红树林是全球沿海地区重要的生态防线,能够有效抵御极端天气和海岸侵蚀。当红树林宽度超过1公里时,其波浪衰减效果可超过80%,将这种自然屏障整合进海岸防护体系中,预计能减少全球约3200亿元的海岸保护投资。然而,随着气候变化的加剧以及人类活动的影响,红树林的防护作用正面临严峻考验。过去的研究主要集中在特定区域或单一时期的静态分析上,而关于红树林在全球范围数十年来的护岸能力及其时空变化模式的研究仍处于空白状态,对其在海岸保护中的作用及全球变化趋势的认识也缺乏系统性的量化评估。
为了解决这一研究缺口,中国科学院地理科学与资源研究所苏奋振与付东杰领导的研究团队提出了一个基于过程的红树林护岸能力指数(MCPI),该指数综合考虑了红树林的横向宽度、冠层高度及其健康状况。通过分析1996年至2020年的全球红树林数据,他们首次对红树林护岸能力的时空变化进行了量化分析。
研究发现,在2007年至2019年间,尽管某些地区的红树林面积有所增加,但由于冠层高度和生物量的减少,全球红树林的MCPI降低了25%,这远高于面积缩减的比例(2%)。研究表明,红树林生态系统的脆弱性正在上升,特别是在那些受到严重的人类干扰、气旋侵袭和洋流影响的区域。
近期,国际权威学术期刊Nature Communications发表了该研究成果,文章标题为《Global distribution and decline of mangrove coastal protection extends far beyond area loss》。中国科学院地理科学与资源研究所硕士研究生徐熙晨为论文第一作者,苏奋振、付东杰为通讯作者。该研究由中国科学院B类战略性先导科技专项资助。
图1 | 三项指标包含箱线图的小提琴统计图
图2 | 2019年全球红树林护岸能力空间分布格局
图3 | 1996年至2020年平均红树林跨岸宽度 (AMW) 趋势回归分析结果
图4 | 2007年至2019年红树林护岸指数(MCPI)变化的空间分布
图5 | 红树林集群特征和空间分布
图6 | 集群类别交换图