红树林就像盔甲一样保护我们免受气候变化的影响，但面对海平面上升和极端天气，这些重要的栖息地还能生存吗？

　　在北迈阿密海滩的奥莱塔河州立公园，沿着海湾的红树林沼泽风景优美。(Adobe图)

　　红树林是非凡的生态系统，拥有惊人的生物多样性、茂密的植被和捕获大量碳的条件。由于它们发生在温暖、热带和亚热带沿海地区，它们也首当其冲地受到飓风和旋风的影响，因此对沿海保护很重要。虽然它们可以自然恢复，但反复的风暴会阻碍或停止它们的恢复，导致死亡的红树林被称为“幽灵森林”。

　　为了帮助对抗这些重要生态系统的丧失，康涅狄格大学全球环境遥感实验室的研究人员正在全面监测红树林的健康状况。他们最近发表在《遥感环境》（Remote Sensing of Environment）杂志上的研究主要关注佛罗里达州的红树林，以了解哪些地区应对日益强烈和频繁的飓风，哪些红树林可能面临更大的被完全消灭的风险。

　　该研究的第一作者、博士后研究员杨秀成说，多亏了遥感技术，我们可以获得几十年的红树林图像，包括飓风等扰动后拍摄的图像。

　　“在扰动之后，我们可以持续跟踪红树林的状况，看看极端天气事件会发生什么，以及受损红树林的持续恢复过程，”杨说。“我们想知道我们是否可以利用这些数据来预测哪些红树林可以恢复。”

　　为了看看这是否可能，Yang和GERS团队将密集的Landsat时间序列与他们之前开发的干扰检测算法配对，该算法称为潮汐湿地变化的检测和表征（DECODE）。他们更进一步，用一种叫做DECODER的方法，加入了恢复和恢复力的元素来自动监测红树林的状况。

　　这项研究的重点是佛罗里达州，因为这些海岸线是美国96%的红树林的家园。佛罗里达的红树林也面临着越来越大的压力，飓风越来越频繁和强大。利用这种方法，研究人员绘制了红树林的状况，并追踪了2000年至2022年间红树林恢复的轨迹，总体精度超过97%。

　　自然资源与环境系副教授、GERS实验室主任朱哲解释说，监测恢复是一个重要的因素，因为一些红树林从干扰中自然恢复，而另一些红树林则在衰退，有些红树林的衰退比其他红树林更严重。通过使用DECODER跟踪一段时间内的情况，研究人员希望预测哪些地区风险最大，以帮助确定需要干预的红树林。

　　杨说：“我们可以提供关键信息，以确定恢复和恢复工作的热点。”“以前，研究人员只能制作一幅二元地图，显示红树林的存在或不存在。我们的密集时间序列方法超越了简单的分布，提供了对红树林动态健康状况的见解，特别是它们在极端天气事件后的恢复过程。这种能力是独一无二的。”

　　杨解释说，他们的方法区分了红树林对干扰的反应，将它们分为健康、受干扰、恢复或衰退。

　　“严重程度高并不一定意味着红树林的恢复能力受到损害。一些受影响严重的地区仍然可以自然恢复，而其他地区可能会挣扎。这就是为什么我们不仅要评估事件的直接严重性，还要评估恢复的潜力和速度。”“我们指出，在一些地区，如果没有人类的干预，红树林可能永远不会恢复，或者恢复得非常缓慢。”

　　这些数据很重要，因为它可以用来指导最需要恢复的地区的恢复工作。朱说，他们希望解决的另一个重要问题是红树林的恢复能力如何。

　　“红树林就像盔甲一样保护我们免受气候变化的影响，但面对海平面上升和极端天气，这些重要的栖息地还能保护我们吗？”他们有足够的韧性吗？”“这是每个人都想知道答案的问题，但你如何在实地衡量这个问题？”通过使用这些过去的干扰来观察恢复，这是回答这个问题的一种方法。这就是‘解码器’中的‘R’的由来，”朱说。“一个地区需要多少年才能恢复到以前的状态？恢复得越快，恢复力就越强。从某种意义上说，我们正在利用大自然来帮助测试他们的恢复能力，哪些地区的恢复能力更强，为什么？这些信息也将有助于恢复工作，使红树林更具弹性。”

　　这种技术的使用是人类如何与自然合作，在面对气候变化时建立复原力的一个例子。GERS实验室计划广泛应用DECODER方法来帮助全球红树林的测绘和恢复工作。

　　本研究得到了美国地质调查局土地管理研究计划和北大西洋海岸生态系统合作研究小组（CESU）“沿海潮汐湿地变化的检测和表征（G19AC00354）”和“基于样本的沿海潮汐湿地变化驱动因素分析方法（G23AC00410）”，美国鱼类和野生动物服务计划“评估美国沿海潮汐湿地变化（F22AP02176）”的支持。美国地质调查局海岸和海洋灾害与资源项目，以及美国国家航空航天局碳监测系统项目“碱度和无机蓝碳监测系统：将湿地到海洋的横向通量记入碳市场”。