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波浪实验揭示盐沼抵御风暴的优势与局限

发布于 2026年10月22日 0 浏览

自然出版集团10月22日介绍,荷兰一项大型实验发现,盐沼土壤能够承受极端波浪,但植物受损后,削弱波浪的能力随之下降。这项研究已于10月21日发表于《自然》杂志,有助于解释这些沿海生态系统在什么地方能够提供最有效的风暴防护。研究将土壤的耐冲刷表现与植被的消浪作用分别加以考察,显示两者的表现并不相同。这项工作关注的是实验中观察到的防护表现,以及这些结果对选择海岸保护地点意味着什么;土壤在波浪中保持稳定,与植物能否持续削弱波浪,是研究所区分的两个问题。

皮姆·威廉森及其同事把306平方米的盐沼土壤和植物安装在荷兰代尔夫特的德尔塔大型波浪水槽中。据德尔塔研究院介绍,这些完整的盐沼地块来自瓦登海弗里斯兰沿岸的佩泽梅尔兰嫩自然保护区。研究人员通过这项实验检验:在强烈波浪条件下,天然盐沼地表以及生长其上的植被,是否仍能保持保护海岸的作用。通过把带有植物的完整地块搬入实验设施,团队得以在波浪水槽内考察真实盐沼表面与植被的反应,检验它们在严酷条件下是否仍然能够提供保护。

在持续21小时、浪高最高达到两米的波浪作用后,盐沼表面的平均侵蚀深度仅为七毫米。德尔塔研究院解释,盐沼本身较高的地形就能减缓波浪,而植物还会带来额外效果。当浪高为75厘米时,植被提供了额外6%至22%的波浪衰减;当浪高达到两米时,其贡献最高仅为6%。这些测量结果说明,不能把某一种浪高下的防护能力直接用于所有波浪条件,植物的作用会随着波浪大小而改变。因此,实验所显示的地表稳定性和植被带来的额外波浪衰减,应当分别理解:前者涉及土壤保留下来的程度,后者涉及植物对波浪传播的影响。

自然出版集团指出,在其介绍的实验中,经过21小时后,地上植物生物量降至初始水平的20%至25%,茎的长度减少了47%。研究人员还将实验结果与有关风暴潮、沿海高程和盐沼分布的全球数据相结合。他们的分析表明,在波浪能量较低、浪高不超过一米的盐沼海岸,植被可能使波浪减弱超过10%,最高达到50%。这些数值是针对不同沿海环境作出的估计,并不意味着每一处海岸都会得到相同的保护效果,也不能把它们当作所有海岸均已实测获得的统一结果。

因此,研究人员认为,在波浪能量较低的地方,保护和恢复盐沼尤其有用。德尔塔研究院表示,在更容易遭受强浪冲击的海岸,盐沼可以通过减弱到达海堤或防波墙的波浪,与这些工程设施共同发挥作用。这些发现为选择在哪里结合自然防护与工程防护提供了依据,同时也表明,即使土壤没有遭到严重侵蚀,也不能据此认为植物仍然保持全部防护能力。从这些结果出发,保护方案需要考虑当地的波浪条件,以及植物和地形分别发挥的作用。研究提供的是选择与组合防护方式的依据,而不是所有盐沼在任何风暴下都能维持相同效果的结论。

来源: Nature Portfolio (https://www.natureasia.com/en/info/press-releases/detail/9467); Deltares (https://www.deltares.nl/en/news/salt-marshes-powerful-allies-building-climate-resilient-coastline)

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