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自：海景空间分析实验室
蓝碳生态系统的保护与恢复，是应对气候变化的重要自然气候解决方案。历史上，红树林遭受水产养殖等人类活动的砍伐，经历了大面积损失。如今，这些被砍伐的地区因为仍具备适合红树林生长的环境条件，所以具有实现红树林重新恢复的机会。我们对中国和东南亚的红树林恢复可行性进行细致评估，识别出斑块尺度的优先恢复区域。通过长期卫星监测发现，水产养殖扩张导致了165,079公顷红树林的损失。采用MaxEnt模型结合气候环境因素综合评估已消失红树林区域的生物物理适宜性，发现约有60%区域具有较高等级恢复潜力，恢复这些红树林预计能在未来四十年内去除约84 (75-96, 95% CI) Mt CO
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。我们的研究成果为红树林恢复规划提供了精确的空间信息参考，并突显了中国和东南亚地区红树林恢复在实现国家自主贡献（NDCs）应对气候变化中的作用。
红树林作为典型的蓝碳生态系统，被认为是应对温室气体排放、缓解气候变化的具有前景的自然气候解决方案（Natural climate solutions，NCS）。然而，沿海地区的人类活动导致全球红树林的栖息地退化和丧失，进而影响了其重要的生态功能。大范围的损失导致每年约0.08-0.32 Pg的CO
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排放，约占全球森林砍伐所致CO
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排放总量的2-6%。红树林分布热点区域和国家为应对这一问题开展了红树林保护与恢复工作。尽管过去40年里，全球约种植了20万公顷红树林，但是红树林存活率普遍较低。最近的研究表明，在历史上曾有红树林生长的地区进行的红树林恢复工程比单纯的植树造林能带来更大的碳储存效益。因此有学者提出将红树林恢复的目标从单纯扩大种植面积转向通过识别可行的生物物理适宜地区，希望通过这一策略的实施来改善大规模红树林恢复工程成功率。
过去几十年来，沿海养殖业的发展导致了大范围的红树林砍伐，是导致红树林损失的主要人为因素，尤其是在红树林分布热点区域的中国和东南亚。被养殖池塘侵占的红树林迹地往往仍然具有适合红树林生长的宏观气候、环境和水动力条件，因此为红树林恢复提供了潜在的优先区域。以往的研究评估了全球范围内或特定国家适合红树林恢复的区域的整体视角，但缺乏针对主要造成红树林损失的养殖池塘的恢复适宜区的精细化研究。因此，关于红树林恢复优先区的精确空间制图和蓝碳效益的估算备受期待。
1、1996-2020年养殖池塘造成的红树林损失
研究发现在1996-2020年期间，中国和东南亚地区由于养殖池塘扩张导致红树林面积损失了165,079公顷，相当于自1996年以来研究区域内红树林损失总面积的25%。其中，印度尼西亚因养殖池塘引发的红树林损失最大（118,781.13公顷），占研究区域内总损失的72%（图1和图2）。损失最严重的时期是2000-2010年，在2010-2020年期间损失速率有所下降。
图1 1996-2020年中国和东南亚红树林转变为养殖池塘的空间分布
图2 1996-2020年各国红树林转变为养殖池塘的面积
2、红树林恢复的生物物理可行性区域
根据生物物理可行性评估结果，发现约76,399公顷（60%）的养殖池塘显示出较高的红树林恢复优先级（图3），可为全球红树林高恢复潜力目标贡献12%的种植面积。具有最高生物物理恢复可行性的地区集中在印度尼西亚的Samarinda（117.48°E，0.59°S）和Tarakan（117.75°E，3.76°N）东海岸，以及越南南部的Ngoc Hien（105.01°E，8.69°N）。值得注意的是，印度尼西亚优先修复区占研究区域内识别的生物物理可行恢复区域86%，突显其较高的红树林恢复潜力。时间尺度分析发现，2000-2010年间砍伐的红树林地块表现出最高的生物物理恢复可行性，这可能是由于该时期红树林的碎片化程度相对较低。通过提取高优先级红树林恢复区域的八个生物物理指标发现，具有连续分布的红树林斑块（每公顷6.6-79.3个斑块，95%CI）、较大潮差（1.4-3.2米）和较低海平面上升率（每年1.2-5.1毫米）的区域，特别适合红树林恢复。我们猜测这是因为拥有更多连续红树林斑块的区域景观破碎化程度较低，核心栖息地分布较为聚集，能够提供缓冲或抵御外部干扰的作用可为红树林幼苗提供更有利的引种环境，从而促进恢复效果和效率的显著提升。红树林生态系统中的多种底栖生物有助于土壤中有机物的分解，提供了红树林幼苗生长所需的全面营养，从而提高了恢复的效率。成功的红树林恢复还依赖于有利的水文条件，包括适当的潮汐淹没时间、充足的淡水供应和适中的波浪作用。红树林幼苗对潮汐淹没的深度和持续时间非常敏感，长期的淹水会抑制红树林的生长与存活。此外，处于较大潮差范围内的红树林更具地理优势，更不易受到海平面上升的影响。
图3 中国和东南亚红树林恢复的生物物理可行性空间制图与碳收益
3、红树林恢复的蓝碳效益
据统计1996-2020年间中国和东南亚地区养殖池塘扩张导致20 (11-29, 95% CI) Mt的生物碳和32 (20-45) Mt土壤有机碳（深度为1米）损失，约等于192 (114-270, 95% CI) Mt CO
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排放，相当于该地区农业、林业及其他土地利用（AFOLU）部门在同一时期温室气体排放的0.5%。根据碳的社会成本计算，这些碳损失可能造成18.81（4.27-25.60）亿美元的经济损失。印度尼西亚是研究区域内红树林损失最大的国家，并且其范围内红树林碳密度较高，损失最高达16.50（3.82-22.18）亿美元。
考虑到不同国家的红树林恢复成本可能有所不同，我们根据收集的众多历史文献估算了恢复成本，结果显示平均恢复成本约为6063（2163-9963，95% CI）美元/公顷，中位数为1359美元/公顷，最小值和最大值范围从155美元到76062美元不等。通过参考全球碳交易平台Climate Impact X (CIX)和碳金融公司Respira的蓝碳价格，预计恢复已识别的优先区域的总成本约为4.63 (1.65-7.61, 95% CI)亿美元，但预计在未来40年内可带来碳信用收益约为6.38 (5.67-7.25, 95% CI)亿美元，减少的总二氧化碳量为84 (75-96) Mt。
我们首先通过地理空间叠加比对中国和东南亚的红树林和养殖池塘地类数据，绘制了1996-2020年间由于养殖池塘造成的红树林损失地图。接着，从生态和社会环境两个方面确定了对红树林生长恢复比较关键的8个环境因子，包括红树林斑块密度、海平面上升速率、潮差、海表温度、海表盐度、气温和人类活动强度。提取了红树林从养殖池塘中成功恢复的样本点。
应用MaxEnt模型识别了应优先恢复红树林的养殖池塘区域。我们根据异速生长方程和土壤碳储量空间数据估算了养殖池塘导致红树林砍伐带来的碳损失，并考虑了针对转变为养殖池塘过程的排放因子。预测红树林优先修复所带来蓝碳效益，包括生物碳和土壤有机碳两部分。我们根据中国和东南亚的公开数据更新了研究区内的土壤有机碳埋藏速率，并采用非线性差值估算了红树林幼苗期（前五年）的土壤有机碳埋藏速率，优化了不同时期的速率差异表现。另外，还排除了异源碳等干扰因素。我们使用国家层面的碳社会成本（CSCC）来衡量二氧化碳排放的预期经济损失，并考虑了通货膨胀和极端误差。通过参考全球碳交易平台Climate Impact X (CIX)和碳金融公司Respira的蓝碳价格，综合评估了在优先区域恢复红树林的蓝碳经济效益。
Jiang Y.F., Zhang Z., Friess D., Li Y.F., Zhang Z.K., Xin R.R., Li J., Zhang Q., Li Y. (2025). Restoring mangroves lost by aquaculture offers large blue carbon benefits. One Earth, DOI: 10.1016/j.oneear.2024.11.003.
编辑：商睿君
协调：王艳玲
指导：李艺
厦门大学环境与生态学院/近海海洋环境科学国家重点实验室/福建海洋可持续发展研究院/海洋与海岸带发展研究院
