一、 科学问题

分水岭的迁移是塑造地形、影响沉积物传输和生物多样性的关键过程。传统上，地貌学界常利用基于河流功率模型的χ值图来预测分水岭的迁移方向，主流观点认为分水岭会向χ值更高的流域迁移，以达到均衡状态。然而，这一理论框架主要强调河流侵蚀差异的作用，而在强烈活动的造山带（如秦岭），构造抬升的时空差异可能扮演着更主导的角色。本文的核心科学问题正是对此提出挑战：在存在显著非对称构造抬升的地区，分水岭的迁移方向究竟由什么控制？χ值指标是否总是可靠的预测工具？

二、 方法策略

研究选取了秦岭东部的三个典型地点作为“天然实验室”：终南山和华山（高海拔、高起伏地貌）以及洛南盆地（中海拔、低起伏残遗地貌）。研究方法的关键创新在于将现代地壳垂直形变场（1970-2014年水准测量数据）与高分辨率地形地貌分析相结合。这突破了以往研究多依赖“古”证据（如物源分析）或纯地形模拟的局限，实现了对“今”的构造作用力的直接观测和关联分析。  

具体包括以下方法：

1）地形剖面与水准测量剖面叠加直观展示分水岭两侧的地形起伏与现今垂直运动速率的耦合关系；

2）χ值计算与对比：计算并绘制分水岭两侧河流网络的χ值图，分析其空间差异；

3）河道纵剖面与χ-高程图分析：评估河流的均衡状态（稳态或瞬时态）；

4）标准化陡峭指数分析：作为更长尺度上构造活动的代理指标。

图1 地形条带与水准剖面提取

三、 关键认识

1）χ值指标的误导性： 在终南山和华山地区，研究发现分水岭南侧的河流χ值显著高于北侧。若仅依据χ值理论，应预测分水岭向南迁移。然而，地形和大地测量数据明确显示，分水岭北侧的地形起伏和现今构造抬升速率均高于南侧。这形成了一个关键的矛盾证据。

2）控制分水岭迁移的首要因素是抬升速率比： 在非对称抬升的造山带，分水岭的位置和迁移方向主要由其两侧抬升速率的比率控制，而非单纯由反映侵蚀潜力的χ值决定。在秦岭东部，北侧更强烈的抬升驱动着主分水岭持续向北迁移。这一过程自晚中新世以来一直在进行，并得到沉积物源证据的支持。垂直形变数据为此提供了最直接的、正在发生的证据。

3）不同地貌背景下机制的差异性：在高起伏的终南山和华山，强烈的非对称抬升是分水岭向北迁移的主导动力，导致地形处于“瞬时态”，χ值得出了相反的（误导性）预测。

4）气候与岩性影响的次要性： 通过分析降雨剖面和岩性分布，论文排除了降水和岩性差异是导致研究区河道陡峭度差异和分水岭不稳定的主要进一步强化了构造抬升的主导地位。

图2 终南山、华山和洛南盆地盆地平均ksn值、水系χ分布图及分水岭附近降水条带剖面

图3 秦岭水系χ值分布图、地形地貌特征及河流纵剖面

四、 理论意义与实践价值

1）强调多源数据融合： 成功示范了将现代高精度大地测量数据融入地貌动力学研究的强大效用，为研究活动构造区的地貌瞬时变化提供了新范式。

2）重新审视χ值： 明确指出χ值作为分水岭迁移预测工具存在局限性，尤其是在构造活动强烈、抬升非对称显著的区域。研究提醒地貌学家，必须结合独立的构造活动证据（如抬升速率）来合理解释χ值图。

3）深化机理理解： 明确了“抬升速率比”是控制非对称造山带主分水岭稳定性的核心参数，深化了对地形-构造耦合过程的理解。这为预测其他类似活动造山带（如青藏高原东缘）的地貌演化提供了关键的理论依据和应用视角。

总之，本研究试图通过精密的实证分析，论证在活跃的构造背景下，深部地壳动力学驱动的非对称抬升是超越地表侵蚀过程、控制大尺度地貌格局（如分水岭）演化的首要力量。它推动地貌学研究从“以侵蚀为中心”的视角，向更全面、更动态的“构造-侵蚀耦合系统”视角转变。 

图4现今东秦岭分水岭迁移的模拟示意图

上述研究成果，预测所邹俊杰副研究员（通讯作者）与中国地震局第二监测中心李伟（第一作者）合作以 “Drainage Divide Migration in Response to AsymmetricUplift at Eastern Qinling, China”为题，发表在国际地学期刊《Terra Nova》上。

该项研究由国家重点研发计划（2020YFA0710603, 2023YFC3012003) 国家自然科学基金（42202255）、中央公益性科研院所基本科研业务费专项（CEAIEF2024030101）的联合资助。

论文信息：Wei Li, Junjie Zou*, Shao Liu, Hao Zhang（2025）. Drainage divide migration in response to asymmetric uplift at eastern Qinling, China, Terra Nova, 0:1-13, https://doi.org/10.1111/ter.12773

撰稿人：邹俊杰

审稿人：王武星