導讀

為了避免海平面上升時被淹沒，濱海濕地通過無機沉積物和有機質(zhì)的積累使土壤表層垂直升高。由于氣候變暖，紅樹林正在擴張并取代鹽沼的氣候邊界，導致濱海濕地應對海平面上升的能力可能會改變。為了比較紅樹林和鹽沼對海平面上升的適應能力，我們在密西西比河口三角洲的一個亞熱帶植物群落中進行了一個控制性野外試驗。在沿河岸的空間等效位置建立了試驗小區(qū)，分別為：互花米草單優(yōu)種群落、黑皮紅樹單優(yōu)種群落和包含兩種植物的混合群落。為了研究干擾對海拔動態(tài)的影響，試驗小區(qū)的一半地塊選擇了受到凍害的(紅樹林)或受到植物凋落物掩埋的(鹽沼)而造成了地上部死亡的區(qū)域進行了對比研究。采用地表垂直高程標記系統(tǒng)，對土壤垂直發(fā)育進行了6年的連續(xù)監(jiān)測。

▉??原文信息

▉? 正文

全球變暖的一個重要影響就是導致海平面上升，從而對海岸帶濕地造成威脅。過去百年間，海平面上升的速率不斷升高，已由1.1mm/年(1902-1990)上升到3.1mm/年(1993-2012)。由于冰川均衡調(diào)節(jié)以及海洋積溫不均一等區(qū)域差異性特點，使不同區(qū)域的海平面上升高度有所不同。此外，由淺層沉降或流體抽出等過程引起的局部陸地運動，可能導致某些地理位置的地表更快地下沉。為了平衡海平面上升和局部地表運動(如：相對海平面上升)的綜合影響，濱海濕地的土壤表面必須以相等的速率垂直提升。

亞熱帶同緯度的海岸帶區(qū)域，許多海岸線被鹽沼或紅樹林等濕地環(huán)繞，并產(chǎn)生區(qū)域重疊。在紅樹林和鹽沼生境中，礦物沉積的物理過程和有機質(zhì)積累(泥炭形成)的生物過程有助于平衡相對海平面上升。了解不同類型的濕地植被對海平面上升的響應，對于準確預測未來沿海地區(qū)的淹沒情況至關(guān)重要。而這些信息對于那些可能因氣候變化而發(fā)生物種群落變化的區(qū)域(如紅樹林和鹽沼濕地的交錯區(qū))尤為重要。

紅樹林和鹽沼濕地均具有重要的生態(tài)功能，同時兩者之間也有各自的特點。然而，溫度或干擾對共生物種的差異性影響可導致鹽沼和紅樹林植被相對豐度的周期性波動，進而改變濕地對海平面上升的脆弱性。因此，探討植被群落變化如何能保持與相對海平面上升同步適應的能力具有重要的意義，這些知識對于管理氣候邊界的生態(tài)系統(tǒng)和規(guī)劃在氣候邊界恢復惡化的沿海濕地至關(guān)重要。

為了評估植被類型是否能夠決定亞熱帶濱海濕地對于海平面上升的適應性能力，作者在密西西比河口三角洲濕地選擇了一塊紅樹林、鹽沼交錯區(qū)域，通過6年的連續(xù)觀測，探討了有干擾和無干擾條件下不同植被類型(紅樹林、鹽沼、紅樹林和鹽沼混合群落)對于海拔高度軌跡的影響。

圖1 密西西比河河口三角洲鹽沼-紅樹林群落圖片。(a)紅樹林與鹽沼邊界的航拍圖，(b)黑皮紅樹圖片，(c-d)互花米草殘體掩埋和由此產(chǎn)生的裸露板塊(箭頭指向區(qū)域為標記點)，(e)由于植物殘體掩埋產(chǎn)生的裸露區(qū)域生長的紅樹植物繁殖體(植被殘體掩埋導致幼苗生長彎曲)，(f)受凍害而毀壞的紅樹林。

圖2 地表高程隨時間變化圖，(a)干擾組(對照、干擾小區(qū))，(b)植被組(黑皮紅樹群落、互花米草群落、兩者混合群落)，其中干擾組均為第一年處理，其中黑皮紅樹群落(凍害)、互花米草(植物殘體掩埋)、混合群落為(凍害+植物殘體掩埋)，數(shù)值均為平均值±SE(第1-5年干擾組9個重復，植被群落為6個重復；第6年分別為3和2個重復)

圖3 海拔變化率與不同沉積層變化率之間的關(guān)系，(a)垂直沉積(地表垂直高程標記系統(tǒng)以上)，(b)根區(qū)，(c)亞根區(qū)，(d)沉積+根區(qū)，(e)根區(qū)+亞根區(qū)，(f)沉積+亞根區(qū)；Pearson相關(guān)分析表明呈顯著線性相關(guān)性(如果r=ns則不顯著)；圖中三角形代表黑皮紅樹群落，菱形代表米草群落，方形代表混合群落，空心代表對照組，實心代表干擾組。

圖4 密西西比河三角洲鹽漬植被類型對海平面上升的相對脆弱性。試驗區(qū)植被類型(n=18)為：黑皮紅樹、互花米草和兩種(混合)植物。其他濕地樣點(n=46)的數(shù)據(jù)來自路易斯安那州海岸參考監(jiān)測系統(tǒng)(CRMS)(CPRA，2015)。根據(jù)當?shù)爻蔽挥嬎愠龅牡孛娓叱套兓?SEC)和長期海平面趨勢(9.09mm/年)之間的差異，計算高程降低或增加。垂直線表示SEC等于海平面趨勢的位置。高程資本(濕地在潮汐框架中的相對位置)計算為濕地表面高程和平均水位之間的差，兩者都有一個共同基準；水平線表示鹽沼高程等于平均水位的位置。

▉? 主要結(jié)論

陸地運動與相對海平面上升的比較表明，該植物群落正經(jīng)歷著海拔不足(即海平面上升速度快于濕地垂直建造)，并且依靠海拔資本(即潮汐框架中的相對位置)生存。盡管黑皮紅樹樣地的海拔資本比米草群落或者混合群落樣地高，說明存活時間更長，但植被類型對根區(qū)和亞根區(qū)的生長速率、垂直運動或凈海拔變化沒有影響。因此，這些鹽沼和紅樹林組合以相等的速率累積沉積物并垂直構(gòu)建。植物冠層的小尺度擾動對海拔軌跡也沒有影響，相反，在泥炭形成濕地中，表現(xiàn)出對植物生產(chǎn)力變化的海拔響應。研究結(jié)果表明，在控制高程(泥沙淤積、沉降)的物理影響強烈的三角洲環(huán)境中，紅樹林替代鹽沼，無論是否受到干擾，都不一定會改變海平面上升的脆弱性。

本文編輯：

管博 | 中科院煙臺海岸帶研究所，副研究員?

研究方向：氣候變化背景下水鹽環(huán)境對濱海濕地典型植被的影響；濕地植物生理生態(tài)適應機制；退化濱海濕地生態(tài)修復技術(shù)

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的参考平面及其高度_GCB | 盐沼和红树林湿地类型的转变会改变亚热带湿地对于海平面上升的脆弱性么?...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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