2020年2月，我院簡星副教授課題組在《Geophysical Research Letters》期刊上發表了題為“Climate‐dependent sediment composition and transport of mountainous rivers in tectonically stable, subtropical East Asia”的研究論文，揭示了氣候變化對亞熱帶構造穩定區的山脈侵蝕、山溪性河流沉積輸運過程及入海沉積物組成的主要控制作用。簡星為第一和通訊作者。

沉積源-匯過程研究對深入了解表生地質過程、陸-海界面分析以及追蹤全球氣候、環境演變歷史，均具有重要指示意義。入海河流是這一過程中的關鍵環節，它是地表物質向海洋遷移的主要途徑，作為連接陸地和海洋這兩大體系的重要紐帶，將大陸地表風化作用的產物以泥沙和溶解質的形式帶入海洋，成為海洋物質的重要來源。

多年的觀測數據表明，東亞熱帶-亞熱帶河流的物質輸出對全球海洋總量做出了突出的貢獻，而且這些河流的物質輸運過程表現出了明顯的多樣性，頗具特色。現已認識到東亞地區存在兩種截然不同的河流沉積物輸運體系，即包括（1）穩定構造背景下，以長江為代表的“大河大三角洲-高通量-強烈人類活動影響-緩慢物質輸運”的大河流體系和（2）活躍構造背景下，以臺灣的河流為代表的“小河流-瞬時大通量-極端氣候影響-快速物質輸運”的山溪性小河流體系。浙閩入海河流（甌江、閩江、九龍江等，如圖1）也是東亞物質輸出的重要途徑，雖然處于穩定的構造背景，人類活動頻繁，但流域地形與山溪性河流類似，并受季風氣候和臺風天氣的影響。在自然環境變化和人類活動雙重脅迫下，其沉積物輸運過程及入海沉積物組分的變化規律，目前并不清楚。浙閩河流是否可以歸為上述兩種河流體系的一種，有待研究證實。

圖1 研究區背景（詳細說明可見論文）

該研究選取閩江為研究對象，主要緣于閩江流域上、下游分布了巖性和形成時代都不同的巖石，降雨具有明顯的季節地域差異（圖1），是開展短時尺度的沉積源匯示蹤研究的理想場所。研究人員在閩江下游近河口段定點采集了不同季節（覆蓋一整年）的河水懸浮物，作為閩江入海沉積物的代表，同時采集了全流域主要支流和干流的河床沉積物和懸浮物，用于進行入海沉積物的物源對比。開展了懸浮物和河床沉積物細組分的Sr-Nd同位素分析以及河床沉積物粗組分的沉積巖石學和重礦物分析。結果顯示閩江入海沉積物的Sr-Nd同位素組成具有季節性的變化規律，所代表的物源演變與降雨的季節時空變化相一致（圖2），說明閩江沉積輸運過程及入海沉積物組成能快速響應于水文氣候變化，具有季節的敏感性。閩江河沙具有較低的成分成熟度和結構成熟度，可能是輸運快、旋回少的結果，這與傳統沉積學中所認為的穩定構造環境中往往產生高成熟沉積物的看法不同。閩江沉積物粗、細組分的研究結果均顯示了氣候變化對閩江入海沉積物組成的主要控制作用。雖然閩江沉積輸運體系與構造活躍區山溪性小河流體系具有一定的相似性，但它可能代表了一種被低估的東亞河流輸運體系。該研究顯示了浙閩河流入海沉積物組成的時空多樣性，強調了氣候因子在亞熱帶構造穩定區山脈侵蝕作用、沉積輸運過程中的重要角色，對地史時期構造-氣候-沉積耦合關系研究也有啟示意義。

圖2 閩江不同季節入海沉積物的Sr-Nd同位素分析結果（詳細說明可見論文）

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https://doi.org/10.1029/2019GL086150