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研究预测,尽管海平面上升,盐沼仍将继续存在

High and Low Marsh
高低沼泽 低洼沼泽——耐盐植物最先生长的低洼地带,也是受水位上升影响最严重的地方——是动态反馈最有效地应对水位上升的地方。摄影:M. Kirwan/VIMS
Low Marsh Dynamics
低沼泽动态 所有被研究的低海拔沼泽相对于海平面的上升都在上升。图由M. Kirwan/VIMS提供
High Marsh Dynamics
高沼泽动态 大多数被研究的高海拔沼泽相对于海平面的上升都在上升。图由M. Kirwan/VIMS提供

研究表明,传统的评估方法高估了脆弱性

《自然气候变化》杂志上的一项新研究认为,传统的评估方法高估了盐沼对海平面上升的脆弱性,因为它们没有充分考虑到随着水位上升,盐沼可以垂直生长并向陆地迁移的过程。

尽管海平面上升,但盐沼的持续存在对沿海生态系统来说是一个难得的好消息,沿海生态系统正受到包括营养污染、入侵物种和发展在内的一系列因素的威胁。健康的沼泽可以缓冲海岸免受风暴的侵袭,改善水质,为商业渔业提供栖息地,并通过捕获碳来帮助对抗全球变暖。

研究报告的主要作者、威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的教授马特·基尔万说:“对沼泽消失的灾难性预测似乎令人担忧,但这些预测来自简单的模型,它们不能模拟动态反馈,而动态反馈不仅能让沼泽适应目前的海平面上升速度,还能适应未来几十年预计的海平面上升速度。”实际上,随着沼泽被淹没的程度越来越高,沼泽土壤的形成速度要快得多。”

Low-elevation marshes are where dynamic feedbacks operate most effectively to counter sea-level rise. Photo by M. Kirwan/VIMS更频繁的洪水将更多的泥土带入沼泽,也促进了几种常见沼泽植物的生长。这些过程共同使沼泽土壤随着水位上升而升高。

Kirwan和他的合著者认为,由于没有考虑到这些反馈,传统的评估大大低估了沼泽的恢复能力。加入Kirwan研究的还有安特卫普大学的Stijn Temmerman, VIMS的Emily Skeehan,美国地质调查局的Glenn Guntenspergen和波士顿大学的Sergio Fagherazzi。

该小组通过汇编和重新分析179份先前发表的北美和欧洲沼泽海拔变化记录来进行这项研究。Kirwan说:“我们的研究表明,随着沼泽变得更加泛滥,土壤的增加率增加了一倍以上,这表明沼泽在海平面上升的加速中生存的能力很强。”

“最常见的模型大大高估了沼泽对海平面上升的脆弱性,”Guntenspergen补充说。“这些模型假设沼泽上升,但只以与最近测量的沼泽增加率相等的速度上升。这种方法不可避免地导致沼泽淹没,并预测大多数潮汐湿地将在本世纪末被淹没。”

研究人员说,为数不多的纳入动态反馈的模型表明,沼泽通常可以在每年海平面上升10到50毫米的情况下存活下来。这远远超过了目前全球平均海平面每年上升约3毫米的速度,甚至超过了联合国气候科学家预测的2100年每年8至17毫米的较高速度。

研究小组建议,使用这些更先进的模型将有助于生态系统管理者更准确地评估沼泽的脆弱性,应该得到鼓励。他们还建议研究人员通过增加有助于澄清控制沼泽边界水平迁移过程的研究,扩大他们目前对沼泽垂直适应性的关注。

High-elevation marshes are more vulnerable to sea-level rise, but grow more resilient as they succumb to rising waters and are replaced by low marsh. Photo by M. Kirwan/VIMS回顾最近的历史,研究人员注意到,建立在动态模型中的反馈也有助于解释近几十年来在大西洋中部和其他地方观察到的许多盐沼的稳定性,以及已经淹没的沼泽的相对稀有性。在确实发生沼泽淹没的地方——比如密西西比三角洲或威尼斯泻湖——罪魁祸首是由于大坝或防波堤建设导致的沉积物供应减少,或者由于地下水开采和其他因素导致的下沉加剧。

基尔万说:“只有在人们限制沉积物输送或潮汐差很低的地方,沼泽才能在目前的海平面上升速度下存活下来。”

研究人员缓和了他们对垂直沼泽生长的乐观态度,同时警告说,随着海平面上升将盐沼推向陆地,允许盐沼水平迁移的重要性。他们指出,在美国大西洋沿岸的低洼地区,迁徙到附近的森林可以抵消现有盐沼的大部分损失。

但在被海岸悬崖或人为障碍阻碍的地方,沼泽迁徙是不可能的。“切萨皮克湾近20%的海岸线被碎石、海堤和其他结构加固,”基尔万说,“类似的结构几乎覆盖了欧洲西北部所有的沼泽地区。我们认为,可供湿地迁移的低洼土地是沼泽命运的一级决定因素。”