芦苇枯死，虫不背锅，海平面上升和干旱才是祸首
近日， 由路易斯安那州立大学海洋学与海岸科学系副教授Tracy Quirk领导的研究团队在《自然通讯》上发表了一篇题为《严重干旱和长期相对海平面上升引发密西西比河三角洲植被枯死》的研究论文。论文指出，密西西比河三角洲以芦苇为主的植被减少，其主要原因是沼泽所经历的慢性和急性压力源的复杂相互作用，即海平面相对上升的长期压力，再加上干旱和飓风等与天气相关的短期冲击。
（a、b：2016 年夏季的航空图像；c：芦苇枯萎后的倾斜图像，背景为健康的植物；d、e：密西西比河三角洲下游海岸参考监测系统站0162的卫星图像。图源：a、b两图来自路易斯安那州野生动物和渔业部；c图来自M.D. Jacobs；d、e两图来自Google Earth。）
2016年，三角洲湿地芦苇丛就开始枯萎枯死。到了2021年，一些曾经芦苇丛生的地区只剩下泥滩。最初以为罪魁祸首是非本地的介壳虫，但进一步调查表明，问题根源复杂，是多个环境因素交织造成的。
Tracy Quirk和她的同事发现，密西西比河三角洲大规模的植被枯死是由于2012年夏季极端干旱期间盐水入侵造成的，且洪水越严重的地区植被枯死最为严重。该研究使用了来自沿海监测站网络16年的数据（2007年至2022年）。研究人员发现，枯萎病的影响持续了5年，且洪水最严重的地区植被仅部分恢复。枯死沼泽的洪水泛滥时间百分比从2007年的43%增加到2022年的75%，同期植被覆盖和物种丰富度下降。因此，虽然干旱引起的高盐度和土壤饱和引发了严重的枯死事件，但洪水的长期增加正导致植被覆盖范围的长期下降、更广泛的损失以及从急性应激源中恢复的能力下降。研究结果指出了减轻潜在压力以增强对植被丧失的急性和持续原因的恢复力的重要性。
实际上，在全球范围内，森林、沙漠、红树林、盐沼、海草草甸等生态系统都出现了植被枯死现象。尽管某些系统可以完全恢复，但枯死事件有可能导致长期种群崩溃、群落丧失和生态系统状态变化。
重大植被死亡事件的原因通常归因于疾病暴发、昆虫侵扰或急性偶发性气候影响，例如严重干旱或洪水。然而，人们对生态系统所面临的潜在的慢性压力增加，以及它们遭受急性干扰后的脆弱性仍知之甚少。例如，沿海湿地特别容易受到海平面上升引起的长期洪水压力的影响。
上个世纪，全球约50%的沿海湿地面积主要由于人类的直接影响而消失，但相对海平面上升(RSLR)构成了复合威胁，预计未来将加剧。尽管湿地能够抵御适度的海平面上升，主要是因为植被能够捕获沉积物并向土壤提供有机物质，从而使湿地海拔能够与增加的洪水保持平衡，但相对海平面上升的比率超过了植物淹没耐受的阈值 造成湿地淹没。虽然湿地对相对海平面上升的反应已有相当多的记录，但干旱等罕见气候驱动事件的急性影响却鲜为人知，特别是在海平面快速上升造成长期且不断升级的压力的地区。
大多数急性湿地植物枯死事件归因于过度洪水或严重干旱/低水条件，这两种情况都会导致土壤中植物毒素的积累。洪水与欧洲和美国五大湖淡水湿地的芦苇枯萎以及德克萨斯州盐沼中互花米草的枯死有关，洪水导致缺氧，迫使根部进行厌氧呼吸，植物积累有毒的还原离子。在含盐环境或硫酸盐充足的地区，厌氧条件会促进硫化物的积累，这可能导致植被死亡，特别是当与导致渗透和离子盐胁迫的高盐度相结合时。严重干旱或低水条件也可能导致高盐条件和/或通过减少化学物质的氧化而潜在的土壤酸化。富营养化和病原体感染也与湿地枯萎有关，但几乎所有这些都与非典型洪水或干旱相结合。对美国大西洋和墨西哥湾沿岸互花米草枯萎地点的全面审查表明，植被枯萎与严重干旱同时发生。此外，枯萎几乎总是发生在沼泽内部土壤浸水的低海拔地区。
该研究表明，可以通过抬高沼泽床来提高这些沼泽的恢复能力，即利用和重新分配河流沉积物或直接向低海拔沼泽添加沉积物。Tracy Quirk说：“为了增强抵御能力，你必须应对洪水压力，而做到这一点的唯一方法就是向这些日益恶化的沼泽地添加沉积物。”
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海湿
本文仅代表资讯，不代表平台观点。供参考。
编译 | Daisy
审核 | YUJIE
排版 | 绿叶
【参考资料】
1.Tracy Elsey-Quirk et al, Vegetation dieback in the Mississippi River Delta triggered by acute drought and chronic relative sea-level rise, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47828-x
2.https://www.nature.com/articles/s41467-024-47828-x
3.https://phys.org/news/2024-05-sea-weather-louisiana-marsh-die.html#google_vignette
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