莱西纳潟湖（亚得里亚海）水文和营养状况的14年时空变化趋势

《Estuarine, Coastal and Shelf Science》：Fourteen-Year temporal and Spatial trends in Hydrographic and Nutrient Conditions in the Lesina Lagoon, Adriatic sea

潟湖水温显著上升1.45°C，盐度增加16.95 PSU，硅酸盐浓度年增3.342 μM，氨和硝酸盐分别年降0.168和1.42 μM。空间异质性显示西部硅酸盐浓度较高，东部硝酸盐含量较低。研究数据仅涵盖4-9月温暖季，结论不适用于寒冷月份。

　　

意大利安科纳国家研究委员会——生物资源与海洋生物技术研究所（CNR-IRBIM）

摘要

在制定气候变化情景时，必须仔细考虑其对海洋生态系统和过渡性环境（如沿海泻湖）的影响，以促进其保护和可持续管理。本研究基于2010年至2023年间每月收集的监测数据，分析了意大利亚得里亚海西南部Lesina泻湖的水理化学性质和营养物动态的时间和空间变化。使用线性回归和多变量分析（SIMPER和PCA）来评估变化和变量间的相关性。在14年的研究期间，观察到温度显著上升了1.45°C，盐度增加了16.95 PSU。营养物趋势显示硅酸盐含量显著增加（3.342 ±0.011 μM/年，p<0.001），而氨和氧化氮含量显著下降（分别为-0.168 ±0.002 μM/年和-1.42 ±0.01 μM/年，p<0.001）。空间分析表明，西部地区的硅酸盐浓度显著高于中东部地区，而氧化氮水平则始终较低。需要注意的是，由于本研究使用的数据仅来自4月至9月期间，所有发现仅适用于一年中较温暖的季节——即春季和夏季。因此，观察到的趋势可能无法完全反映寒冷月份的情况。

引言

气候变化是一个重大的全球环境挑战，通过改变陆地和海洋系统的物理（如温度、海平面）和化学（如营养物通量、酸化）参数，对生态系统产生日益严重的影响[1]、[2]、[3]。大气中二氧化碳浓度的升高导致全球变暖、海平面上升[4]和海洋酸化[5]，削弱了海洋调节气候的能力。这些变化还改变了营养物动态，影响了海洋生物多样性和物种分布[6]。沿海泻湖——这些浅水微潮汐系统具有自然变异性、有限的水交换能力和对外部输入的高度敏感性[7]——受到的影响尤为明显。尽管这些环境本质上不稳定，但它们仍支持着丰富的生物多样性和生产力[8, 9]、[10]，但仍容易受到家庭、农业和工业营养负荷导致的富营养化[6]、[11]、[12]的影响。温度和盐度的变化通过改变水柱分层和混合来影响营养物浓度[13]。温度升高会加剧分层，限制垂直营养物传输，而盐度变化则改变密度梯度和循环模式，从而影响营养物通量。这些变化最终影响了浮游植物的丰度和更广泛的生物资源分布[14]。在亚得里亚海沿岸地区，温度升高和极端事件的频率增加[15]加剧了对泻湖生态完整性的担忧。虽然气候变化对泻湖功能的广泛影响尚未得到充分研究[5]、[16]，但针对特定地点的研究对于捕捉局部动态和脆弱性至关重要。本研究分析了亚得里亚海西南部Lesina泻湖的水文和营养物条件的长期空间和时间趋势。该泻湖的海水交换受到Acquarotta和Schiapparo通道的限制，并且容易受到缺氧事件[17]、[18]和洪水带来的陆地输入[19]等压力因素的影响，使其成为一个引人注目的案例研究。

降水主要表现为降雨，受地中海气候模式的影响，在该地区日益频繁的高强度事件中带来了富含沉积物、营养物、有机物和污染物的径流[20]。这些输入影响了分层、营养物循环和生物生产力[17]、[19]、[21]、[22]、[23]。

在此背景下，我们分析了2010年至2023年4月至9月期间收集的月度监测数据，以评估温度、盐度和营养物浓度的空间和时间趋势。我们的目标是评估这些变化如何重塑泻湖的水文结构和生物地球化学平衡。由于数据集的季节性范围，研究结果反映了温暖季节的条件，不能代表全年的周期。

研究区域

Lesina泻湖（图1）是位于亚得里亚海西南部的一个浅水（最大深度1.5米）的半封闭沿海盆地，通过两条潮汐通道（Acquarotta和Schiapparo）与海水进行有限的交换。该泻湖分为西部和中部-东部两个区域，这两个区域在物理化学特征、环境质量、人为压力、沉积物粒度和生物多样性方面存在差异[9]、[24]、[25]、[26]。由于Lauro河流带来的淡水输入较多，东部的盐度较低[21]。

温度和盐度趋势

在采样期间（2010-2023年），整个盆地的表面温度每年显著上升了0.123±0.001°C（p值<0.001）（图2a）。回归线从2010年的24.13°C开始，到2023年上升到25.78°C。采样期间的最高温度记录为2013年7月11日在站点30处测得的33.34°C，最低温度记录为2014年4月10日在站点34处测得的11.01°C。考虑到中部-东部和西部两个区域，

讨论

气候变化通过改变温度、盐度和降水模式，对沿海泻湖构成重大风险，包括强降雨和洪水的频率[13]、[34]。2010年至2023年间，Lesina泻湖的表面温度上升了1.45°C，盐度增加了16.95 PSU，这可能是由于夏季变得更热、淡水流入减少所致，这与之前关于其在温暖月份容易发生营养不良危机的研究结果一致[18]、[35]、[36]。这些趋势是在

结论

本研究报道了Lesina泻湖温度、盐度和营养物浓度的长期变化趋势，采用了一种方法论方法，能够识别水质特征的变化及其对泻湖物理化学参数的潜在影响。 研究结果突显了过去14年Lesina泻湖环境条件的显著变化。需要强调的是，本研究中的所有发现均基于

CRediT作者贡献声明

Pierluigi Penna：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、方法论、概念化。 Antonietta Specchiulli：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、项目管理、资金获取、概念化。 Stefano Guicciardi 或 Guizzardi：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、软件使用、方法论、数据管理、概念化。 Claudia Sacchetti：撰写——初稿、方法论、数据管理。 Camilla Baldan：

未引用的参考文献

[8]。

资金来源

本工作得到了阿普利亚地区环境预防与保护机构对CNR IRBIM的资助，该资助用于根据2000/60/EC指令和2006/7/EC指令对地表水体和浴场水进行监测的机构活动，并部分由国家恢复与韧性计划（NRRP）第4任务第2部分投资1.4——2021年12月16日的招标编号3138资助，该招标编号已通过法令n.3175进行了修订。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。所有作者均已批准最终版本的文章。

致谢

我们希望感谢Raffaele D’Adamo在2010年至2018年期间对监测项目的贡献。同时，我们也感谢国家研究委员会——生物资源与海洋生物技术研究所（CNR-IRBIM）Lesina分部的技术和行政团队在项目实施过程中提供的帮助。