在国家自然科学基金-联合基金项目和重点基金资助下，海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室在黄河溶解硅长期变化及其气候变化与人类活动驱动机制研究方面取得重要进展。相关成果以“Anthropogenic interference and climatic change control long-term dissolved silicate variation in the Yellow River”为题发表在海洋科学领域顶尖学术期刊Limnology and Oceanography Letters 上。
河流作为DSi向海洋输送的主要通道，其变化将直接影响近海生态系统结构。在气候变化与人类活动不断增强的背景下，大河流域的硅循环格局正在发生显著变化。作为世界上人为干扰最强的河流之一，黄河为理解这一过程提供了典型案例。
本研究基于利津站2000–2020年长期观测数据，结合模型与多源数据，系统重建了近40年来黄河流域DSi的源、汇格局及其演变特征。研究发现，硅酸盐岩化学风化是黄河DSi的主要来源，占总输入的95.4%；而土壤侵蚀仅占4.6%，说明在源方面仍以自然过程控制为主。然而在汇方面，人类活动的影响更为显著：农作物吸收占比高达55.7%，成为最大的DSi汇；入海输出仅占22.7%，水库滞留和森林吸收分别11.8% 和9.9%（图1 a），表明人类活动已成为调控黄河流域DSi归趋的关键因素。
从长期变化来看，过去40年中，气温升高与降水增加促进了硅酸盐岩的化学风化，使风化通量由约7.68×109mol/yr增加至9.18×109mol/yr；水土保持措施显著降低了土壤侵蚀，相应的DSi输送量由0.57×109 mol/yr下降至0.08×109 mol/yr。植被恢复和农业活动增强了陆地植被对DSi的吸收，例如森林净吸收由0.75×109 mol/yr增加至0.92×109 mol/yr，农田作物净吸收由0.13×109mol增加至6.97×109 mol/yr，显著增强了流域内的硅滞留能力。相比之下，水库对DSi的滞留整体变化相对稳定，平均滞留率约为8.6%（图1 b）。
在这种源–汇格局下，黄河下游DSi浓度自2000年以来显著降低，主要受陆地植被吸收增强和土壤侵蚀减弱的驱动。年通量在0.60–4.09 ×109 mol/yr之间波动，与径流量变化密切相关。尽管气候变化增强了DSi的自然供给，但人类活动通过改变土地利用和生态过程，使其在流域内的分配与输出受到进一步调控。黄河流域硅循环正经历由“自然主导”向“人类控制”的转变，这不仅重塑了河流向海洋输送硅酸盐的过程，也可能对近海生态系统结构及生物地球化学循环产生深远影响。
图1 黄河流域DSi的源汇及其长期变化
该成果由中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室为第一单位完成，文章第一作者是化学化工学院2022级海洋化学专业博士生王珂，姚庆祯教授为通讯作者。
文章信息及链接：
Wang Ke, Fuxia Yang, Tiezhu Mi, Zhigang Yu, Hongtao Chen, Qingzhen Yao*. Anthropogenic interference and climatic change control long‐term dissolved silicate variation in the Yellow River. Limnology and Oceanography Letters, 2026, 11(2): e70103.
https://doi.org/10.1002/lol2.70103
