《Ocean & Coastal Management》:Multiscale assessment of anthropogenic impacts on a sandy beach social-ecological system: a mixed-methods approach
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人类活动对乌拉圭拉科隆尼拉-布拉拉丘伊滨海社会生态系统的影响及管理对策研究。通过整合长期生态数据、遥感技术、专家评估和当地知识,揭示出人类活动导致该系统呈现显著空间梯度退化:城市化和旅游业集中区域生态退化严重,而未开发区域仍保留较高生物多样性。研究提出需综合调控污染输入、恢复沙丘完整性、规范旅游开发及加强社区参与监测。
Julieta Olalde | Eleonora Celentano | Omar Defeo
乌拉圭蒙得维的亚大学理学院海洋科学实验室,邮编11400
摘要
沙滩是具有社会意义的生态系统,提供了多种服务,但面临着气候变化、资源无序利用和沿海城市化的日益严重威胁。本研究对人类活动如何改变拉科罗尼利亚-巴拉德尔楚伊(La Coronilla–Barra del Chuy)沿海系统的生态状况和社会认知进行了为期四十年的多尺度评估。通过结合长期生态数据集、卫星衍生的人口统计指标、人口普查信息、专家意见以及来自三个受不同人类影响地区的当地生态知识,我们对该沙滩社会-生态系统中的环境退化及其社会影响进行了交叉验证。研究结果表明存在明显的空间差异:未城市化的对照区保持了最宽的沙滩、最高的盐度和最大的生物多样性,成为自然状态的基准。相比之下,拉科罗尼利亚地区因人工渠道排放的淡水及污染物而遭受了严重的物理、化学和生物退化;而巴拉德尔楚伊地区则受到城市化和旅游业的影响,处于中间状态。滤食性生物(如Mesodesma mactroides、Donax hanleyanus、Emerita brasiliensis)的长期记录显示其数量、生物量和体型持续下降,表明这些生物在淡水和营养压力下功能衰退。当地生态知识进一步证实了这些发现。管理重点包括减少营养输入、恢复沙丘完整性以增强自然防御能力、规范旅游基础设施和蛤蜊捕捞活动,并将公民监测纳入规划和决策过程。整合定量和定性证据有助于推动沙滩系统的研究从诊断向转型发展,为全球沙滩系统的韧性建设和适应性治理提供操作框架。
引言
沙滩是最具动态性和社会意义的生态系统之一,提供了包括海岸线保护、养分循环、生物多样性维护和食物供应在内的多种生态系统服务(Defeo和McLachlan,2025)。它们还提供了丰富的文化服务,涵盖休闲娱乐、审美价值、精神实践和知识创造(Harris和Defeo,2022)。然而,这些多功能生态系统正受到气候变化(Barnard等人,2015;Orlando等人,2019)、资源无序开发(Pilkey等人,2022;Rangel-Buitrago和Neal,2023)以及快速沿海城市化(Seto等人,2012;Lansu等人,2024)的协同影响。这些压力被称为“三重打击”(Defeo和Elliott,2021),加速了栖息地的破坏和破碎化,加剧了生态退化,并削弱了生态系统服务的提供(Defeo等人,2009;Defeo和McLachlan,2025)。
为应对这些多重挑战,沙滩越来越多地被视为社会-生态系统(SES)(Ostrom,2009),其中生物物理成分(如沉积动态、大型底栖生物群落)与社会、经济和制度因素相互作用(Defeo等人,2021,2025)。这些社会-生态系统的持续性和韧性取决于它们在管理框架中能否同时考虑慢性(压力型)和急性(脉冲型)压力源,以及累积效应、非线性动态和跨尺度反馈(Jorge-Romero等人,2025)。
在城市化或游客密集的海滩上,旅游和娱乐活动成为主要压力源,可能破坏沉积结构、降低生物多样性(Orlando等人,2020;Costa等人,2020,2022;Corte等人,2022;Schlacher等人,2025),并影响整个滨海活跃区(LAZ)的完整性,该区域包括沙滩、沙丘和冲浪区(McLachlan等人,2025)。如果这些活动得不到管理,将损害沙滩的生态完整性和社会文化结构,侵蚀当地身份认同,降低生态系统价值,并产生长期经济成本(González等人,2021;Diniz等人,2024;Jorge-Romero等人,2025)。解决这些挑战需要结合科学数据和地方知识的综合方法(Defeo等人,2025)。
在生态组织的种群、群落和生态系统层面使用生物指标已被证明能有效检测人类活动对沙滩的影响(Schlacher等人,2014;Jorge-Romero等人,2019,2021;Costa等人,2025)。长期生态监测有助于发现底栖大型动物在各种影响下的生物多样性、数量和体型分布的变化(Bozzeda等人,2025)。作为补充信息来源,当地生态知识(LEK)提供了宝贵的历史和特定地点的视角,有助于理解长期的人与环境互动(Gianelli等人,2021;Jorge-Romero等人,2025)。分析人们对环境变化的认知是多学科研究的核心,因为这些认知整合了文化、物理、生物和人为因素,对沙滩社会-生态系统有重要影响。因此,明确纳入这些认知对于推进超越纯生物物理方法的综合规划和管理框架至关重要(Roca和Villares,2008;Fanini等人,2021;González等人,2021)。
位于乌拉圭罗查的拉科罗尼利亚-巴拉德尔楚伊沙滩SES是一个特别相关且脆弱的案例研究。从生态学角度来看,这片22公里长的微潮汐消波沙滩支持着乌拉圭海岸最多样化和生产力最高的底栖生物群落(Lercari和Defeo,2006,2015;Barboza等人,2012)。从社会经济角度来看,这里有乌拉圭唯一的针对Mesodesma mactroides的潮间带小型渔业(Defeo,1996;Bausero-Jorcin等人,2024),以及两个沿海度假村:拉科罗尼利亚和巴拉德尔楚伊。这片沙滩SES被两条淡水排放源包围:一条是自然的(阿罗约楚伊河,位于东北部),另一条是人工的(安德烈奥尼运河[AC],位于西南部)。后者接收家庭和农业废水,导致拉科罗尼利亚度假村附近的水质恶化,对动物群落产生负面影响,同时也损害了渔业和旅游业(Lercari和Defeo,2003;Lozoya和Defeo,2006;Bergamino等人,2009;Jorge-Romero等人,2019,2021),进一步强化了当地对环境和经济衰退的认知(Gianelli等人,2021;Jorge-Romero等人,2025)。
沿这条海岸线的人类活动分布不均,形成了明显的干预梯度:旅游活动集中在两端,而中部区域相对未受干扰(Jorge-Romero等人,2025)。这种空间异质性为评估人类活动如何在单一沿海SES中塑造生态、社会经济和利益相关者认知提供了自然条件。然而,尽管这种综合的跨尺度评估对于增强沙滩SES在日益加剧的气候、资源利用和沿海开发压力下的韧性至关重要,但目前仍较为有限。本文通过结合长期生态数据、实地评估、基于卫星的人口统计指标、专家意见和基于LEK的调查,评估了人类活动对拉科罗尼利亚-巴拉德尔楚伊SES的生态状况和社会认知的多尺度影响,从而填补了这一空白。
研究区域
在乌拉圭罗查的拉科罗尼利亚-巴拉德尔楚伊SES区域内评估了三个地点(图1):(1)一个具有季节性旅游活动的东北部城市化地区(巴拉德尔楚伊);(2)一个没有人类干扰且未城市化的中心区域(对照区);(3)一个具有季节性旅游活动和长期受AC淡水排放影响的西南部城市化地区(拉科罗尼利亚)。
物理变量
现场测量的环境变量包括沙滩宽度(从前沙丘底部测量到...)
环境
四个物理变量在不同地点之间存在显著差异(表1)。拉科罗尼利亚的有机物含量和沙滩坡度较高,但盐度较低,而其他两个地点之间没有差异(表1)。对照区和巴拉德尔楚伊地区的沙滩宽度显著大于拉科罗尼利亚地区,且前两个地点的沙滩宽度有显著的长期线性增长(表1,图2)。ANCOVA分析显示了强烈的地点效应和地点×时间的交互作用不显著...
讨论
本研究全面、多尺度地评估了人类活动如何改变沙滩SES的生态状况和社会认知。通过整合长期生态数据集、遥感指标、专家意见和当地生态知识,揭示了拉科罗尼利亚-巴拉德尔楚伊沿海地区的空间退化模式。生物物理、专家意见和利益相关者认知这三条证据线索共同表明...
结论
本研究对沙滩SES上的人类活动进行了交叉验证和全面的评估。通过整合生态指标、遥感、专家判断和当地生态知识,形成了一个用于评估拉科罗尼利亚-巴拉德尔楚伊沿海系统累积人类影响的稳健且可操作的框架。不同证据线索的趋同表明存在空间退化梯度,关联了陆地压力、旅游开发和生态系统的变化...
CRediT作者贡献声明
Julieta Olalde:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,可视化,调查,资金获取,数据分析,概念化。Eleonora Celentano:撰写 – 审稿与编辑,监督,调查,数据管理,概念化。Omar Defeo:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,验证,监督,项目管理,方法论,调查,资金获取,数据管理,概念化。
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本论文期间,作者使用了ChatGPT/OpenAI来提高手稿的可读性和语言表达。使用该工具后,作者根据需要对内容进行了审查和编辑,并对文章内容负全责。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本文包含了JO的研究生论文材料。我们感谢UNDECIMAR工作人员在野外和实验室的支持。同时感谢参与专家意见征询的同事们,感谢当地利益相关者的积极参与调查,以及L. García-Romero和一位匿名审稿人的宝贵建议。本研究部分得到了国家研究与创新机构(ANII,项目编号POS_NAC_2024_1_183600)的资助。