【论文】｜海水入侵——沿海湿地生态系统之痛 - 沿海生态系统管理

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海水入侵——沿海湿地生态系统之痛

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来源  EHS资讯 2017-02-13

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导读

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沿海湿地是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带，具有独特的物理、化学和生物功能，每年为人类提供价值数十亿美元的生态系统服务。海岸带是一个动态的生态系统，其在陆-海界面的特殊位置使它们容易受到诸如海平面上升、洪水、干旱、气候周期、风暴、等气候变化等因素的影响。除了自然环境因素的干扰外，沿海湿地同时还受到人为活动的干扰，如点源和非点源污染、栖息地破坏和水文变化等，这些干扰威胁沿海湿地的生态状况，削弱其提供生态系统服务的能力。在过去的几千年里，沿海湿地已经适应了一定范围内的自然干扰，但目前正面临着严峻的人口增长和沿海区域经济发展的压力。而这些人为压力常常是导致沿海生态系统出现海水入侵（Saltwater Intrusion ，SWI）的重要原因。海水入侵使灌溉地下水水质变咸，土壤盐渍化，水田面积减少，旱田面积增加，农田保浇面积减少，荒地面积增加。最严重的会导致工厂、村镇整体搬迁，海水入侵区成为不毛之地。

最新研究

基于对这个问题的关注，美国佛罗里达大学（University of Florida）的Elliott White, Jr. 和David Kaplan对沿海湿地的海水侵蚀及水资源管理问题进行了较为全面的研究，并将其研究成果发表在“Restore or retreat? Saltwater intrusion and water management in coastal wetlands”文章中，于2017年1月刊登在Ecosystem Health and Sustainability （EHS）期刊上。

文章认为，在所有引发沿海湿地生态系统变化的多种因素里，海水入侵是最首要、最突出的威胁因素。

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海水入侵的自然环境驱动因素包括：风暴、飓风、气候周期、海平面上升和地面下沉等。

海水入侵的人为活动驱动因素包括：土地排水、海滨淡水层抽水、大坝建设导致的淡水流量减少、水流改道、水文结构与流域土地利用变化等。文章详细阐述了人类活动导致的气候变化及自然环境改变与海水入侵之间的关系。

除此之外，更加严重的问题是，自然环境和人为活动对沿海湿地的压力经常重叠在一起产生协同作用，有时甚至会对自然生态系统和人类生存产生灾难性的后果。比如，海平面上升是海水入侵的自然驱动因子，而人类活动带来的气候变化会加剧海平面上升的过程，改变气候周期的时间和尺度，并导致极端事件的频繁发生。2005年卡特丽娜飓风袭击了密西西比河严重退化的湿地，其造成的环境、经济和社会损失就是这种协同作用的最好证明。

海水入侵对沿海湿地的影响取决于海水入侵驱动因子的规模大小、持续时间及发生频率，主要影响分为对湿地生态系统初级生产力的影响，对群落组成的影响，以及对整个生态系统服务功能的影响，文中给出了以下6种情形：

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图中（1）代表湿地转变为其它湿地类型后海水入侵带来的生态系统服务功能的损失，（2）表示湿地类型不变，生态系统服务功能的损失趋势，（3）表示湿地转换成具有同等生产力的湿地类型时，初级生产力的变化，（4）表示转换为生产力较低的湿地类型时，初级生产力的变化，（5）表示湿地转换成滩涂或开放的水面，（6）表示由于沿海湿地的主要植被是盐沼植被或红树林，所以随着海水入侵程度加剧，生物多样性呈现直线下降趋势。

 

随后，文章提出了减缓海水入侵对沿海湿地负面影响的3种水资源管理方法：改良地下水和地表水取用方式，改良地下水和地表水运输方式，特殊工程结构的运用。而对于因海水入侵而出现退化的生态系统可被修复的潜力，可用修复后生态系统服务产生的回报与恢复资金投入的最大比值来决定。

 

考虑到上述多重的、互相作用的压力因素，土地管理者面临的一个核心问题是在未来不断变化的气候、土地利用和海岸线改变的情况下，如何积极地、因地制宜地管理和恢复沿海湿地。这篇文章全面阐述了海水入侵的驱动因子及其对生态系统的影响，给出了湿地修复潜力的计算方法，并提供了减缓海水入侵对生态系统影响的水资源管理方法，认为有前瞻性的水资源管理和生态修复工作在许多受影响的沿海湿地生态系统中是可行并有效的。

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