近日，自然資源部海底科學(xué)重點實驗室研究員吳自銀領(lǐng)銜的海底地形地貌探測與應(yīng)用研究團隊在環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)期刊發(fā)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(huán)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(xué)領(lǐng)域的國際前沿科學(xué)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(tǒng)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(yǎng)物質(zhì)，對河口三角洲及近海地貌演化和生物地球化學(xué)過程等產(chǎn)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(dǎo)致的泥沙捕獲量。

圖為主要大型水庫泥沙捕獲貢獻比例。

據(jù)統(tǒng)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(dá)85%。

研究團隊收集了九大河流流域內(nèi)，時間跨度達(dá)61年的27個水文站輸沙、輸水?dāng)?shù)據(jù)和469個氣象站降雨數(shù)據(jù)，建立了九大河流長周期“輸沙-輸水-降雨”數(shù)據(jù)庫。通過系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，中國九大河流的多年平均輸沙以1969年、1986年、1999年、2004年為關(guān)鍵時間節(jié)點，呈現(xiàn)“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(lián)合分析方法定量評估發(fā)現(xiàn)：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?！秉S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(nèi)大型水庫的建設(shè)，使得大量泥沙被攔截在建壩后的水庫，導(dǎo)致入海泥沙量呈現(xiàn)“階梯式”下降。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)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(jì)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(jì)70年代以來，隨著黃河流域經(jīng)濟社會發(fā)展，大量淡水資源被用于滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)、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(tài)工程持續(xù)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(dǎo)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(dǎo)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(zhì)入海輸送，可為近海生態(tài)系統(tǒng)提供可觀的營養(yǎng)物質(zhì)。其中，作為水體中營養(yǎng)鹽、有機質(zhì)的重要載體，河流泥沙既可為富營養(yǎng)化水體自凈提供物理支撐、生化反應(yīng)界面，還可在河口區(qū)降低水體透明度、降低河口區(qū)發(fā)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(tài)系統(tǒng)原有平衡，對河口海岸帶、相鄰陸架邊緣海的海洋初級生產(chǎn)和食物鏈、生源要素的生物地球化學(xué)循環(huán)等過程產(chǎn)生重要影響，導(dǎo)致近岸海洋生態(tài)系統(tǒng)變化。

研究團隊認(rèn)為，河流入海泥沙銳減這一現(xiàn)狀在短期內(nèi)還難以恢復(fù)到之前水平。因此，要按照陸海統(tǒng)籌、河海聯(lián)動的發(fā)展理念和要求，加快陸海一體的河流輸沙監(jiān)測、生態(tài)評估、環(huán)境評價與治理體系等建設(shè)，實現(xiàn)流域、海域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量同步改善。河流泥沙減少雖然發(fā)生在流域內(nèi)，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(xué)過程和海洋生態(tài)環(huán)境。

研究團隊認(rèn)為，要從加強流域大型水庫庫容、土地利用現(xiàn)狀監(jiān)測，開展流域典型人類活動對河流—河口系統(tǒng)環(huán)境影響評價研究；加強近海空間資源與環(huán)境的調(diào)查、監(jiān)測和評價研究；開展河流、河口生態(tài)需水需沙量科學(xué)研究；加強政府部門交流合作等多個方面持續(xù)推進，加大工作力度，共同促進綜合治理能力建設(shè)。

近年來，海底地形地貌探測與應(yīng)用團隊依托自然資源部海底科學(xué)重點實驗室，圍繞國際前沿海洋科學(xué)問題，以海底探測新技術(shù)研發(fā)為抓手，在我國近海動力地貌學(xué)、邊緣海構(gòu)造地貌學(xué)等研究方面取得了一系列新進展，科研成果被廣泛應(yīng)用于我國海洋安全保障、近海工程建設(shè)等。