互花米草清除后如何维持蓝碳？海平面上升情景下盐沼陆向迁移的空间需求

　　清除互花米草，是恢复滨海湿地本土生物多样性的重要举措。然而，这种入侵植物形成的盐沼也储存着大量碳，清除过程中的植被移除和沉积物扰动会带来碳损失。恢复芦苇、海三棱藨草等潮滩乡土植被，有助于重建湿地的蓝碳功能，但海平面持续上升又将改变这些植物的生存条件。互花米草清除后，怎样才能在恢复本土植被的同时，长期维持湿地碳储量？
图1 互花米草清除后本土盐沼植被修复与蓝碳维持的研究思路示意图
 
　　华东师范大学河口海岸全国重点实验室李秀珍研究员团队联合澳大利亚皇家墨尔本理工大学的Macreadie教授团队，以长江口为例，对这一问题进行了定量评估。研究发现，在适宜生境中优先配置高碳储量本土植物，可以提高修复后的碳储量，并减少实现同一碳储量目标所需的迁移面积。但随着海平面上升，这种节省空间的优势逐渐减弱，提前为盐沼预留陆向迁移空间变得尤为重要。
 
　　研究将2021年碳储量优先修复情景下的2.16 Tg C（216万吨碳）设为不同修复情景的共同目标，结合物种分布模型、海平面影响盐沼模型与空间优化方法，评估2060年和2100年不同修复策略下的碳储量变化及陆向迁移需求。模拟显示，未来维持这一目标需要约31—157平方公里的陆向迁移空间。高排放情景下，到2100年，“碳储量优先”和“适宜性优先”两种修复策略所需面积已接近，分别约为151和157平方公里。这意味着，本土植被的合理配置需要与长期空间规划相结合。当前适合生长、储碳能力较高的植物，未来可能受到更频繁淹水的限制。为湿地保留向陆地扩展的空间，才能为蓝碳功能的持续维持提供更多适应余地。
 
　　相关成果以Inland Migration Space Requirements for Maintaining Blue Carbon Stocks after Spartina Eradication under Accelerating Sea Level Rise为题，近期发表于国际著名期刊Environmental Science & Technology。论文第一作者为华东师范大学河口海岸全国重点实验室毕业生赵文祯博士（现任职辽宁师范大学海洋可持续发展研究院），通讯作者为李秀珍研究员，其他作者包括RMIT（皇家墨尔本理工大学）Mecheli Costa研究员、Peter Macreadie教授，辽宁师范大学闫晓露教授、钟敬秋副教授，扬州大学林世伟博士，国家海洋环境监测中心王江静博士等。
 
 
一、从本土植被恢复出发 比较两种修复策略
 
　　研究以长江口约130平方公里的互花米草清除区为修复对象，选取芦苇和海三棱藨草两种代表性本土盐沼植物，利用物种分布模型识别其适宜生境，并设计了两种修复策略。适宜性优先（ES），在每个位置优先配置生境适宜度较高的本土植物；储碳量优先（CS），在生态位高度重叠、两种植物均可适生的区域，优先配置单位面积碳储量较高的芦苇。两种策略体现了不同的修复侧重点，也形成了不同的初始碳储量。以2021年的互花米草分布区为基准，CS和ES情景下评估的区域碳储量分别为2.16和2.02 Tg C。考虑到互花米草清除过程中和清除后区域碳储量变化的不确定性，研究将恢复目标设为“储碳优先”的2.16 Tg C，计算未来不同年份和排放情景下，海堤外保留的湿地与陆向迁移形成的湿地共同维持该目标。
 
图2 长江口互花米草清除区分布（左）、清除区内两种本土植被修复策略的空间配置及其初始碳储量差异（右）
 

二、海平面持续上升 本土植被修复仍面临碳储量下降

　　研究将修复后的植被分布与海平面影响盐沼模型（SLAMM）相结合，模拟低排放情景SSP1-2.6和高排放情景SSP5-8.5下的湿地演变。模型考虑淹水、沉积和侵蚀等过程，以及湿地类型随环境变化发生的转换，进而评估海堤外湿地的碳储量变化。结果表明，即使完成本土植被修复，海平面上升仍会对蓝碳维持形成持续压力。到2100年，低排放情景下CS和ES策略的碳储量分别降至约1.32和1.14 Tg C；高排放情景下则进一步降至约1.10和0.99 Tg C。以共同目标2.16 Tg C衡量，高排放情景下世纪末的碳储量缺口约为一半。在各未来情景中，CS策略的碳储量比ES高约6%—16%，说明在适宜条件下优化本土植物配置有助于保留更多碳。但这一优势不足以完全抵消海平面上升的影响：随着适生空间减少，仅依靠原有海堤外区域的植被修复，难以维持既定碳储量目标。
 
图3 两种修复策略下2021年基准碳储量及不同未来情景的碳储量预测
 

三、维持共同碳储量目标 需要多大迁移空间

　　研究在海堤陆侧识别出约428平方公里的潜在迁移空间，并依据未来生境适宜性和碳储量贡献进行空间优化。维持2.16 Tg C目标所需的迁移面积约为31—157平方公里，随海平面上升而增加。低排放情景下，CS和ES的需求从2060年的约31和49平方公里，增至2100年的约108和134平方公里；高排放情景下，则从约44和62平方公里增至约151和157平方公里。迁移需求的空间分布也存在明显差异。崇明岛在各情景中承担的迁移面积最大；高排放情景下，到2100年，崇明岛所需迁移面积占各策略总迁移需求的比例分别约为46%（CS）和60%（ES）。这些结果为不同岸段预留修复空间提供了量化依据。
 
 
图4 维持2.16 Tg C目标所需的最小陆向迁移面积、区域分布与植被组成。A为碳储量优先（CS）策略，B为适宜性优先（ES）策略，C为迁移空间内两种本土植物的面积

 

四、修复策略的空间优势收窄 提前规划更为关键

　　CS策略始终比ES需要更少的迁移面积，但节省空间的优势随时间推移而减弱。低排放情景下，这一优势从2060年的约37%降至2100年的约19%；高排放情景下，则从约29%降至约4%。到高排放情景的世纪末，两种策略的迁移需求仅相差约6平方公里，均超过研究识别的潜在迁移总面积的三分之一。
 
　　这种趋同与植物生存条件的变化密切相关。海平面上升改变了生境适宜性，限制了高碳储量芦苇的配置空间。以高排放情景的CS策略为例，迁移空间中海三棱藨草的面积比例由2060年的约15%升至2100年的约57%。随着环境约束增强，适生区域及可配置植物的变化，逐渐限制了通过植被优化减少迁移面积的空间，对碳储量和土地需求的影响随之增大。研究由此提示，互花米草治理后的修复规划需要同时考虑近期植被配置与长期迁移条件。在海平面上升压力相对较小时，碳储量优化能够较明显地减少空间需求；及早识别和预留迁移区域，有助于减少未来土地开发对湿地迁移的限制，为后续适应性修复保留空间。对海岸带管理而言，迁移空间的数量、位置及其未来生境条件，都应纳入修复方案评估。
 
　　本研究将互花米草清除后的本土植被恢复与海平面上升适应相结合，把蓝碳维持目标转化为具体的迁移空间需求，为长江口滨海湿地修复和海岸带空间规划提供了科学依据。上述面积属于模型条件下的生态空间需求；实际实施还需结合土地利用、防洪安全、修复成本和碳储量恢复时间，制定分区、分阶段的管理方案。
 
　　本研究得到国家重点研发计划项目（2023YFE0113100）、国家自然科学基金（42141016、42176164）及辽宁省科技厅博士科研启动基金（2026-BS-0678）的资助。
 
文献信息：Wenzhen Zhao, Micheli D. P. Costa, Shiwei Lin, Shupu Wu, Lv Gong, Yang Hu, Lin Su, Yufeng Jiang, Xiaolu Yan, Jingqiu Zhong, Jiangjing Wang, Xiuzhen Li, Peter I. Macreadie; Inland Migration Space Requirements for Maintaining Blue Carbon Stocks after Spartina Eradication under Accelerating Sea Level Rise. Environ. Sci. Technol. 2026.