海平面上升背景下海堤对红树林软体动物影响的时空过程及机制

Seawalls have been the largest and most common project for coastal protection in China. In spite of the huge function of protecting coastal areas, seawalls also bring a certain degree of impact on coastal wetland and the ecology assessment to seawalls is urgently needed. 81% of Chinese mangrove is located at the outside of seawalls now due to the large-scale construction of seawalls. Mangroves outside the seawalls are very sensitive to the sea leave rise and mangroves are threatened by sea level rise and seawalls in China. This study focuses on molluscs which are good indicators of environment change and the relationship between mangrove plant community and molluscs, aiming to discuss the influences of seawalls on mangrove structure and function through accessing changes of mangrove plant community structure, sediment, tidal level resulted from the construction of seawall and finding out how organisms living in tidal flat vary along with reclamation. A basis for assessing the ecological consequences of seawall construction will be provided and a sustainable development method which can balance the demand for land and coastal ecological protection will be found.

海堤已成为我国规模最大、使用最广、最常见的海岸防护工程，被称为“New Great Wall”。海堤在发挥其巨大的防护功能的同时，也给滨海湿地生态带来了一定的影响，迫切需要对其进行生态评估。海堤的大规模修建使中国81%的红树林位于海堤外侧，堤前红树林是对海平面上升最敏感的红树林，海平面上升与海堤的阻隔共同威胁着红树林的生存。本研究以对环境变化具有良好指示作用的软体动物为对象，从影响软体动物分布格局的关键环境因子：滩涂高程、底质和红树植物群落入手，以软体动物分布格局和滩涂高程的对应关系为突破口，通过人工模拟潮汐淹水确定淹水时间对红树林典型生活类型软体动物的影响；从海堤引起的滩涂高程、底质和红树植物群落变化等角度研究海堤对红树林软体动物的影响；明确海堤修建引起的软体动物种类、数量的时空变化规律与潮滩生态因子的关系。为评估海堤的生态效应并寻求兼顾土地需求与海岸生态保护的持续发展之路提供科学依据。

海堤的大规模修建使中国目前81%的红树林位于海堤外侧，在全球海平面上升的大背景下，海堤与上升的海平面一起压缩红树林的生存空间，共同威胁着红树林的生存。本项目在广西珍珠湾红树林进行实验，以对环境变化极为敏感的红树林软体动物为研究对象，从软体动物与滩涂高程的对应关系出发，预测海平面上升引起的红树林软体动物种类分布变化。.研究结果表明，珍珠湾红树林97.3％的红树植物分布在平均海平面到平均高潮线之间的潮间带内。红树植物的空间分布均表现出明显与滩涂高程相关的成带现象，不同物种倾向于栖息在滩涂高程上不同的生态位：桐花树(Aegiceras corniculatum)在高程较低的海缘占主导地位，而榄李(Lumnitzera racemosa)在高程较高的陆缘占主导地位。红树林软体动物也表现出与滩涂高程相关的空间分布模式。不同生活型的软体动物的空间分布存在差异，但都表现出明显的成带现象，且与季节无关。部分软体动物的空间分布与某些红树植物的相对丰度有关。.地面高程的监测结果显示，珍珠湾红树林地表高程变化速率与地表沉积速率呈线性正相关，与滩涂高程呈指数负相关，底表高程抬升速率随着滩涂高程上升而下降，存在生态地貌反馈。动态模型结果显示，在海平面上升速率较低(2.0mm a-1)的情况下，红树林的滩涂高程均有所增加，其中增加量随着高程增加而减少，红树林向海扩张。高程较低的粗糙滨螺(Littoraria scabra)和拟箱美丽蛤(Merisca capsoides)等，因为适宜高程可能向海迁移，分布位置可能也跟着高程变化向海移动，靠陆一侧软体动物变化不大; 在海平面上升速率较高(16.0mm a-1)的情况下，红树林的滩涂高程大幅下降，到2100年大部分滩涂在平均海平面以下，红树林面积减少，种群分布带的发生转换，导致包括耳螺在内高程较高的软体动物消失。据我们所知，这是第一个明确量化滩涂高程变化对红树林动物空间分布影响的研究，为有效地进行红树林生态系统管理和保护提供了框架。