厦门大学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，揭示了厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）等气候震荡模式如何通过影响海平面波动，在全球范围内驱动红树林生长的“跷跷板”现象。这项研究不仅深化了公众对红树林生态系统如何响应气候模式的理解，也为全球红树林的保护与管理提供了关键的科学依据。

        研究成果以 “Global mangrove growth variability driven by climatic oscillation-induced sea-level fluctuations”为题，于北京时间2025年5月23日在线发表于Nature Geoscience。

        厦门大学环境与生态学院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）为论文第一作者及共同通讯作者，李杨帆教授为共同通讯作者，新加坡国立大学罗翔中助理教授和杜兰大学Daniel Friess 教授为共同作者。

        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。气候震荡模式如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，结合时间序列分解技术，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，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。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”响应主要受气候震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，发现当两者叠加发生时，会诱发极端海平面事件，进而引起大范围红树林退化。

图2. 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，进一步针对气候震荡事件下红树林生长动态的具体量化。研究指出，气候震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，以及在气候震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。

        此项研究得到国家自然科学基金（42276232）和杜兰大学Cochran Family Professorship共同支持。

【转自“小柯地球”公众号】