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近日，自然資源部海底科學重點實驗室研究員吳自銀領銜的海底地形地貌探測與應用研究團隊在環境科學學術期刊發表科研成果，評估了60年來中國九大河流入海泥沙變化情況，分析了河流輸沙減少對于近海資源與環境的潛在影響。該項研究對于深化理解大陸邊緣“源-匯”過程與陸海相互作用、近海地貌演變等海洋地學領域的國際前沿科學問題具有重要意義。 亞洲大陸邊緣以河流為紐帶的“源-匯”系統貢獻了全球約三分之二的入海泥沙，并向海洋輸送大量淡水和陸源營養物質，對河口三角洲及近海地貌演化和生物地球化學過程等產生了重要影響。 圖為流域建壩、水資源利用和水土保持對輸沙減少的貢獻量。 圖為主要河流水庫建壩導致的泥沙捕獲量。 圖為主要大型水庫泥沙捕獲貢獻比例。 據統計，60年前，我國九大河流每年向中國海輸送約19.5億噸泥沙，占到全球入海泥沙總量的10%。然而，近10年來，年均輸沙量已下降至3億噸，降幅高達85%。 研究團隊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個氣象站降雨數據，建立了九大河流長周期“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“階梯式”下降趨勢。 60多年來，中國九大河流累積向河口和近海輸送了710億噸泥沙。然而，研究團隊利用基于“人類活動-輸沙-輸水”聯合分析方法定量評估發現：有533億噸泥沙被截留在陸地上。其中，流域建壩、水資源消耗、水土保持工程等3類活動分別截留了243 億噸、154億噸、136億噸。 “黃河斗水，泥居其七。”黃河曾是世界上含沙量最大的河流。從1950年至今，隨著黃河流域內大型水庫的建設，使得大量泥沙被攔截在建壩后的水庫，導致入海泥沙量呈現“階梯式”下降。 研究團隊發現，在1960年三門峽水庫、1968年劉家峽水庫開始蓄水后，龍門與頭道拐處河段輸沙量呈現大幅下降。1999年，小浪底水庫建成后，花園口河段輸沙量只有1.1億噸/年，僅占1950年輸沙量的10%。至2015年，黃河入海泥沙通量為0.3億噸/年，僅為上世紀50年代的2%，約有121億噸的泥沙被大壩截留在陸地上。 上世紀70年代以來，隨著黃河流域經濟社會發展，大量淡水資源被用于滿足工業、農業、生活等用水需求，水資源消耗成為黃河泥沙被截留的主要因素之一。近60年來，約有153億噸泥沙被人工取水截留在陸地上。自1999年啟動的退耕還林還草工程，以及各項水土保持生態工程持續推進，有效減緩了流域土壤侵蝕、沙化。研究表明，黃河流域水土保持工程使得約129億噸泥沙被保留在陸地上。 陸地攔截大量泥沙帶來了新問題。大量泥沙被攔截在大陸，會導致水庫淤塞、河道抬升和變窄。河口三角洲與近海陸架因缺乏河流泥沙補給，將導致河流下游、三角洲、海岸等受到侵蝕，進而減緩河口新陸地資源生長速度。 此外，陸源物質入海輸送，可為近海生態系統提供可觀的營養物質。其中，作為水體中營養鹽、有機質的重要載體，河流泥沙既可為富營養化水體自凈提供物理支撐、生化反應界面，還可在河口區降低水體透明度、降低河口區發生赤潮概率。由于河流泥沙在陸地河流流域被大量截留，將破壞河口生態系統原有平衡，對河口海岸帶、相鄰陸架邊緣海的海洋初級生產和食物鏈、生源要素的生物地球化學循環等過程產生重要影響，導致近岸海洋生態系統變化。 研究團隊認為，河流入海泥沙銳減這一現狀在短期內還難以恢復到之前水平。因此，要按照陸海統籌、河海聯動的發展理念和要求，加快陸海一體的河流輸沙監測、生態評估、環境評價與治理體系等建設，實現流域、海域的生態環境質量同步改善。河流泥沙減少雖然發生在流域內，但其最終將影響河口海岸帶及邊緣海的沉積作用、生物地球化學過程和海洋生態環境。 研究團隊認為，要從加強流域大型水庫庫容、土地利用現狀監測，開展流域典型人類活動對河流—河口系統環境影響評價研究；加強近海空間資源與環境的調查、監測和評價研究；開展河流、河口生態需水需沙量科學研究；加強政府部門交流合作等多個方面持續推進，加大工作力度，共同促進綜合治理能力建設。 近年來，海底地形地貌探測與應用團隊依托自然資源部海底科學重點實驗室，圍繞國際前沿海洋科學問題，以海底探測新技術研發為抓手，在我國近海動力地貌學、邊緣海構造地貌學等研究方面取得了一系列新進展，科研成果被廣泛應用于我國海洋安全保障、近海工程建設等。 |
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