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我校刘兴年教授团队在Nature Communications上发表文章——在河流袭夺与地貌演化方面取得重要进展

发布时间 :2018年09月24日 来源 :水利水电学院 编辑 :廖芹 浏览量 :

近日,以中国学者为主导的中美加三国学者在河流发育演化方面取得研究进展,相关研究成果“Abrupt drainage basin reorganizationfollowing a Pleistocene river capture(更新世一次河流袭夺时间后的流域地貌突变)”发表于国际顶级期刊《Nature Communications》(自然·通讯,影响因子12.35)。论文第一作者为我校水力学与山区河流开发保护国家重点实验室刘兴年教授团队助理研究员范念念,论文第一单位为我校水力学与山区河流开发保护国家重点实验室。

范念念老师10多年前注意到老家沂蒙山区的柴汶河,流向由东急剧转向西南,并在大拐弯上游发育壮丽的峡谷与瀑布,便一直关注该区域。在美国及加拿大交流访问期间,进一步了解到该研究区域在世界范围内的稀缺性和典型性。于是与中国海洋大学、中科院地理科学与资源研究所、加拿大英属哥伦比亚大学和美国加州理工大学等国内外单位展开合作研究,经30余次实地考察,结合无人机测绘、声呐水深探测仪、光释光与碳14测年等技术手段,完成并发表了该成果。

研究表明,黄河支流古柴汶河不断溯源侵蚀,约8万年前切穿了淮河支流古沂河上游的分水岭,完成了该次河流袭夺,使古沂河急剧转向300度,同时在该处形成了20余米高的瀑布,该瀑布沿今柴汶河向上游移动,在坚硬的花岗岩山体中淘刷出峡谷,最窄处宽度仅2米。同时,袭夺弯处河道急剧降低,促使新的河流(反向河)向淮河流域发育,现在仍在不断扩张,即该处黄河流域仍在不断吞噬淮河流域。

因袭夺的典型地貌特征,如袭夺河、被夺河、倒淌河、袭夺弯、风口和尼克点等均完好地保留,所以该研究可以为中外地理和地质类教课书提供典型的河流袭夺案例,也为河流袭夺的地貌演化与机制研究提供了极好的天然范例与观测数据;借助该案例,研究人员成功测试了Willett等(2014)在Science杂志上提出的广受争议的有关河流水系平衡理论的有效性。

该研究还有助于完善黄河的发育历史,并可进一步推广到亚马孙河、刚果河、长江和雅鲁藏布江等大型河流的发育演化过程。同时,该次袭夺造成古沂河水量急剧减少,发育了沼泽,保留的沼泽沉积物最厚处超过10米,下一步可以用于研究末次冰期海平面剧烈下降(>120m)、海岸线剧烈后退(>1000km)的背景下中国东部沿海地区的古生态与气候特征,并有助于完善中国西部黄土高原和荒漠的发育过程。

刘兴年教授团队的助理研究员范念念,近年来以第一作者在高水平国际期刊Nature Communications、Water Resources Research、Journal of Hydrology、Journal of Geophysical Research和Scientific Reports五种期刊上发表文章各一篇,我校在青年老师培养方面取得了的显著成效。本研究得到了国家自然科学基金的资助,并得到当地地方政府的大力支持。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-06238-6.pdf