量化红树林对波浪衰减的作用，多少米宽才能有效防浪呢？

每当台风或风暴来袭，沿海地区常面临巨浪和洪水的威胁，除了我们常见的防洪护堤，红树林也是大自然中的“天然防波堤”，不仅能抵御风浪，还能促进泥沙沉积，稳定海岸线。然而，红树林的防护能力究竟有多强？现有的红树林宽度是否足够起到防护效果？

红树林全球防洪效益

为了精确计算红树林的防洪作用，2020年，一项发表在《Scientific Reports》上的研究首次评估了全球红树林的防洪价值，研究人员采用了 “有无对比法”，即模拟有红树林和无红树林两种情景下的洪水影响，并计算它们的差异。

结果显示，红树林的存在使全球每年的洪水损失减少 650亿美元，其中 90%的效益来自热带气旋的防护。如果红树林完全消失，全球每年将增加29%的淹没土地，约1500万的受灾人口和9%的财产损失。

红树林的防洪价值在不同国家差异巨大，美国约113亿美元，中国约86亿美元，印度约78亿美元，墨西哥约74亿美元，越南约64亿美元。美国和中国受益最多，主要是因为沿海城市资产密集，红树林保护的财产价值极高。

从人口上来看，红树林保护受益人口最多的是越南，每年保护 702万人，其次是印度，约287万人，孟加拉国的保护人口约111万人，主要是由于越南、印度、孟加拉国等国沿海人口密集，红树林的消失可能导致数百万人暴露在洪水风险中。

尽管红树林的防洪价值极高，但它们的面积仍在迅速减少。2000-2014年，全球红树林减少了约8000km²。如果红树林继续消失，全球洪水风险将大幅上升，特别是在低洼地区。

图：红树林每年为每 20 公里沿海单位 (a) 人民和 (b) 财产提供的预期收益🔽

红树林如何保护海岸？

红树林减少海浪冲击的能力主要来自两方面，分别是前滩潮间带泥滩的摩擦作用和红树林本身的阻力。

红树林通常生长在潮间带的泥滩或沙洲上，而这些浅水区域本身就能大幅削弱海浪。研究发现，在波浪进入红树林之前，前滩就已经削减了70%的波高，如果是较小的波浪，前滩甚至能削减80%的能量；而红树林本身的支柱根、茂密的树干和枝叶，会进一步消耗波浪能量。

为了量化红树林在不同环境条件下的波衰减能力，并为海岸带管理提供科学依据，2025 年 4 月 3 日发表在《Nature》上的一项研究，利用波浪模型，模拟了全球15773个红树林海岸在不同条件下的波衰减效果，最终得出一个清晰的规律。

对于宽度小于100m的窄红树林，波衰减效果高度不稳定，衰减幅度在30%~90%之间波动，100米宽的红树林平均可削减62%的波浪，具体衰减效果取决于水深、波浪大小、树木密度等。

对于100m~500宽的红树林，波衰减能力提升，但仍受环境影响。在风暴条件下，高水位可能淹没部分红树，降低防护效果。只有当红树林宽度大于500m时，75%以上的波浪能量被消耗，且效果稳定，但全球仅46%的红树林达到这个宽度。

为什么500米是关键？红树林的波衰减并非线性增长，前几百米的衰减速度最快，而超过500米后，波浪能量已经大幅降低，后续每米的衰减幅度变小，500米是一个收益递减的临界点，超过这个宽度后，再增加森林宽度对防护效果的提升有限。

这项研究首次通过21.6万次计算机模拟，精确量化了红树林的防护效果，并发现了一个关键红树林宽度500米，只有当红树林达到这个宽度时，才能真正稳定地削弱海浪。

目前，许多国家的红树林保护政策规定绿带宽度在50m~200m之间，在面对更强的风暴和未来海平面上升时，现有标准可能不足。在高风险海岸带，500米应成为更科学的基准。

图：模型域、模型条件和计算步骤的表示🔽

❓思考题：研究建议红树林的理想宽度是多少，才能稳定抵御风浪？

A.50米
B.200米
C.500米
D.1000米

红树林是大自然赐予沿海地区的宝贵防线，但它们的保护需要科学依据，这项研究证明，500米可能是确保红树林长期稳定发挥防护作用的关键宽度，在未来，海岸管理可以考虑这一数据，并结合当地实际情况，制定更合理的保护策略。

参考文献：Bregje K. van Wesenbeeck, Vincent T. M. van Zelst, Jose A. A Antolinez & Wiebe P. de Boer ，Quantifying uncertainty in wave attenuation by mangroves to inform coastal green belt policies. Communications Earth & Environment volume 6, Article number: 258 (2025) ，doi：10.1038/s43247-025-02178-4