项目:自然科学奖黄河中上游水系发育与环境变化研究一、项目简介申报项目主体属于地理学领域的河流地貌研究方向,核心科学任务是研究水系的形成和演化以及与流域环境变化的相互作用,从地貌和沉积学的角度来解读和理解河流、泥沙、环境三者关系演变的规律和机制,为揭示构造活动与气候变化相互作用下的流域地貌演化过程提供支撑。 黄河中上游流经我国三大地貌阶梯,流域内不但新构造运动极其活跃而且气候变化和差异显著,是开展水系发育与环境变化研究的热点区域。作为我国北方最重要的水资源, 黄河水系格局的演化、流域内气候变化的趋势和河道泥沙冲淤的时空变化还会对社会经济和生态安全产生巨大影响, 迫切要求我们对黄河中上游水系发育和环境变化的过程、规律和机制进行深入研究。本项目执行前,有关黄河中上游水系与环境演化研究主要侧重独立河段形成历史与构造和气候研究结果的简单对比, 缺乏对流域尺度水系格局演化过程和动力机制,以及随之调整的河道泥沙源汇与冲淤过程的系统研究。尤其是晚新生代构造活动、 气候变化和地表剥蚀相互作用与反馈机制是国际地学研究极具争议的热点问题, 目前地貌和沉积学可靠证据和研究实例匮乏的问题尤为突出。黄河中上游流域作为探索这一热点问题的典型实例,吸引项目组成员投入多年的时间开展了详细的野外调查、测量和采样工作, 完成了高分辨率的年代测定、 环境指标分析和物源示踪等研究。划分了黄河中上游流域不同河段层状地貌面序列并开展了系统的对比工作,在此基础上通过多种测年手段交叉,建立了年代框架。 通过连续粉尘沉积记录的磁学指标变化,重建了黄河中上游流域晚新生代环境背景。此外,根据粒度、元素、锆石年龄谱和沉积速率变化,恢复了黄河中上游盆地中河流泥沙的冲淤时空过程和源区的演化历史。主要发现包括:()重建了黄河中上游水系的发育过程,进而分析了水系格局演化的机制, 提出了河湖系统袭夺重组的黄河贯通模式,为世界巨水系起源和演化研究提供了新的概念模型。()恢复了黄河中上游地区晚新生代降水和温度的变化历史, 发现北半球冰盖大幅度增长前气候趋于冷湿,提出了可以解释这一现象的新假说,揭示出此时段东亚夏季风增强引起降水增加可能是黄河起源的气候动力基础。()示踪了黄河中上游不同时空尺度粉尘和泥沙的源区演化过程,认为水系格局演化和流域气候与水文环境调整是影响该区粉尘和泥沙输送过程的重要环境动力, 为河道淤积治理、 生态环境和水利...