盐沼、红树林滨海湿地在碳储存、海岸防洪、生物多样性保护等方面提供了极高的生态系统服务价值。然而，在全球气候变化背景下，我们能否有效地保护和修复这些宝贵的生态系统是关系到海岸生态文明建设成败的重要课题。
我实验室南海海岸带变化与物质迁移创新团队通过与荷兰、英国和比利时等国家的学者合作，研究发现利用人工措施改善局部环境条件可有效促进海岸湿地系统修复，从而更易应对气候变化对海岸生态系统的威胁。
海岸生态系统退化严重，但海岸湿地修复具有较好前景
研究人员通过分析近几年来获取的盐沼幼苗定植实验数据，发现海岸植被的初期定植过程非常复杂，受植物根系生长和底床冲淤扰动等内外双重因子的影响。
图1. 盐沼植物幼苗生长实验（来源：曹浩冰博士）
利用机器学习方法将获得的实测数据植入一个新型的生物-动力-地貌模型（biogeomorphic model）中，模拟了未来气候变化背景下，海岸盐沼生态系统扩张的潜力。结果显示相对于气候变化因素，局部动力地貌条件对植被扩张影响更大，从而为未来海岸生态系统修复指明了方向。
图2. 新型生物-动力-地貌模型综合考虑植物根系生长和泥沙冲淤扰动的影响
图3. 不同泥沙供给、海平面上升、平均波高和潮滩地形情景下的海岸植被变化速率
海岸生态系统修复措施
该研究指出提高海岸带泥沙供给、降低入射波浪和优化潮滩地形是有效的生态系统修复措施。从全球范围来看，许多河口的泥沙供给量呈明显的下降趋势。然而，航道清淤所获得的泥沙却在很多地区未得到有效的利用。若将这些泥沙合理利用，不仅可以增加海岸泥沙供给，还可以优化潮滩地形，促进海岸生态系统的恢复。此外，人工蚝礁和木质简易堤等消浪措施可有效减少入射波浪，从而为植物幼苗提供掩护，确保生态修复项目的效果。全球气候变化在短期内似乎难以遏制，但该研究为未来盐沼和红树林等生态系统的修复提供了一个乐观的前景：人工措施可有效改善海岸植被系统扩张的局部环境，促进海岸生态系统的恢复和健康。
该研究成果于2021年11月发表于知名地学期刊Geophysical Research Letters（中科院SCI一区，影响因子4.720）上，题目为“Mechanistic modelling of marsh seedling establishment provides a positive outlook for coastal wetland restoration under global climate change”。创新团队骨干成员、中山大学海洋科学学院胡湛副教授为文章第一作者，创新团队骨干成员、中山大学环境科学与工程学院彭逸生副教授为共同通讯作者。
相关论文链接：https://doi.org/10.1029/2021GL095596
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