屏障岛迁移导致大规模沼泽流失
海岸带生态系统对气候变化的快速响应
如果你去过外银行或其他堰洲岛，你可能会体验到它们的分裂个性——在这些地方，巨浪可以冲击沙质海岸，而苍鹭在平静的盐沼水域上徘徊，距离陆地不远。
William & 玛丽及其弗吉尼亚海洋科学研究所的一个研究小组的新研究表明，这些看似不同的生态系统实际上是紧密相连的，屏障岛沙的快速向陆地迁移正在导致邻近盐沼的大规模损失。他们的研究——最近发表在《地质学》的网络版上——关注的是弗吉尼亚东海岸的原始障壁岛，但很可能适用于全球类似的障壁岛系统。
研究小组的研究表明，弗吉尼亚的堰洲岛正在以每年3到18英尺的速度被侵蚀或向陆地迁移。他们估计，每年向陆地迁徙至少消耗60英亩的后屏障盐沼，自1870年以来，已经掩埋了近8000英亩的这些盐沼——几乎是弗吉尼亚州历史上后屏障盐沼栖息地面积的10%。湿地作为水禽的觅食地、众多海洋物种的育苗地以及吸收碳、污染物和波浪能的能力，湿地的丧失是一个重要的环境问题。
该研究的主要作者查理·迪顿（Charlie Deaton）是佳博体育地质系的一名本科生，他说，研究小组得出了他们的结果，“通过数字化和分析可追溯到1851年的数百张地图和照片，并将其与显示最近海岸线位置的激光雷达数据进行比较。”
该研究的合著者克里斯·海因（Chris Hein）是VIMS的助理教授，他将岛屿海岸线的变化归因于沿海风暴的作用。海因说：“飓风和东北风会导致海滩侵蚀和屏障迁移。”“海平面上升和其他因素通过为风暴潮侵蚀海岸线并将屏障岛的沙子带到陆地沼泽中创造条件，发挥了促进作用。”
该研究的第三位合著者，VIMS助理教授马特·基尔万指出，“弗吉尼亚州的堰洲岛是美国大西洋沿岸海平面相对上升速度最快的地区之一。”2015年VIMS的一项研究表明，在过去的50年里，弗吉尼亚州东海岸的Kiptopeke每年的上升速度约为3.7毫米。这相当于自上世纪60年代中期以来，海平面每年上升0.1英寸，或超过半英尺。
观测和建模
研究小组的研究反映了人们对屏障后盐沼如何稳定或破坏屏障岛的兴趣日益浓厚。海因说：“历史上，海岸地质学家一直把盐沼和堰洲岛的演变分开对待，但在过去的十年里，我们真正开始认识到其中一个的变化是如何影响另一个的。”
基于计算机模型和实地观测的一种假设是，风暴驱动的沙粒在堰洲岛上空进入沼泽，帮助后者与海平面上升保持垂直速度，而靠近堰洲岛后方的沼泽则稳定了岛屿，并减缓了岛屿向陆地的迁移。
另一种概念模型认为，海平面上升正在淹没后屏障沼泽。在这种情况下，由于潮水涌入时更多的水可以填满沿海海湾，因此潮水退去时需要从海湾排出更多的水。这需要更大的跨屏障通道来容纳增加的“潮汐棱镜”，这些通道反过来将屏障砂带入洪水和退潮三角洲，有效地去除屏障岛生存所需的沉积物。由于缺少沙子，海岸线后退，堰洲岛变得更窄，或者迁移得更快。
目前的研究结果与“失控越轨”的概念相矛盾。“我们发现，在弗吉尼亚的堰洲岛，海岸线后退的速度增加实际上与潮汐棱镜的减少有关，”海因说。“潮汐棱镜通常在减少，因为堰洲岛迁移得如此之快，以至于它们缩小了与大陆之间的面积，以便在涨潮时填满水。”
Deaton， Hein和Kirwan说，弗吉尼亚堰洲岛和后堰洲岛环境之间的主要耦合是岛屿的快速向陆地迁移。他们估计，这占了该地区历史上盐沼面积减少的一半以上，并说，在类似的混合能量屏障系统中，如南卡罗来纳州和新泽西州，以及德国和其他遥远的海岸，预计移民引起的盐沼损失也会发生。
研究人员将盐沼面积的剩余损失归因于各种后屏障过程。形成较大海岸海湾的一个主要因素是风浪对沼泽边缘的侵蚀。
研究小组仔细地区分了堰洲岛向陆地的迁移和海岸线的退缩。海因说：“我们发现，大规模的后屏障盐沼面积损失是岛屿向陆地迁移所特有的，而不仅仅是海岸线侵蚀。”“向陆地迁移的堰洲岛仍然可以保持其宽度；遭受海岸线侵蚀的海岸必然会变得越来越窄，最终开始以非常狭窄的形式迁移。”
研究人员最关心的是沿海悬崖或人为障碍物（如舱壁或堤防）背后地区的盐沼损失。海因说：“堰洲岛向陆地迁移的速度远远超过沼泽向高地迁移的速度。在陡峭的高地阻止沼泽迁移到大陆海岸的地区，沼泽损失尤其令人担忧，因为这阻止了系统平衡屏障岛向陆地迁移的损失。”
“不管沼泽地是否有能力通过垂直生长来跟上海平面上升的步伐，”Kirwan补充说，“随着全球范围内的屏障系统通过向陆地迁移来平衡海平面上升，大规模的沼泽地损失可能是不可避免的。”
