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地理與環境科學學院張振卿在《Geomorphology》上發文揭示近4400年以來黑龍江流域洪水演化曆史


發布時間:2021-08-25

地理與環境科學學院張振卿聯合中國科學院東北地理與農業生態研究所、美國路易斯安那州立大學和中國科學院地質與地球物理研究所近日在《Geomorphology》發表論文“Historical flooding regime along the Amur River and its links to East Asia summer monsoon circulation”,揭示了近4400年以來黑龍江流域洪水事件演化曆史及其與極端氣候條件的關系。

充分了解曆史時期洪澇災害的發生過程、演化規律以及對環境條件的響應機理是面對未來全球變化條件下制定科學防災減災策略的基本前提。本研究以黑龍江流域典型古冰丘沼澤濕地爲研究對象,利用水搬運動力模型厘清了濕地內不同粒級組分碎屑物質的來源、搬運過程和埋藏機理。在非洪水期,受弱水動力分選作用的影響,碎屑物質粒級從濕地邊緣到中心呈逐漸變細的趨勢。特別是在濕地中心采樣位置,非洪水期以較細粒級的黏土和粉砂組分爲主。而在洪水期,受強水動力搬運作用影響,粗粒級的粗砂組分被搬運到濕地中心采樣位置。因此,濕地中心沈積物中的粗砂組分沈積速率變化成爲記錄地質曆史時期洪水信息的良好信息載體(圖1)。

文本框:图1 黑龙江流域古冰丘泥炭地不同粒级碎屑沉积物在洪水期和非洪水期搬运沉积过程差异

  在此理论基础上,本研究利用黑龙江下游 3 個沼澤濕地沈積柱芯粒度數據的粗砂組分沈積速率變化重建了過去近 4400 年以來的洪水演化曆史,並將研究區當地洪水事件與我國東部季風區其它主要水系洪水以及古氣候記錄進行了詳細對比分析。研究結果表明,黑龍江流域近 4000 以來有 6 次顯著洪水高發期,分別爲距今 4400-4000 年, 3600-3200 年, 1700-1400 年, 1100-900 年, 700-500 年,和 200-0 年。其中,前五次洪水高發期與我國東部季風區其它水系的洪水高發期有較高的一致性,並且與氣候參數中較高年降水期相吻合(圖 2 )。因此,本研究認爲晚全新世以來東亞夏季風強度變化是驅動黑龍江流域洪水演化的重要環境因子。此外,黑龍江流域近 200 年的洪水高發期與其它地區洪水記錄存在顯著差異,推斷此階段洪水事件受控于氣候變化和人類活動的共同影響。

文本框:图2黑龙江流域洪水演化与东部季风区其它水系洪水记录及气候参数变化对比

  此研究工作由张振卿主持的国家自然科学基金面上项目 41671094 41871098 聯合資助。張振卿爲論文的第一作者,其指導的碩士研究生李琳和殷睿分別爲第四和第五作者。

論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107782


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