近日，厦门大学海洋生物地球化学全国重点实验室、环境与生态学院海岸带韧性研究团队联合新加坡国立大学、美国杜兰大学等机构的学者，在全球范围内揭示了厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）等气候振荡模式通过影响海平面波动对红树林生长的“跷跷板”现象的驱动机理。最新研究成果以“Global mangrove growth variability driven by climatic oscillation-induced sea-level fluctuations”为题，发表于Nature Geoscience.
红树林是一类分布在热带与亚热带潮间带的特殊森林生态系统，具有独特的生态功能，不仅为多种陆海生物提供栖息地，也在碳汇、海岸防护、水质净化等方面发挥重要作用。然而，它们地处海陆交汇的敏感地带，时刻面临着海水潮汐、陆源径流和大气变化的“三重考验”，对环境扰动尤其敏感。气候振荡模式如ENSO与IOD会造成大范围的降水、温度和海平面年际波动，它们在全球尺度上如何影响红树林的生长目前尚缺乏系统认知。
针对这一科学问题，研究团队基于全球红树林叶面积指数（LAI）产品、气候数据与海洋强迫数据，基于时间序列分解技术，系统量化了2000–2020年间红树林在多个ENSO与IOD事件中的生长异常现象，特别聚焦于2015–2016年强厄尔尼诺、2010–2012年拉尼娜以及2019年正IOD等三个典型强事件，进一步揭示了该现象背后的驱动机制。
研究发现红树林生长呈现明显的“跷跷板”响应模式：厄尔尼诺事件通常导致西太平洋（如澳大利亚、东南亚）红树林退化，同时促进东太平洋（南北美洲）沿岸红树林生长。拉尼娜现象则恰好相反，导致东太平洋红树林退化、西太平洋红树林生长增强（图1）。类似地，正IOD事件会增强西印度洋红树林的生长，同时抑制东印度洋地区红树林，但其影响强度整体弱于ENSO。
图1. 红树林生长在（a,b）2015-2016厄尔尼诺，（c,d）2010-2012拉尼娜, (d,e）2019正向IOD时期的异常情况
进一步的归因分析表明，这种“跷跷板”响应主要受气候振荡所致的海平面异常驱动。例如，厄尔尼诺时期海平面变化呈东升西降态势，显著改变了不同区域红树林的潮汐淹水条件，从而影响其生长。研究通过引入潮汐模拟，将ENSO与IOD引起的海平面异常与月球交点摆动（Lunar Nodal Cycle）引起的长期潮汐周期变化区分开来，发现当两者同时发生时，会诱发极端海平面事件，进而引起大范围红树林退化（图2）。
图2. 红树林生长异常在（a）2015-2016厄尔尼诺，（b）2010-2012拉尼娜，（c）2019正向IOD时期的主导驱动因素。图例色块显示了对应主导因素，包括气温（Ta），水分（SPEI），风速（WS），海表温度（SST），海表盐度（SSS），以及海平面异常（SLA）的影响区域
该研究是该团队在红树林碳汇年际波动研究（Zhang et al. Nat. Ecol. Evol. 2, 239-250）基础上，进一步针对气候振荡事件下红树林生长动态的具体量化。研究指出，气候振荡模式对海岸带红树林生态系统的影响并非随机事件，而是呈现出稳定的空间响应规律。这一发现对于预测未来红树林碳汇功能的变化趋势，以及在气候振荡活跃期提前预警红树林可能面临的退化与损失，具有重要的科学价值和实践意义。
该论文第一及共同通讯作者为厦门大学2023届博士张振（现为美国杜兰大学地球与环境科学系博士后），共同通讯作者为李杨帆教授，共同作者还包括新加坡国立大学罗翔中助理教授和杜兰大学Daniel Friess教授。该研究获得国家自然科学基金（42276232）和杜兰大学Cochran Family Professorship的联合资助。
Z. Zhang, X.Z. Luo, D. A. Friess, Y.F. Li. Global mangrove growth variability driven by climatic oscillation-induced sea-level fluctuations. Nature Geoscience. doi: 10.1038/s41561-025-01701-8
https://doi.org/10.1038/s41561-025-01701-8
供稿｜张振 李杨帆
编辑｜朱佳
排版｜陈蕾
审核｜张增凯 张瑶
