沙特阿拉伯干旱与高盐度沿海环境中基于证据的红树林修复与选址

《Journal of Arid Environments》：Evidence-based mangrove restoration and site selection in arid and hypersaline coastal environments of Saudi Arabia

　　

摘要
沙特阿拉伯的红树林以秋茄（Avicennia marina）为主，并伴有局部分布的杯萼红树（Rhizophora mucronata）群落，对于海岸保护、生物多样性支持和碳封存至关重要。尽管这些生态系统具有重要的生态意义，但它们面临着日益加剧的压力，包括城市扩张、工业排放、水产养殖、石油泄漏和海洋垃圾，加之干旱的气候条件、高盐度和有限的淡水流入，使得情况更加复杂。本研究综合了当前关于红海和阿拉伯湾沿岸红树林分布、栖息地质量、土壤因素、潮汐影响和人为压力的知识，旨在为修复（重新建立红树林）和植树造林（在新合适的沿海地区植树）举措中的选址开发一个基于证据的框架。系统文献综述遵循了 PRISMA 2020 指南。建立了一个包含六个参数的选址框架，涵盖土壤深度、海拔、潮汐和波浪能量、土壤质地、水盐度和温度，并根据其生态重要性对参数进行加权。综合选址适宜性指数（SVI）整合了这些参数，能够对选址进行客观的排序和优先级划分。该框架的应用识别了关键的栖息地限制、物种特异性耐受性和修复机会，与沙特绿色倡议和 2030 愿景中种植超过 5000 万棵红树的目标相一致。通过将生物物理评估、基于地理信息系统（GIS）的预筛选和现场验证相结合，这种方法可以提供一种可复制的方法，以指导红树林修复规划，降低失败率，并增强干旱和高盐环境中的生态系统韧性。

引言
红树林生态系统分布在北纬 25 度和南纬 25 度之间受遮蔽的海岸线、河口、河流三角洲、泻湖和海湾地区。在某些情况下，红树林被发现向南延伸至非洲东海岸、澳大利亚和新西兰（南纬 38°），向北延伸至日本（北纬 32°）（Spalding 等，2010 年；Giri 等，2011 年）。大部分红树林森林位于热带区域（北纬 10 度至南纬 10 度），特别是在东南亚、西非和南美洲的部分地区。东南亚拥有全球 33.6% 的红树林，并且物种多样性最高。中东地区的物种多样性最低，仅发现少数物种，如秋茄和红树（Rhizophora mangle）。该地区的红树林仅占世界红树林的 0.2%（Spalding 等，2010 年；Leal 和 Spalding，2024 年）。在沙特阿拉伯，红树林分布在红海和波斯湾（也称为阿拉伯湾）沿岸。秋茄是红海和阿拉伯湾沿岸分布最广、占主导地位的物种。杯萼红树呈局部分布，存在于盐度较低、营养更丰富且潮汐冲刷有利的受遮蔽区域的有利生态位中（Khan 等，2010 年；Almahasheer，2018a）。它们忍受着恶劣的环境条件，包括高盐度、有限的淡水流入和较高的温度。

历史上，红树林一直是沿海社区的重要资源，提供木材、燃料和药用价值，这一点由泰奥弗拉斯托斯（公元前 350 年）和阿拉伯植物学家所记载（Khalil，2015 年）。它们还提供重要的生态和经济效益，包括增强生物多样性、支持渔业、改善生态系统连通性以及保护海岸线（Almahasheer，2018a）。此外，红树林在碳封存方面发挥着关键作用，对减轻气候变化贡献显著（Saifullah，1996 年；Khalil，2015 年），并通过过滤过程改善沿海水质（Ali 等，2009 年；Abu-Zied 等，2021 年）。保护这些生态系统对于维持该地区海洋环境的健康和生产率至关重要（Saifullah，1996 年；Dunne 等，2023 年）。

尽管具有重要意义，但沙特阿拉伯的红树林区域正在因城市化、污染、过度放牧、砍伐和沿海开发而萎缩，这些活动扰乱了自然水文过程并导致栖息地丧失。另一方面，自然压力，如气候变化的不利影响，包括海平面上升和温度升高，也正导致红树林的丧失（Gilman 等，2008 年；Ali 等，2009 年；Al-Dubai 等，2017 年；Alzahrani 等，2018 年）。当前文献表明，高盐度、营养限制、上升的人为垃圾负荷、工业废水和局部石油泄漏进一步恶化水质，阻碍了沙特阿拉伯红树林的自然再生（Almahasheer 等，2016a；Sadooni 和 Al-Saad，2011 年；Vaughan 等，2019 年）。最近，世界自然保护联盟（IUCN）将红海和红树归类为濒危，将阿拉伯湾红树归类为易危（IUCN，2024 年）。总的来说，迫切需要在国家层面和地区层面采取全面的保护措施来保护和修复红树林。

在红树林保护与保护的背景下，沙特绿色倡议（SGI）下启动了一项充满希望的举措。王国承诺种植 5000 万至 1 亿棵红树幼苗，以恢复历史上占据的红树林区域，并在沙特阿拉伯新合适的沿海地点植树造林。如此大规模举措的成功很大程度上取决于选择合适的种植地点。尽管王国的红树林已被广泛研究，但现有知识仍然分散在专注于地貌学、水文学、土壤和污染的研究中。因此，需要进行系统综述来综合这些分散的证据，并将其转化为干旱和高盐环境中修复规划的实用决策支持工具。合适的地点被定义为具有有利于红树林建立、生长和发育的良好土壤质量、环境条件、潮汐流量以及安全的盐分、营养物质和污染物水平（Abd-El 等，2013a）。如果没有一个整合这些生物物理约束和威胁梯度的科学框架，修复工作可能会面临幼苗高死亡率、资源浪费和错失气候适应目标的风险。本综述整合了关于分布、栖息地质量、土壤驱动因素和污染的两岸分散研究。其旨在为王国内的红树林修复奠定基础，提供一个务实的、空间明确的选址框架。

章节片段
综述方法与文献筛选
遵循 PRISMA 2020 指南，对 1955 年至 2025 年 1 月期间沙特阿拉伯红树林修复进行了系统文献综述。搜索策略使用了术语的组合，包括核心术语：“红树林”、“Avicennia marina”、“Rhizophora"和“红树林森林”；地理焦点：“沙特阿拉伯”、“红海”、“阿拉伯湾”；主题关键词：“生态”、“生物多样性”、“碳封存”、“修复”、“海平面上升”、“气候变化”，

沙特阿拉伯红树林的分布
沙特阿拉伯的红树林分布在红海和阿拉伯湾沿岸。夏姆祖拜勒（北纬 27°25′）是最北端，阿拉西斯、杰赞和法拉桑群岛（北纬 16°45′）是沙特阿拉伯红海沿岸红树的最南端，而拉斯塔努拉和朱拜勒（北纬 26°45′ 至 27°00′）到中部地区（北纬 25°00′ 至 26°30′）则是阿拉伯湾沿岸（Kumar 等，2017 年；Almahasheer，2018b）。红海沿岸约占沙特

气候条件
沙特阿拉伯阿拉伯湾和红海沿岸的红树林面临着世界上最极端的气候之一。这些条件严重限制了红树林的存活和生长。阿拉伯湾属于超干旱气候。夏季气温超过 50°C，水温变化巨大，从冬季的约 12°C 到夏季的 35°C（Ali 等，2009 年）。红海沿岸环境较为有利，但依然恶劣。那里的海表温度仍然很高，通常超过 31°C

城市发展与海岸填海
沙特阿拉伯的快速城市扩张导致了大规模的土地填海项目，这些项目用住宅、商业和工业开发取代了红树林森林。Rondon 等（2023 年）报告称，1996 年至 2020 年间，王国约 30 平方公里的天然红树林因沿海开发和土地填海而丧失。在红海地区，像吉达这样的城市因填埋和疏浚活动以适应...而失去了广泛的红树林。

红树林修复的历史发展（1980 年代 -2010 年代）
沙特阿拉伯的红树林修复始于 1980 年代，最初是在东部省的小型项目，特别是在塔鲁特湾、拉斯塔努拉和朱拜勒，由沙特阿美（Saudi Aramco）领导。这些工作主要涉及种植秋茄幼苗以修复退化区域。然而，由于选址不当，许多早期的种植园经历了高死亡率（Al-Guwaiz 等，2021 年）。在 2000 年代至 2010 年代期间，修复工作通过拉斯塔努拉红树...等举措得到了扩展。

综合选址适宜性指数（SVI）及参数选择理由
综合选址适宜性指数（SVI）是一个用于评估和排序潜在红树林修复地点的多准则决策支持工具。它重点关注生态适宜性。该框架将物种特定要求与关键地点级环境变量相结合。当地点条件不满足红树林建立和存活所需的阈值时，修复往往会失败。关键决定因素包括土壤深度、盐度、潮汐动力学和海拔（Kirui 等，

结论
沙特阿拉伯的红树林占据着全球这些生态系统最自然的范围之一，在极端盐度、干旱和有限淡水流入的条件下生存。红树林在增强生态韧性、支持生物多样性、保护海岸线和碳封存方面发挥着重要作用。尽管具有重要意义，但沙特阿拉伯的红树林森林已退化，面临着来自城市开发、工业扩张、水产养殖、污染的日益加剧的压力，

CRediT 作者贡献声明
Mahmood Hossain：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿，监督，概念构思。Sharif Hasan Limon：写作 – 审阅与编辑，数据整理。Salah Hashem：资源，项目管理。Abderazak Boubcher：验证，资金获取。Waeel Athea：可视化。

伦理声明
本研究涉及生态文献综述和基于地点的环境评估。没有人类参与者或濒危物种直接参与本研究。

资金致谢
本研究由沙特阿拉伯国家植被覆盖中心（NCVC）资助，项目名称为“红树林评估与修复”。

利益冲突声明
我们没有可能影响本工作的竞争性的财务或个人利益。

致谢
本研究的形成是沙特阿拉伯王国正在进行的一项红树林评估项目的一部分，该项目由沙特阿拉伯利雅得的 Tec Solution Pro 公司实施，并由国家植被覆盖中心（NCVC）资助。作为该项目的一部分，进行了广泛的文献综述，以整合有关沙特阿拉伯红树林分布、栖息地质量、人为压力和修复机会的现有知识库。我们衷心感谢 NCVC 的支持，
Mahmood Hossain|Sharif Hasan Limon|Salah Hashem|Abderazak Boubcher|Waeel Athea
孟加拉国自由艺术学院环境研究与可持续发展系，孟加拉国