人类活动威胁着湿地跟上海平面上升步伐的能力
如果放任自流,沿海湿地可以抵御海平面的快速上升。但根据威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所和史密森尼环境研究中心周四发表的一篇《自然》评论文章,人类可能正在破坏它们最好的防御系统。
海岸线消失的威胁提醒了许多人气候变化的危险。湿地尤其具有缓冲沿海城市免受洪水和风暴侵袭以及过滤污染的能力,它们提供的保护在未来可能会消失。但是合著者Matt Kirwan和Patrick Megonigal说,更高的水位并不是湿地消亡的关键因素。由于一个复杂的反馈系统,湿地非常善于积累土壤,使其超过海平面上升的速度。他们说,真正的问题是,水坝和海堤等人类建筑正在破坏自然机制,这些机制至少从上一个冰河时代结束以来,就使沿海沼泽在海平面上升中幸存下来。
“潮汐沼泽植物是令人惊叹的生态系统工程师,如果它们保持健康,尤其是在水中有沉积物的情况下,它们可以自我提升,”史密森环境研究中心的合著者帕特里克·麦格尼戈尔说。“我们知道这是有限度的,而且担心随着人们改变环境,这些限度正在改变……”
“在一个更自然的世界里,我们不会担心沼泽在我们今天看到的海平面上升速度下幸存下来,”该研究的主要作者、弗吉尼亚海洋科学研究所的地质学家基尔万说。“他们要么以更快的速度垂直建造,要么向内陆迁移到海拔略高的地方。但现在我们必须决定是否要让他们这么做。”
湿地已经发展出几种方法来建立海拔以防止溺水。在地面上,潮汐洪水提供了最大的帮助之一。当沼泽在涨潮期间洪水泛滥时,矿物沉积物从水中沉淀出来,给地面增加了新的土壤。对于今天的威胁,这是一种更方便的应对系统:当海平面上升加速,洪水更频繁发生时,沼泽可以通过更快地形成土壤来应对。在地下,植物根系的生长和腐烂增加了有机物质——二氧化碳的增加似乎加强了这一作用。即使是侵蚀也会对湿地有利,因为在一个沼泽地流失的沉积物可以沉积在另一个沼泽地上。虽然个别湿地可能会失去土地,但整个湿地面积可能保持不变。
但凡事都有个门槛。如果湿地被洪水淹没,导致植被死亡,那么正反馈循环就会消失。同样,如果向湿地输送的沉积物被切断,湿地就无法再建造土壤来超过海平面上升的速度。
科学家们报告说,直接的人类影响,而不是海平面上升或二氧化碳上升,最有可能改变这些阈值。抽取地下水和人工排水会导致土地下沉,就像切萨皮克湾现在发生的那样。由于这种下沉,世界上20个最大的沿海城市中有8个正在经历比气候变化预测更大的海平面上升。大坝和水库还阻止了全球20%的沉积物到达海岸。自公元7世纪以来,长江三角洲的沼泽经受住了相对海平面每年超过50毫米的上升,直到修建了5万多座水坝,切断了它们的沉积物供应,加速了侵蚀。
除了垂直建筑外,沼泽还可以通过向陆地迁移来应对海平面上升。但是,作者指出,人类活动也阻碍了这种反应。科万说,保护海岸财产的传统方法,如堤坝和海堤,阻止湿地向内陆移动,造成“海岸线挤压”。由于沼泽边缘侵蚀的速度随着海平面上升的速度而增加,作者警告说,沿海屏障的影响将随着气候变化而加速。