湿地是地球上最宝贵的生态系统之一，提供了包括生物多样性支持、水资源调节以及抵御洪水、风暴和侵蚀的自然保护等关键服务。尽管具有重要的生态和经济价值，但自1970年以来，湿地遭受了前所未有的退化，损失面积约为35%——这一速度是森林退化速度的三倍[1]。这一趋势凸显了保护和恢复工作的紧迫性，以保护湿地所提供的生态服务和气候调节功能。
红树林是一种独特的湿地类型，主要分布在热带和亚热带潮间带，约有70种已记录的物种，其中最著名的包括Avicennia、Rhizophora和Sonnerratia[2, 3]。红树林维持了生物多样性，稳定了海岸线，并作为重要的蓝碳系统，在生物量和土壤中储存了大量碳[4, 5]。然而，红树林面临气候变化、沿海开发、水文变化和其他人为压力的影响，使其保护成为全球性的优先事项。
在中东和北非（MENA）地区，红树林分布不连续，主要分布在红海、阿拉伯湾和阿拉伯海沿岸。这些地区的极端干旱、高盐度和有限的淡水输入强烈影响了红树林的结构和功能。最大的、连续的红树林群落位于沙特阿拉伯、苏丹和厄立特里亚的红海沿岸，其中Avicennia marina形成了适应高盐度和营养限制条件的狭长林带[6]。在阿曼、阿拉伯联合酋长国、卡塔尔、巴林以及也门和索马里的部分地区，红树林分布较为零散，通常局限于避风的海湾、潟湖和潮汐入口。最近的遥感评估显示，这些地区的红树林正在缓慢但稳定地扩展，对盐度和温度极端条件具有很强的生理耐受性，其冠层状况受地貌和地下水输入的影响[7]。
在埃及，红树林主要分布在从亚喀巴湾到苏丹边境的红海沿岸。以Avicennia marina为主，伴有少量的Rhizophora mucronata，总面积约为550–600公顷[8]，但它们提供了不成比例的高生态和气候效益。尽管该国面临海平面上升、极端天气和其他气候事件的日益增加的脆弱性，这一生态系统仍研究不足。《El-Ahram Online》的一份区域报告[9]强调，红树林保护是增强海岸韧性和推进埃及气候缓解目标的战略途径。红树林还支持一些高保护价值的物种，如儒艮（Dugong dugon）[10]和白眼鸥（Larus leucophthalmus）[11]，因此其保护具有重要的生态意义。
目前关于红海和MENA地区的大多数研究要么在空间上覆盖范围广但在时间上固定，要么在时间上详细但在地理上有限，很少将环境驱动因素的正式统计建模与干旱/超干旱红树林系统的蓝碳评估相结合。因此，仍存在一些知识空白：（i）缺乏对埃及红海红树林的年度连续监测；（ii）对超干旱环境中红树林变化的环境控制因素量化不足；（iii）缺乏用于指导国家气候政策的空间明确的蓝碳基准。解决这些空白对于将遥感观测转化为可操作的证据至关重要，以支持埃及的国家自主贡献（NDCs），指导特定地点的保护和恢复规划，并评估红海沿岸蓝碳抵消计划的可行性。
据我们所知，本研究首次结合了2017年至2024年的Sentinel-2多光谱监测、环境驱动因素的混合效应建模以及红树林的蓝碳估算，具有四个具体目标：
- 使用Sentinel-2 NDVI（归一化差异植被指数）和MSAVI 2（改良土壤调整植被指数）量化2017年至2024年的年红树林面积变化，目标分类准确率超过90%。
- 使用线性混合效应模型评估红树林面积与环境驱动因素（降雨量、海表温度（SST）、海表盐度（SSS）、河流能量指数（SPI）和海拔高度）之间的统计关联。
- 利用基于NDVI的生物量估算地上和土壤碳储量，考虑±20%的不确定性范围以反映生物量校准的局限性。
- 通过整合面积变化趋势、植被状况、环境敏感性和碳储存潜力，确定保护和恢复的优先区域。
基于这些目标，本研究探讨了以下研究问题：
- 2017年至2024年间，五个研究地点的红树林面积和植被状况每年有何变化？这些趋势在离岸岛屿和陆地红树林群落之间是否存在差异？
- 哪些环境变量（降雨量、SST、SSS、SPI和海拔高度）与年际红树林面积变化具有统计学上的显著关联？它们的影响程度如何？
- 基于NDVI的生物量估算，红海红树林的碳储量估计范围是多少？不同地点之间的这些值有何差异？
- 在干旱气候条件下，岛屿和陆地红树林系统在生长轨迹和碳储存潜力方面有何差异？
