目前，热带与亚热带区域的相对海平面上升速率约为3.4毫米/年。预测显示，若温室气体排放保持在较低水平，至2100年这一速率可能增至平均每年约5毫米；而在高排放情景下，则可能加速到每年约10毫米。鉴于海平面持续快速上升的趋势，构建一个涉及相对海平面上升、垂直沉积作用、根块结构形成、潮汐沼泽变化及红树林生态系统脆弱性之间相互作用的反馈模型，对于保护那些具有重要生态与经济价值的红树林而言，显得极为关键。
红树林位于受相对海平面上升（RSLR）影响的潮间带区域，是碳埋藏效率极高的生态系统之一。科学研究表明，RSLR可能促进了碳的埋藏过程。不过，由于实地观测的周期通常仅涵盖1至16年，因此关于红树林如何响应高强度RSLR的直接数据相对匮乏。因此，该研究根据保存在大陆架和沿海低地沉积档案中的红树林垂直沉积的历史记录，评估红树林对RSLR的响应。
该研究从78个热带及亚热带区域收集了122个与全新世相对海平面上升（RSLR）相关的红树林垂直沉积时间及速率的数据样本。利用多种地球参数组合，并借助冰川静止调整模型，独立计算了这些地点在红树林垂直沉积发生前后及期间的RSLR值。
图1 全新世RSLR和相关红树林在远场和中间场的发育
图2 红树林垂直沉积的采样位置和相应速率。a）10000-6500年前 b）6500年后。
图3 红树林垂直沉积率和RSLR
全新世期间，大量红树林开始形成。分析表明，持续的红树林垂直沉积始于约10000至8000年前的远场地区（非洲、亚洲、澳大利亚和南美洲），以及约8000至6000年前的中间场地区（加勒比海和墨西哥湾）。该研究发现所有地点的红树林垂直沉积率和RSLR之间存在很强的关系（p<0.001，广义线性模型），当 RSLR 超过6.1 毫米每年时，红树林很可能（>90% 的概率）无法启动持续的沉积，当 RSLR 率超过7.6 毫米每年时，红树林有95%的可能性无法持续沉积，而这一阈值结果在远场地区更高。
从全新世早期至全新世中期，在海平面上升的影响下，红树林环境的广泛发展在地质时间尺度上对全球碳循环产生了影响。基于稳定碳同位素特征的碳平衡建模表明，在全新世早期，大气CO2体积减少了百万分之五，这是由7000年前陆地生物圈对碳的吸收增加所驱动的，大约为290 Pg C。这种吸收的时间和体积可归因于冰盖形成（~110 Pg C）和有机土壤发育（180 Pg C）后，北方植被向北扩张，其中，根据泥炭形成的深度，北极周围的泥炭地可能隔离了20至60 Pg C。保守估计，在8600年到6000年前，红树林碳封存和掩埋的贡献稍大一些（约85 Pg C）。在此期间，红树林的广泛开发在很大程度上取代了产甲烷环境（淡水湿地和漫滩），并相应地降低了甲烷排放率，尤其是在南半球。随着RSLR在21世纪的增加，红树林沉积增加，再加上海平面上升时向陆地的扩张，预计将推动红树林环境中碳封存和碳固存速率的增加。
研究结果表明：（1）当海平面上升年速率超过6 mm时，红树林很可能会停止与上升的水位保持同步。21世纪低排放情景的预测则表明，当海平面每年上升小于5 mm时，红树林更有可能生存下来。（2）研究人员指出，红树林生态系统的消失可能会导致大气中二氧化碳含量的增加，而从长远来看，红树林抵御风暴潮的作用将会降低。结果强调了减缓海平面快速上升的重要性，并确保沿海适应措施允许红树林在沿海低地扩张。
参考文献：
N. Saintilan et al. ,Thresholds of mangrove survival under rapid sea level rise.Science368,1118-1121(2020).
来源：湿地生态系统管理
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