河流自调整驱动的地貌演进:河连型滑坡堰塞湖长期恢复的基于过程框架

《CATENA》:Geomorphic transition driven by river self-adjustment: A process-based framework for long-term recovery of river-connected landslide-dammed lakes

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月22日 来源:CATENA 6.6

编辑推荐:

   •河流自调整驱动河流连通滑坡堵江堰的长期地貌过渡。•堰体稳定与河道协调共同控制河流恢复。•地貌过渡指数量化系统尺度地貌恢复。引言山区河流是地球上最具活力的地貌系统之一,快速构造抬升、强烈河流下切以及频繁的山体运动持续重塑河谷景观(Cui et al., 2012; Wang

  
  • •
    河流自调整驱动河流连通滑坡堵江堰的长期地貌过渡。
  • •
    堰体稳定与河道协调共同控制河流恢复。
  • •
    地貌过渡指数量化系统尺度地貌恢复。

引言

山区河流是地球上最具活力的地貌系统之一,快速构造抬升、强烈河流下切以及频繁的山体运动持续重塑河谷景观(Cui et al., 2012; Wang et al., 2022; Wang et al., 2024)。大规模滑坡是这些环境中最具重要性的地貌扰动之一,因为它们可骤然堵塞河道、扰乱沉积物输移、改变纵向连通性并形成滑坡堵江堰。此类扰动迫使河流系统偏离扰动前平衡态,启动长期地貌调整。尽管许多滑坡堰在形成后很快溃决,另一些则保持稳定数十年乃至数百年,使得水流、沉积物与河道形态之间产生长期相互作用(Argentin et al., 2022; Ma et al., 2022; Yang et al., 2025)。河流连通滑坡堵江堰代表一类独特的淤积系统,因其与上下游河网保持永久性水力连通。水与沉积物的持续交换促进湖相过程与河相过程的持续相互作用,导致渐进式沉积物再分配、河道重组与景观演化。因此,理解这些长期调整过程对于揭示受扰动山区河流在重大地貌扰动后的恢复机制至关重要。
以往研究已大幅提升了人们对滑坡堵江堰的认识。早期调查主要关注堰体形成、堰体稳定性、溃决机制、溃坝洪水及灾害评估(Chen et al., 2026; Lyu et al., 2022; Pánek et al., 2010)。较近研究则日益关注水库淤满、沉积物沉积、河道下切及扰动后形态演化(Ma et al., 2025; Solorza et al., 2026)。卫星遥感技术的迅速发展进一步实现了对湖泊范围、河道形态、植被恢复及沉积物动力学的十年尺度连续监测(Hsu and Hsu, 2009; Wolfert et al., 2025; Zhang et al., 2009)。多时相 Landsat 观测数据特别是成为重建偏远山区滑坡堵江堰长期演化的有效工具(Lin et al., 2022; Takayama et al., 2026)。这些研究极大推进了人们对扰动后地貌演化的理解,并在广泛时空尺度上提供了宝贵的观测资料(Argentin et al., 2021; Enkhbold et al., 2026; Meng et al., 2023; Singh et al., 2025; Zhong et al., 2025)。
尽管取得这些进展,仍存在若干重要的知识空白。现有研究主要以单项指标(如湖泊面积、沉积物淤积量或河道宽度)描述地貌演化过程(Ghassemi et al., 2025; Haeberli et al., 2017)。这些变量虽能有效刻画特定地貌响应,但难以洞察受扰动河流-湖泊系统作为整合整体如何重组(Yang et al., 2023)。因此,长期河流恢复通常被解读为一系列独立的地貌变化,而非协调的调整过程。此外,当前研究缺乏将沉积物稳定、河道重组与河流组织逐步恢复明确关联的过程性框架(Fuhua et al., 2026; Mihu-Pintilie et al., 2026)。缺乏此类框架使得量化地貌恢复的总体轨迹变得困难,或难以在不同河流连通滑坡堵江堰之间比较恢复过程(Chang et al., 2022; Hodgson et al., 2026; Li et al., 2025)。
本研究提出,河流连通滑坡堵江堰的长期恢复应被视为一种由河流自调整驱动的地貌过渡过程。该过渡过程由两条互补的恢复途径控制:堰体稳定(反映沉积物逐步稳定)与河道协调(描述纵向河道连续性的恢复)。为量化这些过程,我们发展了堰体稳定指数(BSI)、水流连续性指数(FCI)和地貌过渡指数(GTI)。利用嘉拉(Jiala)河流连通滑坡堵江堰四十载(1986–2025)的 Landsat 观测数据,我们重建了长期地貌演化过程,识别主要过渡阶段,并建立了可迁移的河流恢复评价框架。
由于该框架源于单一 Landsat 观测案例且缺乏连续实地沉积物输移与地形验证,我们将过程解释视为可检验的假说,并将所提出指数主要作为基于案例的框架对待,其可迁移性需在其他河流连通滑坡堵江堰中进行测试。

章节摘要

研究区

嘉拉滑坡堵江堰位于中国东南青藏高原雅鲁藏布江大拐弯区嘉拉村附近(图1)。该地区位于东喜马拉雅构造结,是全球构造活动最强、地貌动态最剧烈的山带之一(Pradhan et al., 2022; van Oorschot et al., 2022)。雅鲁藏布江在进入雅鲁藏布大峡谷之前流向发生急剧变化,此处极其

长期地貌演化

1986–2025年间,嘉拉河-湖系统经历了持续的地貌演化,表现为湖泊范围、堰体形态与河道几何形状的协调变化(图3)。过去四十年中,淤积河段逐步从湖泊主导系统演化为较窄且更具组织性的河流走廊。
在早期观测期间,水域面积表现出较大的年际变率,但总体呈现随时间递减趋势(

长期地貌恢复的水文调控

滑坡堰形成后的河流恢复本质上受多时间尺度水文强迫的控制。地貌调整并非源于孤立洪水事件,而是淤积河段内重复季节性径流波动的累积效应。高水与低水条件的持续交替控制了沉积物再分配、河道再塑造及整个恢复过程中沉积面的演化

局限性与展望

尽管所提出框架捕捉了嘉拉河流连通滑坡堵江堰的长期地貌过渡,但其更广泛适用性仍不确定。该方法迄今仅经过单一案例测试,因此所提出指数尚不应被解读为河流恢复的普适标定指标。其对谷地约束、堰体几何形态、沉积物级配与供给、径流规律、植被定殖及初始状态的敏感性

结论

本研究利用完整 Landsat 档案重建了嘉拉河流连通滑坡堵江堰四十载(1986–2025)的地貌演化过程,并提出了一种过程性框架以解释长期河流恢复。主要结论如下:
  • (1)
    1986–2025年间,嘉拉河流连通滑坡堵江堰经历了从湖泊主导淤积系统向河道主导河流走廊的连续地貌过渡。该过渡过程

CRediT 作者贡献声明

张国帅(Guoshuai Zhang):方法、调研、形式分析、概念化。周银军(Yinjun Zhou):资金获取、形式分析、概念化。杨旭海(Xuhai Yang):方法、调研。陈琪(Qi Chen):数据管理。王一森(Yisen Wang):软件、资源、项目管理。李知竞(Zhijing Li):数据管理。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究由国家自然科学基金(52595702、52409082、52479058);中央公益性科研院所基本科研业务费(CKSF2026340/HL;CKSF2026190/HL;CKSF20241011/HL;CKSF2025690/HL)资助。
张国帅|周银军|杨旭海|陈琪|王一森|李知竞
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号