲的湿地韧性。
引言
河流三角洲仅占地球表面积的0.57%，却支撑着全球4.5%的人口（Edmonds et al., 2020）。与此同时，河流三角洲正经历由人类活动和气候变化驱动的广泛土地利用变化，三角洲湿地的丧失是其中最显著的变化之一（Osland et al., 2024）。以往研究指出，向海湿地扩张可以在某些三角洲系统中部分抵消向陆湿地丧失（Campbell et al., 2022; Dai et al., 2024; Ma et al., 2019; Wu et al., 2025; Wu et al., 2018），但鉴于植被组成和环境条件的差异，这种结构性补偿是否必然转化为功能性响应仍不确定。总初级生产力（GPP）是生态系统有机质生产的主要途径，构成多种生态功能的生物地球化学基础（如生物多样性支撑、碳储存、海岸防护）。因此，GPP是理解三角洲湿地结构性补偿是否以及如何导致功能性响应的核心。
从光合过程的视角来看，GPP的变化主要由土地利用变化和气象驱动因素驱动（Chen et al., 2024b; Hou et al., 2022; O'Sullivan et al., 2020）。土地利用变化通过改变植被组成、土壤特性和水文连通性来影响GPP（Liu et al., 2020; Lu et al., 2024; Xue et al., 2020）。太阳辐射、温度和蒸气压差等气象条件通过植物生理响应进一步调节GPP，而气象条件与土地利用变化之间的相互作用可以改变这些效应（Fang et al., 2024; Knox et al., 2015; Novick et al., 2016）。以往研究评估了陆地GPP动态的历史变化，预测了未来变化，并阐明了其水文气候机制（Campbell et al., 2017; Hou et al., 2022; Li et al., 2023）。然而，这些驱动因素和机制在高动态的三角洲环境中如何运作，以及补偿性湿地动态是否改变这些关系，尚不清楚。
评估三角洲海岸GPP的主要挑战在于形态动力过程和人为复杂性带来的不确定性。沉积物输送量（从而决定湿地扩张潜力）受河口环流以及河道与潮滩之间的沉积物交换控制（Lou et al., 2022; Mariotti and Fagherazzi, 2012）。同时，围垦活动造成湿地流失的热点区域（Ma et al., 2019）。湿地增益和损失共同产生了生态系统结构的空间异质性变化，导致光合作用能力在局部产生相互对立的效应（Tan et al., 2022）。此外，不同的土地利用变化轨迹与气象条件的时序变化相互作用（Gabler et al., 2017），导致GPP动态呈现复杂的时空格局。综上，这些过程在时间和空间上产生了生态系统初级生产力中相互交织的增益和损失，引发了一个问题：湿地增益能否以及何种条件下能够在功能上抵消其他区域的湿地损失。这种尚未解决的相互作用是理解在日益加剧的人类和气候压力下湿地动态如何塑造三角洲海岸GPP的关键知识空白。
总体而言，本研究的核心科学问题是：在高动态三角洲系统中，湿地增益和损失的路径是否产生GPP的补偿效应。基于已知的结构和生理机制，本研究旨在：(1) 量化以湿地为重点类别的海岸土地利用变化路径；(2) 评估湿地与GPP损失相关的GPP补偿效应；以及(3) 评估气象变异性对GPP变化的贡献。为实现这些目标，我们选择了中国长江河口作为代表性案例，该区域的潮间带沼泽是三角洲湿地的主要覆盖类型。通过将卫星数据与气象驱动数据整合入模型，我们基于35年（1985–2020）的土地利用图重建了海岸GPP，并追踪了与土地利用变化相关的GPP变化。本研究提供了河口尺度的评估，阐明三角洲湿地的结构性调整如何塑造GPP格局，对大型三角洲从海到陆连续体上的碳预算评估和韧性评估具有潜在意义。
章节摘要
区域概况
长江是世界第三长河（约6300公里），径流量和泥沙量在全球排名前五，其流域人口超过4.5亿（Yang et al., 2020；图1a）。大通站位于河口上游约640公里处，标志着长江河口的潮汐限制线，是长江沿线最靠海的国家级水文监测站。长江河口是典型的中等至
潮间带沼泽动态总体格局
在1985年至2020年间广泛的海岸土地利用变化过程中，沼泽增益在很大程度上补偿了沼泽损失。原有沼泽转变为潮滩、水域和内陆土地利用类型，而新生沼泽主要出现在河口的向海边缘（图2a, b）。沼泽增益倾向于比沼泽损失更靠海，伴随着沼泽增益斑块质心的逐步向海迁移（图S8）。沼泽群落组成从
讨论
近几十年来，全球三角洲经历了密集的土地利用变化和河流泥沙供给的急剧减少，导致海岸湿地广泛丧失和相关生态系统功能退缩（Haasnoot et al., 2021; van de Vijsel et al., 2024）。本研究以长江河口为代表性案例，表明大量沼泽增益已在面积和海岸GPP两方面抵消了损失。此外，气象变异性进一步改变
结论
本研究探讨了异质性湿地增益和损失是否能够在动态的大型三角洲——中国长江河口——产生海岸GPP的补偿效应。主要发现如下：
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长江河口的土地利用变化以空间对比性的沼泽动态为特征，向海沼泽增益超过向陆沼泽损失，且在现有湿地内部发生了大量沼泽演替；
- (2)
这些沼泽动态产生了有效的GPP补偿，表现为正的ΔGPP
作者贡献声明（CRediT）
薛黎明：撰写——初稿、方法论、资金获取、形式分析、概念构思。胡湛：撰写——审阅与编辑、监督、资金获取。李秀珍：撰写——审阅与编辑、监督、资金获取。Ken Schoutens：撰写——审阅与编辑、形式分析。许天平：可视化、数据整理。叶卫峰：可视化、数据整理。刘泽正：撰写——审阅与编辑、资金获取、形式分析、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
感谢中山大学M5实验室（潮滩、沼泽、红树林、测量与建模）的成员以及华东师范大学河口海岸国家重点实验室的同事们在数据集处理方面的帮助。本研究得到了国家自然科学基金（42306187, 42576154, 12411530096, 42176164）、中国博士后科学基金（2025M770885）、国家重点实验室开放研究基金的资助
薛黎明|胡湛|李秀珍|Ken Schoutens|许天平|叶卫峰|刘泽正|Stijn Temmerman
