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地理与环境科学学院张振卿在《Geomorphology》上发文揭示近4400年以来黑龙江流域洪水演化历史


发布时间:2021-08-25

地理与环境科学学院张振卿联合中国科学院东北地理与农业生态研究所、美国路易斯安那州立大学和中国科学院地质与地球物理研究所近日在《Geomorphology》发表论文“Historical flooding regime along the Amur River and its links to East Asia summer monsoon circulation”,揭示了近4400年以来黑龙江流域洪水事件演化历史及其与极端气候条件的关系。

充分了解历史时期洪涝灾害的发生过程、演化规律以及对环境条件的响应机理是面对未来全球变化条件下制定科学防灾减灾策略的基本前提。本研究以黑龙江流域典型古冰丘沼泽湿地为研究对象,利用水搬运动力模型厘清了湿地内不同粒级组分碎屑物质的来源、搬运过程和埋藏机理。在非洪水期,受弱水动力分选作用的影响,碎屑物质粒级从湿地边缘到中心呈逐渐变细的趋势。特别是在湿地中心采样位置,非洪水期以较细粒级的黏土和粉砂组分为主。而在洪水期,受强水动力搬运作用影响,粗粒级的粗砂组分被搬运到湿地中心采样位置。因此,湿地中心沉积物中的粗砂组分沉积速率变化成为记录地质历史时期洪水信息的良好信息载体(图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 个沼泽湿地沉积柱芯粒度数据的粗砂组分沉积速率变化重建了过去近 4400 年以来的洪水演化历史,并将研究区当地洪水事件与我国东部季风区其它主要水系洪水以及古气候记录进行了详细对比分析。研究结果表明,黑龙江流域近 4000 以来有 6 次显著洪水高发期,分别为距今 4400-4000 年, 3600-3200 年, 1700-1400 年, 1100-900 年, 700-500 年,和 200-0 年。其中,前五次洪水高发期与我国东部季风区其它水系的洪水高发期有较高的一致性,并且与气候参数中较高年降水期相吻合(图 2 )。因此,本研究认为晚全新世以来东亚夏季风强度变化是驱动黑龙江流域洪水演化的重要环境因子。此外,黑龙江流域近 200 年的洪水高发期与其它地区洪水记录存在显著差异,推断此阶段洪水事件受控于气候变化和人类活动的共同影响。

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 联合资助。张振卿为论文的第一作者,其指导的硕士研究生李琳和殷睿分别为第四和第五作者。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107782



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