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Nature | 全球河流三角洲的沉降

发布日期:2026-07-13

文章信息:Ohenhen, L. O., Shirzaei, M., Davis, J. L., Tiwari, A., Nicholls, R., Dasho, O., Sadhasivam, N., Seeger, K., Werth, S., Chadwick, A. J., Onyike, F., Lucy, J., Atkins, C., Daramola, S., Ankamah, A., Minderhoud, P. S. J., Oelsmann, J.  , & Yemele, G. C. (2026). A global threat of sinking deltas. Nature, 649(22), 891-899. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09928-6

整理人:徐嘉苗,2025级硕士研究生

整理时间:2026年7月13日


Abstract: River deltas sustain dense human populations, major economic centres and vital ecosystems worldwide1,2. Rising sea levels and subsiding land threaten the sustainability of these valuable landscapes with relative sea-level rise and associated flood, land loss and salinization hazards1–3. Despite these risks, vulnerability assessments are impeded by the lack of contemporary, high-resolution, delta-wide subsidence observations4. Here we present spatially variable surface-elevation changes across 40 global deltas using interferometric synthetic aperture radar. Using this dataset, we quantify delta surface-elevation loss and show the prevalence and severity of subsidence in river deltas worldwide. Our analysis of three key anthropogenic drivers of delta elevation changes shows that groundwater storage has the strongest relative influence on vertical land motion in 10 of the 40 deltas. The other deltas are either influenced by multiple drivers or dominated by sediment flux or urban expansion. Furthermore, we find that contemporary subsidence surpasses absolute (geocentric) sea-level rise as the dominant driver of relative sea-level rise for most deltas over the twenty-first century. These findings suggest the need for targeted interventions addressing subsidence as an immediate and localized challenge, in parallel with broader efforts to mitigate and adapt to climate change-driven global sea-level rise.

摘要:河流三角洲支撑着全球密集的人口、主要经济中心和重要的生态系统。海平面上升和土地下沉威胁着这些宝贵景观的可持续性,海平面相对上升及相关的洪水、土地流失和盐碱化风险。尽管存在这些风险,脆弱性评估仍受限于缺乏当代高分辨率、全三角洲沉降观测数据。我们利用干涉合成孔径雷达展示了40个全球三角洲的空间可变地表高程变化。利用该数据集,我们量化了三角洲地表高程下降,并展示了全球河流三角洲下沉的普遍性和严重程度。我们对三角洲高程变化的三个关键人为驱动因素进行了分析,显示地下水储存对40个三角洲中的10个对垂直地表运动的相对影响最为强烈。其他三角洲则受多种驱动因素影响,或受沉积物通量或城市扩张主导。此外,我们发现当代地表沉降超过绝对(地心)海平面上升,成为21世纪大多数三角洲相对海平面上升的主要驱动力。这些发现表明,需要针对性干预措施,将沉降作为一个即时且局部的挑战,同时应对和适应气候变化引发的全球海平面上升的更广泛努力。

1. 研究背景

  • 全球河流三角洲仅占陆地面积的1%,却承载着3.5至5亿人口,包括全球34个特大城市中的10个,在农业、渔业、生态系统服务和国际贸易中具有至关重要的社会经济价值。作为低洼地貌,三角洲对海平面上升、风暴潮和盐沼入侵等气候与环境压力高度敏感。然而,长期以来,由于缺乏覆盖整个三角洲范围的高分辨率、现代地面沉降观测数据,全球尺度上对三角洲脆弱性的评估严重不足,现有观测多集中于主要城市中心,忽略了广大农村和生态关键区域。这种数据空白阻碍了对三角洲可持续性的全面认知与管理。

2. 研究意义

  • 该研究首次利用干涉合成孔径雷达技术,生成了覆盖全球40个主要三角洲、分辨率达75米的高程变化数据集,填补了全球三角洲系统性沉降观测的空白。这一数据基础使研究者能够超越对城市中心的局部关注,全面揭示三角洲尺度上地面高程损失的严重性。研究明确指出,在21世纪大部分三角洲中,人为活动导致的地面沉降已超越绝对海平面上升,成为相对海平面上升的主导因素。此发现对全球沿海适应战略具有根本性的修正意义,表明应对气候变化驱动的全球性海平面上升之外,针对地方性的沉降问题采取干预措施具有同等甚至更紧迫的优先性。

3. 研究方法

  • 本研究利用2014至2023年间哨兵1号合成孔径雷达卫星的全部存档数据,采用先进的多时相干涉合成孔径雷达技术,对40个分布于五大洲29个国家的三角洲进行地表高程变化测量。为分析人为驱动因素,研究整合了GRACE卫星重力反演与回波数据推算的地下水储量变化、全球泥沙通量数据集以及基于遥感观测的城市扩张指数。研究采用多层线性回归模型与随机森林机器学习模型进行对比分析,通过随机森林模型捕捉变量间的非线性关系,并结合局部可解释模型无关解释方法,量化了各驱动因素在不同三角洲中的相对贡献。

4. 主要结论

  • 研究发现,所调查的全部40个三角洲均呈现整体下沉趋势,其中13个三角洲的平均下沉速率超过当前全球海平面上升速率。约54%至65%的全球三角洲面积正在下沉,受影响的三角洲总面积达460,370平方公里。随机森林模型分析表明,在40个三角洲中,地下水储量变化对垂直地面运动的相对影响力最强,而泥沙通量变化和城市化则起次要作用。尤为关键的是,研究证实当前三角洲的地面沉降速率在18个三角洲中已超过地质海平面上升速率,影响到约2.36亿人口。在三角洲海拔低于1米的区域,沉降对相对海平面上升的贡献在三分之二的三角洲中占据主导地位。研究进一步揭示,约65%的三角洲位于中低收入国家,其应对相对海平面上升的适应能力极为有限。

5. 研究展望

  • 本研究明确指出沉降已成为三角洲地区最紧迫的局部挑战,需将其提升至与全球气候变化适应同等优先的议程。然而,研究也承认存在若干局限性,包括GRACE数据空间分辨率粗糙可能对小流域产生信号泄漏、泥沙通量数据集反映的是受干扰与原始状态间的百分比变化而非当代绝对值,以及模型未明确分离自然沉降过程及其他人为驱动因素。未来研究  亟需结合空间密集的三角洲特异性数据,以更精确地量化局部尺度过程,并严格区分自然与人为因素对地面运动的贡献,为制定针对性的地下水管理、人工补给和沉积物调控策略提供科学依据。

6. 研究主要图表

01 全球三角洲的地表沉降

02 跨全球三角洲VLM的空间模式

03 全球三角洲地表沉降和海拔下降的人为驱动因素

04 地面沉降与SLR在全球三角洲中的相对贡献

05 全球三角洲中的RSLR与自适应容量


原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-025-09928-6                              

原文转引:https://mp.weixin.qq.com/s/v11cy1HFbi2LOwGdTFkDQg



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