研究得出结论到2100年世界上大部分盐沼可能会淹没在水下

科德角的盐沼具有重要的标志性意义。这些美丽的低洼湿地是地球上生物生产力最高的生态系统之一。它们在氮循环中发挥着巨大的作用，充当碳汇，保护沿海发展免受风暴潮的影响，并为许多鱼类、贝类和沿海鸟类提供重要的栖息地和苗圃。

而且，根据海洋生物实验室(MBL) 的最新研究，到本世纪末，世界上 90% 以上的盐沼可能会在水下。

这些发现来自在马萨诸塞州法尔茅斯的 Great Sippewissett Marsh 进行的一项为期 50 年的研究。自 1971 年以来，MBL 生态系统中心的科学家们绘制了这片沼泽试验区的植被覆盖图，以检验环境中氮含量增加是否会影响沼泽草的物种。由于研究的长度，他们还能够检测气候变化对生态系统的影响，特别是那些由海平面加速上升驱动的影响。

研究人员发现，增加的氮有利于更高水平的植被和沼泽表面的增生，但无论他们向沼泽施加的氮浓度如何，这些生态系统都无法超过全球海平面上升造成的淹没。

“到世纪之交，像 Great Sippewissett Marsh 这样的地方可能会变成浅水湾，”该研究的第一作者、MBL 杰出科学家 Ivan Valiela 说。“即使根据保守的海平面估计……到本世纪末，世界上超过 90% 的盐沼可能会被淹没、消失或减少。”

“这不是孤立的科学家担心细节的预测。地球表面将发生重大变化，这将改变沿海环境的性质，”Valiela 说。

生态系统工程师

盐沼是缓坡生态系统，它们的植物对它们可以生长的海拔高度的偏好非常狭窄。不同的物种生长在高海拔地区(高沼泽地)和靠近海洋的低海拔地区(低沼泽地)，并且对氮供应的变化有不同的反应。当变化发生得足够慢时，草可以迁移到它们喜欢的高度。

在低沼泽地，随着科学家增加氮供应，索草 ( Spartina alterniflora ) 茁壮成长。在高沼泽物种中，试验地的沼泽干草( Spartina patens )丰度随着海平面上升而减少。盐草 ( Distichlis spicata ) 随着氮供应的增加而增加，并且还充当研究人员所说的“生态系统工程师”——加快沼泽海拔上升的速度。分解的盐草留下的生物量增加补偿了这些地区海平面上升导致的淹没增加。

MBL 研究科学家 Javier Lloret 说：“几十年后盐草消失了，但它留下了遗产，”他补充说，“在数据集中看到这种相互作用非常酷。”

无论向环境中添加了多少氮，研究表明，在当前和未来预测的海平面上升情况下，低沼泽物种将完全取代高沼泽物种。随着海平面持续上升，即使是这些物种也会被淹没。

“在某个时候，如果海平面继续以我们预期的速度上升，低矮的沼泽植物甚至将没有更多的空间。他们将被淹没太深而无法生存。” 瓦利埃拉说。

唯一的选择是让盐沼向陆地迁移。

沿海挤压

世界各地的沼泽地面临 Lloret 所说的“海岸挤压”，海平面上升从一个方向推动，而人类发展从另一个方向推动。可以保护房屋免受洪水侵袭的海堤将阻止沼泽自然迁移到更高的地方。

MBL 研究助理凯尔西·切诺维斯 (Kelsey Chenoweth) 说：“这些障碍，无论是像山丘或悬崖这样的地理障碍，还是人们沿着生态系统边缘建设，都限制了沼泽地向陆地迁移的潜力。” “最重要的是，海平面上升正在加速，而沼泽地则很难跟上。”

在像我们面临的海平面上升的情况下，“植物唯一的解决办法是在新的地区定居，爬上山坡，”Lloret 说。“但在某些地方，这种迁移可能是不可能的。”

“海平面上升是对盐沼最重要的威胁。我们真的需要弄清楚这些生态系统将会发生什么，并学习如何防止一些损失的发生或尝试适应它们，这样沼泽才能继续为自然和人类发挥这些重要作用，”Lloret 说.

半个世纪的科学

1971 年，MBL 生态系统中心的科学家们并不知道他们会使用他们的数据来研究全球海平面上升。

“这是一个开始研究一种生态控制(氮)的实验，然后由于该项目的长期性，我们能够增加关于全球变化的主要加速因素——全球海平面上升的新知识，”Valiela 说.

这就是 Great Sippewissett Marsh 等长期数据集的好处。

“您正在为尚未发生的问题设置基准，”Chenoweth 说。

在测量气候变化和富营养化等生态过程时，随着生态系统对外部刺激的反应，数据可能会在数年内起伏不定。与其他生物系统的变化相比，这些变化的作用时间要长得多。

“要研究一棵树，您需要观察四季变化，您应该能够看到它的整个周期。对于一片叶子，您可以查看白天和黑夜之间的模式。在单个细胞中，你会看到在几分钟或几秒的时间尺度内发生的过程……但对于整个生态系统，我们谈论的是多年或几十年，”Lloret 说。“你需要从几十年甚至几个世纪的规模来思考，才能看到实质性的变化。”

这项研究包括来自马萨诸塞大学达特茅斯分校和伍兹霍尔海洋研究所的合著者。