评估人工进水口开启、淡水抽取对热带沿海泻湖盐度及温度梯度的影响

《Regional Studies in Marine Science》：Assessing the impacts of artificial inlet opening and freshwater extraction and on salinity and temperature gradients in a tropical coastal lagoon

墨西哥拉曼查潟湖人工 inlet 打开及淡水抽取对盐度、温度梯度的影响评估。采用Delft3D模型模拟不同 inlet 状态和季节性淡水抽取，结果显示开放 inlet 促使北高南低盐度梯度形成，闭口时盐度更均匀。淡水抽取对温度盐度分布影响较小，但持续 inlet 打开会显著改变水文条件，威胁商业鱼类等生态。研究强调合理管理 inlet 和水资源的重要性。

　　在墨西哥韦拉克鲁斯州的拉马尼亚（La Mancha）沿海泻湖，这一生态系统因其丰富的生物多样性、旅游活动和渔业资源而具有重要的生态和经济价值。近年来，随着人类活动的增加，泻湖的自然状态正受到不同程度的干扰。其中，两种主要的人为干预方式引起了广泛关注：一是渔民为了增加海洋生物的流入，人为地打开泻湖与海洋之间的通道；二是为了满足新建住宅区的用水需求，抽取大量淡水。这些行为可能对泻湖的水动力环境、盐度和温度分布产生深远影响，进而威胁到该地区特有的动植物种群及其生态功能。

为了评估这些人为干预对泻湖系统的影响，研究团队采用了一个二维数值模型（Delft3D），通过调整淡水抽取量以及通道的开启与关闭状态，模拟了在雨季和旱季条件下，泻湖内部盐度和温度的水平梯度变化。研究结果表明，在通道保持开放的情况下，即使淡水流量随季节变化，泻湖内部仍然形成了显著的盐度梯度，从北向南依次呈现寡盐、多盐和高盐环境。在泻湖北部，大部分水体的盐度值较高，接近35‰，而在通道关闭时，盐度则在整个系统中分布得更加均匀，呈现出中等盐度和多盐度环境（5?30‰）。这说明，通道的开放状态对泻湖的盐度分布具有重要影响，而淡水抽取虽然在一定程度上改变了泻湖的盐度，但并未显著影响温度和盐度的时空分布。然而，随着人工通道频繁且持续的开启，其对盐度和温度梯度的影响逐渐显现，这种变化对泻湖的生态系统和生物群落具有深远意义。

拉马尼亚泻湖不仅是多种鱼类、甲壳类和软体动物的繁殖和觅食场所，同时也是大量候鸟的迁徙停歇地和繁殖地。据记录，已有30种鸟类在该泻湖中栖息和繁殖（iNaturalistMX, 2023）。此外，泻湖在生态服务方面也发挥着重要作用，包括保护海岸线、过滤淡水流入海洋前的污染物（Martínez et al., 2020; Rodrigues-Filho et al., 2023）。同时，它们是高初级生产力的生态系统，是渔业资源的重要来源（Kennish and Paerl, 2010; Lara-Dominguez et al., 2011; Pérez-Ruzafa et al., 2024）。因此，任何对泻湖环境的改变，都可能对当地的生物多样性、物种组成和生态功能造成影响。

沿海泻湖的水体交换通常受到自然和人为因素的共同影响。自然因素包括潮汐作用、降雨量变化和河流流量，而人为因素则涉及管理干预，如疏浚或人工开启泻湖入口，以调节水体交换。这些人为干预通常旨在提高捕鱼产量、改善通航条件、防止洪水、减少污染或避免富营养化事件。然而，这些行为往往破坏了泻湖的自然水动力循环，进而影响了其生态系统的完整性，威胁到生物多样性、物种分布和生态功能（Bertotti et al., 2013; García-Oliva et al., 2019; Lacoste et al., 2023）。

在自然或人为因素的驱动下，沿海泻湖的水体交换会导致盐度和温度的水平梯度发生变化，这种变化在日间和季节尺度上尤为明显（Reyes-Mendoza et al., 2020）。盐度是沿海泻湖生态系统中的关键参数，对水生生物的生存和繁殖具有重要影响（Bellino et al.,; Tursi et al., 2023）。例如，浮游植物和鱼类群落的组成会随着盐度范围的不同而变化（Pontes-Franco et al., 2019; Ligorini et al., 2023）。盐度和温度的变化共同作用，形成了影响生物多样性格局的梯度，例如影响着植物性底栖生物、大型底栖生物和鱼类的分布。

为了评估这些人为干预对沿海泻湖的影响，研究团队采用了数值模拟方法。数值模拟作为一种强有力的工具，已被广泛用于研究沿海系统与海洋、大陆之间的水体交换对盐度和温度的影响（Fiandrino et al., 2017; Guo, 2022）。例如，通过实施数值模型，研究者可以分析人工开启入口和疏浚对沿海泻湖盐度时空变化的影响，使用SHYFEM（浅水水动力有限元模型）模型进行相关研究（García-Oliva et al., 2019）。此外，使用DELFT3D模型，研究者还探讨了河口地区水动力对温度、溶解氧和盐度变化的影响（Mendes et al., 2021）。在拉马尼亚泻湖的具体案例中，研究者利用TELEMAC和H2D模型，分析了入口开启对水动力环境的影响及其对盐度和温度等参数的影响（Chávez et al., 2017; Rivera et al., 2019）。

数值模型不仅能够模拟沿海泻湖的物理条件变化，还可以与生物因素相结合，分析这些变化对生态系统的影响，并为管理策略提供科学依据。例如，在乌拉圭和地中海地区，研究者通过数值模型分析了水体交换对生态系统的综合影响，并提出了相应的管理建议（Conde et al., 2015; García-Oliva et al., 2018）。此外，数值模拟已被证明在不同情境下对沿海泻湖的盐度模式提供了合理的近似值，从而有助于理解人类活动对生态系统的影响。

本研究利用数值模型，探讨了关键的人类干预对沿海泻湖的潜在影响。研究假设拉马尼亚泻湖的盐度和温度梯度受到入口开启状态和周边住宅区淡水抽取的影响。在入口开启的情况下，海洋水体的入侵可能导致泻湖内部的盐度增加，而在入口关闭时，盐度则趋于均匀分布。此外，入口开启可能促进水温的均匀化，而淡水抽取和更高的水温则可能导致盐度增加，因为这会增加盐分的浓度。为了验证这一假设，研究团队使用Delft3D模型，模拟了在不同入口开启状态和淡水抽取情景下的盐度和温度空间分布。研究结果与当前的沿海管理实践以及泻湖周边的人类活动压力相结合，进一步探讨了这些模型情景对生态系统和生物群落的潜在影响，并结合已有文献进行分析。

拉马尼亚泻湖位于墨西哥湾沿岸，是该地区一个重要的自然生态系统。该泻湖被沙丘和红树林环绕，其中包括一些濒危物种（Hesp and Martinez, 2008; SEMARNAT, 2010）。由于其陆地和水生环境的重要性，以及作为候鸟迁徙区域的作用，该泻湖被列为拉姆萨尔（Ramsar）湿地（Ramsar Information System, 2004; Chávez-López, 2017）。因此，任何对泻湖环境的改变都可能影响其生态功能和生物多样性，进而影响周边地区的生态系统和生物资源。

为了更全面地理解这些变化，研究团队设计了六组数值模拟，以评估入口开启状态（开放或关闭）、季节性淡水流量和淡水抽取对拉马尼亚泻湖盐度和温度水平梯度的影响。模拟结果在涨潮和退潮条件下进行了分析，以评估不同水文条件对泻湖内部物理梯度的影响。研究还探讨了这些变化对当前沿海管理实践的潜在影响，以及泻湖周边的人类活动压力如何影响其生态功能。

研究发现，入口的开启状态对泻湖的盐度和温度分布具有显著影响。在入口开放的情况下，海洋水体的流入改变了泻湖内部的水动力环境，导致盐度和温度的分布趋于均匀化。而在入口关闭时，淡水的持续输入使泻湖内部的盐度降低，呈现出中等盐度和多盐度环境。此外，研究还发现，虽然淡水抽取对盐度的改变较为明显，但并未显著影响温度的分布。然而，随着入口频繁且持续的开启，其对盐度和温度梯度的影响逐渐显现，这种变化可能对泻湖的生态系统和生物群落产生深远影响。

拉马尼亚泻湖的生态系统不仅对本地物种具有重要意义，也对商业渔业资源具有重要价值。许多鱼类和甲壳类动物依赖于泻湖的特定盐度和温度条件进行繁殖和生长，因此，任何对这些条件的改变都可能影响它们的生存和繁衍。例如，浮游植物的生长受到盐度和温度的共同影响，而鱼类群落的组成也会随着盐度的变化而变化。因此，入口开启和淡水抽取的改变可能影响这些生物的分布和丰度，进而影响整个生态系统的结构和功能。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的水动力环境产生影响，从而改变其内部的水体交换模式。在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环。而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生物多样性和生态功能。

研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态服务产生影响。例如，入口开启可能导致更多的海洋水体流入，从而影响泻湖的水质和生物多样性；而淡水抽取可能导致泻湖内部的盐度降低，从而影响其生态系统的稳定性。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态服务的影响，并采取适当的措施，以减少对生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

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在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

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研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

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在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而，这些做法可能对泻湖的生态功能产生深远影响。因此，研究团队建议，未来的研究应更加关注这些干预对生态系统的影响，并探索更加可持续的管理策略。例如，可以通过优化入口开启的频率和时间，以及合理控制淡水抽取量，来减少对泻湖生态系统的干扰，从而保护其生态功能和生物多样性。

此外，研究还发现，入口开启和淡水抽取的改变可能对泻湖的生态系统产生不同的影响。例如，在入口开放的情况下，海洋水体的流入可能导致泻湖内部的水流模式发生变化，从而影响沉积物的分布和营养物质的循环；而在入口关闭的情况下，淡水的持续输入可能导致泻湖内部的水流模式趋于稳定，从而影响其生态系统的动态变化。这些变化可能对泻湖的生态功能产生重要影响，包括水质的改善、生物多样性的维持以及生态系统的稳定性。

研究团队认为，入口开启和淡水抽取的改变可能对拉马尼亚泻湖的生态系统产生双重影响。一方面，这些干预可能促进水体的交换，从而改善水质和生物多样性；另一方面，它们也可能破坏泻湖的自然水动力循环，导致盐度和温度的不均匀分布，进而影响生物的生存和繁衍。因此，研究团队建议，在制定沿海管理策略时，应充分考虑这些干预对生态系统的影响，并采取适当的措施，以减少对生物多样性的负面影响。

在当前的沿海管理实践中，入口开启和淡水抽取的改变已经成为一种常见的做法。然而