揭示全球潮滩湿地加速消亡的相对海平面上升阈值为9 mm/yr

　　潮滩湿地是地表最具生产力的生态系统之一，兼具海岸防护、蓝碳固存与生物多样性维持等关键功能。然而，全球气候变化与区域地面沉降正加速相对海平面上升，盐沼和红树林等潮滩湿地持续侵蚀退化。特别是在河流泥沙供给匮乏与极端风暴频发的背景下，一个关乎海岸生态安全的关键问题悬而未决：潮滩湿地在海平面上升下的消亡是渐进的，还是存在加速退化的临界阈值？这一认知不足严重制约着海岸防护、气候适应与湿地修复的科学基础。
 
　　为此，华东师范大学河口海岸全国重点实验室戴志军研究员团队联合荷兰乌特勒支大学等科研机构，整合四套全球遥感湿地变化数据集，结合绝对海平面上升速率与陆地垂向运动速率，重建了过去二十余年全球0.25°格网尺度的相对海平面变化与湿地面积变化过程。研究进一步构建了净面积相对变化速率（RRAC）和向开阔水域转化相对速率（RROW）两个核心指标，以分离湿地整体横向迁移与海平面直接淹没损失。进而在严格评估并传播各数据源不确定性的基础上，量化了湿地面积变化随海平面上升速率的演变规律，旨在探明全球潮滩湿地是否存在加速消亡的临界阈值，并揭示盐沼与红树林的响应模式差异及关键驱动因素。
 
　　近日，该成果以“Observed thresholds in sea-level rise driving global tidal wetland loss”为题，发表于Nature子刊Nature Communications。华东师范大学河口海岸全国重点实验室博士生罗杰骏为第一作者，戴志军研究员与荷兰乌特勒支大学Jaap Nienhuis副教授为共同通讯作者，其他作者包括荷兰乌特勒支大学Avril Hardi、Wiebe Nijland博士，华东师范大学河口海岸全国重点实验室梅雪菲研究员和博士毕业生王杰。
 
 
全球格局：相对海平面上升显著增加潮滩湿地损失概率
 
　　研究揭示出全球潮滩湿地面积变化与相对海平面变化之间的基本格局。总体来看，全球目前超过90%的潮滩湿地处于相对海平面上升环境中。纬向分布上，相对海平面上升速率与湿地净面积变化速率呈镜像对称关系，即海平面上升越快的区域，湿地面积损失越严重（图1）。频率分布上，相对海平面上升情景下发生净损失的格网占比为60.2%，显著高于海平面下降情景的39.6%。两者共同表明，相对海平面上升速率越高，潮滩湿地发生净损失的概率越大、损失速率越快。
 
图1.（a）全球潮滩湿地净面积相对变化速率与相对海平面变化速率的空间分布；（b-d）潮滩湿地整体、盐沼及红树林的相对海平面变化速率概率密度分布；（e-g）相对海平面上升与下降情景下，湿地面积净增长、稳定或净损失的格网占比
 
损失非线性加强与海平面上升阈值识别
 
　　潮滩湿地面积损失并非随海平面上升呈线性递增，而是存在显著加速阈值。当相对海平面上升速率超过9 mm/yr时，湿地净面积相对变化速率（RRAC）加速损失概率超过92%，损失速率增至阈值前的8倍（图2、图3）。若仅考虑向开阔水域转化相对速率（RROW）所表征的直接淹没损失，其阈值约为8 mm/yr，超阈值后发生损失的加速概率接近100%，损失速率增约18倍。结果表明，尽管潮滩湿地能在低至中等海平面上升速率下表现出一定韧性，但一旦突破阈值，将面临大范围损失。此外，RRAC阈值（9 mm/yr）与RROW阈值（8 mm/yr）间存在1 mm/yr的差异，反映出湿地横向调整（向陆迁移、向海淤进等）对直接淹没威胁的部分抵消作用。
 
图2. （a-c）不同相对海平面变化速率区间内，潮滩湿地面积净损失、稳定和净增长的格网占比；（d-f）湿地净面积相对变化速率随相对海平面变化的分布特征
 
图3. 潮滩湿地净面积相对变化对相对海平面变化速率的分段线性回归斜率（区间：全区间、<0、0–θ及>θ，其中θ为9 mm/yr阈值）
 
盐沼与红树林对比：阈值趋同、路径分异
 
　　盐沼和红树林响应相对海平面上升的净面积加速损失阈值相近，均约为9 mm/yr，但两类湿地在达到阈值前的演变轨迹存在明显分异（图2、图3）。盐沼在阈值前已呈现持续的面积萎缩，在0-9 mm/yr海平面上升区间内，RRAC回归斜率的90%不确定区间全为负值，表明其对海平面上升的响应具有渐进累积特征。相比之下，红树林在阈值前表现出较高的韧性，其0-9 mm/yr区间RRAC回归斜率90%不确定区间跨越零值，损失占比未呈上升趋势。若仅考虑直接淹没损失，两类生态系统的突发加速阈值均约为8 mm/yr。上述差异可能源于红树林发达的根系结构具有较强的地表高程稳固能力，以及其相对不发育的潮沟网络可能降低海水入侵的敏感性。在气候变暖背景下，红树林向高纬度盐沼分布区扩张，可能是潮滩湿地对海平面上升的一种全球性生态适应策略。
 
驱动机制：潮差与悬沙浓度对湿地响应海平面上升的影响
 
　　研究进而揭示了两种关键环境因子对潮滩湿地响应海平面上升过程的影响机制（图4）。全球范围内，包括盐沼和红树林，潮差与潮滩湿地面积净增加呈正相关，这一方面可能由于潮泵效应增强可促进泥沙输移与垂向淤积，另一方面是因为大潮差扩大了湿地的理论可容纳空间与湿地高程，有助于维持湿地的总体稳定。悬沙浓度的作用则较为复杂：其与海平面上升速率的交互项为正，表明较高的悬沙浓度可在海平面加速上升条件下部分缓解湿地损失；但其直接效应在两类湿地间存在分异，盐沼中为正而红树林中为负，反映出人类活动对红树林区沉积过程的干扰可能掩盖了悬沙的自然补偿效应。此外，在更高的相对海平面上升速率下，潮差与悬沙浓度对湿地损失的缓冲作用均会增强。
 
图4. （a-c）潮差、悬沙浓度及其与海平面上升速率的协同效应对潮滩湿地面积变化的贡献；（d-f）不同相对海平面上升速率区间内，潮差与悬沙浓度作用强度的变化趋势
 
科学贡献与研究启发
  • 定量了潮滩湿地加速损失的相对海平面上升速率临界阈值，为区域湿地损失预警及海平面上升适应策略制定提供了科学依据。
  • 潮滩湿地可通过垂向淤积与水平调整部分抵消海平面上升导致的损失风险，但该调整机制在阈值突破后极可能失效。
  • 需依据区域潮差、悬沙浓度等环境制定差异化保护与修复策略，保留充足的垂向与水平适应空间，缓解持续海平面上升带来的湿地损失风险。
 
　　本研究得到国家自然科学基金重点项目（42430406）、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项（2023YFE0121200）和上海市国际科技合作基金项目（23230713800）的联合资助。
 
　　原文链接：Luo, J., Hardi, A., Dai, Z., Mei, X., Wang, J., Nijland, W., & Nienhuis, J. H. (2026). Observed thresholds in sea-level rise driving global tidal wetland loss. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-026-76031-3