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海平面上升造成了幽灵森林

女人跪在森林里
研究员艾米丽Ury测量鬼林中的土壤盐度。
艾米莉Ury.

跋涉到我北卡罗来纳州附近的研究地点鳄鱼河国家野生动物保护区,我通过膝盖深水漫步,迹线完全淹没。永久性洪水在这个低洼的半岛上变得普遍存在,坐落在北卡罗来纳州的外部银行之后。生长在水中的树木是小而发育不良的。许多人死了。

整个沿海北卡罗来纳州,森林死亡证据无处不在。几乎每个路边的沟渠都在该地区驾驶时被衬有死亡或垂死的树木。

作为一个生态学家研究湿地对海平面上升的响应我知道这次洪水就是气候变化正在改变大西洋沿岸地貌的证据。它象征着环境变化,也威胁着野生动物、生态系统、当地农场和林业企业。

和所有的生物一样,树也会死亡。但这里发生的事情并不正常。大片的树木同时死亡,树苗没有生长来取代它们。而且这不仅仅是一个本地问题:海水正在提高从缅因州到佛罗里达州整个大西洋海岸平原沿岸林地的含盐量。连绵不断的大片森林正在死亡。它们现在被科学界称为“幽灵森林”。

鹿在北卡罗来纳州气候变化改变的森林中拍摄了一台遥控器。礼貌的艾米莉Ury,cc by-nd

盐的阴险作用

海平面上升受气候变化的推动使世界上许多地方的湿地更加潮湿。这也让它们更咸。

2016年,我开始在北卡罗来纳州的一个森林湿地工作,研究盐对植物和土壤的影响。每隔几个月,我就会穿上厚重的橡胶潜水衣和网眼衬衫,以抵御昆虫的叮咬,沿着被洪水淹没的小径,拖着超过100磅的盐和其他设备前往我的研究地点。我们正在一个网球场大小的区域撒盐,试图模拟海平面上升的影响。

经过两年的努力,盐似乎没有影响我们正在监测的植物或土壤过程。我意识到,而不是等待我们的实验盐来慢慢杀死这些树木,我需要回答的问题是已经死了多少棵树,湿地面积有多少脆弱。要找到答案,我不得不去树木已经死了的网站。

上升的海平面淹没了北卡罗来纳州的海岸,海水渗入湿地土壤。当淡水耗尽时,例如在干旱期间,盐通过地下水流动。海水也可以通过运河和沟渠,在风和涨潮的帮助下渗透到内陆。枯死的树有着苍白的树干,没有树叶和四肢,这是土壤含盐量高的迹象。一份2019年的报告称它们为“木制墓碑。“

连绵不断的大片森林正在死亡。他们现在在科学界知道为“幽灵林”。

随着树木的模具,更多的耐盐灌木和草移动到占据他们的位置。在一个新出版的研究中,我共同努力艾米莉伯纳特贾斯汀•莱特在杜克大学和西阳在弗吉尼亚大学,我们在北卡罗来纳展示了这一点这种转变一直是戏剧性的

该州的沿海地区遭受了迅速而广泛的森林消失,对包括濒危物种在内的野生动物造成了连锁影响红狼红嘴啄木鸟.湿地森林隔离并储存大量碳因此,森林造成损失也有助于进一步的气候变化。

评估空间的幽灵林

为了了解这些森林变化的地点和速度,我需要鸟瞰。这种观点来自于卫星美国宇航局的地球观测系统,这是科学和环境数据的重要来源。

自1972年以来,陆地卫星美国国家航空航天局(NASA)和美国地质调查局(U.S. Geological Survey)联合开展的一项研究发现地球陆地的连续图像揭示了自然和人类诱导的变化。我们使用Landsat图像以自1984年以来量化沿海植被的变化,并引用了高分辨率的谷歌地球图像来点击鬼林。计算机分析有助于识别整个景观中的类似枯树的类似补丁。

谷歌地球图像与路分开健康和死的森林。

地球图像的右边是一片健康的森林,左边是一个幽灵森林,有很多死树。礼貌的艾米莉Ury.

结果令人震惊。我们发现,鳄鱼河国家野生动物保护区(Alligator River National Wildlife Refuge)内超过10%的森林湿地在过去35年里消失了。这是联邦保护的土地,没有其他人类活动可能会杀死森林。

海平面迅速上升似乎超过了这些森林适应更潮湿更咸的环境的能力。极端天气事件在气候变化的推动下,严重的风暴、更频繁的飓风和干旱正在造成进一步的破坏。

我们发现,在极端干旱,森林火灾和风暴飙升之后,我们研究区内最大的森林覆盖森林覆盖损失最大飓风艾琳2011年8月。这个三重Whammy似乎是一个倾向于导致整个地区的大规模树芯片。

盐水侵入迅速杀死北卡罗来纳沿岸森林。

我们为短吻鳄河国家野生动物保护区创建的栖息地地图显示了随着时间的变化和幽灵森林的盛行。礼貌的Ury等人,2021年。cc by-nd

科学家应该反对这种转变还是帮助它?

随着全球海平面持续上升,沿海林地从墨西哥湾切萨皮克海湾世界其他地方也可以遭受重大损失从盐水入侵。保护社区的许多人正在重新思考土地管理方法,并进行更多探索自适应策略,比如促进森林不可避免地向盐沼或其他海岸景观过渡。

例如,在北卡罗来纳州美国大自然保护协会正在进行一些自适应管理方法,如创建“活海岸线“由植物,沙子和岩石制成,提供风暴潮的自然缓冲。

一个更激进的方法是在受威胁的地区引进耐盐的沼泽植物。这个策略是有争议的,因为它违背了试图保护生态系统原貌的愿望。

但如果森林无论如何都在死亡,那么有一个盐沼要比让湿地变成开放水域要好得多。虽然开放水域本身并不坏,但它并不能提供盐沼所能提供的许多生态好处。积极的管理可以延长沿海湿地的寿命,使它们能够继续储存碳,提供栖息地,提高水质,保护沿海地区的生产性农田和林地。

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