大型大陆地震经常引发大规模的山体滑坡,产生大量碎屑,对构造活跃的山区侵蚀作用显著(Keefer, 1994; Li et al., 2016; Song et al., 2022; Wang et al., 2015; Yanites et al., 2010)。这些滑坡的规模和分布主要受坡度陡峭程度和地震震动强度的控制(Marc et al., 2017; Medwedeff et al., 2020; Meunier et al., 2007; Valagussa et al., 2019)。这些碎屑通常会长期存在,并通过扩散过程逐渐侵蚀进入河流系统(Francis et al., 2020; Zhang et al., 2012)。当与水混合时,这些碎屑会迅速形成泥石流,成为重要的次级沉积物来源(Dahlquist et al., 2018; Dai et al., 2026; Zhang and Zhang, 2017)。在某些情况下,山体滑坡或泥石流产生的碎屑会堵塞河道,形成临时坝体。这些坝体的溃决可能导致灾难性的洪水爆发,增加下游沉积物量,重塑河道,加剧河道侵蚀,对下游居民构成严重威胁(Liu et al., 2024; Zhang et al., 2016)。这些过程强烈影响山带的长期侵蚀平衡,并不断重塑山地景观(Egholm et al., 2013; Li et al., 2020; Malamud et al., 2004)。因此,了解地震后的整个连锁过程和物质移动的长期演变对于改进灾害缓解和减少地震后重建中的损失至关重要。
2008年发生在中国的汶川地震引发了大规模的同震山体滑坡(图1(a)),留下了大量松散的碎屑。在随后的几年里,降雨反复激活了这些堆积物,引发了频繁的泥石流(图1(b–h))并形成了临时滑坡坝(图1(c, e–f))。这些连锁灾害导致地震后几年河床显著抬升,近年来则出现了明显的侵蚀趋势(图1(i–l))。这一系列地貌变化为研究地震后的物质移动过程提供了宝贵的机会。Tang et al. (2011) 和 Zhang et al. (2014b) 发现,汶川地震后山体滑坡活动逐渐减少,较大的堆积物重新激活的频率高于较小的堆积物。随着植被逐渐恢复,松散的堆积物趋于稳定,山坡和沟道中仍留有大量同震碎屑(Chen et al., 2020; Fan et al., 2018; Francis et al., 2022; Shen et al., 2020)。Wang et al. (2024) 根据环境指标表明,地震后恢复到地震前的山体滑坡活动水平通常需要5-25年。随着活跃山体滑坡的减少,堆积物向下游沟道迁移,表现出相应的下降趋势(Dai et al., 2021; Xiong et al., 2022),从而导致泥石流活动减少(Zhang et al., 2023; Zhang and Zhang, 2017)。山体滑坡持续输送的沉积物增加了下游河流中的悬浮沉积物浓度,这一点通过水文测量得到了证实(Wang et al., 2015; Wang et al., 2017)。然而,这些研究往往集中在单个事件上。正如Li et al. (2025) 所指出的,河流以悬浮负荷和床负荷两种形式输送沉积物,但对地震后床负荷通量的直接测量仍然有限。因此,对地震后系统级物质移动的全面理解仍然不完整。为填补这一空白,我们进行了野外测量,评估了汶川地震后八年的物质移动演变情况,包括河床高程变化(Zhang et al., 2016)。在此基础上,持续监测一直进行到2023年,提供了更全面和延长的物质移动记录,为了解重大地震的长期地貌响应提供了关键见解和新数据。
本研究关注的是2008年汶川地震震中附近玉溪河沿岸约100平方公里的区域,包括围绕映秀的28个流域。在随后的15年里,该地区经历了多次由降雨引发的灾害(图1)。通过全面的野外调查和遥感分析,我们记录了每次事件,以研究地震后物质移动的长期演变。我们进一步分析了这些连锁灾害之间的相互作用,量化了与物质移动相关的沉积物预算,并将其与全球其他重大地震后的影响进行了比较。