《Ocean & Coastal Management》：Evaluating sustainable coastal management strategies following
Spartina alterniflora eradication: Insights from typhoon-induced hydro-sedimentary responses
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潮间带管理策略在台风事件下的水文-沉积-地貌响应差异及生态工程优化研究。
龚丽|胡阳|宋远豪|潘良勋|苏琳|于晓宇|赵文臻|李斌|李秀珍
华东师范大学河口与海岸研究院，上海，200062，中国
摘要
盐沼在缓冲极端事件的影响、稳定海岸线以及调节沉积物输送方面发挥着关键作用。在中国东海岸，根据国家《互花米草综合治理专项行动计划》，已经广泛实施了各种恢复和管理策略。然而，这些管理策略在极端气候事件下的有效性仍不明确。本研究评估了四种不同管理类型（基于工程的恢复措施（包括防波堤）、本地植被恢复以及未经处理的裸露滩涂）在台风事件期间的水动力-沉积物-地貌响应。在台风期间，设有防波堤的地点经历了最强的水动力作用，峰值显著波高超过0.5米，波能大于200焦耳/平方米；而植被恢复区通常保持较低的能量水平，波高低于0.3米。未经处理的裸露滩涂显示出最强烈的沉积物扰动，浊度峰值超过2000福蒂尔单位（FTU），而植被恢复区的浊度峰值低于1000 FTU；工程措施和裸露滩涂的底面剪切应力峰值均超过1.0牛顿/平方米。地貌分析表明，基于工程的恢复区对侵蚀的抵抗力最强，高程变化控制在±0.1米范围内；而未经处理的裸露滩涂则遭受严重侵蚀，局部高程损失超过0.5米。植被恢复区表现出中等的地貌稳定性，风暴过后植被区域内有0.1至0.2米的沉积物堆积。总体而言，这些结果表明，在极端干扰条件下不同管理策略的水动力-沉积物-地貌响应存在差异，这突显了在大规模清除互花米草后进行综合生态和工程设计对于海岸湿地管理和气候适应的重要性。
引言
全球的盐沼正日益受到海平面上升（SLR）的威胁。海平面上升预计将加剧极端天气事件的频率，加重海岸洪水，并提高风暴潮的水平（Orlowsky和Seneviratne，2012；Arns等人，2017）。虽然传统的硬质海岸防御措施在历史上发挥了关键作用，但其高昂的建设成本和显著的生态影响引发了对其长期可持续性的担忧（Young和Ribal，2019）。相比之下，海岸植被作为一种绿色基础设施，提供了更可持续的替代方案。通过减弱波浪作用、降低流速和促进沉积物沉积，植被系统显著有助于海岸线的稳定和侵蚀控制（Boorman等人，1998；Temmerman等人，2013）。
台风等极端事件由于强风和升高的波浪条件，会显著改变潮滩的水动力和沉积物输送过程，常常导致快速侵蚀并破坏地貌稳定性（Xie等人，2017；Zhang等人，2024）。在台风期间，波浪和潮汐流的共同作用驱动沉积物的侵蚀、悬浮和沉积（M?ller等人，2014）。潮滩上的不同地貌单元对风暴作用的响应各不相同。低潮间带的裸露滩涂在增强波浪和流速的作用下通常会发生侵蚀，而较高海拔处的植被覆盖滩涂在淹没时可能有利于沉积物沉积（Wang等人，2012）。盐沼植被带作为天然缓冲区，可以减弱波浪能量，降低流速，并增强沉积物的滞留和稳定性（Wang等人，2016；Xue等人，2024）。在中国，互花米草（Spartina alterniflora）这种高大、密集且坚硬的盐沼物种已被证明能够提供有效的海岸线保护（Zhang等人，2022；Markov等人，2023）。然而，其广泛的负面生态影响促使中国沿海地区开展了大规模的清除工作。
互花米草（Spartina alterniflora）原产于美国东海岸，于1979年被引入中国，旨在促进沉积物沉积和海岸线稳定（Bernik等人，2016）。由于其耐盐性强、抗淹没能力和强的繁殖能力，它迅速蔓延，成为中国沿海分布最广的盐沼物种（Daehler和Strong，1996；Hu等人，2021）。它的入侵深刻改变了土壤性质，减少了本地植被和大型动物的多样性，并导致滨鸟栖息地的丧失和鸟类种群的减少（An等人，2007；Li等人，2009；Liu等人，2018；Wang等人，2018b；Yang等人，2019；Zheng等人，2023）。同时，互花米草通过其高生产力和沉积物捕获能力可以增加土壤有机碳储量（Yang等人，2013），但其发达的通气组织可能会促进气体交换，从而可能增加温室气体排放（Gong等人，2025b；Jeffrey等人，2019），并改变微生物群落组成，可能影响蓝碳的封存（Gao等人，2016；Xia等人，2021）。为应对这一生态威胁，中国政府发布了《互花米草控制专项行动计划（2022–2025）》，要求各省开展清除工作，目标是在2025年前实现超过90%的清除覆盖率（国家林业和草原管理局，2022）。
目前，中国清除互花米草的主要方法包括物理控制（刈割加犁地）和化学控制（施用除草剂），每种方法都有其优势和局限性（Knott等人，2013；Zhao等人，2019）。化学控制通常使用如Haloxyfop-R-methyl等除草剂，因其快速见效和相对较低的成本而被广泛采用。然而，其潜在的环境影响尚未得到充分评估（Wang等人，2023；Wei等人，2023），并且在中国的清除面积上尚未成为主导策略。相比之下，物理控制虽然成本较高，但对环境的毒理学风险较低（Yuan等人，2011；Zhao等人，2020；Gong等人，2025a），因此在上海、山东和福建等许多沿海省份得到了广泛应用。
在清除互花米草后，通常采用两种主要的管理策略来恢复潮滩：本地植被恢复和传统工程措施（例如，水下防波堤或硬质海堤）。然而，这些不同策略在生态恢复方面的相对有效性仍不明确，为未来的海岸带管理带来了新的挑战和研究需求。基于此背景，我们在杭州湾北部进行了实地研究，该地区正在进行大规模的互花米草清除工作。选择了四个地点进行比较，包括基于工程的恢复措施（配备防波堤）、原位植被恢复（使用Scirpus mariqueter和Phragmites australis）以及未经处理的裸露滩涂。通过比较这四种管理类型在台风事件期间的地貌响应，本研究旨在评估互花米草清除及其后续管理措施对潮滩和盐沼系统稳定性的影响。
研究区域
本研究在杭州湾北部进行，位于长江三角洲的南部边缘，包括两个具有代表性的潮汐湿地：南汇和奉贤（图1）。南汇潮滩位于长江河口的南部，与杭州湾北部海岸相连（Dai等人，2015；Wang等人，2018a）。该地区的特点是半日潮制度不规则，长期平均潮差为3.2米，最大潮差为
台风后的植被退化
台风之前，SM和PA地点的植被结构有显著差异（表1）。SM地点的植物密度（1646株/平方米）远高于PA地点（162株/平方米），表明植被覆盖更密集。然而，PA地点的单个植株明显更高大且更健壮，平均高度为138.3厘米，基部茎直径为5.5毫米，而SM地点分别为61.4厘米和2.2毫米。就地上生物量而言，PA地点达到
管理策略对台风引起的干扰的对比效应
本研究重点关注了杭州湾北部两个被互花米草入侵的代表性区域（南汇和奉贤潮汐湿地），这些区域已经进行了清除工作。我们比较了三种清除后的管理类型：工程恢复（建造防波堤）、生态恢复（SM和PA）以及未受保护的（MP）。这些分别代表了以工程为主的保护、以生态为主恢复和未受保护的典型响应模式。
结论
本研究在大规模清除互花米草的背景下进行，表明潮滩的地貌和沉积物响应在很大程度上取决于清除后的管理措施。海岸线保护的效果有明显的梯度，其中MPB的表现最好，其次是SM，MP的表现最差。防波堤通过减少风暴波能和近床水动力作用增强了侵蚀抵抗力。在像南汇沙洲这样的宽阔且浅的沙洲上，
作者贡献声明
龚丽：撰写——原始草案、方法论、调查。
胡阳：调查。
宋远豪：调查。
潘良勋：调查。
苏琳：调查。
于晓宇：调查。
赵文臻：调查。
李斌：撰写——审稿与编辑、资金获取。
李秀珍：撰写——审稿与编辑、资金获取。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划（编号2023YFE0113100、2022YFE0136700）和国家自然科学基金（编号42141016）的支持。
