从鸭绿江到辽东半岛东岸泥区：气候变化和人类活动驱动下的源汇过程及其沉积记录

In order to explore the variations of source to sink processes and sedimentary record under combined impact of climate change and human activities, with respect of fine-grained sediment transport from Yalu River to the mud deposit system along the eastern coast of Liaodong Peninsula, the present study aims to : (1) reconstruct the long-term sediment load variation of the Yalu River catchment resulted from climatic and anthropogenic impact; (2) analyze the effect of Yalu River-derived sediment on formation and evolution the mud deposit system, through studying the sediment transport process and mechanism from source to sink, and identifying the corresponding sedimentary record; and (3) study sediment source, deposition rate and sediment transport mechanism variations of mud deposition, in response to sediment load changes of the Yalu River, through interpreting the sediment record. Above studies will be beneficial to analyzing and comparing discrepancies of source-sink process among different climate zone of the East China continental shelf, as well as larger river and medium and smaller sized river, and also helpful to studying high resolution sedimentary record of mud deposits, associated with climate and environment evolution.

为研究气候变化和人类活动影响下，细颗粒沉积物从鸭绿江到辽东半岛东岸泥质沉积体系的源汇过程和泥质区沉积体系所发生的变化，本研究拟通过数值模拟方法，定量揭示人类活动和气候变化影响下，鸭绿江流域入海输沙量长时间序列的变化；利用现代观测技术，了解鸭绿江沉积物从源到汇的运移过程和机制，研究不同机理在泥质区形成的沉积相和地质记录特征，探讨鸭绿江入海输沙量变化对泥质区形成和演化的影响；通过泥质区沉积记录解译，建立泥质区沉积物来源，堆积速率和沉积物输运方式与鸭绿江流域输沙量变化在时间序列上的对应关系。以上研究有利于分析和对比中国东部陆架区不同气候带，以及大型与中小型河流在源汇过程上的差异，也可为利用泥质沉积记录进行气候和环境演变的高分辨率研究提供科学依据。

本项目将源的变化、源到汇输运过程、以及汇对源变化的响应作为整体加以研究，系统的分析了气候变化和人类活动影响下鸭绿江陆源沉积物从源到汇的输运过程。另外，还从沉积学角度揭示了细颗粒沉积物从山东半岛北部到辽东半岛东岸的跨锋面输运过程，取得了以下认识：（1）气人类活动导致水土流失加剧使辽东半岛东岸沿岸河流1751-1940年的入海输沙量较1000-1750年间增加了近36.2%；1941-2012年，水库修建又造成入海输沙量快速减少了59%；（2）气候变化与人类活动共同影响下，鸭绿江流域的洪水发生频率在1000-1940年以前呈现增加的趋势；但受水库修建影响，1940年以后流域大洪水的发生频率快速下降。水土流失加剧导致流域洪水的强度增加了19.2-20.3%，而梯级水库的建设则降低了36.7-41.7%的洪水峰值；（3）辽东半岛东岸泥区沉积记录中的有机物、多环芳烃和Pu-239+240的分布，很好的指示了流域人类活动强度和方式在不同阶段的变化；（4）辽东半岛东岸泥区的悬沙浓度变化与冬季风暴密切相关，沉积物从鸭绿江到辽东半岛东岸泥区虽然总体上仍遵循“夏储冬输”的输运机制，但其“夏储”的地点与“冬输”的机制可能与长江和黄河等大型源-汇体系有着较大的差异；（5）辽东半岛东岸泥区是两个源-汇传输体系的复合体，即，除了鸭绿江-辽东半岛东岸泥区源-汇体系，还存在着黄河-辽东半岛东岸泥区源-汇体系（黄河北支远端泥）；（6）山东半岛北部黄河物质可输运至北部的辽东半岛东岸泥区，鸭绿江物质亦可扩散至北黄海西部泥质区，即不同来源物质可发生跨锋面输运；（7）冬季风暴导致海面低频波动，使锋面位置和强度发生变化，是山东半岛北部黄河物质发生跨锋面输运的主要原因；（8）黄海暖流的阶段性强弱变化对山东半岛东北部物质的跨锋面过程及辽东半岛东岸物质的沉降过程起到控制作用，这对于陆架泥质沉积的物质多源性及陆源物质的向外输运过程的动力机制具有指示意义。