河流是连接陆地和海洋碳库的关键枢纽，河流颗粒有机碳（POC）的搬运和宿命在全球碳循环中起着重要的作用。大地震能够导致大量的山体滑坡并破坏大量的森林植被和土壤，这个过程造成有机碳的侵蚀，其中包含来自植物通过光合作用固定的现代有机碳，它是全球碳循环的重要组成部分，其埋藏是地质时间尺度重要的碳汇。然而，我们对滑坡侵蚀产生的现代POC的搬运和归宿缺乏了解。2008年汶川地震导致大规模的山体滑坡，对河流物质搬运有着显著的影响，为评估地震滑坡对河流POC输移影响提供了一个绝佳机会。 

　　我室金章东研究员领导的研究团队，联合英国杜伦大学Robert Hilton、Alexander Densmore、Darren Gröcke、美国南加州大学Joshua West和Gen Li、加州大学欧文分校Xiaomei Xu等人，通过分析2008年汶川地震前后（2006–2012年）杂谷脑河（岷江主要支流之一）悬浮物POC含量及其¹³C和¹⁴C同位素比值，运用两端元混合模型定量了河流现代POC通量（图1A），首次定量评估了汶川地震造成的滑坡对河流POC输移的影响，进而讨论了地震滑坡侵蚀的POC归宿及其控制因素。结果表明，在汶川地震之后4年里，杂谷脑河由滑坡供给的现代POC增加了约2倍（图1B）。 

　　　图1 汶川地震前后河流悬浮物中现代POC与化石源POC混合及其与杂谷脑河下游现代POC获益率（下游与上游现代POC通量的比值）（Wang et al., 2016）

　　那么地震滑坡侵蚀的现代POC在流域里将滞留多长时间？又有多少比例是以POC的形式被河流搬运出流域呢？假如不考虑POC的氧化降解，根据流域滑坡侵蚀现代POC的总量和现在搬运速率，需要约80年才能将地震滑坡产生的全部现代POC搬运出流域。模型模拟结果（图2）显示，即使在一个较高的氧化降解速率下，大部分来自于汶川地震滑坡破坏的植被和土壤的POC并不会在山坡中被氧化，而会被河流运输出去。假如这部分有机碳被有效埋藏，并长时间尺度保存于沉积物中的话，这将是一个很重要的碳汇过程。重要的是，汶川地震后4年内，杂谷脑下游现代POC获益率（图1B）并没有呈一个明显的降低趋势，这说明地震滑坡侵蚀的POC供给河流搬运可能是一个长期而缓慢的过程。

　　图2 汶川地震诱发的生物源POC滞留在流域的时间模型（Wang et al., 2016）

　　论文最后指出，类似汶川地震的重大构造活动可通过悬浮物、有机碳、硅酸盐风化通量和河水碱度的成倍增加和输移，是地质时间尺度上一个重要的碳汇过程，可能在调节大气CO₂和全球气候中起到重要的作用，并将构造活动与流域侵蚀-风化和碳收支直接地联系到一起。 

　　相关研究结果近日online发表在国际地学著名期刊Geology上http://geology.geoscienceworld.org/content/early/2016/05/05/G37533.1。本文是该研究团队发表在Geology上的第三篇有关汶川地震环境效应研究论文。该研究得到科技部全球变化专项、中国和美国国家自然科学基金、英国皇家学会等共同资助。 

　　（地表过程与化学风化研究室供稿）