The Innovation Geoscience | 从太空看红树林：揭示全球“海岸卫士”的空间分布和防御能力

导 读

红树林因具有防风消浪功能被誉为“海岸卫士”，其防风消浪的能力与斑块结构密切相关。研究表明，斑块宽度（海陆方向）大于100 m的红树林可以抵消50%的风浪能量，1 m高的海浪通过1500 m宽的红树林后，海浪高度仅余0.05 m。本研究通过分析红树林斑块的结构特征，揭示不同区域红树林抵御海洋灾害的能力，为全球海岸保护提供重要的科学支撑。

图1 全球红树林周边人口密度（A），建成区（B）和养殖池（C）的空间密度

红树林位于海陆交错地带，是全球生产力最高、生物多样性最丰富的生态系统之一，因其具有防风消浪、保护岸线的功能，被誉为“海岸卫士”。1986年中国广西沿海发生了近百年未遇的特大风暴潮，合浦县398 km长海堤被海浪冲跨294 km，但其中分布有红树林的地方，海堤受损程度及经济损失较小。2004年12月26日印度洋海啸袭向周边12个国家和地区，死亡23万人，而印度泰米尔纳德邦的瑟纳尔索普渔村，距离海岸仅几十米远的172户家庭却幸运地躲过了海啸的袭击，原因是这里的海岸上生长着一片茂密的红树林。红树林的空间分布特征，特别是斑块宽度（海陆方向）决定了其保护岸线的功效。研究表明，斑块宽度大于100 m的红树林可以将风浪能量降低50%，1 m高的海浪穿过1500 m宽的红树林后，高度仅余0.05 m。可见，红树林可作为消浪带，是构筑海岸自然防护体系的首选。

精准的红树林空间分布数据是评估其护岸功效及生态系统健康状况的关键。然而，由于缺乏全球尺度上高分辨率的红树林空间分布数据，很多相关研究尚处空白。为了解决这一难题，中国科学院东北地理与农业生态研究所贾明明、王宗明等研究人员分析最新发布的10米分辨率全球红树林空间分布数据集，发现全球98.5%的红树林宽度大于100m，可有效抵御海洋风浪的袭击，25%的红树林宽度大于1500 m，可显著减少海洋灾害造成的损失。全球W1500红树林主要分布在东南亚、中美、南美北部、西非和东非沿岸。红树林周边人口密度如图1A所示，全球1.63亿人口居住在红树林周边，其中，1.10亿人口居住在宽度大于1500 m红树林附近。红树林周边1 km内建成区密度如图1B所示，全球1.24万 km²的建成区紧邻红树林，70个国家的6216 km²的建成区受到宽度大于1500 m红树林保护，其中巴西的该类建成区面积最大（790 km²），其次是印度尼西亚（708 km²）、马来西亚（432 km²）、美国（364 km²）和泰国（302 km²）。此外，红树林还可以提高水产养殖的经济价值，先前的研究表明，红树林附近的水产养殖池具有产量高，品质优异的特性。如图1C所示，1.20万平方公里的养殖池紧邻红树林，44个国家的6544 km²养殖池分布在宽度大于1500 m的红树林附近，其中印度尼西亚该类养殖池面积最大（1948 km²），厄瓜多尔（1205 km²），墨西哥（582 km²），泰国（448 km²）和缅甸（354 km²）次之。

全球来看，印度尼西亚、厄瓜多尔、巴西、墨西哥和泰国沿岸的红树林保护的人口和财产较多，发挥了重要的海岸保护功能。研究成果定量表征了红树林抵御海洋灾害的能力，为评估红树林生态功能和价值的评估提供研究基础和新的启示，同时可支持联合国可持续发展目标（SDGs）的评估，为制定全球生物多样性、环境或气候变化框架提供可靠的参考。

总结与展望

由于独特的生长环境和丰富的生态功能，红树林与多项联合国可持续发展目标（SDGs）密切相关，其中防风消浪功能与沿海居民和财产密切相关。因此本研究认为，位于人口密集海岸的红树林有助于实现SDGs，如SDG 1.5：增强弱势群体抵御极端气候事件。然而，众多研究表明，建成区等人工土地覆盖类型严重干扰红树林生态系统，对红树林的健康产生多重负面影响，并使得实现其他SDGs变得更加困难，如SDG 14.2：可持续管理和保护海洋和海岸生态系统。因此在未来的研究中，不仅要分析红树林生态系统保护沿海居民和财产的能力，更应该加强人类对红树林生态系统的保护和管理分析。

责任编辑

霍 达   清华大学

石 崇   中国科学院空天信息创新研究院

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原文链接：https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-geo.2023.100024

本文内容来自The Innovation姊妹刊The Innovation Geoscience第1卷第2期以Letter发表的“Global status of mangrove forests in resisting cyclone and tsunami” (投稿: 2023-04-17；接收: 2023-09-05；在线刊出: 2023-09-06)。

DOI: https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2023.100024

引用格式：Jia M., Wang Z., Luo L., et al. (2023). Global status of mangrove forests in resisting cyclone and tsunami. The Innovation Geoscience 1(2), 100024.

作者简介

王宗明，中国科学院东北地理与农业生态研究所副书记、副所长、研究员、博士研究生导师，兼任中国自然资源学会自然资源信息系统研究专业委员会副主任委员、中国生态学学会生态遥感专业委员会委员、吉林省遥感学会理事长。

Web: http://www.neigae.ac.cn/gkjj/xrld/202010/t20201010_5714869.html

贾明明，中国科学院东北地理与农业生态研究所副研究员，硕士研究生导师，兼任中国生态学学会红树林专业委员会委员，海南省红树林湿地保护专家委员会委员，Frontiers in Marine Science期刊副主编，《遥感学报》、Remote Sensing编委。

骆 磊，中国科学院空天信息创新研究院副研究员，硕士生导师，兼任联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心研究一部部长，ICOMOS空天遗产国际科委会专家委员，BEDJ、IJDE、The Innovation等期刊（青年）编委。

张鸿生，香港大学助理教授，博士生导师，曾获得国家优秀青年基金(港澳)，IEEE高级会员，IEEE GRSS香港分会副主席，港大地理系GIS实验室主任，IEEE香港分会、香港地理学会、香港GIS协会理事。担任遥感领域国际期刊TGRS 、JAG 、JSTARS 、RSL副主编。

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