基于地缘环境与极端事件的鸭绿江口沉积记录研究

Due to the special geographical environment of the Yalu River, the study on the sedimentary record in the Yalu River estuary has been imminent. Previous research indicated that: it is not enough only to study the background values of the heavy metals, but the other environmental elements; the“event signals”in the sedimentary records could be used to trace the natural or anthropogenic“extreme events”and it is feasible to establish the sedimentary system using the sedimentary records. Accordingly, we are to define the background values of the environmental elements including rare earth elements, major elements, organochlorine pesticides, biogenic elements, and radioactive isotopes, in the different time scales; to find out the overall“event signals”with the response on “extreme events”and the indicative signification of hydrodynamic force change; to trace the response of the extreme events in the sedimentary records, especially the natural or anthropogenic extreme events in the sedimentary records; to reveal the development pattern of the topography of the estuary, surrounding shoals and river central shoals through the sedimentary system; to explore the time, reason, scale, rate and trend on the loss of Chinese territory; to predict the trend of landform evolution of the Yalu River estuary; to provide the scientific basis for maintaining the important strategic territory resources.

因涉及到特殊的地缘环境，鸭绿江口沉积记录的研究已经迫在眉睫。前期研究表明：鸭绿江口各环境要素的背景值是沉积记录研究的基础，不能仅限于重金属背景值研究；沉积记录中的某些“事件信号”可以用于追踪流域自然或人为的极端事件；通过沉积记录建立鸭绿江口的沉积体系也是可行的。据此，我们拟在建立鸭绿江口统一年代框架的基础上，确定稀土元素、常量元素、有机氯农药、生源要素、放射性同位素等环境要素在不同时间标尺下的背景值；提取沉积记录中有极端事件响应或动力变化指示意义的“事件信号”，追踪流域自然或人为的极端事件在沉积记录中的响应，尤其是有机氯农药、生源要素、放射性污染等极端事件在沉积记录中的响应；通过沉积体系揭示鸭绿江河口地貌及周边浅滩、江心滩的发育规律，探索我国疆土“丢失”的时段、原因、规模、速率和趋势，预测鸭绿江河口地貌演化的趋势，为守住国家重要的土地战略资源提供最基础的科学依据。

鸭绿江是中朝两国界河，在河口沉积中保留了许多自然的或人为的极端事件的沉积记录，这些沉积记录显示了鸭绿江口生态、环境、国土在过去100年来的剧烈变化。开展“基于地缘环境与极端事件的鸭绿江口沉积记录研究”，弄清特殊地缘环境的人类活动响应，推演地貌演化进程，对鸭绿江口环境生态和国土保护具有重要意义。.本研究主要内容有提取鸭绿江中游水库及鸭绿江口沉积记录中具有指示意义的“事件信号”，并依此追踪流域自然和人为的极端事件在沉积记录中的响应；结合野外调查建立河口环流与最大浑浊带的河口沉积动力学模型；探索鸭绿江口沉积体系的变化、最大浑浊带的位置变动、河口地貌演化对人类活动的响应。.通过对鸭绿江中游水丰水库柱状样的测年、粒度和重金属浓度等指标的分析表明，1939年以来水丰水库重金属沉积记录分为4个时期，总体污染程度不高，与鸭绿江口的重金属污染历史差异较大，说明鸭绿江中游和上游对鸭绿江口沉积的影响可能不是很大，这个结论还有待其他地球化学沉积记录的进一步佐证。根据鸭绿江口不同地点采集的10个沉积物岩心的测年和粒度分析，确定了1963、1975、1986、1990年多个计年时标。通过主汊道的常量元素沉积记录发现沉积物具有多源性，以1978年为界，分为上下2个沉积单元。通过对鸭绿江口生源要素的垂直分布特征和沉积通量判断，鸭绿江口环境演变以上世纪80年代和90年代为界，大致分为3个阶段。结合鸭绿江口稀土元素沉积特征，通过有限体积海岸海洋模型和改进的轨道海洋塑料碎片模型进行水力沉积动力学模拟，结果显示，潮汐引起的向陆泥沙通量显著减少，鸭绿江口可能会变成沉积物源而不是汇。通过建立鸭绿江口沿槽和跨槽河口环流的斜压模型，发现鸭绿江口最大浑浊带向西移动。研究结果均指向一个重要事实：受上游水库汇入减少的影响，鸭绿江口正在发生显著的“再造床”响应，使这里的环境生态、国土面积都发生了很大改变，这种改变还将持续一段时间。