中大新闻网讯(通讯员侯雪姣)河流悬浮泥沙在维持河口三角洲湿地方面发挥着至关重要的作用。近几十年来,一些全球尺度的评估表明河流水坝的修建导致许多河流输沙量减少,人们开始担忧河流输沙减少会引起河口三角洲湿地退化。为了保护海岸带湿地,一些学者提出拆除大坝以增加河流输沙量,进而改善河口的悬浮泥沙量。然而,目前全球河口三角洲沿岸悬浮泥沙的动态及驱动因素尚未得到全面评估,河口悬浮泥沙对河流输沙变化的响应仍然不清楚。
为了获取全球河口悬浮泥沙的变化,侯雪姣副教授研究团队利用MODIS卫星遥感数据,获取了全球349个河口从2000至2020年的悬浮泥沙浓度,生成了目前分布范围最广、时间尺度最详尽的河口悬浮泥沙浓度数据集,并基于此评估了全球河口悬浮泥沙的分布变化。研究发现,在过去20年,全球大部分河口的悬浮泥沙都呈现了增加的趋势,其中北美、非洲及北极的河口悬浮泥沙增加明显,但亚洲南部河口悬浮泥沙显著减少。
该研究监测到的全球河口悬浮泥沙变化及其对河流输沙的响应可为河口海岸带湿地保护修复提供理论及数据支撑。论文以“Sustained increase in suspended sediments near global river deltas over the past two decades”为题发表在Nature 子刊《Nature Communications》上。
2000-2020全球河口泥沙浓度变化趋势
河口悬浮泥沙与河流输沙变化趋势
结合河流输沙量数据、潮汐及波浪数据,研究团队分析了河口悬浮泥沙变化的影响因素。研究发现,河口悬浮泥沙的季节性变化与河流输沙量、潮汐及波浪作用密切相关,河流输沙量大、潮汐或波浪作用强的季节均会表现出较高的悬浮泥沙浓度。从河口悬浮泥沙长期变化来看,往往只有河流输沙量大、潮汐作用强的河口悬浮泥沙浓度较高,而波浪作用强的河口悬浮泥沙反而较低,这可能是因为河口悬浮泥沙的变化除了受河流输沙、河口水动力因素的影响外,还受河口地貌的影响。相比河流和潮汐主导型河口三角洲,波浪主导型河口三角洲的悬浮泥沙浓度会更低,主要原因是波浪主导型河口三角洲没有较多的分流河道,且基本都是沙质海岸线,这一特征使得波浪主导型河口不能长期有效地保留悬浮泥沙。因此,波浪可能会短暂增加悬浮泥沙浓度,但长期较强的波浪主导作用往往会导致悬浮浓度降低。
图3 河口悬浮泥沙与河流输沙、潮汐及波浪作用、盐度的关系
中山大学为本论文第一署名单位,测绘科学与技术学院环境遥感团队副教授侯雪姣为论文第一作者,南方科技大学冯炼副教授及荷兰乌特勒支大学助理教授Jaap H. Nienhuis为论文共同通讯作者,合作作者包括华东师范大学沈芳教授及波士顿大学博士后谢当汉。本研究项目得到了国家自然科学基金项目的支持。
论文全文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-47598-6
文稿终审:陈华桂