地衣或可帮助预测海平面上升

未来几十年,最具挑战性的基础设施难题之一是确定哪些沿海地区应被放弃,哪些可以被保住。地衣或可提供帮助。
有些地衣对盐特别敏感。由于某些地衣可存活数十年,它们可以成为判断某地点是否曾发生洪水或盐水侵蚀的绝佳指标。DepositPhotos

本文来自 Hakai Magazine,该杂志是一个关于沿海生态系统中的科学与社会的在线出版物。更多类似文章请访问 hakaimagazine.com

许多低洼沿海地区正面临时间紧迫的挑战。海平面上升速度是历史记载中最快的,预示着将彻底重绘地图。宏观来看,我们知道这是真的。但要精确知道哪些地块会被淹没,哪些会保持干地,则是一项更艰巨的任务。这项工作可能有一个几乎没人会想到的盟友:生命中最微小、最不起眼的形态之一——地衣。

全世界已发现超过 18,000 种地衣。每一种地衣都是由一种或多种真菌与一种藻类或蓝细菌组成的复合体。这种组合使地衣能够在各种严酷的环境条件下生存,从热带高温到严寒的南极。

为了在特定环境中生存,每种地衣都演化出了耐受不同温度、光照、空气质量和其他因素的水平。正是这种敏感性,使科学家们已经利用地衣来评估环境干扰,例如伐木或氮污染的影响。地衣的耐盐性也各不相同。爱达荷州博伊西州立大学的植物学家 Roger Rosentreter 表示,正是这种特性,使得它们在理解海平面上升方面如此有用。

“地衣是判断地点历史的良好指标,”Rosentreter 说,他研究地衣及相关物种已超过 40 年。具体来说,生长在沿海地区的特定地衣物种,可能是低水平盐水侵蚀和飞溅的有效指标,这可能由不频繁的洪水或风暴事件引起。由于海平面持续上升,过去曾偶尔经历过盐水的地点,未来很可能会面临更频繁的洪水和风暴影响。

最近,Rosentreter 和他的妻子、同为博伊西州立大学植物学家的 Ann DeBolt,研究了佛罗里达州西棕榈滩附近两个州立公园的地衣群落。一个公园位于一个屏障岛上,经常遭受盐水飞溅和风暴洪水侵袭,而另一个公园则位于内陆仅 500 米处。科学家们在每个地点都发现了两种出乎意料的地衣群落。通过比较这两种群落,他们开始编制一份可用于指示长期或历史上存在盐水的地衣物种列表。

左:粉状盾地衣对盐非常敏感,但它并不是判断某地点是否经历海平面上升初期影响的好指标。摄影:Vitaly Charny。右:皱边蓝胶衣也对盐敏感,但其缓慢的生长使其成为更好的指标。摄影:David Bird

要使一种地衣成为判断某地点是否经历海平面上升初期影响的良好指标,需要的不只是对盐的敏感性。地衣自身的生命史也起着作用。

像粉状盾地衣(左图)这样的物种,如果遭受风暴或洪水带来的过多盐水,可能会死亡。但这种地衣繁殖迅速,能够迅速在海水退去后重新定殖。而像皱边蓝胶衣(右图)这样生长和繁殖缓慢、耐盐性低的较大物种,则更能讲述一个地点的盐水历史。如果在其生命周期内的任何时候发生过像风暴飞溅或洪水这样的盐水事件,这些不耐盐的地衣就无法存活和生长。由于某些地衣物种可以存活数十年甚至更长,它们提供的记录在空间上可以是超局部的,在时间上可以是广泛的。

在 Rosentreter 和 DeBolt 在佛罗里达州两个调查地点发现的 48 种不同的地衣中,有 11 种是盐水存在的可靠指示物。七种只喜欢生长在盐水影响非常小的区域,而四种则耐盐,因此它们的生长表明该地点曾有中等程度的盐水侵蚀历史,并且受海平面上升影响的风险更高。

总的来说,他们发现,最能指示一个地点是否相对安全,免受海平面上升和盐水淹没影响的地衣物种,通常是体型较大、叶状、常呈浅绿色或蓝色的地衣。但地衣可能难以辨认,而且一些有希望的指示物种与不太有用的物种非常相似。“你至少得是个中级植物爱好者才能分辨出来,” Rosentreter 说。

“好消息是,这些地衣不仅在佛罗里达州。它们遍布整个东南沿海平原,”他说。例如,iNaturalist 上的报告显示,皱边蓝胶衣沿美国东海岸及更远的地方都有分布,一直延伸至美国东海岸及以外的地区。

加州大学圣克鲁斯分校(University of California, Santa Cruz)从事海平面上升自然防御保护专家 Borja G. Reguero(未参与此项研究)认为,沿海社区和地衣应对环境变化的方式之间存在相似之处。“在喷雾或洪水事件频率超过某些物种无法生存的阈值的地方,找到这些指示物种是有道理的,”他说。“对于人类和沿海基础设施,你也可以这么说。你会到达一个临界点,特定社区经常被洪水淹没,以至于他们无法获得保险。”

现代科学提供了各种研究海平面上升的工具,从卫星数据到地下水和土壤采样。地衣可能是在更小、更具体的地点尺度上,观察海洋即将到达何处,以及同样重要的是,海洋不会到达何处,的另一种方式。

本文首次发表于 Hakai Magazine,经许可在此转载。

 

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