Numerical modeling has emerged over the last several decades as a widely accepted tool for investigations in environmental sciences. In estuarine research, hydrodynamic and ecological models have moved along parallel tracks with regard to complexity, refinement, computational power, and incorporation of uncertainty. Coupled hydrodynamic-ecological models have been used to assess ecosystem processes and interactions, simulate future scenarios, and evaluate remedial actions in response to eutrophication, habitat loss, and freshwater diversion. The need to couple hydrodynamic and ecological models to address research and management questions is clear because dynamic feedbacks between biotic and physical processes are critical interactions within ecosystems. In this review, we present historical and modern perspectives on estuarine hydrodynamic and ecological modeling, consider model limitations, and address aspects of model linkage, skill assessment, and complexity. We discuss the balance between spatial and temporal resolution and present examples using different spatiotemporal scales. Finally, we recommend future lines of inquiry, approaches to balance complexity and uncertainty, and model transparency and utility. It is idealistic to think we can pursue a “theory of everything” for estuarine models, but recent advances suggest that models for both scientific investigations and management applications will continue to improve in terms of realism, precision, and accuracy.

中文翻译：

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水动力-生态河口耦合模型的进展与挑战。

在过去的几十年中，数值建模已经成为环境科学研究中广泛接受的工具。在河口研究中，流体动力学和生态学模型在复杂性，精细化，计算能力和不确定性纳入方面沿着平行的轨道发展。耦合的水动力-生态模型已用于评估生态系统过程和相互作用，模拟未来情景以及评估对富营养化，生境丧失和淡水转移的补救措施。由于生物过程和物理过程之间的动态反馈是生态系统内部的关键相互作用，因此很显然需要将流体动力学模型和生态模型耦合起来以解决研究和管理问题。在这篇评论中 我们介绍了河口水动力和生态模型的历史和现代观点，考虑了模型局限性，并探讨了模型链接，技能评估和复杂性等方面。我们讨论了空间和时间分辨率之间的平衡，并使用不同的时空尺度给出了示例。最后，我们建议未来的研究方向，平衡复杂性和不确定性的方法以及模型的透明度和实用性。认为我们可以为河口模型追求“万有理论”是理想主义的，但是最近的进展表明，用于科学研究和管理应用程序的模型将在真实性，准确性和准确性方面不断改进。我们讨论了空间和时间分辨率之间的平衡，并使用不同的时空尺度给出了示例。最后，我们建议未来的研究方向，平衡复杂性和不确定性的方法以及模型的透明度和实用性。认为我们可以为河口模型追求“万有理论”是理想主义的，但是最近的进展表明，用于科学研究和管理应用程序的模型将在真实性，准确性和准确性方面不断改进。我们讨论了空间和时间分辨率之间的平衡，并使用不同的时空尺度给出了示例。最后，我们建议未来的研究方向，平衡复杂性和不确定性的方法以及模型的透明度和实用性。认为我们可以为河口模型追求“万有理论”是理想主义的，但是最近的进展表明，用于科学研究和管理应用程序的模型将在真实性，准确性和准确性方面不断改进。