“洞庭湖和鄱阳湖的地貌变化，直接关联中下游河流及河口的地貌发展态势。以两大湖泊为研究对象，通过分析动力变化、湖泊冲淤及未来态势，揭示了湖泊响应自然作用和人类活动的变化机制。”
通江湖泊，作为一种重要的沉积体系，其地貌演变直接反映了地表沉积系统对气候变化和人类活动的响应[1-2]。位于长江中下游的洞庭湖和鄱阳湖，是我国最大的两个淡水湖，其动力地貌变化直接关联中下游河流及河口的地貌发展态势（图1）。基于此，以两大湖泊为研究对象，通过分析其动力变化、湖泊冲淤及未来态势，揭示湖泊响应自然作用和人类活动的变化机制。
图1. 长江流域及洞庭湖、鄱阳湖区域图
鄱阳湖萎缩机制及影响因素
通过分析鄱阳湖1950s-2010s的地貌动力变化机制，探讨长江中下游鄱阳湖萎缩特征、影响因素及湿地变化过程[3-4]。研究定量提出鄱阳湖每年周期性的萎缩日期较上世纪同时期提前28天。就平常年而言，三峡大坝蓄水及拦砂导致入江河口的干流水位急剧下降，而入江河口处地形基本维持不变，从而诱发入江河口出流流速显著增加，即胁迫效应是鄱阳湖萎缩提前的重要因素。与三峡大坝引起的入江河口胁迫效应相比，间歇性的极端干旱是极端年份鄱阳湖萎缩的主控因素，其影响远甚于前者。研究进一步定量甄别降雨变化，鄱阳湖流域人类活动及三峡大坝对鄱阳湖近期萎缩的贡献率分别为：39.1%, 4.6% 和56.3% （图2）。
图2. 各种影响因素对鄱阳湖萎缩的贡献对比
鄱阳湖沉积特征
通过分析鄱阳湖1960s-2010s的沉积记录，探讨其年代际变化过程和相关控制因素[5]。结果表明鄱阳湖在1960-1999期间淤积泥沙421万吨/年，而在2000-2012期间侵蚀泥沙782万吨/年，从而由泥沙的汇转变成了源。通过剖析鄱阳湖年代际遥感影像，揭示出鄱阳湖最大的三角洲，赣江三角洲年向湖淤进速率首先由32.7米/年（1983-1996）逐步增加到52.8米/年（1996-2005），之后迅速下降到1.7米/年（2005-2015）。与此同时，鄱阳湖浅滩处采集的沉积柱样表明，通江河道浅滩的淤积速率在2002年后出现下降趋势。通过进一步探讨相关控制因素，发现鄱阳湖2000年前的泥沙沉积得益于入湖泥沙显著高于出湖泥沙，而近期的严重侵蚀主要由支流入湖泥沙下降和出湖泥沙上升共同导致（图3）。
图3. 鄱阳湖年代际沉积特征
洞庭湖地貌变化过程
基于洞庭湖1950s-2014s的水文地形数据，探究其水文地貌变化过程和影响因素[6]。对比三峡前后洞庭湖的水文情势，发现洞庭湖水沙变化呈现“洪季少洪、枯季更枯”的季节性特征，湖泊整体从建坝前的年淤积1亿余吨转变为建坝后的年侵蚀200万吨。侵蚀现象在东洞庭湖尤为明显，与之伴随的是湖泊内一系列三角洲的严重萎缩，其中藕池三角洲几近消失（图 4）。进一步分析湖泊出湖动力条件，发现胁迫效应是导致出湖沙量高于入湖沙量的主要原因。此外，干流荆江河道的显著下切，致使干流水沙难以通过三个河口进入洞庭湖，即明显的水沙收支不平衡导致洞庭湖出现萎缩和侵蚀迹象。
图4. 洞庭湖地貌变化过程
参考文献
- Dai Z.J., 2021.Changjiang riverine and estuarine hydro-morphodynamic processes, In the Context of Anthropocene Era. Springer Press.
- Dai, Z.J., Mei, X.F., Darby, S., Lou, Y.Y., Li, W.H., 2018. Fluvial sediment transfer in the Changjiang (Yangtze) river-estuary depositional system. Journal of Hydrology 566, 719-734.
- Mei, X.F., Dai, Z.J., Du, J.Z., Chen, J.Y., 2015. Linkage between Three Gorges Dam impacts and the dramatic recessions in China’ s largest freshwater lake, Poyang Lake. Scientific Reports 5, 18197.
- Mei, X.F., Dai, Z.J., Fagherazzi, S., Chen, J.Y., 2016. Dramatic variations in emergent wetland area in China’s largest freshwater lake, Poyang Lake. Advances in Water Resources 96, 1-10.
- Mei, X.F., Du, J., Dai, Z.J, Du, J.Z., Gao, J.J., Wang, J., 2018. Decadal sedimentation in China’s largest freshwater lake, Poyang Lake. Geochemistry Geophysics Geosystems 19, 2384-2396.
- Yu, Y.W., Mei, X.F., Dai, Z.J., Gao, J.J, Li, J.B., Wang, J., Lou, Y.Y., 2018. Hydromorphological processes of Dongting Lake in China between 1951 and 2014. Journal of Hydrology 562, 254-266.
梅雪菲，华东师范大学河口海岸学国家重点实验室副研究员，2013年博士毕业于荷兰代尔夫特理工大学，主要从事流域-河口水文过程及地貌演变方面的研究工作。近五年成果包括：揭示长江中下游洞庭湖、鄱阳湖地貌冲淤特征及其主控机制；定量甄别长江流域大坝拦水挡沙对下游洪水风险影响的贡献；提出上游水沙变异影响下的长江感潮河段河槽时空格局。成果发表于Geophysical Research Letters, Journal of Hydrology, Advance in Water Resources等国际主流学术刊物。主持国家自然科学基金两项和上海市国际科技合作基金一项，作为研究骨干参与国家及省部级项目多项。