专栏名称: 生命的智慧
华东师范大学课程《海洋与生命》《水生生物学》《动物学》和《水生生物学原理与进展》师生们的学习感悟。
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Nature | 盐沼演变和碳排放的全球热点在哪?

生命的智慧  · 公众号  ·  · 2025-01-01 01:00

主要观点总结

文章讨论了全球盐沼的变化以及碳排放热点地区的背景及现状。包括盐沼在全球生态系统中的关键地位,碳固存功能,全球盐沼损失和收益情况,变化热点地区及驱动因素,以及盐沼碳排放等研究内容。总结了盐沼系统对气候变化的脆弱性,损失后的难以恢复性,以及飓风登陆和强度增加对盐沼损失的影响等关键信息。

关键观点总结

关键观点1: 全球盐沼变化和碳排放的背景及现状

文章介绍了全球盐沼的地理分布、生态系统功能及其在碳循环中的重要性。阐述了全球盐沼损失和收益情况,包括损失最严重的地区和时间,以及盐沼变化的主要驱动因素。

关键观点2: 盐沼湿地对气候变化的脆弱性和恢复困难

文章指出盐沼系统对气候变化(如海平面上升和风暴加剧)具有脆弱性,损失后难以恢复原有水平。

关键观点3: 飓风登陆和强度增加对盐沼损失的影响

文章强调飓风登陆和强度的增加是盐沼损失的最大增加因素,而城市化和周围土地变化对盐沼变化的影响较小。

关键观点4: 盐沼碳排放的重要性

文章提到了盐沼的碳排放情况,包括其在地上生物量和土壤有机碳储量方面的变化以及对全球碳循环的影响。


正文



[Nature] 全球盐沼变化和碳排放的 热点地区



研究背景


Fig.1  盐沼主要湿地植物

盐沼生态系统在地球生态网络中占据着关键地位,盐沼具有碳固存功能可以持续吸纳并固定大量CO2。研究表明,每平方公里盐沼每年能够固定3.284-5.632吨CO2,有力地制衡了大气中温室气体浓度攀升。


Fig.2  盐沼湿地植物的全球分布和存活率

截止到2023年全球滨海湿地面积为20.3*104km2,我国湿地面积约占全球总面积1/4,其中盐沼湿地是我国滨海湿地中最重要的类型,我国蓝碳生态系统的碳年埋藏量为0.349-0.835Tg,盐沼湿地约占80%,远高于红树林和海草床是我国蓝碳碳汇的主要贡献者。

云计算技术是通过卫星影像数据与高效算法模型相结合为红树林、潮滩等滨海湿地提供生态系统监测与模拟研究功能。



研究结论


Fig.3  2000-2019年全球盐沼损失和收益图

盐沼时空分布变化: 从2000年至2019年,全球净盐沼损失为1452.84平方公里(733.1–2172.07平方公里)。这一净盐沼损失相当于1996年至2016年全球红树林净损失(5807.1平方公里)的四分之一。每小时约有相当于两个足球场大小(14280平方米)的盐沼消失,总计损失2733.33±355.06平方公里。这一损失被1279.84±255.34平方公里的新增加和110.56±20.05平方公里的恢复所抵消,净损失为1452.84(733.1–2,172.07)平方公里。全球盐沼损失率估计为每年0.28%,相比于之前碳排放估算中使用的1-2%的损失率大幅降低。


Fig.4  各地区5年期盐沼损益(单位:km2)

盐沼变化热点地区: 盐沼损失最明显的地区是俄罗斯和美国,占全球盐沼总损失的64%。2015-2019年期间,全球损失率最高,盐沼面积以每年0.33%的速度减少,主要原因是俄罗斯和美国的巨大损失。俄罗斯损失率高的原因可能包括极端侵蚀率(每年高达20米)、实地调查方法误差、初始调查年份久远(1973年)和可用卫星数据有限。南美洲在2000年至2004年期间经历了较高的损失,而大洋洲和非洲/中东是唯一两个盐沼增加超超过损失的地区。


Fig.5  各研究区域的盐沼恢复情况,按恢复发生的年代划分,颜色表示损失发生的年份

盐沼恢复: 全球范围内,到2019年为止,4.7%的盐沼损失得到了恢复,大部分恢复发生在2005年至2009年间损失的地区。这些2005-2009年的损失与极端天气事件如2005年的飓风丽塔、威尔玛和卡特里娜等相吻合,这些事件严重影响了美国墨西哥湾沿岸地区,导致路易斯安那州562平方公里的土地转变为水域。在墨西哥湾地区,2005年至2009年间损失的恢复率为16.5%,进一步证明了风暴事件的恢复率高于其他损失驱动因素。除了2000年至2004年亚洲的损失外,每个后续时期的恢复率都在增加。北美的盐沼约占全球盐沼总面积的44%,但占所有恢复的71%。尽管如此,该地区的盐沼仍远未恢复到之前的水平。


Fig.6  美国马里兰州东海岸一段盐沼的详细变化。a, 2000年至2004年的盐沼变化;b, 2000年至2009年的盐沼变化;c, 2000年至2014年的盐沼变化;d、2000年到2019年的盐沼变化;e、损失前的盐沼区域;f,东北部完全消失的区域和东南部内部死亡的区域。

盐沼变化驱动因素: 在美国,城市化并非盐沼损失的明显驱动因素。飓风登陆和强度的增加与盐沼损失增加有关,但对盐沼增长没有明显影响。盐沼附近植被绿化(NDVI增加)对应海岸增生,海平面上升(SLR)实质上与盐沼收益减少有关,盐沼周围100米内的损失和增长是盐沼变化的重要预测因子。


Fig.7  全球盐沼有机碳储量(SOCS)在前30厘米深度内的变化

盐沼碳排放: 从2000年到2019年的盐沼总损失代表了平均4.88(3.16-6.81)Tg C的地上生物量减少。净损失代表了每年平均0.045(−0.14-0.115)Tg CO2的碳埋藏减少。通过SoilGrids和现场估算评估了30厘米深度的净土壤有机碳损失,分别为19.0(3.33-56.39)Tg C和22.1(−4.79-50.37)Tg C。盐沼损失可能导致深度超过40厘米的土壤增加CO2排放。









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