海平面上升变快，滨海湿地危险了

         濒临被淹没的滨海湿地（美国新奥尔良西南约150 km） 研究人员用Geoprobe在密西西比三角洲采集深部沉积物样品（2008年）   “我们分析的沉积物柱样中，绝大部分湿地在海平面上升速率超过3毫米／年时消亡。”南京大学地球科学与工程学院教授李永祥告诉《中国科学报》。这一结论是美国杜兰大学和南京大学研究人员，以美国密西西比三角洲地区为研究对象而得出的。研究成果5月23日发表于《科学进展》。 如果以海平面上升速率3毫米／年为临界值，是否意味着全球将有更多的滨海湿地将要消失？ 每年3毫米为临界值 滨海湿地和海平面的关系表现在“你进我退”，即当海平面上升时，滨海湿地向内陆方向迁移，淹没了先存的滨岸陆地，并形成新的湿地，这些新的湿地被埋藏后就变成了泥炭层。 研究人员正是采用基底泥炭作为指示海平面的指标来恢复地质历史时期的古海平面位置。“通过钻取密西西比三角洲不同地区的沉积物柱样，寻找柱样中泥炭与陆地的界线。然后对位于接触界线上的泥炭即基底泥炭，测年确定其时代，并测量其高程，从而获得一个古海平面标定点。”李永祥说。 以此类推，随着海平面上升，就形成一系列不同时代，处于不同高程的古海平面标定点。据此，可以获得一定时间段内的海平面标定点的高程变化，从而得到海平面上升速率。 对于某一海平面上升速率，“我们通过测量湿地被淹没前的泥炭层的厚度来分析滨海湿地在该海平面上升速率条件下的可持续性，就是用湿地沉积物厚度来衡量滨海湿地对该海平面上升速率能忍耐多久。”李永祥告诉《中国科学报》。 最后，研究人员得出结论：密西西比三角洲湿地稳定存在的临界海平面上升速率为3毫米／年。 根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）最新评估报告，气候变化将在世界范围内带来海平面上升、海水表层温度升高、风暴潮增多增强等一系列不良影响。 “我们的研究结果表明，海平面上升速率是滨海湿地消亡的主要影响因素。”李永祥说。 “自上世纪三十年代以来，密西西比三角洲滨海湿地已消失约5000平方公里。”论文第一作者和通讯作者，美国杜兰大学教授Torbjorn E. Tornqvist告诉《中国科学报》。 滨海湿地消亡能不能避免？ 根据全球范围的预测，至本世纪末，现代滨海湿地区域的20%至90%（分别对应于预测的小幅度和大幅度海平面上升情景）将会消失，这将导致生物多样性和具有极高价值的生态系统服务丧失。 2018年，英国林肯大学研究人员认为这些预测不一定考虑到相关重要的地貌和社会经济系统反馈。为此，他们提出了一种综合的全球建模方法，用来评估21世纪全球海平面上升和人类活动对滨海湿地的影响。 上述研究人员的研究结果表明，滨海湿地的大规模丧失是可以避免的，而不会是海平面上升的一个不可避免的后果。 但最新研究并不支持这样的观点。“对湿地在年际～十年际较短时间尺度的观测数据可能高估了滨海湿地的适应性”，李永祥表示，这是因为在几十年、百年甚至更长时间尺度上，沉积物压实作用引起湿地沉降的影响将变得更加突出。因此，全球滨海湿地可能比以往认为的更脆弱。 最新研究成果表明，对于滨海湿地生态系统的保护，既要加强短期保护措施，更要着眼长远保护方案的考量。 密西西比三角洲湿地形成于弱潮海岸带的滨海湿地，这里是记录人类活动与其周围滨海自然环境相互作用的典型代表，保留了至少8500年以来的长时间尺度的湿地演化历史，也是国际上为数不多的有过去约30年以来的湿地环境变化的观测数据。这些要素使得它成为研究程度最高的三角洲湿地之一。 美国路易斯安那州海岸保护与修复局科学家Krista L. Jankowski向《中国科学报》介绍，路易斯安那州2017年曾经评估预测，如果对滨海湿地不采取保护和修复措施的话，在未来50年里将会有约10000平方公里的滨海湿地消亡。 临界值具有普遍性？ 就在论文正式发表前，自然资源部发布的《2019年中国海平面公报》（以下简称《公报》）指出，1980至2019年这40年，中国沿海海平面上升速率为3.4毫米／年。《公布》还预计未来30年，中国海平面将上升51～179毫米。 专家表示，目前国内没有同美国密西西比三角洲湿地非常类似的滨海湿地。黄河三角洲与密西西比三角洲的动力成因有点近似。但黄河流域及其三角洲受人类活动影响较强烈，近期入海泥沙量显著下降，部分海岸受侵蚀灾害明显。 一个与密西西比三角洲湿地相似的例子是处于地中海弱潮海岸带的滨海湿地，它们应该也对快速上升的海平面更脆弱。不过李永祥强调，目前他们还没有对地中海滨海湿地开展过专门研究。 其它地方湿地能承受的海平面上升速率临界值可能与密西西比三角洲地区不尽相同，但无论是什么地方的海岸带，海平面快速上升都会对滨海湿地造成威胁。 虽然滨海湿地可以通过沉积物加积来保持其高程能跟上海平面的上升速度，但“这样的适应能力是有一定限度的”。李永祥表示，当海平面上升速率超过一定临界值时，滨海湿地的加积过程不再能跟上海平面上升而被永久淹没。 因此，借助外力减缓滨海湿地的消亡速度是不可避免的。美国路易斯安那州计划通过改造河道从密西西比河转移大量沉积物到滨海湿地，旨在维持密西西比三角洲的至少其中一部分湿地。许多科学家认为，这是唯一可行的方法，但其效果如何，需要至少几十年时间才能显现出来。 相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz5512  

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2020/05/24