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研究强调农村海岸易受海平面上升的影响

An aerial shot of marshland along a coastline
农村海岸: 海平面上升,以幽灵森林和废弃的农田为标志,将主要影响农村土地——其中大部分是私人拥有的。摄影:M. Kirwan/VIMS
 A ghost forest develops along the Blackwater River near Robbins, 玛丽land.
黑水幽灵森林: 一片幽灵森林沿着马里兰州罗宾斯附近的黑水河发展。摄影:M. Kirwan/VIMS
A ghost forest develops atop the Catlett Islands along the north shore of the York River just upstream from the Virginia Institute of Marine Science in Gloucester Point.
卡特利特岛幽灵森林: 在格洛斯特角的弗吉尼亚海洋科学研究所上游,沿着约克河北岸的卡特利特群岛上,一片幽灵森林正在形成。摄影:M. Kirwan/VIMS

幽灵森林和废弃农田说明了气候变化的代价

在互联网搜索引擎中输入“海平面上升”,几乎所有的搜索结果都会显示被淹没的城市,以及保护城市基础设施的公民选择的充分指导,从建造海堤到抬高道路。

Sea-level rise, marked by ghost forests and abandoned farm fields, will mostly impact rural land–much of it privately owned. (Photo by M. Kirwan/VIMS)新评论文章自然气候变化凸显了越来越多的人认识到海平面上升将主要影响农村土地——其中大部分是私人拥有的——在那里,现有的知识不足以最好地为有关湿地侵入农田和森林的公共和私人决策提供信息。这些决策涉及不同土地用途价值之间的复杂权衡。尽管许多土地所有者认为从高地到湿地的转变是一种经济损失,但湿地也通过改善水质提供了宝贵的生态系统服务,支援海洋渔业,以及防洪。

这篇论文基于美国国家科学基金会资助的研究,是第一次综合越来越多关于海平面上升导致土地转化的研究。这种转变最明显的标志之一就是“幽灵森林”——枯死的树木和新的沼泽地拍打着它们漂白的树干。

A ghost forest develops atop the Goodwin Islands near the mouth of Virginia's York River. (Photo by M. Kirwan/VIMS)主要作者Matt Kirwan说威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的副教授说:“幽灵森林是气候变化最突出的指标之一。最近的研究表明,以幽灵森林和废弃农田为标志的农村土地的淹没是普遍存在的,具有重要的生态和经济意义,并与全球沿海湿地的生存有关。”

自19世纪中期以来,仅在切萨皮克湾地区,就有150多平方英里的森林变成了沼泽地。世界各地的森林退化速度正在加快,大西洋中部的森林向内陆退化的速度是150年前的两倍多。

Kirwan和他的合著者,乔治华盛顿大学的Keryn Gedan注意到,科学界对这个问题的新认识已经引起了广泛的兴趣,他们想要更好地理解影响高地向湿地转化的程度和速度的许多因素。这些因素包括海平面上升的速度、高地的坡度、潮差、垂直沼泽生长所需的沉积物数量、不同树种和草类的耐盐性,以及——至关重要的——大堤和其他大大小小的人类屏障的存在。

Once farmland, this area converted to forest, then marsh, as sea-level continued to rise. Northampton County, Virginia. (Photo by M. Kirwan)Gedan说:“当地防洪策略的不确定性是限制我们预测土地转化及其对沿海生态系统影响能力的关键因素。”“高地转换的过程可以抵消甚至超过预计在下个世纪的湿地损失,但这在很大程度上取决于农村私人土地所有者的决定。”

Kirwin补充说:“预计墨西哥湾沿岸将转化为盐沼和红树林的旱地面积几乎是目前墨西哥湾沿岸湿地的三倍。”“事实上,它比目前整个美国沿海湿地的面积还要大。”

Sea-level rise can transform many different species of coastal trees into ghost forests, including palms. (Photo by Amy Langston)由于土地所有者对当前缓解措施的态度和经验表明当地存在阻力,Kirwan和Gedan在总结他们的审查时提出了三项建议,以帮助指导农村地区未来的研究和土地管理决策。

他们的第一个建议是让研究人员研究当地和私人维护的屏障(如护堤和道路)的有效性,以及它们失败的可能性和后果。他们认为,获得的知识可以最大限度地减少放弃或恢复农村土地的成本,并帮助土地所有者、政府和环保组织优先考虑保护工作。

他们的第二个建议是研究临时方法——种植耐盐作物、出租土地给狩猎俱乐部、采伐易受影响的木材——是否可以补偿私有财产价值与生态系统服务之间的权衡。

Saltmarshes feed and shelter a wide variety of organisms. (VIMS photo)“当高地变成湿地时,”基尔万说,“对私人土地所有者来说,这是一种价值损失,但对公众来说,这是一种生态系统服务。”未来的研究应该有助于确定最能抵消经济损失的管理决策,同时改善新湿地的功能。”

Gedan补充说:“由于高地坡度的差异和海堤等屏障的普遍存在,不同地区可用于高地转化的面积差异很大。鉴于此,沿海土地管理者和湿地科学家必须将注意力转向今天潮汐沼泽的上坡地区,以适应湿地生态系统。”

二人的最后建议是研究政策激励如何影响高地向湿地转换的未来。他们建议,像美国农业部的自然资源保护项目这样的项目可以被重新利用,作为适应海平面上升的工具。在这个项目中,农民可以获得报酬,将环境敏感的土地从生产中移走。他们还建议决策者利用对湿地收益或损失的区域预测来制定激励措施,以优先考虑湿地迁移或高地保护。