综述：利用河流沉积物中的锂（Li）、镁（Mg）和硅（Si）同位素，在全球范围内研究大陆风化过程

《Earth-Science Reviews》：Probing continental weathering at the global scale using Li, Mg and Si isotopes in fluvial sediments

锂镁硅同位素组成揭示全球河流沉积物中硅酸盐风化新机制，发现Li同位素对风化强度敏感且独立于矿物类型和气候，而Mg同位素受矿物分选影响较小。研究整合了49条现代河流沉积物的Li、Mg、Si同位素数据，表明Li-Mg-Si组合可更准确评估全球风化作用，需结合Nd同位素区分物源岩影响。

　　这项研究聚焦于全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂（Li）和镁（Mg）元素及其同位素组成，同时结合此前发表的硅（Si）同位素数据，探讨它们作为大规模硅酸盐风化代理的潜力，并分析全球尺度上的土壤状态。研究的核心在于揭示不同粒径颗粒的同位素特征如何反映风化过程和地质环境的相互作用。

在全球范围内，河流沉积物的同位素组成一直是研究化学风化过程的重要工具。过去的观测研究、代理发展以及建模工作虽然取得了显著进展，但对气候与硅酸盐风化之间在全球尺度上的关系仍存在诸多未解之谜。尤其在气候变迁对长期碳循环的影响方面，学术界尚存争议。此外，人类活动对河流溶解负荷的改变，也使得自然风化信号变得更加复杂，难以准确识别。因此，寻找能够反映大规模风化过程的可靠代理，成为当前研究的重要目标。

锂和镁同位素的分布已被证明在某些情况下可以作为风化过程的代理。与硅同位素相比，锂同位素在黏土颗粒中表现出更大的变化，而镁同位素则在不同粒径颗粒之间变化不大。这种差异可能与不同元素在风化过程中的行为有关。例如，锂同位素在黏土和粉砂颗粒中呈现出显著的富集，表明其含量高于上大陆地壳（UCC）。这种富集现象可能与锂在新生次生矿物中的优先吸附有关。相反，粉砂颗粒中含有较多的石英和其他锂、镁含量较低的原生矿物，表明其风化程度较低。

此外，研究发现，锂同位素的分布与气候和地质环境的变化密切相关，而镁同位素的信号则可能受到其他因素的影响。这表明，在某些情况下，锂同位素可以作为评估风化过程的独立指标，而镁同位素则需要结合其他信息进行解释。因此，研究团队在本研究中采用了一种新的方法，即比较全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，并将其与此前发表的硅同位素数据进行对比，以进一步了解现代大陆硅酸盐风化过程的特征。

为了更全面地评估这些同位素在流域尺度上的应用潜力，研究团队还探讨了它们作为风化代理的可行性。通过分析不同粒径颗粒的同位素组成，研究人员发现，黏土颗粒中的锂同位素变化与粉砂颗粒之间存在显著差异。这种差异可能与矿物的风化程度、颗粒的粒径分布以及地质环境的多样性有关。例如，黏土颗粒的同位素组成可能受到更多次生矿物的影响，而粉砂颗粒则更多受到原生矿物的控制。

研究还指出，某些同位素代理可能受到矿物学特征的影响。例如，硅同位素的分布可能与黏土矿物的类型有关，而镁同位素的分布则可能受到矿物分选的影响。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。这种综合分析有助于更准确地理解风化过程对全球碳循环的调控作用。

在全球范围内，黏土和粉砂颗粒的同位素组成可以作为评估风化过程的重要指标。然而，这些数据的解释仍然面临挑战。例如，如何区分源岩的矿物学特征与风化过程本身的影响，是当前研究中的一个关键问题。此外，如何将这些同位素数据与全球气候和地质环境的变化联系起来，也是研究的重点之一。通过比较不同粒径颗粒的同位素组成，研究人员发现，黏土颗粒的同位素变化可能与风化过程的强度有关，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到其他因素的干扰。

研究团队还指出，锂同位素在风化过程中表现出显著的分馏现象，这可能与次生矿物的形成有关。例如，在土壤形成过程中，锂同位素的分布可能受到土壤矿物演化的影响。相比之下，镁同位素的分馏现象则可能受到更复杂的因素控制，包括矿物分选、气候条件以及人类活动的影响。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要综合考虑多种因素，以确保数据的准确性和可靠性。

研究还提到，虽然某些同位素代理已被广泛应用于评估风化过程，但它们的解释仍存在一定的不确定性。例如，硅同位素的分布可能与气候参数有关，而锂同位素的分布则可能与土壤形成过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。此外，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

研究团队通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，发现这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

此外，研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。此外，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过比较不同粒径颗粒的同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过比较不同粒径颗粒的同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

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研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

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此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

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此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

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此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

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研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

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此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

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此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

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研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

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此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过比较不同粒径颗粒的同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

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通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过比较不同粒径颗粒的同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

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研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过比较不同粒径颗粒的同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风化信号变得更加复杂，需要进一步研究。

通过分析全球主要河流沉积物中黏土和粉砂颗粒的锂和镁同位素组成，研究团队发现，这些同位素在不同粒径颗粒之间的变化可能与风化过程的强度有关。例如，黏土颗粒的同位素变化可能反映了较高的风化程度，而粉砂颗粒的同位素变化则可能受到较低风化程度的影响。这种差异可能与不同粒径颗粒在风化过程中的行为有关，例如，黏土颗粒可能更容易吸附锂和镁，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的影响。

研究还指出，这些同位素的分布可能受到地质环境的多样性影响。例如，不同气候区域的河流沉积物可能表现出不同的同位素特征。这种差异可能与不同气候条件下风化过程的强度有关。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要考虑多种因素，包括地质环境、气候条件以及人类活动的影响。

此外，研究团队还提到，这些同位素的分布可能受到不同粒径颗粒的分选影响。例如，黏土颗粒可能更容易被风化，而粉砂颗粒则可能受到更多原生矿物的控制。因此，在评估这些同位素的代理潜力时，需要结合其他数据进行综合分析。同时，人类活动对河流溶解负荷的影响，也使得自然风