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我所研究人員發現:我國九大河流入海泥沙60年來下降85%

編輯:admin 作者:趙荻能 時間:2020年05月30日 訪問次數:1047

       論文在線閱讀地址:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139653

      全球大陸邊緣“源-匯”過程與陸海相互作用研究是海洋地學的國際前沿科學問題。自然資源部海底科學重點實驗室吳自銀研究員團隊采用多種方法定量化地評估了60年來中國九大河流入海泥沙變化情況,進一步量化評估了不同人類活動對于中國九大河流輸沙減少的貢獻值,并分析了河流輸沙減少對于近海資源與環境的潛在影響,相關成果近日發表在國際環境科學Top期刊Science of the Total Environment上,該研究成果對于“從源到匯”深刻理解近海地貌演變具有重要指導意義。
       亞洲大陸邊緣以河流為紐帶的“源-匯”系統貢獻了全球約2/3的入海泥沙,同步向海洋輸送大量的淡水和陸源營養物質,對河口三角洲及近海的地貌演化和生物地球化學過程等產生了重要影響。60年前,我國九大河流每年向中國海輸送約19.5億噸的泥沙,占到全球入海泥沙總量的10%。然而,近10年來,年均輸沙已下降至3億噸,其下降幅度達到驚人的85%。
       針對上述科學問題,該項研究系統收集了九大河流流域內、時間跨度達61年的27個水文站輸沙輸水數據和469個氣象站的降雨數據,建立了九大河流長周期的“輸沙-輸水-降雨”數據庫,通過系統分析發現中國九大河流的多年平均輸沙以1969年、1986年、1999年、2004年為關鍵時間節點,呈現顯著的臺階式下降趨勢(圖1)。

 

圖1  1954-2015年間中國九大河流輸水、輸沙和降雨的統計分析結果


       60多年來,中國九大河流累積向河口和近海輸送了710億噸的泥沙,然而,團隊基于“人類活動-輸沙-輸水”聯合分析方法定量評估發現:有530億噸的泥沙被截留在陸地上,其中,流域建壩、水資源消耗和水土保持工程等三類主要人類活動分別貢獻了243 億噸, 154 億噸, 和136 億噸(圖2)。同時期氣候變化的貢獻值約為10%。大量的泥沙被攔截在大陸,會導致水庫淤塞、減少庫容,同時河口三角洲與近海陸架缺乏河流泥沙補給,會導致河流下游、三角洲和海岸的強烈侵蝕,進而減緩河口新陸地的生長速度,甚至會導致近海環境惡化,需要從“陸海統籌”的思路加強科學研究與管理。

圖2

(a)1954-2015年間中國九大河流干流、支流輸沙減少量及累計入海泥沙通量分布圖;

(b)流域建壩(Dam)、水資源利用(W.RU.)和水土保持(W.S.C)對輸沙減少的貢獻量;

(c)主要河流水庫建壩導致的沉積物捕獲量;(d)15個主要大型水庫沉積物捕獲貢獻比例


       近年來,在多項國家自然科學基金的聯合資助下,自然資源部海底科學重點實驗室吳自銀研究員團隊圍繞陸海相互作用這一主題,聚焦在復雜人類活動與自然過程對于大河三角洲及近海陸架地貌演化的影響這一前沿科學問題,采用多源數據建模方法開展分析研究,成果先后發表在Global and Planetary Change、Geomorphology和Marine Geology等學科主流期刊。

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