埃塞俄比亚南部高地的高泥沙产率与冲积扇对裂谷湖泊泥沙输送的调控作用

本研究针对埃塞俄比亚南部裂谷流域因人类活动加剧的土壤侵蚀问题，通过连续三年（2018-2020）雨季水文监测和1938个悬浮泥沙样本分析，量化了Elgo和Shafe流域的悬浮泥沙产率（SSY）空间分异（1887-19517 t km?2 a?1），揭示冲积扇截留40%-60%高地泥沙的关键作用，为热带山地流域泥沙预算管理提供科学依据。

　　

在埃塞俄比亚南部高地的陡峭地形中，人类活动如毁林和不可持续的土地利用正加速土壤侵蚀，导致裂谷湖泊面临严重的泥沙淤积威胁。这一现象不仅威胁湖泊生态功能，还影响周边居民生计。尽管全球已有大量泥沙产率研究，但对冲积扇这类关键地貌单元在短时间尺度（事件级至数十年）的泥沙调控机制仍缺乏量化证据。为此，来自阿尔巴明奇大学的研究团队选择Elgo（298 km²）和Shafe（192 km²）两个典型流域，通过多站点同步监测揭示了冲积扇对裂谷湖泊的保护效应，相关成果发表于地学期刊《CATENA》。

研究采用雨季连续水文观测（2018-2020年）、季节特异性泥沙评级曲线（基于1938个悬浮泥沙样本）和空间插值降水数据，在6个水文站实现径流与悬浮泥沙浓度（SSC）的同步监测。通过建立流域面积-海拔-SSY关系模型，结合冲积扇上下游泥沙通量对比，量化了地貌单元的沉积物截留效率。

悬浮泥沙产率
数据显示：高地SSY随流域面积增大而增加（最高达19517 t km^?2 a^?1），但低地区域SSY显著降低。Elgo和Shafe冲积扇分别截留了40%和60%的泥沙，证明其作为"天然泥沙过滤器"的功能。

不确定性分析
监测覆盖了60%年降雨量，但旱季数据缺失可能低估15%的年泥沙负荷。通过蒙特卡洛模拟验证，SSY计算误差控制在±18%以内。

结论与意义
该研究首次量化了埃塞俄比亚冲积扇对高地泥沙的短时间尺度截留能力，揭示其使裂谷湖泊免遭约50%泥沙输入的生态屏障作用。这一发现为制定基于自然解决方案（NbS）的流域管理策略提供了靶向依据——保护冲积扇地貌完整性可作为成本效益最优的泥沙控制措施。研究建立的雨季SSY动态模型，也为热带山地流域的侵蚀预测提供了方法论范式。