大陸島入海沉積物通量的估算研究

李高聰，蔡廷祿，李志強(qiáng)，高抒

( 1. 廣東海洋大學(xué) 海洋技術(shù)系，廣東 湛江 524088；2. 廣東省海洋遙感與信息技術(shù)工程技術(shù)中心，廣東 湛江 524088；3. 自然資源部第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；4. 華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062)

1 引言

大陸島是地質(zhì)構(gòu)造和巖性與鄰近大陸相似的大陸邊緣島嶼，是研究海岸帶陸、海、氣相互作用的重要對(duì)象之一。大陸島原屬大陸組成，因受地殼沉降或海面上升影響，低洼地帶被海水淹沒(méi)，較高的山地和丘陵出露在海面以上所形成的島嶼[1-2]。中國(guó)的大陸島主要分布在大陸山地基巖海岸附近，包括遼東半島、山東半島、浙閩和華南沿海區(qū)域，以及臺(tái)灣附近海域，約占島嶼總數(shù)的90%[3]。它們具有多種重要的價(jià)值和功能，主要包括：（1）提供土地、港口和旅游資源[4-5]；（2）維持生物多樣性和生態(tài)過(guò)程多樣性[6-7]；（3）研究古地理、古氣候和古生態(tài)的重要場(chǎng)所[8-9]。

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，與大型河流三角洲密切相關(guān)的內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積體系的形成、演化及其沉積記錄解譯工作逐漸成為了當(dāng)前國(guó)際的研究熱點(diǎn)[10-16]。物源供給、可容空間和沉積物輸運(yùn)和堆積過(guò)程共同構(gòu)成了大陸架沉積體系形成和演化的3大主控因素[17-18]。大陸架沉積體系通常被認(rèn)為有兩個(gè)主要物源，即大陸河流供給和大陸架沉積物的再懸浮供給[19-20]。前者主要受入海河流流域特征的影響，包括流域內(nèi)的地質(zhì)、巖性、地形、植被、溫度、降雨量和人類干預(yù)活動(dòng)等因素[21-22]。后者則主要取決于區(qū)域的沉積物輸運(yùn)和堆積過(guò)程，包括入海徑流、波浪、潮汐、陸架環(huán)流和沉積物重力流等沉積動(dòng)力條件[17-18]。內(nèi)陸架遠(yuǎn)端泥質(zhì)沉積的物源通常被認(rèn)為主要來(lái)自于大型河流的遠(yuǎn)距離供給，然而在大陸島廣泛分布的區(qū)域則往往忽略了更加靠近遠(yuǎn)端泥質(zhì)沉積區(qū)域的沿岸中、小型河流以及大陸島的中距離和近距離供給[19-20]。因此，在海島廣布的區(qū)域獲取其入海沉積物通量及其時(shí)空分布特征信息，不僅有助于該大陸架區(qū)域物源收支研究，也是完善該大陸架區(qū)域沉積記錄精確解譯的關(guān)鍵所在[23]。

傳統(tǒng)研究，河流入海沉積物通量信息的獲取一般可分為3種方式。第1種方法是根據(jù)大陸的剝蝕速率估算其通量[24-25]；第2種方法是關(guān)鍵斷面觀測(cè)方法，其時(shí)間分辨率較高，分為分析鄰近河口的水文站的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取經(jīng)驗(yàn)公式[26-27]和在河口地區(qū)布設(shè)典型觀測(cè)斷面，通過(guò)關(guān)鍵時(shí)段的全潮水文觀測(cè)獲取水沙通量數(shù)據(jù)[28]兩類；第3種方法是沉積記錄的反演算法，其時(shí)間分辨率較低，需獲取大量的沉積鉆孔和年代數(shù)據(jù)。對(duì)于第1種方法而言，其估算值往往存在高估的情況，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)中有大量被侵蝕的沉積物仍然滯留在流域內(nèi)，并未完全抵達(dá)河口[27]。對(duì)于第2種方法的第2類方法而言，雖然獲取的數(shù)據(jù)時(shí)空精度較高，但由于野外觀測(cè)的人力、財(cái)力和物力成本較大，且難以獲取長(zhǎng)時(shí)間序列的通量數(shù)據(jù)，因而在分析較長(zhǎng)時(shí)間尺度通量問(wèn)題時(shí)并不推薦使用[29]。對(duì)于第3種方法而言，其人力、財(cái)力和物力成本也較大，且需要先解答年代框架和沉積物滯留指數(shù)的難題。因此，在討論年或更長(zhǎng)時(shí)間尺度的河流入海通量問(wèn)題時(shí)，通過(guò)水文觀測(cè)站的資料構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)公式成了最為常用的方法。

按照上述傳統(tǒng)方法，定量刻畫大陸島入海沉積物通量時(shí)需獲取海島河流的長(zhǎng)期水沙觀測(cè)數(shù)據(jù)。但由于大陸島河流流域較小，水系并不發(fā)育，幾乎未設(shè)置有水文站，因而缺乏水沙特征數(shù)據(jù)，也就缺少了由水文站觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建的沉積物入海通量經(jīng)驗(yàn)公式。近年來(lái)，研究者指出，由于大陸島與鄰近大陸沿海流域在地理和地質(zhì)背景方面具有一定的相似性，可推測(cè)兩者在流域產(chǎn)沙特征上具有相似性，即可利用鄰近大陸河流的經(jīng)驗(yàn)公式估算大陸島的入海沉積物通量[23]。相較于大陸島，關(guān)于大陸河流水沙特征的研究極為豐富，這就為大陸島鄰近大陸河流流域參數(shù)特征值的獲取提供了充足的數(shù)據(jù)支撐，確保了構(gòu)建入海沉積物通量的區(qū)域經(jīng)驗(yàn)公式的可行性。因此，鄰近大陸河流的經(jīng)驗(yàn)公式有效構(gòu)建為計(jì)算大陸島入海沉積物通量提供了可能。

2 研究方法

河流入海沉積物通量的經(jīng)驗(yàn)方程是估算大陸島沉積物通量 （Qs）的重要依據(jù)[23]。根據(jù)全球數(shù)百條河流的水沙特征與流域參數(shù)（如流域面積、最大高程和平均溫度等）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，研究者提出了多個(gè)可用于預(yù)測(cè)全球大中型河流的Qs經(jīng)驗(yàn)公式[21-22,30-31]。然而，在特定地區(qū)使用時(shí)，由于不同地區(qū)或大流域和中小流域之間的沉積物產(chǎn)出特征存在差異，需考慮對(duì)現(xiàn)有公式進(jìn)行修正，以提高Qs的預(yù)測(cè)精度[32-33]。此外，在估算大陸島Qs時(shí)需注意兩點(diǎn)：一是大陸河流流域參數(shù)特征值需選取人類干擾較小時(shí)段，盡量降低人類活動(dòng)干預(yù)對(duì)流域產(chǎn)沙特征的影響；二是由于大陸島存在眾多子流域，在島嶼詳細(xì)地形數(shù)據(jù)獲取困難或子流域地形參數(shù)特征不明確的前提下，需解決大陸島子流域的地形特征值提取以及其Qs計(jì)算及驗(yàn)證的問(wèn)題。

為了對(duì)大陸島Qs進(jìn)行估算，本文提出兩個(gè)假設(shè)：（1）大陸島的Qs法則遵循鄰近大陸中小河流的Qs法則；（2）可將1個(gè)大陸島當(dāng)作1個(gè)河流流域計(jì)算Qs。具體研究步驟如下：首先，本文選取中國(guó)東南部大陸島和鄰近大陸中小型河流作為典型研究區(qū)（圖1）；其次，基于河流的特征值對(duì)現(xiàn)有Qs的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行區(qū)域校正，并分析其相對(duì)誤差；隨后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)大陸島的Qs進(jìn)行計(jì)算；最后，討論假設(shè)（2）對(duì)大陸島通量總量的影響，并分析大陸島Qs對(duì)遠(yuǎn)端泥沉積體系及其沉積記錄研究的意義。

典型研究區(qū)包括浙、閩、粵和瓊26條中小型河流和8 227個(gè)大陸島（圖1），它們具有相似的地質(zhì)和地理特征。在第四紀(jì)冰期的低海面時(shí)期，這些大陸島與中國(guó)大陸相連[3]。研究區(qū)同處華夏塊體，其出露巖石主要由泥砂質(zhì)沉積巖和火成巖構(gòu)成[23]。研究區(qū)位于季風(fēng)氣候區(qū)，夏季受臺(tái)風(fēng)影響，而在冬季則受風(fēng)暴活動(dòng)影響[15,17]。年平均降水量為1 300～2 400 mm，年平均溫度為16～24 °C[3,15]。東海近岸的潮汐為半日潮，南海北部則主要為全日潮[15,23]。

鄰近大陸河流的特征值參數(shù)包括流域面積、最大高程、平均氣溫、平均徑流量（Q）和Qs，數(shù)據(jù)來(lái)自于已公開發(fā)表的文獻(xiàn)或書籍（表1），作者主要包括王文介等[34]，張伯虎等[35]和楊志宏等[36]。本文研究的河流共包括23條中小型河流，受26個(gè)水文觀測(cè)站控制（圖1）。它們的主干河道長(zhǎng)度、流域最大高程、流域面積分別為50～541 km，596～2 158 m，425～60 992 km2。為了降低人類活動(dòng)干預(yù)對(duì)流域產(chǎn)沙特征的影響，河流的Q和Qs選取20世紀(jì)50年代至70年代之間數(shù)據(jù)的平均統(tǒng)計(jì)值，它們的數(shù)值范圍分別為0.1～7.5 Mt/a和0.4～53.9 km3。

表1 研究區(qū)26條河流特征參數(shù)特征值統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistic of characteristics values of the 26 coastal rivers

圖1 大陸島及其平均氣溫控制點(diǎn)和鄰近大陸河流及其水文控制站分布Fig. 1 Locations of continental shelf islands and their control of average temperature,and adjacent continent rivers and their gauging stations

大陸島特征值參數(shù)包括8 227個(gè)大陸島面積和4 978個(gè)大陸島最大高程數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)自于《中國(guó)海島（礁）名錄》[3]。4 978個(gè)大陸島總面積為4 205.3 km2；其余3 249個(gè)大陸島總面積為213.19 km2，它們的最大高程值是通過(guò)已有4 978個(gè)大陸島面積和最大高程的數(shù)學(xué)關(guān)系插值求得。大陸島的總面積為4 418.49 km2，它們的最大高程和面積分別為0.1～1 404 m和接近0 km2至490.9 km2。此外，還收集了35個(gè)大陸島的平均氣溫?cái)?shù)值，作為所研究大陸島平均氣溫空間插值的控制點(diǎn)。大陸島的平均氣溫通過(guò)ArcMap中的反距離加權(quán)空間插值算法計(jì)算得到。

本文采用3個(gè)全球經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行大陸島Qs的研究，包括Milliman和Syvitski[21], Mulder和Syvitski[30]，Syvitski等[22]提出的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，分別對(duì)應(yīng)命名為Model 1，Model 2和Model 3?；谥袊?guó)大陸東南部20條中小型河流的流域參數(shù)的特征值，本研究利用Matlab的最小二乘算法分別對(duì)3個(gè)模型開展了經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)校正，結(jié)果如表2所示。在此基礎(chǔ)上，分別使用全球公式和修正公式對(duì)大陸河流的Qs進(jìn)行計(jì)算，并利用水文觀測(cè)站的觀測(cè)值對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)精度評(píng)估。

表2 沉積物入海通量（Qs，單位：Mt/a）經(jīng)驗(yàn)公式Table 2 Prediction equations of sediment flux (Qs, unit: Mt/a)

為評(píng)估將1個(gè)海島看作1個(gè)流域?qū)τ?jì)算大陸島Qs的影響，本文采取典型區(qū)域驗(yàn)證和經(jīng)驗(yàn)公式極值求解相結(jié)合的方法。選取海南島的南渡江、昌化江和萬(wàn)泉河作為典型研究區(qū)，并假定上述3條河流共同組成了1個(gè)大陸島“海南島”。區(qū)域數(shù)據(jù)驗(yàn)證過(guò)程中，首先將這3條河流的流域特征參數(shù)值進(jìn)行合并處理，并利用校正公式計(jì)算其Qs，其次利用校正公式分別計(jì)算3條河流的Qs，并求和，隨后對(duì)比兩者之間的差異，并用相對(duì)誤差（RE）表示。RE的計(jì)算公式如下

式中，Qsp和Qsm分別為利用校正公式計(jì)算的Qs和水文觀測(cè)站獲取的Qs。

3 研究結(jié)果

3.1 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值的相對(duì)誤差

基于全球公式和修正公式，本文利用23條鄰近大陸中小河流的流域參數(shù)特征值計(jì)算了它們的Qs（圖2）。當(dāng)全球公式計(jì)算值與水文站觀測(cè)值相比較時(shí)，Model 1和Model 2計(jì)算的Qs被高估了100～101個(gè)數(shù)量級(jí)，而Model 3計(jì)算的Qs被高估了101～102個(gè)數(shù)量級(jí)；3個(gè)模型計(jì)算值的平均RE依次為3.49、2.27和47.34。當(dāng)使用修正公式時(shí)，預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值較為接近，除個(gè)別河流外，相對(duì)誤差為±1之間；3個(gè)模型計(jì)算值的平均RE分別為0.05、0.05和0.11。因此，利用全球公式計(jì)算中國(guó)東南部中小型河流的Qs時(shí)，將顯著高估其數(shù)值，需對(duì)其計(jì)算公式進(jìn)行區(qū)域參數(shù)校正。

圖2 利用全球公式（a）和修正公式（b）計(jì)算的23條沿海流域沉積物入海通量預(yù)測(cè)值和觀測(cè)值的相對(duì)誤差Fig. 2 Relative errors between the predicted sediment flux and observations of the 23 coastal watersheds calculated by global equations (a) and modified equations (b)

3.2 “海南島”河流檢驗(yàn)結(jié)果

表3 展示了使用修正公式計(jì)算“海南島”Qs所得的預(yù)測(cè)值和觀測(cè)值相對(duì)誤差數(shù)值。結(jié)果分析表明：（1）使用修正公式將相對(duì)高估南渡江的Qs，其相對(duì)誤差為1.27～1.87；（2）修正公式能較好地預(yù)測(cè)昌化江和萬(wàn)泉河的Qs，其RE范圍僅為-0.18～0.28；（3）使用修正公式會(huì)輕微高估“海南島”的Qs，其RE范圍為0.15～0.39，小于3條河流的平均值RE（0.34～0.75）。因此，將海南島的3條河流看作1個(gè)河流流域—“海南島”時(shí)，上述修正公式可用于預(yù)測(cè)其Qs。

表3 “海南島”Qs觀測(cè)值、預(yù)測(cè)值和相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)表Table 3 Relative errors between the sediment flux predicted by the modified equations and observations of rivers in the Hainan Island

3.3 修正公式的極值特征

本文先將1個(gè)大陸島看作1個(gè)河流流域，隨后利用修正公式計(jì)算其Qs。但在現(xiàn)實(shí)中，1個(gè)大陸島包含了多個(gè)河流流域。比如，海南島包含了南渡江、昌化江和萬(wàn)泉河等13個(gè)流域面積超過(guò)500 km2的子流域。由于大陸島的子流域數(shù)據(jù)未知，本文擬通過(guò)極值求解的方式分析其影響。首先，假定A為大陸島的總面積，An是1個(gè)大陸島的第n個(gè)子流域的面積，可以推出

其次，引入指數(shù)P1，P2和P3，分別代表了利用前述3個(gè)修正公式計(jì)算1個(gè)大陸島所有子流域Qs的總和與將其看做1個(gè)流域計(jì)算得到的Qs之間的差異。它們的計(jì)算公式分別為

當(dāng)n=1，公式（3）、（4）和（5）均取值1。當(dāng)n＞1時(shí)，上述公式可分別變形為

分析可知，公式（3）、（4）和（5）的下限均為1，上限分別為n0.09，n0.13和n0.04。因此，將1個(gè)大陸島當(dāng)作1個(gè)流域處理時(shí)，使用修正公式計(jì)算得到的Qs是該大陸島的下限值。而真實(shí)值與所研究大陸島的河流流域數(shù)量n有關(guān)，修正公式低估其Qs的程度不超過(guò)n0.09，n0.13和n0.04。

3.4 大陸島Qs的空間分布特征

3個(gè)修正公式計(jì)算的大陸島Qs的數(shù)值大小與大陸島的面積和最大高程呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與平均氣溫的關(guān)系不明顯（圖3）。3個(gè)模型估算的大陸島Qs的數(shù)量級(jí)均為100～105t/a。就所有大陸島的總Qs而言，Model 1和Model 2的計(jì)算結(jié)果較為接近，分別為1.26 Mt/a和0.91 Mt/a，而Model 3的計(jì)算結(jié)果數(shù)值相對(duì)較高，其值為5.15 Mt/a。盡管存在差異，但3個(gè)模型之間也構(gòu)成了相互驗(yàn)證關(guān)系。3個(gè)模型計(jì)算值之間存在差異與它們的計(jì)算公式中主控因素的權(quán)重分配差異有關(guān)?；?個(gè)模型計(jì)算結(jié)果的數(shù)值范圍，本文推斷所研究大陸島的總Qs數(shù)量級(jí)為106t/a。

圖3 大陸島的面積（a）、最大高程（b）、平均氣溫（c）和Qs（d-f）空間分布Fig. 3 Distribution of the area (a), maximum relief (b), average temperature (c) and sediment flux (d-f) of continental shelf islands

4 討論

掌握沉積物來(lái)源的大小及其時(shí)空分布特征是準(zhǔn)確解譯大陸架沉積記錄的關(guān)鍵問(wèn)題之一[16,18]。在大陸島廣泛分布的區(qū)域，大陸架沉積記錄解譯的物源收支研究主要集中在大陸河流的供給方面，而往往直接忽略大陸島的貢獻(xiàn)[16,20]。一方面相較于大陸河流流域，大陸島的面積顯得非常小，在理論上是可以直接忽略的，另一方面由于缺乏水文站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，也就無(wú)法構(gòu)建出有效的大陸島Qs經(jīng)驗(yàn)方程。針對(duì)上述問(wèn)題，本文基于鄰近大陸河流與大陸島的流域產(chǎn)沙特征具有相似性的推斷，以中國(guó)東南部東海和南海的8 227個(gè)大陸島為典型研究對(duì)象，提出了一種利用鄰近大陸中小型河流Qs的經(jīng)驗(yàn)公式估算大陸島Qs的解決方案。

上述解決方案的實(shí)施需設(shè)置兩個(gè)假定，即大陸島的Qs法則遵循鄰近大陸中小河流的Qs法則和可將1個(gè)大陸島當(dāng)作1個(gè)河流流域計(jì)算Qs。關(guān)于前者，由于所研究的大陸島缺少水文觀測(cè)站的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，也就無(wú)法直接對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。針對(duì)這一假定，本文采取了一種替代方法，即采用海南島已知河流的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。具體而言，首先，將已知的海南島河流（即南渡江、昌化江和萬(wàn)泉河）組建為一個(gè)大陸島“海南島”；其次，“海南島”的最大高程、流域面積和平均氣溫分別取所有河流的最大值、匯總值和平均值；最后，利用修正公式對(duì)“海南島”Qs進(jìn)行計(jì)算，并與海南河流的觀測(cè)值比較。結(jié)果表明，修正公式會(huì)輕微高估“海南島”的Qs，其RE范圍僅為0.15～0.39。針對(duì)假定二，本文對(duì)3個(gè)修正公式的極值情況進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，通過(guò)修正公式獲得的大陸島Qs為其最低數(shù)值，當(dāng)實(shí)際情況被考慮時(shí)，其數(shù)值會(huì)輕微提高，但其增幅不超過(guò)n0.13（n為大陸島的流域數(shù)量）。基于上述討論，本文認(rèn)為，利用鄰近大陸中小型河流Qs的經(jīng)驗(yàn)公式估算大陸島Qs的方法是切實(shí)可行的。

盡管目前的修正公式不能計(jì)算出精確的Qs數(shù)值，但也為研究者提供了研究區(qū)大陸島Qs的大致數(shù)量級(jí)信息（表4）。在全新世期間，東海和南海內(nèi)陸架地區(qū)分別發(fā)育了兩個(gè)大型的泥質(zhì)沉積體系[14-15]。就泥質(zhì)區(qū)的物源供給數(shù)量級(jí)而言，1個(gè)大陸島的面積為接近0 km2至490.9 km2，對(duì)應(yīng)Qs的數(shù)量級(jí)為100～105t/a；1條中小型河流的流域面積為425～60 992 km2，對(duì)應(yīng)Qs的數(shù)量級(jí)為104～106t/a；1條大型河流（西江和長(zhǎng)江）的流域面積為329 705～1 705 383 km2，對(duì)應(yīng)Qs的數(shù)量級(jí)為107～108t/a。這一信息的獲取對(duì)內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積體系物源收支研究工作是個(gè)重要補(bǔ)充。將大陸島和鄰近大陸河流的流域面積、Qs和泥質(zhì)沉積體系聯(lián)系起來(lái)，可分析東海和南海內(nèi)陸架地區(qū)沉積物供給的數(shù)量級(jí)特征和空間分布格局。

表4 東海和南海內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積體系陸源供給特征（表中數(shù)值均指數(shù)量級(jí)）Table 4 Sediment sources characteristics of the mud sedimentary systems in inner continental shelf of East China Sea and South China Sea (the values in the table refer to order of magnitude)

就泥質(zhì)沉積體系物源供給的空間分布特征而言，大陸河流與大陸島存在明顯差異（表4）。對(duì)于大陸河流而言，其供給模式屬于沿大陸岸線分布的河口點(diǎn)源大數(shù)量級(jí)補(bǔ)給，其沉積物不僅用于河口及鄰近區(qū)域沉積體的生長(zhǎng)，還支持著遠(yuǎn)端泥質(zhì)區(qū)的形成和演化[23,29]。比如，大量的長(zhǎng)江細(xì)顆粒沉積物（101～102Mt/a）在逃離河口之后[46]，在波浪、潮流和陸架環(huán)流的共同作用下輸運(yùn)至浙閩近岸淺海，并延伸至臺(tái)灣海峽中部區(qū)域，形成了全長(zhǎng)800 km, 寬約100 km, 面積約為80 000 km2的東海泥質(zhì)沉積體[14,16,47-48]。對(duì)于大陸島而言，由于其更加靠近或甚至就位于泥質(zhì)沉積區(qū)，其供給模式為沿大陸島岸線散布的小數(shù)量級(jí)物源供給，僅能用于支持較短距離范圍內(nèi)的沉積體系的生長(zhǎng)[23,29]。

就泥質(zhì)沉積體系物源的時(shí)間序列供給特征而言，大陸島和大陸河流在不同時(shí)間段分別對(duì)內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積體扮演著重要角色（表4）。以往的研究結(jié)果表明，全新世高海面以來(lái)，來(lái)自大型河流的沉積物先是主要被用于其河口灣的充填[47-51]。河口灣的充填階段受原始大陸架地形、海面位置和河流沉積物供給等因素的綜合影響。對(duì)于杭州灣而言，由于堆積空間相對(duì)較大和入海河流的Qs較小，其河口灣目前仍處于繼續(xù)充填階段。珠江河口灣的堆積空間也相對(duì)較大，但流入該區(qū)域河流Qs的數(shù)量級(jí)也比較大，目前其充填過(guò)程已接近完成。來(lái)自珠江的沉積物在最近幾百年里逐漸大量從河口灣逃逸，并在南海北部?jī)?nèi)陸架地區(qū)形成了面積遼闊的珠江遠(yuǎn)端泥沉積體系[15,18,49]。盡管長(zhǎng)江河口灣的堆積空間較大，但由于其Qs數(shù)量級(jí)也比較大，其河口灣的充填大約在2 000多年前業(yè)已完成[51]。

在大河河口灣充填階段完成以后，河流的細(xì)顆粒沉積物開始大規(guī)模向海逃逸，成為了支撐內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積體系快速生長(zhǎng)的主要物源[29]。但在充填階段完成以前，來(lái)自鄰近中小型河流或大陸島的短距離補(bǔ)給沉積物是泥質(zhì)沉積體系最主要的物質(zhì)來(lái)源。雖然大陸島Qs的數(shù)量級(jí)是最小的，但由于數(shù)量龐大（8 227個(gè)），它們的總面積（4 418.49 km2）和總Qs（106t/a）也相應(yīng)達(dá)到了1條中小型河流的數(shù)量級(jí)。在泥質(zhì)沉積體形成的整個(gè)生命周期里，大陸島持續(xù)不斷地提供著物源，不僅提供著細(xì)粒沉積物，而且補(bǔ)給了粗顆粒沉積物[23]。假設(shè)泥質(zhì)沉積體的生長(zhǎng)周期為6 000 a，那么這些大陸島將給大陸架地區(qū)提供數(shù)量級(jí)約103Mt的沉積物，相當(dāng)于目前10 a長(zhǎng)江入海河流沉積物的總量。因此，關(guān)于大陸島的入海沉積物對(duì)大陸架沉積體系的影響應(yīng)引起研究人員的重視。

需指出的是，本文所采用的Qs計(jì)算方法只針對(duì)流域產(chǎn)生的入海沉積物，并未考慮因海岸基巖侵蝕產(chǎn)生的物質(zhì)通量[52]。為了系統(tǒng)評(píng)估大陸島對(duì)內(nèi)陸架沉積體系的形成和演化過(guò)程的影響，未來(lái)需借助現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室分析、數(shù)值模擬和大數(shù)據(jù)分析等研究方法，繼續(xù)對(duì)如下幾點(diǎn)開展研究工作：（1）建立大陸島基巖岸線因侵蝕產(chǎn)生的Qs計(jì)算方法；（2）建立大陸架泥質(zhì)沉積物中大陸島沉積物的識(shí)別標(biāo)志；（3）定量揭示大陸島入海沉積物的時(shí)空分布特征；（4）探討大陸河流、大陸島和海洋動(dòng)力過(guò)程在內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積體形成和演化進(jìn)程中的相互作用過(guò)程和機(jī)理。

5 結(jié)論

基于大陸島遵循鄰近大陸中小型河流的Qs法則和將1個(gè)大陸島當(dāng)作1個(gè)河流流域的兩個(gè)假設(shè)，本文利用鄰近大陸23條中小型河流Qs的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)我國(guó)東南部東海和南海8 227個(gè)大陸島的Qs進(jìn)行了估算研究，并得出了如下主要結(jié)論：

（1）當(dāng)使用全球經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)河流的Qs時(shí)，其計(jì)算值會(huì)比河流水文站的觀測(cè)值高100～102個(gè)數(shù)量級(jí)。

（2）當(dāng)使用3個(gè)修正公式時(shí)，河流Qs的預(yù)測(cè)精度顯著提高，其平均相對(duì)誤差僅為0.05～0.11。

（3）3個(gè)修正公式能較好地預(yù)測(cè)“海南島”的Qs，其相對(duì)誤差為0.15～0.39。

（4）利用修正公式計(jì)算所得的大陸島Qs為其最小值。當(dāng)考慮流域數(shù)量n的實(shí)際情況時(shí)，Qs值會(huì)稍微增加，但其增幅不超過(guò)n0.13。

（5）我國(guó)東南部大陸島的總Qs接近于鄰近大陸的中小型河流的Qs，其數(shù)量級(jí)達(dá)到了106t/a。