干旱地区的水文变化：与北部安第斯山脉以外巴塔哥尼亚地区的灌溉系统相关的浅水湖泊湿地

《Journal of Arid Environments》：Hydrological transformations of an arid landscape: shallow lake wetlands linked to irrigation in northern Extra-Andean Patagonia

【字体：大中小】 时间：2026年06月11日 来源：Journal of Arid Environments 2.5

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阿根廷布宜诺斯艾利斯省拉普拉塔市地质研究中心（CIG-UNLP-CONICET），地址：Diag. 113和64，邮编B1900

摘要

在干旱和半干旱的农业景观中，当河流阶地的洼地与广泛的灌溉网络交汇时，湿地可以形成，正如在安第斯山脉以外的巴塔哥尼亚北部科罗拉多河流域观察到的那样。本研究旨在评估灌溉在维持湿地环境及其水文功能方面的作用。通过地貌测绘、野外调查、灌溉网络分析以及稳定同位素（δ¹⁸O和δ²H）和盐度测量，对不同类型的湿地及其水源进行了研究。结果表明，湿地的水文状况很大程度上取决于灌溉方式及其持续性。La Petrona浅湖湿地直接由灌溉渠道供水，形成了一个浅水层，这些水会渗透到地下水中进行补给，蒸发率估计为40–55%。La Salada浅湖湿地则同时接收来自灌溉渠道的直接水源和地下水，导致水文条件存在空间差异。在高度耕作的地区，洼地会形成高盐度湿地，其中渗透的灌溉水形成的地下水会经历强烈的蒸发（>90%），从而产生盐类和石膏沉积。研究表明，灌溉可以在水资源有限的景观中创造出具有功能的湿地，提供重要的生态系统服务。然而，湿地的持续性高度依赖于水资源可用性、灌溉管理以及气候变化，这突显了将湿地保护纳入灌溉规划的重要性。

引言

在干旱和半干旱地区，景观的水文功能受降水不足、蒸发量高以及地表水与地下水之间连通性受限的影响。在这种条件下，地表水体通常是短暂的，自然湿地的形成也非常有限，且严重依赖于特殊的水文事件。然而，农业灌溉的引入为这些地区提供了人工且相对稳定的水源，显著改变了原有的水文状况（Fernández-Cirelli等人，2009年）。未衬砌的灌溉渠道、水库和灌溉田地的渗漏会向地下输送水分，导致地下水位上升和浅层含水层的局部补给。在干旱和半干旱地区，这些渗漏成为维持湿地形成和持续存在的主要水源，实际上将水文控制权从降水转移到了灌溉管理上（Sueltenfuss等人，2013年；Jia等人，2013年）。

大规模灌溉系统的开发改变了径流、补给和水分储存的模式。研究显示，与灌溉相关的地表水和地下水重新分布既可能改变现有的湿地，也可能促使新湿地的出现（Galbraith等人，2005年；Sueltenfuss等人，2013年）。在区域尺度上，灌溉还可以引发地下水补给的重新分配，改变自然的水量平衡和地下水停留时间（Custodio等人，2016年；Hornero等人，2016年）。因此，理解这些过程对于干旱和半干旱地区的综合水资源管理至关重要，因为灌溉是水文循环重组的关键驱动力（Jouma和Dadaser-Celik，2021年）。

安第斯山脉以外的巴塔哥尼亚地区位于安第斯山脉以东，其气候特征为干旱至半干旱，这是由于安第斯山脉的雨影效应造成的。该地区年降水量低（通常低于250毫米），加上高蒸发率和持续强风，导致明显的区域水资源短缺（Mazzoni和Vázquez，2009年）。由于这种干旱，水文网络发育不良，永久性河流很少，大多数河流依靠安第斯山脉的融雪或冰川融水补给，导致大面积地区地表水资源非常有限。在干旱地区，当存在周期性或永久性的浅层地表水或含水基质时，浅湖可能作为湿地发挥作用，影响系统的物理、化学和生物特性（Finlayson等人，2018年）。然而，干旱也限制了湿地的形成和持续存在，湿地数量稀少且分布范围有限（Davidson，2014年）。在安第斯山脉以外的巴塔哥尼亚地区，浅湖湿地通常与内流盆地或地形洼地相关联，这些地方是地表径流和地下水排放的汇聚点（Scordo，2017年）。但在灌溉区域，水文循环和水量平衡不再受气候因素影响，而主要受灌溉水源的驱动。因此，本研究旨在评估灌溉系统在安第斯山脉以外的巴塔哥尼亚北部地区（与科罗拉多河下游的耕作区相关）浅湖湿地的形成及其水文功能中的作用（图1）。鉴于干旱和半干旱环境中依赖灌溉的湿地的水文功能尚未得到充分理解——不仅在本地，也在全球范围内——这项研究具有特别重要的意义。

章节摘录

研究区域

研究区域位于科罗拉多河下游的巴塔哥尼亚北部。科罗拉多河发源于安第斯山脉，向西北-东南方向流经近1200公里后注入海洋（图1）。该流域面积为47,459平方公里，平均流量为143.5立方米/秒（Alcalde，2019年）。

该地区的水文特征为雪水补给型，洪水期从10月或11月开始，持续到1月或2月。

地貌与水文

研究区域包括一个向东倾斜的河流平原，其中可以识别出一些河流地貌，如河流在地质演化过程中形成的蜿蜒河道。此外，还观察到与河流平原相关的较高平原（海拔约35米），这些平原对应于河流阶地（图3）。这两种平原上以含砾石的沙质沉积物为主，但也存在细粒砂质沉积物。

讨论

大多数研究指出，农业扩张对湿地水文和生态有负面影响，包括通过排水和土地转换导致的湿地丧失、抽水或建坝引起的水文变化以及水质恶化（Condon和Maxwell，2014年；Kovacs和West，2016年；Jouma和Dadaser Celik，2021年；Ballut-Dajud等人，2022年；He等人，2025年）。然而，灌溉基础设施也可能带来新的

结论

地貌学、水文学和同位素分析表明，安第斯山脉以外的巴塔哥尼亚北部半干旱地区的湿地仅能依靠灌溉系统维持存在。根据湿地所在洼地与灌溉网络之间的关系，不同类型的湿地对灌溉水的依赖程度及其水文功能存在差异。

对这些湿地而言，对灌溉水的绝对依赖性使其

CRediT作者贡献声明

E. Carol：概念构思、数据分析、调查方法、项目管理、初稿撰写、审稿与编辑。C. Calvi：数据整理、调查方法、审稿与编辑。R. Acosta：调查方法、审稿与编辑。L. Santucci：调查方法、审稿与编辑。E. Ducos：数据分析、审稿与编辑。F. Cellone：方法研究、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

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