近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所科研团队联合国内多家科研单位,在东南沿海红树林生态演变与人类干扰响应研究领域取得突破性成果。研究首次系统揭示了我国东南沿海红树林表层沉积物孢粉组合的时空分布规律,精准区分气候梯度与人类活动对红树林生态的叠加影响,建立了红树林健康状态与退化程度的孢粉判定体系。相关研究成果以“Surface pollen assemblages as indicators of mangrove ecosystem dynamics and anthropogenic disturbances along southeastern China”为题,发表于国际权威生态学期刊《Ecological Indicators》,为我国红树林保护修复提供了关键科学依据。
红树林素有“海岸卫士”“蓝碳宝库”之美誉,是热带、亚热带潮间带独特的木本植物群落,在固岸护堤、净化水质、固碳储碳、维系海洋生物多样性等方面发挥着不可替代的生态功能。我国东南沿海红树林纵跨18°N至28°N纬度带,北抵浙江乐清湾、南至海南青梅港,涵盖热带核心分布区、亚热带过渡区与北半球分布北缘,是全球红树林生态系统研究的典型区域。然而,近几十年来,受围垦造地、养殖开发、海平面波动等自然与人为因素叠加冲击,我国红树林面临面积缩减、生境破碎、群落退化等严峻挑战。长期以来,学界缺乏能精准区分自然气候波动与人类活动干扰的灵敏指标,难以实现红树林生态状态的定量评估,严重制约了保护修复工作的精准化、科学化推进。
为破解这一核心难题,该团队聚焦东南沿海红树林生态系统,跨越热带至亚热带气候带,遴选浙江乐清湾、福建泉州湾、漳江口、广东凤塘河、海陵岛、广西北仑河、海南东寨港、青梅港8个典型湿地样区,构建完整纬度梯度研究剖面。团队系统采集32个表层沉积物样品,利用高精度孢粉鉴定、冗余分析、指示种分析、多样性测算等方法,剖析孢粉组合与气候环境、人类活动的内在关联,完整重建了东南沿海红树林孢粉-植被-环境响应谱系。研究成果清晰勾勒出东南沿海红树林孢粉分布的生态图景,揭示了气候与人类活动的双重调控机制。
纬度主导的温度梯度,塑造孢粉地理分异格局。热带南部海南区域,红树林群落发育成熟、生态系统完整,沉积物中红树植物花粉占比高达 34%—54%,以红树属、海桑属为绝对优势,成为健康红树林的标志性孢粉信号;亚热带闽、粤、桂区域,气候条件适中,红树花粉占比回落至5%-12%,松属、栲属、栎属等陆源乔木花粉占比显著提升,呈现海陆植被孢粉混合特征;北缘浙江乐清湾区域,受低温限制,红树林以人工引种为主、群落矮小稀疏,红树花粉占比不足 2%,孢粉组合以松属、桦属等区域性陆生花粉为主,清晰映射出北缘红树林的生态脆弱性。冗余分析进一步证实,纬度与温度是驱动孢粉组合分异的核心因子,累计解释率超44%,主导了红树林植被的宏观分布格局。
人类活动的持续干扰,留下特异性孢粉退化印记。受养殖开发、工业污染、围垦破坏等人类活动影响的退化红树林,孢粉组合呈现三大典型特征:红树花粉占比低于12%,群落原生结构遭破坏;禾本科、藜科等草本花粉占比超15%,芒萁等蕨类孢子占比高于64%,次生植被快速入侵;榛属、杨梅属等次生林花粉频繁出现,成为生境破碎化的关键信号。指示种分析结果显示,健康红树林以红树属、海桑属为专属指示种,而退化群落的指示种多为陆生次生植物或干扰耐受类群,精准印证了人类活动对红树林生态系统的重塑作用。
孢粉多样性的差异化特征,精准锚定生态健康水平。退化红树林呈现“高丰富度、低均匀度”特征,物种数量较多但少数干扰耐受种占据绝对优势,群落结构失衡;健康成熟红树林则表现为“中丰富度、高多样性”,物种分布均匀、生态位分化完善,群落结构稳定复杂,为红树林生态修复提供了天然参照标准。
此次研究首次建立了我国东南沿海红树林生态状态的孢粉定量判定阈值:红树花粉占比<12%为生态显著退化,蕨类孢子占比> 64%为严重人类干扰,榛属与杨梅属花粉共存为生境破碎化标志。这一成果不仅填补了我国红树林孢粉学定量评估的空白,为重建历史时期红树林演变、解析海平面变化与气候波动的生态响应提供了高精度现代校准模型,更为我国红树林现状普查、修复成效监测、保护优先级划分提供了灵敏高效、经济便捷、可推广应用的孢粉学技术方案。
下一步,科研团队将持续深耕红树林古生态演变研究,依托沉积物钻孔孢粉记录,重建近百年来东南沿海红树林长期演化序列,精准厘清气候变化与人类活动的驱动贡献率,为全球气候变化背景下我国红树林的适应性保护、精准化修复提供更坚实的科学支撑。
