羅友好，羅 旭，龍曉澤，崔倫杰，杜建會,b

（中山大學 a. 地理科學與規(guī)劃學院；b. 粵北巖溶區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)碳水耦合野外觀測研究站，廣州 510006）

紅樹林是分布于熱帶與亞熱帶海岸潮間帶的典型生態(tài)系統(tǒng)，其在防浪促淤、固碳釋氧等方面具有重要的生態(tài)功能（Cui et al., 2018; Zhang et al.,2022a）。但受氣候變化和人類活動影響，天然紅樹林面積不斷減小，沿海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境風險也隨之增大（Thomas et al., 2017）。紅樹林退化導致其原生境破壞嚴重，在缺乏人類主動干預下往往難以自然恢復（Ren et al., 2008）。近年來，許多國家通過人工種植先鋒樹種來恢復海岸紅樹林（Shamim et al., 2022）。先鋒樹種喜光照，且生長迅速，可在短時間內增加土壤有機質，從而改善退化林地的微生境，進而促進后續(xù)演替樹種的快速定居。但隨著氣候變暖，臺風登陸的強度和頻率不斷增加，先鋒樹種因高徑比大，木材密度低（Ren et al., 2008），其災后受損也日趨嚴重，從而導致退化紅樹林地恢復緩慢，其生態(tài)系統(tǒng)的服務功能也呈現(xiàn)很大的不確定性（Kossin et al., 2020）。

臺風后，樹木受損存在明顯的空間分異，其以枝葉脫落為主，也有少部分樹木出現(xiàn)樹干折斷或連根拔起（Lin et al., 2020）。許多學者通過臺風前后紅樹林的遙感影像解譯或野外調查，對紅樹林的受損程度、恢復過程及影響因素等進行分析，并取得一定進展（Smith et al., 2009）。臺風強度越大，紅樹林受損越重。Peereman 等（2022a）對全球56 個紅樹林分布區(qū)在86場臺風后的遙感影像解譯發(fā)現(xiàn)，同一臺風下，紅樹林NDII（Normalized Difference Infrared Index，歸一化紅外指數(shù)） 和EVI （Enhanced Vegetation Index，增強型植被指數(shù)）的下降幅度均隨距離臺風移動路徑的增加而逐漸減小。此外，不同樹種對臺風干擾的響應差異較大，從而導致臺風后紅樹林的結構及樹種組成等發(fā)生變化。Nirmol 等（2021）在颶風“Sidr”登陸后對孟加拉國孫德爾本斯紅樹林的野外調查表明，與海漆（Excoecaria agallocha）相比，蘇達班銀葉樹（Heritiera fomes）更易遭受臺風損害。臺風后，紅樹林下的水熱環(huán)境得以改善，從而有利于其后續(xù)恢復（Sobrado et al., 2005；陳鷺真 等，2010）。大部分紅樹林可在幾個月至2年內恢復至臺風前狀態(tài)，具體恢復周期與紅樹林的受損程度有關，樹木受損越重，恢復速率越慢（Long et al., 2016）。Delaporte等（2022）研究表明，當臺風的最大持續(xù)風速每增加1 m/s，海岸森林在災后對應的恢復時間將延長4 d，特別是當最大持續(xù)風速超過75 m/s 后，海岸森林的恢復時間將明顯增加。然而，目前已有研究多針對單次臺風前后紅樹林的受損和恢復格局，難以反映紅樹林對多臺風連續(xù)干擾下的響應過程，無法預測臺風登陸頻率增加下紅樹林的恢復程度。

因圍墾養(yǎng)殖、碼頭建設和互花米草入侵等，淇澳島紅樹林早期出現(xiàn)大面積退化（廖寶文 等，2008）。自1999 年起，珠海市政府撥?？顚嵤╀堪膷u紅樹林引種擴種工程，廣泛引進先鋒樹種無瓣海桑（Sonneratia apetala）等以改善退化林地生境，并利用其固碳速率快、碳儲量大等特點，以促進淇澳島紅樹林的后續(xù)恢復，從而充分發(fā)揮紅樹林的防風消浪作用，以完善淇澳島防護林體系（陳玉軍等，2012；王旭 等，2012）。經2014年淇澳島紅樹林引種科技項目驗收后，2015年后已形成以無瓣海桑為優(yōu)勢種，面積穩(wěn)定且足夠連續(xù)的紅樹林群落（邱霓 等，2019；賈凱 等，2022）。但與紅樹林本地種相比，無瓣海桑樹木高大，木材密度低，更易遭臺風損害（陳玉軍 等，2000）。目前尚不清楚以無瓣海桑為優(yōu)勢種的淇澳島紅樹林，在未來臺風登陸頻率增加下，能否實現(xiàn)該區(qū)域退化紅樹林地的全面恢復。因此，本文以珠海淇澳島紅樹林為研究區(qū)，在年際尺度上選取多臺風（2016“妮妲”、2017“天鴿”和2018“山竹”）連續(xù)干擾前后淇澳島紅樹林的Sentinel-2遙感影像，計算其NDVI變化以反映紅樹林的受損及恢復格局，并對其影響因素進行探討。以期有助于更好地理解氣候變化背景下紅樹林對臺風干擾的響應機制，并為紅樹林在臺風災后的科學管理提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

淇澳島位于廣東省珠海市（圖1），地處橫門南部，屬亞熱帶季風氣候，年均溫22.4℃，年平均降水量1 964.4 mm，且主要集中在4—9月。潮汐類型為不規(guī)則半日潮，平均高潮位0.17 m，平均低潮位-0.14 m。海水年平均鹽度為18.4‰，土壤屬濱海鹽漬草甸沼澤土。淇澳島現(xiàn)有10科13屬15種真紅樹植物，如本地種秋茄（Kandelia obovata）、桐花樹（Aegiceras corniculatum）、老鼠簕（Acanthus ilicifolius）、鹵蕨（Acrostichum aureum），引進種無瓣海桑等，有半紅樹植物7 科9 屬9 種，如銀葉樹（Heritiera littoralis）、水黃皮（Pongamia pinnata）等。研究區(qū)紅樹林群落結構簡單，無瓣海桑為該區(qū)域的先鋒樹種及優(yōu)勢種（圖1-b），占研究區(qū)紅樹林分布面積的82%以上（孫學超 等，2022）。桐花樹和秋茄分別是研究區(qū)紅樹林演替前中期和后期群落的代表性樹種，但分布面積較小（邱霓 等，2019）。

圖1 研究區(qū)示意（a. 高程；b. 優(yōu)勢種無瓣海桑分布；c.臺風路徑；d. 紅樹林景觀分區(qū)）Fig.1 The study area (a. elevation; b. distribution of the dominant species: Sonneratia apetala; c. typhoon's path; d. mangrove landscape zoning)

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.2.1 紅樹林邊界提取與分區(qū) 淇澳島紅樹林面積自2015年后變化不大（賈凱 等，2022）。首先，依據(jù)劉葉取等（2022）發(fā)布的2015—2020年廣東省沿岸紅樹林矢量數(shù)據(jù)集提取淇澳島紅樹林邊界數(shù)據(jù)。其次，使用ArcGIS中3D analyst工具，提取紅樹林邊際線數(shù)據(jù)作為林緣線，并將靠海一側的邊際線作為海岸線。考慮到景觀格局和林齡（孫學超 等，2022）均會影響紅樹林對臺風干擾的響應，按天然水道分界、斑塊形狀和恢復時間將淇澳島紅樹林劃分為3個區(qū)域，即斑塊面積較大、較連續(xù)且恢復時間較早的A區(qū)，斑塊面積小、破碎且恢復時間較晚的B1和B2區(qū)（圖1-d）。

1.2.2 氣象數(shù)據(jù)獲取與處理 采用的氣象數(shù)據(jù)包括臺風路徑、降水量和氣溫數(shù)據(jù)。其中，“妮妲”“天鴿”“山竹”的臺風路徑（圖1）及淇澳島紅樹林距其登陸點距離、垂線交點風速數(shù)據(jù)（表1）來自于美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的國際氣候管理最佳跟蹤檔案（IBTrACS）站點①https://www.ncdc.noaa.gov/ibtracs/。臺風期間（2016 年7 月至2020 年4 月）珠海市香洲站的逐日降水量和日平均氣溫數(shù)據(jù)來自國家氣象局②http://data.cma.cn/，并對臺風后不同時段的累積降水量和活動積溫（日平均氣溫＞5℃）進行計算，以反映臺風后研究區(qū)的水熱條件變化。

表1 臺風登陸前后的淇澳島Sentinel影像選取Table 1 Selection of Sentinel images of the Qi'ao Island before and after typhoon landfall

1.2.3 遙感數(shù)據(jù)獲取與處理

1）遙感影像獲取及預處理。為研究紅樹林對多臺風連續(xù)干擾的響應過程，選取“妮妲”“天鴿”“山竹”登陸后的淇澳島紅樹林作為研究對象（見表1）。并以登陸日期為基礎，從Earth Explorer③https://earthexplorer. usgs.gov/處下載了20 景云量百分比低于20%的Sentinel-2 L1C遙感影像，對其進行幾何校正和輻射校正。使用Sen2Cor④http://step.esa.int/main/snap-supported-plugins/sen2cor/對其進行大氣、卷云、地形校正，并選取空間分辨率為10 m的場景。臺風前最近一期影像作為紅樹林受災前對照，臺風后最近一期影像用于災損分析，而其他影像用于不同恢復時期分析，直至第二場臺風開始后終止。考慮到物候影響，選擇與2016、2017 和2018 年相近且無臺風干擾淇澳島的2021 年的4 期影像（2021-05-09、 2021-07-23、2021-10-06、2021-12-05）進行物候矯正。

2）植被指數(shù)計算與災損評估。NDVI（Normalized Difference Vegetation Index，歸一化植被指數(shù)）是測量和監(jiān)測植物生長、植被覆蓋和生物量等應用最廣泛的植被指數(shù)之一，其可用于監(jiān)測紅樹林對不同臺風干擾的響應（Giri et al., 2011）。NDVI 利用近紅外波段（NIR）與紅光波段（RED）進行計算，公式為：

ΔNDVI 可用于評估臺風前后森林的災損情況（羅紅霞 等，2013）。以臺風前和臺風后的NDVI圖像作為數(shù)據(jù)，計算ΔNDVI 以描述僅由臺風干擾引起的淇澳島紅樹林NDVI變化格局。考慮到臺風前后因植被自然生長和季節(jié)變化等會造成誤差，選擇無臺風年中對應臺風前后時間的NDVI變化NDVIChangesVG進行物候校正。最后，通過線性相減的方式求得ΔNDVI（Guo et al, 2022）。

式中：ΔNDVI 代表僅由臺風干擾引起的NDVI 變化；R代表臺風年的研究數(shù)據(jù)；C代表非臺風年對應時間的修正數(shù)據(jù)；Pre代表臺風前數(shù)據(jù)；Post代表臺風后數(shù)據(jù)。規(guī)定ΔNDVI下降的絕對值在0～0.2為輕度受損，0.2～0.3 為中度受損，0.3～0.5 為重度受損，＞0.5為極重度受損，ΔNDVI＞0表示與臺風干擾前相比其植被覆蓋狀況沒有改變或更好，因此定義為無受損（Mandal et al., 2020）。

最后，計算NDVI%以評估臺風后不同時期淇澳島紅樹林的恢復格局，規(guī)定NDVI%＜95%為未恢復，95%～100%為恢復較好，＞100%為恢復極好（Delaporte et al., 2022）。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

1）隨機點選取。由于研究區(qū)像元數(shù)目較多，基于紅樹林邊界數(shù)據(jù)，使用ArcGIS10.7中Sampling工具選取隨機點。采用Spatial Analyst 中Extraction 工具將災后各時期ΔNDVI 提取至點，以探究臺風后不同時期淇澳島紅樹林的受損及恢復格局。

2）災損和恢復像元統(tǒng)計。為探究淇澳島紅樹林不同受損和恢復程度像元占比隨時間的變化，分別統(tǒng)計臺風后不同時期淇澳島的無受損、輕、中、重、極重度受損以及未恢復、恢復較好、恢復極好的像元數(shù)，并計算其在總像元數(shù)目中的占比，從而評估臺風后不同時期淇澳島紅樹林的受損及恢復格局。

3）線性回歸模型建立。為探究多臺風連續(xù)干擾下淇澳島紅樹林受損格局的影響因素，采用一元線性模型建立臺風前后各隨機點ΔNDVI 與研究區(qū)域距離臺風中心距離、距離海岸線距離、距離林緣線距離的回歸方程；為探究多臺風連續(xù)干擾下淇澳島紅樹林恢復格局的影響因素，采用一元線性模型建立臺風前后淇澳島紅樹林總恢復像元占比與累積降水量、累積活動積溫和受損像元占比的線性回歸方程?；貧w模型的相關參數(shù)采用MATLAB R2022a 計算，相關作圖使用OriginPro 2017完成。

2 結果與分析

2.1 多臺風連續(xù)干擾下淇澳島紅樹林的受損格局

臺風“妮妲”從淇澳島東北側登陸，盡管其距離淇澳島最近時風速僅有30 m/s，但移動路徑距離淇澳島的垂直距離最短，僅有39.01 km，因而導致研究區(qū)紅樹林受損較重。本研究發(fā)現(xiàn)，“妮妲”對紅樹林的損害以輕、中度為主，兩者受損像元占比共計88.6%，遭受中度及以上受損的紅樹林主要出現(xiàn)在靠近臺風路徑一側的A區(qū)，而無受損像元僅占0.7%。強臺風“山竹”從淇澳島西南側登陸，盡管其移動路徑距離淇澳島的垂直距離最遠，達到99.01 km，但距離淇澳島最近時風速達到48 m/s，也對研究區(qū)紅樹林造成嚴重損害?！吧街瘛睂t樹林的損害同樣以輕、中度為主，二者占比共計76.1%，中度及以上受損的紅樹林在A、B1和B2三個區(qū)域均有出現(xiàn)，極重度受損的紅樹林主要集中于靠近臺風路徑一側的B1 區(qū)，而無受損像元僅占6.5%。強臺風“天鴿”從淇澳島西南側登陸，盡管其移動路徑相對“山竹”更靠近淇澳島（59.19 km vs 99.01 km），距離淇澳島最近時風速也大于“妮妲”（48 m/s vs 30 m/s），但與以上2 個臺風不同，“天鴿”過境對研究區(qū)紅樹林影響不大，其以無受損或輕度受損為主，二者像元占比共計90%，其中無受損像元占比達到21%（圖2）。

圖2 淇澳島紅樹林在多臺風連續(xù)干擾下的受損格局及受損像元面積占比Fig.2 Damage pattern and proportion of damaged pixels of mangroves in Qi'ao Island under continuous interference of multiple typhoons

2.2 多臺風連續(xù)干擾下淇澳島紅樹林的恢復格局

不同臺風干擾下，紅樹林的受損程度不同，其恢復速率也有所差異（圖3）。臺風“妮妲”和強臺風“山竹”過境后，淇澳島紅樹林受損較重，其恢復像元占比均呈現(xiàn)為先增加，后降低，最后再緩慢恢復的特點?！澳萱А被謴拖裨急鹊牡谝粋€峰值（14.8%）出現(xiàn)在臺風后296 d，且恢復像元占比最大的區(qū)域出現(xiàn)在B1 區(qū)。而“山竹”（29.3%）出現(xiàn)在臺風后326 d，且恢復像元占比最大的區(qū)域出現(xiàn)在A區(qū)，而B1和B2區(qū)變化不大。達到峰值后，紅樹林恢復像元占比開始下降，其在“妮妲”后376 d達到9.2%，這與“山竹”后391 d紅樹林的恢復像元占比較為接近（7%）。臺風“妮妲”登陸1 a后，強臺風“天鴿”再次登陸，而“山竹”登陸后2 a內再無其他臺風過境，淇澳島紅樹林的恢復得以持續(xù)，其恢復像元占比在571 d后才達到25.4%。強臺風“天鴿”登陸后，淇澳島紅樹林因受損較輕，其恢復速率也相對較快。臺風后200 d，紅樹林恢復像元占比達96%，顯著高于相近時段“妮妲”和“山竹”對應的恢復像元占比，且恢復像元占比在A、B1 和B2 區(qū)均有顯著增加，并未集中在某一區(qū)域。至“天鴿”后270 d，紅樹林恢復像元占比輕微下降至88.8%，但也顯著小于對應時段“妮妲”和“山竹”的下降幅度。

圖3 淇澳島紅樹林三場臺風干擾后恢復格局及恢復像元面積占比Fig.3 Recovery pattern and proportion of restored pixels after three typhoons disturbed mangroves in the Qi'ao Island

3 討論

3.1 淇澳島紅樹林受損的影響因素

3.1.1 臺風風速 樹木的受損程度在距離臺風路徑一定范圍內差異不大，超過此距離后，受損程度會因臺風風速快速下降而大幅減輕（Zhang et al.,2013），且樹木受損的類型和范圍、枝葉脫落和樹干折斷的比例等均呈指數(shù)或線性減少（Ayala-Silva et al., 2004）。本研究表明（圖4-a），臺風“妮妲”登陸時，淇澳島紅樹林的受損程度隨距臺風路徑遠近差異不顯著（P=0.37），這可能在于“妮妲”移動路徑距淇澳島最短距離僅39.01 km，因此使研究區(qū)紅樹林遭受無差別損害。而強臺風“天鴿”離淇澳島最短距離為59.19 km，其登陸對淇澳島紅樹林的損害程度隨著離臺風路徑距離增加而快速減小。

圖4 距臺風路徑遠近（a）、海岸線遠近（b）、林緣遠近（c）與紅樹林受損程度相關性分析Fig.4 Correlation analysis between typhoon track distance (a), coastline distance (b), forest edge distance (c) and mangrove damage degree

局部地形起伏也會引起臺風能量的重新分配，使得背風一側的樹木因臺風風速下降而受損減輕（Feng et al., 2020）。本研究也表明（圖4-b），“妮妲”和“天鴿”登陸后，隨著與淇澳島西側海岸線距離的增加，紅樹林的受損程度顯著減輕（P＜0.001），這可能與淇澳島東南和東北側均有低山分布有關，且最高海拔達175 m（見圖1）。當“妮妲”從淇澳島東北側、“天鴿”從西南側過境時，島內背風一側的臺風風速均會顯著下降，從而使得靠近該側的紅樹林受損程度明顯減輕?！吧街瘛北M管也從淇澳島西南側過境，但距離研究區(qū)最近距離達99.01 km，地形對紅樹林的受損影響顯著減小。Zhang 等（2022b） 的研究也證實，盡管臺風“María”風速高于“Hugo”，但其登陸后海岸森林的死亡率低于后者，主要在于“María”移動路徑恰好受盧基約山脈阻擋，山體背風一側的樹木受損大幅減少，而“Hugo”登陸時海岸森林大部分暴露于強風中。

樹木的生長位置不同，其對臺風的暴露程度也有所差異。當臺風風速較小時，林緣對林內的遮蔽作用不明顯（van Beusekom et al., 2018）。本研究也表明（圖4-c），“妮妲”后淇澳島紅樹林的受損表現(xiàn)為林緣和林內無顯著差異（P=0.40），這可能與“妮妲”移動路徑在距離淇澳島最近時風速較小有關（30 m/s）。此外，“妮妲”登陸前兩年也無其他臺風干擾，且因人工種植，紅樹林林緣和林內樹木高度差異不大（孫學超 等，2022），從而使得臺風后樹木受損的空間異質性較小。已有研究發(fā)現(xiàn)，當臺風風速超過某一閾值后，樹冠的擺動幅度和頻率均顯著增加，枝葉間的摩擦增多，樹干通過大幅擺動、扭轉等，將臺風能量從冠層傳遞到根系，樹木折斷和掘根的比例大幅提高（Stanturf et al., 2007）。此時，林緣對林內的遮蔽作用尤為重要，其通過持續(xù)消耗臺風能量，使得進入林內的風速快速減小，進而降低林內樹木的受損程度（陳綬柱 等，1999）。這也與本研究結果較為一致，當臺風“天鴿”移動至與淇澳島最近距離時，風速達到48 m/s，紅樹林的受損表現(xiàn)為林緣顯著大于林內（P＜0.001）。

3.1.2 樹種特征 一般來說，臺風風速越大，紅樹林受損越重，但臺風登陸前紅樹林的恢復程度可能會改變此趨勢。與“妮妲”相比，“天鴿”距淇澳島最近時風速更大（30 m/s vs 48 m/s），與“山竹”相比，“天鴿”移動路徑距淇澳島更近（99.01 km vs 59.19 km），但本研究發(fā)現(xiàn)，“天鴿”造成的紅樹林損害在3場臺風中反而最小（見圖2）。這主要與“天鴿”登陸前，以無瓣海桑為優(yōu)勢種的淇澳島紅樹林在“妮妲”干擾下受損重且恢復慢有關（邱霓等，2019）。臺風“妮妲”登陸前2年內未有其他臺風過境，加上淇澳島水熱條件良好，從而使得無瓣海桑的高徑比和郁閉度快速增加，此外，無瓣海桑作為速生樹種，其主根和呼吸根均較淺，從而放大了淇澳島紅樹林對臺風干擾的脆弱性（Vandecar et al., 2011；邱明紅 等，2016）。嚴重的受損使得淇澳島無瓣海桑林整體矮化，生長減緩，僅有9.2%的像元在“天鴿”登陸前得以恢復，部分易損個體也在該過程中被清除（Chi et al., 2015；黃曉敏 等，2018），從而顯著降低后續(xù)“天鴿”登陸時紅樹林的死亡率，其無受損像元占比達21%，遠高于其他2 次臺風。這也與Uriarte 等（2019）的研究較為一致，其發(fā)現(xiàn)超強臺風“María”過后，海岸森林的掘根的比例并未高于臺風“Hugo”，而以樹干折斷為主，這可能與2 周前臺風“Irma”從波多黎各島北緣經過，導致海岸森林枝葉大量脫落，從而降低后續(xù)臺風登陸時冠層的拖曳力，進而降低海岸森林的掘根比例有關。

輕度受損下，海岸森林以枝葉脫落為主，而對樹干和根系影響較小，臺風后海岸森林可快速恢復到臺風前水平（Abbas et al., 2020），但無瓣海桑的快速恢復仍會再次放大后續(xù)臺風登陸時的受損程度?！吧街瘛焙汀疤禅潯本阡堪膷u同側過境、距離淇澳島最近時風速相同，但與“天鴿”相比，“山竹”移動路徑距離淇澳島更遠。然而本研究發(fā)現(xiàn)，“山竹”過境造成的淇澳島紅樹林受損更重，其中輕中度損傷在臺風后16 d 占比為76.1%，尤其中度損害占比達50.7%。這主要與“山竹”登陸前，因“天鴿”干擾受損的像元中有88.8%已完全恢復有關。此外，與臺風“妮妲”和“天鴿”不同，臺風“山竹”登陸后，遠離臺風路徑和西側海岸線的一側及林內的紅樹林受損更重，這主要與“天鴿”登陸后，該部分紅樹林受損較輕，從而在災后恢復較快有關。Imbert（2018）的研究也發(fā)現(xiàn)，當風速達到36 m/s時，高大樹木的受損比例顯著增加，而低矮樹木的受損比例在風速超過50 m/s 后才逐漸增大。

本研究認為，淇澳島紅樹林對多臺風連續(xù)干擾的響應在年際尺度上存在遺產效應（Legacy effect），即單次臺風干擾后，紅樹林在后續(xù)生長過程中會受到前次事件的持續(xù)影響，進而影響后續(xù)臺風過境時紅樹林的受損格局（董伯綱 等， 2022）。這與Peereman 等（2022b）研究結論不同，原因可能在于其研究的臺灣山地以演替晚期的次生林為主，海岸森林在臺風的頻繁干擾下有非常強的自適應能力。而淇澳島紅樹林以無瓣海桑等先鋒樹種為主（邱霓 等， 2019），其生長速度快，但對臺風干擾的易損性高。

綜上所述，多臺風連續(xù)登陸下，淇澳島紅樹林可能遵循“受損較重→緩慢恢復→受損較輕→快速恢復→受損較重”的循環(huán)演替模式，以適應臺風的頻繁干擾，從而促使其從人工林向近自然林轉變（Lin et al., 2018），提高海岸紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 淇澳島紅樹林恢復的影響因素

3.2.1 水熱條件 一般情況下，水熱條件越好，海岸森林的恢復周期越短（Chen et al., 2022），但這與本研究并不一致。3 場臺風干擾后，淇澳島紅樹林的恢復像元占比隨累積降雨量和累積積溫的增加變化并不顯著（P＞0.1，圖5-a、b）。首先，與其他類型海岸森林對土壤水分的變化較為敏感不同，紅樹林生長于潮間帶，其生長發(fā)育對鹽度的變化更敏感（陳長平 等， 2000）。盡管降雨會增加地表徑流量，降低潮間帶的鹽度，有助于紅樹林的生長恢復，但淇澳島潮間帶的鹽度主要受北部橫門年徑流量的影響。橫門徑流量占珠江入海總徑流量的11.2%，其年際和年內變化均受整個珠江流域降水量控制，而與珠海市降水量關系較?。黄浯?，淇澳島紅樹林位于亞熱帶濕潤氣候區(qū)，其蒸發(fā)量遠小于干旱和半干旱地區(qū)的紅樹林。因此，淇澳島紅樹林在這3場臺風后并未遭受嚴重的水分脅迫。此外，紅樹林生長主要分布在熱帶和亞熱帶海岸，對極端低溫比較敏感（陳鷺真 等，2010），而本研究的3 場臺風均出現(xiàn)在氣溫較高的8—9月，且臺風后研究區(qū)的日平均氣溫均高于活動積溫最低閾值（5 ℃），可最大程度滿足紅樹林的生長需求。因此，水熱條件在空間尺度上的差異影響海岸森林在臺風災后的恢復周期，但這時間尺度上的變化對淇澳島紅樹林在臺風災后的恢復影響較小。

圖5 累積降水量（a）、累積活動積溫（b）、總受損占比（c）與紅樹林恢復程度相關性分析Fig.5 Correlation analysis between cumulative precipitation (a), cumulative active accumulated temperature (b),total damage ratio (c) and mangrove recovery levels

3.2.2 受損程度 本研究發(fā)現(xiàn)，臺風后淇澳島紅樹林的恢復速率與其受損程度有關（圖5-c）。首先，樹木的輕度受損以枝葉脫落為主，而對樹干和根系影響不大，而枝葉的大量脫落可在短時間內降低樹木的蒸騰失水，從而有助于海岸森林在臺風后的快速恢復（Abbas et al., 2020），這與本研究較一致。臺風“天鴿”登陸后，淇澳島紅樹林受損最輕，其后續(xù)的恢復速率也最快，130 d 后紅樹林恢復像元面積占比為42.5%，200 d后達96%。無瓣海桑作為淇澳島紅樹林的先鋒及優(yōu)勢樹種，其在臺風后首先將生物量分配于地上部分，通過高生長來快速獲取光照以補充體內碳水化合物（王震 等，2017；邱霓 等，2019）。而樹木的嚴重受損則使其光合器官大幅減少，水分傳輸效率降低，根系也難以從土壤中獲取水分，從而導致樹木光合產物合成不足，而前期碳水化合物儲量僅能滿足少數(shù)枝條萌發(fā)，樹木的后續(xù)生長大幅減緩（Chapman et al., 2008）。與“天鴿”相比，臺風“妮妲”和“山竹”登陸后，淇澳島紅樹林均遭受了輕、中度的損害，對其恢復過程分析發(fā)現(xiàn)，“山竹”登陸131 d后紅樹林恢復像元面積占比僅為5.6%，“妮妲”登陸176 d 后為3.1%，二者均遠低于“天鴿”所對應恢復速率。

臺風后，淇澳島紅樹林的恢復像元占比并非呈線性持續(xù)增加，而是表現(xiàn)為先增加，后減小，之后再增加的過程。王震（2017）和邱霓（2019）等對淇澳島紅樹林的物種調查發(fā)現(xiàn)，無瓣海桑林下主要伴生老鼠簕、秋茄等，但無瓣海桑的面積百分比、高度和蓋度均顯著高于林下伴生種。因此，臺風后淇澳島紅樹林NDVI的下降可能與無瓣海桑的受損有關。受損程度不同，后續(xù)恢復過程也有所差異。無瓣海桑的嚴重受損使得其林窗大量出現(xiàn)，林下層植物因受無瓣海桑遮蔽而受損較小，其冠層也得以大量暴露。此外，林下層的微環(huán)境也隨之改善（Ren et al., 2008），這有利于林下層植物種子、幼苗和幼樹的快速萌發(fā)、生長，從而導致淇澳島紅樹林在臺風災后NDVI的快速增加（黃曉敏 等，2018）。王震等（2017）對淇澳島紅樹林研究發(fā)現(xiàn)，無瓣海桑人工林的種植對天然種群向海灘前緣擴散和定居有促進作用。林下層的演替時間越長、物種越豐富，這與本研究結果較為一致?！吧街瘛钡顷憣е落堪膷u紅樹林嚴重受損，其災后恢復像元占比最大的區(qū)域主要位于A 區(qū)，而B1和B2區(qū)相對較少，這主要與3個區(qū)域無瓣海桑的齡級差異有關。孫學超等（2022）對淇澳島無瓣海桑林的調查表明，A區(qū)在2003 年已有無瓣海桑種植，而B1 和B2 區(qū)直到2013年后才開始大規(guī)模種植。但對引起淇澳島紅樹林受損較輕的“天鴿”研究發(fā)現(xiàn)，其災后200 d 恢復像元占比在A、B1 和B2 區(qū)差異不大（見圖3），這主要與紅樹林輕度受損下，林窗變化較小、林下微環(huán)境受其影響不顯著有關。

然而，無瓣海桑作為先鋒樹種，其仍可借助原有的根系和高度優(yōu)勢，通過枝葉萌發(fā)實現(xiàn)災后的緩慢恢復。隨著無瓣海桑冠層的不斷郁閉，林下層物種暴露程度降低，種子、幼苗和幼樹的萌發(fā)及生長受到抑制，從而導致臺風后淇澳島紅樹林NDVI再次回落，且表現(xiàn)為“山竹”對應的回落最為明顯，以A區(qū)最為顯著，B1、B2區(qū)差異不大。而“天鴿”對應的回落則不明顯，且在3個區(qū)域差異不大（見圖3）。“山竹”登陸后2年內無其他臺風過境，對淇澳島紅樹林恢復的持續(xù)分析表明，在無瓣海桑重新取得競爭優(yōu)勢后，其NDVI會再次回升，但因之前受損較重，在臺風“山竹”后571 d 紅樹林的恢復像元占比僅有25.4%。

4 結論

基于臺風登陸前后的多期Sentinel-2遙感影像，探討了淇澳島紅樹林多臺風連續(xù)干擾的響應過程及其影響因素，主要結論如下：

1）臺風后，淇澳島紅樹林的受損以輕度或輕到中度受損為主，重度和極重度受損占比較低。淇澳島紅樹林的受損程度隨臺風風速增大而加重，但臺風前若無瓣海桑恢復緩慢則會降低其受損程度。

2）臺風后，淇澳島紅樹林的恢復過程并未表現(xiàn)出線性變化，其在災后的NDVI先增加、后減小，之后再增加。紅樹林的恢復格局與臺風后無瓣海桑的受損程度有關，而受水熱條件影響不大。

3）淇澳島紅樹林對多臺風連續(xù)干擾的響應存在遺產效應，其通過“受損較重→緩慢恢復→受損較輕→快速恢復→受損較重”的循環(huán)演替模式，促進紅樹林從人工林向近自然林轉變，最終形成穩(wěn)定的抗臺風生態(tài)系統(tǒng)。

受臺風后亞熱帶云量較大影響，本文選取的3場臺風前后的多期影像在日期上難以一致，無法在同一時段對比不同臺風干擾后淇澳島紅樹林的受損及恢復格局。未來仍需在高精度遙感影像分析的基礎上，借助地面調查和無人機遙感等，進一步理解臺風登陸頻率增加下紅樹林對多臺風連續(xù)干擾的響應過程。