人为压力下浅水湖泊的地表水-地下水相互作用评估：以阿根廷潘帕平原为例的水化学与同位素研究

本研究针对农业扩张和气候变化背景下潘帕平原浅水湖泊的水文动态变化问题，采用水化学与稳定同位素(δ18 O)技术，揭示了人工渠化湖泊(La Chanchera)与自然湖泊(Médano de Castro)的地下水补给差异，证实湿季地下水入流量达干季7倍，为干旱区水资源管理提供科学依据。

　　

在全球气候变化与农业扩张的双重压力下，内陆水体正面临前所未有的生态危机。位于阿根廷南潘帕平原的浅水湖泊系统，作为南美洲重要的湿地资源，近年来因人工渠化工程导致水文格局剧变——历史数据显示，邻近的Ba?ados del Saladillo湖区在1950-2018年间湖泊面积锐减65%。这种人为干预如何影响湖泊与地下水的"隐秘对话"，成为水资源可持续利用的核心科学问题。

阿根廷国立科尔多瓦大学的研究团队选取典型人工渠化湖泊系统La Chanchera-La Brava与自然湖泊Médano de Castro作为天然实验室，在《Groundwater for Sustainable Development》发表的研究中，通过季节性采样(2021年干季和2023年湿季)获取了湖泊与周边地下水样本。研究采用多技术联用策略：运用离子色谱分析水化学类型，通过氢氧稳定同位素(δ¹⁸
O和δ²
H)构建质量平衡模型量化地下水补给量，结合总溶解固体(TDS)和pH值等参数揭示水文地球化学特征。

Main geographical, geological and hydrogeological features
研究区位于科尔多瓦省东南部的Devoto运河子流域，属典型的冲积-风积沉积环境。地质调查显示，晚第四纪干湿气候旋回塑造了以风蚀洼地为主的湖盆地貌，这种低坡度地形使垂向水循环(降水-蒸发-入渗)占主导。

Hydrochemistry of the lake system
水化学分析揭示显著的空间分异：人工渠连通的La Chanchera湖水呈碱性(pH 8.6)、咸化(TDS 1.6-13.2 g L^-1
)的钠-氯/硫酸盐型，季节性变化微弱；而孤立的Médano de Castro湖呈现钠-碳酸氢盐型特征，其盐度从干季6.7 g L^-1
跃升至湿季12.3 g L^-1
。同位素证据表明，后者主要接受周边沙丘的局部地下水补给，赋予其独特的碳酸氢盐印记。

Sampling and analysis
同位素质量平衡模型显示，两湖均属短滞留时间(<1年)的过流系统，但补给机制迥异：Médano de Castro湖湿季地下水入流量达干季7倍，对应水位上升引发的潜水面抬升；而La Chanchera湖则主要接收区域尺度下具氯化物-硫酸盐特征的深层地下水输入。

Conclusions
研究首次量化了人为渠化对潘帕平原湖泊水文功能的改造效应。关键发现包括：(1)人工运河网络改变了自然水文连通性，使湖泊从局部地下水排泄区转变为区域地下水流通通道；(2)自然湖泊的碳酸氢盐特征可作为识别局部补给源的天然示踪剂；(3)湿季增强的地下水交换(7:1的季相差异)凸显气候波动对浅水湖泊系统的放大效应。这些认识为预测农业集约化区的水生态响应提供了理论框架，尤其对制定干旱区含水层保护策略具有实践指导价值。

讨论部分强调，当前地球系统模型普遍低估了地下水在全球水循环中的作用。该研究通过高分辨率同位素示踪技术，证实了浅层含水层在维持湖泊水量平衡中的关键地位。作者建议将地下水-湖泊相互作用模块纳入区域水资源管理模型，以应对未来气候变率加剧下的水资源危机。研究团队特别指出，Médano de Castro湖的"自我维持"机制(沙丘地下水持续补给)为设计生态修复工程提供了自然参照系，而人工渠化系统的快速水流交换则警示需警惕污染物扩散风险。