海院科研动态(110)| 全球海岸带修复的关键生态过程与生态系统多功能提升取得新进展
盐沼植被生态系统具有多种重要的生态功能和作用,然而,由于人类活动的影响,盐沼植被生态系统正面临严重的破坏和退化。植被重建作为一种“基于自然的解决方案(Nature-based Solutions)”,已在全球广泛应用,以缓解海岸盐沼植被的破坏并建立具有生命力的海岸线。然而,在全球范围内,盐沼植被生态系统植被重建的成功因素及其生态效应尚缺乏深入研究。
我院海岸动力与湿地研究团队汇集了一个全球数据库,包含了210项研究报告中的22,074次观测结果,旨在探讨盐沼湿地植被重建的驱动因素及其生态效应。研究发现在全球范围内,盐沼植被的平均存活率仅为53%,但是通过精心设计种植地点、选择种植物种和采用新的种植技术可以显著提高植物的存活率和生长(图1)。

图1 全球海岸盐沼湿地植被重建的关键生态过程及其影响特征
与退化的海岸湿地相比,植被重建增强了海岸线保护、初级生产力、土壤碳储存、生物多样性保护和渔业生产等生态功能。然而,与自然海岸湿地相比,植被重建湿地的生态系统服务(除海岸线保护外)尚未完全恢复(图2)。幸运的是,与自然海岸湿地相比,大多数与气候变化缓解和生物多样性相关的生态功能随着种植年龄的增加而提高,并在5-25年后达到与自然海岸湿地相当的水平(图3)。研究结果表明,盐沼湿地植被重建可以作为一种有效的用于增强海岸线保护、生物多样性保护和固碳增汇的全球策略,对实现全球气候变化缓解和生物多样性保护等战略目标具有巨大的潜力。

图2 全球海岸盐沼湿地植被重建对生态系统多功能的提升效果评估

图3 恢复年限对生态系统多功能提升效果的影响
上述研究成果近期发表于中科院1区TOP期刊《Nature Communications》(Zezheng Liu, Sergio Fagherazzi, Qiang He, Olivier Gourgue, Junhong Bai, Xinhui Liu, Chiyuan Miao, Zhan Hu & Baoshan Cui. A global meta-analysis on the drivers of salt marsh planting success and implications for ecosystem services. Nature Communications. 15, 3643 (2024)),我院刘泽正副教授为论文第一作者,胡湛教授为论文共同通讯作者,其他合作者包括来自北京师范大学的崔保山教授、波士顿大学的Sergio Fagherazzi教授,以及复旦大学的贺强教授等。
本研究获得了国家自然科学基金、科技基础资源调查计划项目和国家重点研发计划等项目资助。