全球暖化正在導致海平面上升，並使某些地區的洪水更加普遍。研究人員認為，這些影響以及其他影響阻礙了沿海地區許多樹種植物的生長。但費城德雷塞爾大學和亞利桑那州北大學的研究人員進行的一項新研究呼籲我們暫停這種想法。

該研究論文發表在期刊上 森林與全球變遷前沿 8 月 28 日報稱，海平面上升和沿海洪水實際上可能會增強某些沿海樹種的恢復能力，同時對其他樹種造成損害。

樹木反應很快

樹木在一個地方的生長取決於該地方的環境溫度、平均降雨量、土壤健康狀況、獲得適當品質的水以及附近其他植被的位置等因素。樹木也可以對這些變化做出相當快速的反應。例如，即使海平面每年上升幾毫米，許多沿海樹木已經開始進一步向內陸移動，那裡的潮汐較低，鹽分更容易忍受，但其他條件可能更不適合居住。

該研究的作者 LeeAnn Haaf 和 Salli F. Dymond 先前研究過美國特拉華州特拉華灣和新澤西州巴尼加特灣的沿海森林。他們在 2021 年發表的一篇論文中報告說，這裡的不同植物物種在面對海平面上升和反覆的沿海洪水時有不同的反應。

「在我們最近的研究中，我們發現了與海平面上升、溫度和降水模式（與樹木生長相關）相關的物種和地點特定模式，也延伸到這些因素如何隨氣候變遷而變化。」德雷克塞爾大學的科學家說。

特別是美國冬青樹（冬青），透過提高其生長速度來應對周圍環境中更多的水——而火炬松（火炬松）和瀝青松（硬松）樹木因水位較高而遭受損失。

追蹤環

在這項新研究中，哈夫和戴蒙德使用了一種稱為樹木年代學的方法來了解樹木如何根據特定條件生長。在樹木年代學中，科學家估計一棵樹形成特定樹木年輪的時間，並在此基礎上建立氣候條件和樹木反應之間的時間相關性。

他們在論文中寫道，他們將「環境條件」的變化與特拉華州和巴尼加特灣的美國冬青、火炬松和油鬆的生長進行了比較。他們還使用“梯度提升線性回歸，一種機器學習方法…來研究樹木生長對溫度、降水和潮汐水位梯度的反應。”

透過這種方式，哈夫和戴蒙德評估了樹木年輪是否隨著每種自然條件隨時間的變化而變大或變小。

梯度增強線性迴歸

樹木的年輪由水容器組成。當一棵樹暴露在大量的雨水以及適當的陽光和環境溫度下時，它也會發展出更多的水管。但傾盆大雨和洪水會完全破壞這個過程，並阻止植物正常生長。因此，較粗的年輪意味著樹木生長茂盛，而較薄的年輪則意味著生長發育不良。由於較舊的年輪保留在樹幹的中心，而較新的年輪則位於樹幹的外圍，因此樹木年代學可以幫助提供過去氣候條件的時間戳。

梯度增強線性迴歸是一種機器學習模型，用於理解樹木年輪的模式。它透過估計作用在系統上的力量組合的影響來提供幫助。對於相關性檢定等技術來說，此類問題過於複雜，因為相關性檢定僅顯示兩個變數值的變化相關程度如何，而忽略了導致其他影響的變數之間的交互作用。未參與這項研究的新加坡國立大學電腦科學研究人員 Pratik Karmakar 表示，「機器學習的梯度增強線性迴歸模型是本研究中使用的合適方法」。

雖然這些數據是針對大西洋中部地區的，但「這些方法肯定適用於世界上任何溫度地點，」哈夫說。

她補充說，與溫度、降水和海平面的相關性可能並不在所有地方都顯著——“但我認為這是了解森林面臨風險的一部分。”

海平面上升加速

1993 年，海平面每年上升約 2 毫米。

哈夫繼續說：“我們的研究可以幫助森林管理者通過清點那裡的物種並考慮該地點特有的其他條件來了解沿海森林面臨潮汐洪水的風險有多大。”例如，一些溫帶沿海森林主要是火炬樹。 “隨著氣溫上升，這些森林可能會比其他森林表現得更好，因此可能還不需要優先考慮這些森林。”

全球有超過 30 億人生活在海岸附近，並依靠沿海生態系統的服務來滿足他們的許多需求，包括生計。因此，保護沿海植被很有價值。

“特定地點的機制”

這項新研究強調了沿海植物保護策略，目前強調海平面上升和沿海洪水，需要修改以考慮其他天氣和土壤因素。

研究人員在論文中寫道：“隨著氣候變遷和海平面上升，某些地點或物種可能有利於生長，而其他地點可能會遇到抑制生長的條件。”

「結果的地點特異性強調了當地條件對沿海森林樹木生長的重要性。為了幫助未來的管理工作，未來的研究應該檢查特定地點的機制並探索可能有助於樹木對氣候和潮汐洪水的反應的非線性關係。

Madhurima Pattanayak 是加爾各答的自由科學作家和記者。