重要进展丨被忽视的喜马拉雅河流推移质输沙正威胁区域安全

论文题目：Overlooked bedload transport in Himalayan rivers threatens regional security

发表期刊：Nature Geoscience

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-026-01927-0

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近日，成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室陈政研究员联合瑞士联邦森林、雪与景观研究所（WSL），中国科学院成都山地灾害与环境研究所，以及新加坡国立大学等机构，在Nature Geoscience期刊发表重要评论文章《Overlooked bedload transport in Himalayan rivers threatens regional security》，指出长期以来喜马拉雅大型山区河流中的推移质输沙被忽视，这一认知缺口对区域水电工程、生态系统以及粮食安全带来潜在风险。

一、“第三极”河流系统的重要性

青藏高原及其周边的喜马拉雅山区被称为世界的“第三极”，是全球气候变化最敏感的区域之一。这里孕育了包括长江、黄河、雅鲁藏布江、怒江、恒河、印度河、湄公河等在内的十余条亚洲重要河流，流域总面积近900万km⟡，直接支撑约2.4亿山区人口的生存。这些河流维系着下游约17亿人口的粮食生产、能源供给及生态资源。

过去50年中，该区域升温速率约为全球平均水平的两倍。气候变暖导致冰川退缩、冰湖扩张以及冰岩崩、泥石流和溃决洪水等灾害事件频发。这些极端过程不仅改变山区水文过程，也为河道输沙提供了大量物源。

二、“重悬沙、轻推沙”的现状格局

在河流泥沙研究中，泥沙通常被区分为悬移质和推移质两部分。悬移质是被水流携带的悬浮细颗粒，而推移质则以滚动、滑移或跃移的方式沿河床输运。长期以来，对喜马拉雅河流泥沙的观测高度依赖悬移质数据，而推移质输沙几乎没有可靠的、系统性的观测数据。这一现象形成了“重悬沙、轻推沙”的格局。

在全球尺度上，推移质大约占总输沙量的10%。但在构造活跃、坡降大、物源丰富的高山河流中，其比例往往显著更高，可达到30%–50%，甚至到60%。现有的经验模型多认为推移质比例随流域面积增加而减小。然而，数据表明，在流域面积超过40万km⟡的大型山区河流中，这一趋势仍存在高度不确定性，甚至可能出现反向趋势。目前基于推悬比等经验模型计算的输沙量都面临巨大的不确定性风险。

▲图a: 喜马拉雅河流流域泥沙采样点与区域水电工程分布

图b: 基于全球多年观测数据的推移质比例与流域面积关系

三、推移质为何如此难测？

推移质主要沿河床运动，输运模式多变，其输沙率具有显著的时空脉动特性。此外，推移质输运过程还受到河床结构、来沙条件及颗粒形状等多因素影响。传统测验技术难以在极端环境下稳定工作，对于喜马拉雅地区高流速、大坡降和复杂流态的大型河流中，测验难度更加突出，这使得推移质长期缺乏可靠观测。这一认知缺口可能限制在极端气候变化情景和灾害洪水下对河流形态动力学响应的预测能力。

四、被忽视的潜在风险

忽视推移质输沙可能导致对山区河流系统的认识出现系统性偏差，并带来多方面风险。

一是，水电工程安全风险。细粒悬移质主要造成水轮机磨蚀，而粗粒推移质则可损毁溢洪道、导流洞等结构，并在库区迅速沉积，减小有效库容。

二是，洪水灾害传播风险。推移质是控制河道形态的核心要素，其驱动的河床侵蚀与堆积会重塑河流地貌，影响洪水传播过程。

三是，生态与粮食安全风险。河床颗粒结构变化可能破坏鱼类和底栖生物生境，影响淡水渔业，泥沙动态的失衡也会影响下游农业生产。

五、解决对策：建议从“估算”走向“实测”

文章指出，未来亟需在喜马拉雅大型河流中建立系统的推移质观测、监测体系，并提出若干研究方向：新兴的环境地震学和被动声学监测技术为长期、连续监测推移质输运过程提供了新的可能。这些方法通过记录推移质输运产生的震动或声学信号，可反演水沙过程。同时，仍需通过现场物理采样标定、多源数据融合与开放，以及数据平台建设与跨学科合作，逐步完善与提高喜马拉雅河流泥沙数据库质量。

六、聚焦核心科学问题

文章指出，面对气候变化、溃决洪水、地灾补给等复杂背景下的大型喜马拉雅山区河流，需聚焦解决以下核心科学问题：

Ⅰ 在大坡降、超大规模流量的河流系统中，推移质在整体泥沙收支的贡献以及对河流形态动力学的调控机制尚不明确。

Ⅱ 气候变化、土地利用改变及大规模自然灾害如何复合作用并改变推移质输运过程，仍缺乏系统性认识。

Ⅲ 过去基于有限尺度数据所构建出的经验输沙模型，是否适用于大型、高能山区河流系统，仍有待检验。

研究强调，喜马拉雅河流输沙问题不仅是地貌学或水文学问题，更与能源安全、生态保护和区域发展密切相关。系统研究推移质输运过程，将有助于理解青藏高原地貌演化，评估气候变化的影响，并为区域水电工程规划、生物多样性保护及粮食安全提供科学依据。在全球气候变化不断加剧的背景下，加强对“第三极”河流泥沙过程的观测与研究，已成为保障区域安全的重要科学任务。

陈政研究员为论文第一作者及通讯作者，成都理工大学为第一单位。研究团队还包括瑞士联邦森林、雪与景观研究所（WSL）Dieter Rickenmann教授、Alexandre Badoux研究员，中国科学院成都山地灾害与环境研究所何思明研究员，新加坡国立大学吕喜玺教授。文章受到国家自然科学基金项目（42307254）、四川省自然科学基金项目（2024NSFSC0861）以及新加坡教育部项目（8001793-00-00）的资助。

文章引用格式：

Chen, Z., Rickenmann, D., Badoux, A., He, S., & Lu, X. (2026). Overlooked bedload transport in Himalayan rivers threatens regional security. Nature Geoscience, 19, 232–235 (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-026-01927-0.