Earth's Future: 过去2000年长江三角洲多百年尺度沉积物堆积量的变化-气候与人类活动的交织影响

  华东师范大学河口海岸学国家重点实验室张卫国研究团队,在光释光 (OSL) 年代学研究的基础上,定量评估了长江三角洲过去2000年多百年尺度沉积物堆积量的变化,发现近500年沉积物堆积量是1.0–0.5 ka温暖时期的2倍,作者认为人类活动是长江三角洲过去500年加速增长的主要驱动力。

  全球范围内,三角洲以不到陆地面积的1%养育了世界5%的人口,在社会经济发展中具有重要的地位。三角洲的形成受到气候变化和人类活动的影响,这两个因素决定了从流域到海岸路径上的沉积物产生、输运、储存和沉积过程。在当前河流入海输沙量下降和相对海平面上升的背景下,三角洲面临着日益增加的侵蚀和消亡风险,严重威胁着人类在三角洲地区的生活和可持续发展。

  过去是理解未来的钥匙。全新世河流三角洲沉积物堆积量的重建,可帮助我们深入理解气候变化、人类活动与三角洲发育之间的关系,为预测未来提供机制认识。然而,相比全新世千年尺度和年代际尺度的研究,过去2000年间三角洲多百年尺度上的演变过程和机制仍然缺乏研究。华东师范大学张卫国研究团队基于最新的OSL年代学研究及研究区已有发表的年代数据,首次计算了长江三角洲过去2000年以500年为时间间隔的沉积物堆积量的变化。结果表明,2.0–1.5 ka和0.5–0 ka时期的沉积物堆积量高于1.5–1.0 ka和1.0–0.5 ka时期,最大值约为最小值的2倍。对比流域洪水和干旱事件的历史记录表明,较湿润的气候导致了三角洲沉积物堆积量的增加,反映了河流输沙量在三角洲生长中的作用。然而,过去500年最高的沉积物堆积量 (205±29×106m3/a)不仅与小冰期的湿润条件有关,而且与区域人口的急剧增长有关。

  作者认为,在过去的五个世纪里,人类活动在三角洲增长方面的影响已经超过了自然强迫。以堆积量最低的中世纪暖期作为当前气候变暖的相似型,并考虑近些年来的筑坝和水土流失治理造成的河流入海泥沙量下降,作者预测,在未来几个世纪,长江三角洲可能面临更严重的泥沙供应不足及更高的侵蚀风险。

图1 研究区域及钻孔位置图
图片来源:Nian et al. [2022], 图1
图2 近 2 ka长江三角洲沉积物堆积量变化及其与全新世和AD 1958–1978时期的比较
图片来源:Nian et al. [2022],图3
图3 气候和人类活动对三角洲沉积物供应和输送影响的示意图。(a) 0.5 ka以前,(b) 0.5 ka以后
图片来源:Nian et al. [2022], 图5
 

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作者信息

第一作者

年小美  华东师范大学河口海岸学国家重点实验室 副研究员
  主要研究方向为第四纪年代学(特别是释光技术的方法研究及应用)及地貌演化。

通讯作者

张卫国  华东师范大学河口海岸学国家重点实验室 研究员
  主要研究方向为三角洲及邻近海域的沉积过程、环境演变、灾害风险和环境磁学等方面的研究。

  本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后科学基金、华东师范大学河口海岸学国家重点实验室开放基金的资助。