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潮滩，是指沿海的大潮高潮位与低潮位间的潮浸地带，虽然这里植被覆盖不多，但却有着非常重要的生态系统服务功能。2018年12月，《自然》周刊在线发表了一份全球潮滩地图，描述了海岸生态系统的变化，1984~2016年间，16%的潮滩已经消失。潮滩减少的原因众多，包括河流沉积物减少、地面沉降、海平面上升、工程建设、生物入侵等，其中最重要的两个因素就是围垦和植物入侵，这在我们的研究区域——长江口潮滩湿地，是两个最为明显的影响因素。之前的许多研究工作，显然也关注到了这两个因素，但是很可惜，大多只是孤立讨论了某种因素对潮滩的影响。我们经过多次野外考察，感觉入侵与围垦的影响可能不是相互独立的两种作用，因此就决定在这方面开展一些工作。进展一切顺利，该工作的结果最后发表在2020年的Remote Sensing上。看杂志名称大家就知道是通过遥感方法进行分析，但我们今天这篇文章并不想解析遥感的技术细节。曾几何时，互花米草入侵几乎可以成为崇明东滩的代名词，这是一种原产于北美的植物，1997年作为促淤植物引种到九段沙，2001年引种到东滩。其强大的繁殖能力和生长速度，还有高耐盐碱性特征，很快一枝独秀，取代了本地的芦苇和海三菱藨草，成为长江河口的优势种。而崇明东滩被认为是东亚-澳大利西亚迁徙水鸟的重要站点，互花米草入侵可能会影响迁徙水鸟的中途栖息地。在复旦大学等的积极建议下，2013年崇明东滩开始了最大规模的生态修复工作。崇明东滩的围垦，在历史上也是非常有名的，自上世纪50年代以来，崇明岛的面积增加了一倍多，其中围垦功不可没。早期的围垦，主要是为了农业生产，把潮滩围起来沥干，变成农田、鱼塘等，之后慢慢又变成建筑用地或者改造成人工湿地或林地。当然，现在针对互花米草的生态治理工程，从工程角度来看，也属于一种围垦。 于是，这块经历了围垦与互花米草入侵，然后又进行生态治理的区域，就进入我们的法眼，被选中作为第一条考察样带（2km宽），称为东滩（DT）。另两条样带，一个是仅仅经历互花米草入侵而没有人工围垦的九段沙（JDS），当然还要找一条没有围垦也没有被互花米草入侵的对照样带（CG）。当然，周边还有两个小岛——长兴岛和横沙岛，也可以用于整体上的比较分析。 样带位置：a) 浅蓝色的框是图b和c的位置；b) 红色框是东滩样带，橙色框是对照组样带；c）白色框是九段沙 如前所述，涉及遥感影像处理的具体过程，这里就不赘述了，有对分析方法感兴趣的朋友可以去找原文看看。这里仅仅对处理结果进行分析。 （1）长江河口潮滩沿着长江的流向展现出明显的淤积趋势。 1996~2018年间，随着崇明岛和九段沙岛屿面积不断增加，潮滩总面积表现出较大的年际变化，这是自然潮滩变化的特征。而同期，周边长兴岛的潮滩面积非常稳定，2009年因青草沙水库围堤使岛屿面积骤然增加。同样，2006年前横沙岛的面积也是很稳定的，直到2017年因围垦导致面积持续增加，围垦后的横沙岛面积比长兴岛还大了！这可能就颠覆很多人的常识了。长江河口潮滩1996-2018年动态变化 
(a)崇明岛、(b)长兴岛、(c)横沙岛和(d)九段沙1996-2018年围垦、潮滩和岛屿的面积 就三个样带潮滩累计面积而言，DT的潮滩面积2006年前快速增长，之后缓慢增长；CG的潮滩面积在2002年前快速增长，2009年之后稳定在10.7 km2；JDS的潮滩面积1996-2018年增长速度持续增加。下图中DT（↑）和CG（↓）1998年累积潮滩面积速度减缓之后增加，这是因为98大堤穿越了这两个样带。而DT在2013年急剧增加0.91 km2（↓），正是互花米草治理工程的贡献。
1996~2018年样带潮滩累积面积 （2）入侵互花米草有显著的促淤效果，可增加2.54倍。 鉴于互花米草2001年引种，对其治理2013年开始，我们将研究时间分成三个阶段：1996~2001年（围垦+入侵），2002~2012年（无控制条件），以及2013~2018年（入侵治理）。在这三个时间段，DT的新增淤积面积先增后减，JDS的趋势刚好相反，而CG在整个时间段呈明显下降趋势。这不同的趋势变化，恰好说明了围垦与入侵的存在联合影响。
各样带三阶段的淤积面积 要分析互花米草的促淤效果，不得不先说一下潮滩淤积的物质基础，那就是长江的输沙量。上世纪的后半世纪，崇明东滩因长江庞大的输沙量而快速增长；进入21世纪，长江沉积物开始减少（据大通水文站数据），崇明北部潮滩增长速度放缓甚至出现侵蚀。我们观察到，三个样带潮滩累积面积与年输沙量、年平均含沙量之间都存在极显著的负相关关系。可以据此推论：河流输沙量的减少是潮滩淤积速度减缓的重要原因之一。
2000-2018年长江年输沙量和年平均含沙量 那么，为了量化河流输沙量、互花米草入侵和围垦对各岛屿的影响，最简单也是最合适的分析就是多元线性回归。分析的细节大家可以慢慢看下面的表格，这里直接说我们的结论：崇明岛（全岛）、横沙岛和对照样带的潮滩淤积主要受河流输沙量的影响；虽然入侵互花米草对东滩样带的影响在2013年生态工程前后变化显著，但是对九段沙以及九段沙样带的影响是主要因素；长兴岛则主要受围垦的影响。四个岛屿和三个样带多元线性回归的数据统计 
我们的这项研究分析了长江河口潮滩的时空动态变化，通过比较三个样带分析了互花米草入侵和围垦对潮滩的共同作用，并指出了四个岛屿潮滩淤积的主要驱动因素，可为未来长江河口海岸带管理和生物多样性保护提供依据。对于保护迁徙水鸟而言，未来保持对东滩互花米草的监测是非常必要的，并且每年应清除新增的斑块。对于非鸟类栖息地，且近期已明确规划为农田或鱼塘的围垦区，在可控范围内保留互花米草加速淤积速度也不失为一种有效途径。
Liu Y-F, Ma J, Wang X-X, Zhong Q-Y, Zong J-M, Wu W-B, Wang Q, Zhao B*. Joint Effect of Spartina alterniflora Invasion and Reclamation on the Spatial and Temporal Dynamics of Tidal Flats in Yangtze River Estuary. Remote Sensing. 2020, 12(11):1725. https:///10.3390/rs12111725
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