造山带主分水岭的位置随时间的推移而发生动态变化，并自发的向稳定状态演变，其演变过程受控于构造、岩性和气候等因素。定量解析这些因素如何控制主分水岭的稳定位置是从分水岭形貌提取构造和气候信息的前提，也将对构造-气候-地表过程相互作用研究具有重要意义。

近年来，分水岭的稳定性及其构造、气候信息提取受到越来越多研究者的关注，成为构造地貌学研究中的热点话题之一。He等（2021）对西西里岛东北部和台湾南部的分水岭进行研究，提出了通过造山带主分水岭的位置约束其构造格局的方法。然而该方法由于固定了造山带的宽度和单侧抬升速率等条件，限制了其在自然条件下的适用性。此后，Shi等（2021）对此方法进行了改进，解除了公式中造山带宽度和抬升速率的限制，使该方法能够应用在更加广泛的实例研究中。Shi等（2021）的新公式虽然扩大了适用性，但对分水岭两侧岩性、降水、基准面高差和流域形态等因素的差异对主分水岭位置的影响仍缺乏约束，在构造信息的提取过程中容易产生较大的误差。

中国地震局地质研究所的周朝博士生、谭锡斌研究员、石峰副研究员和休斯敦大学的刘一多博士组成的研究团队，在前人研究的基础上，通过公式推导和数值模拟的方法对上述问题进行了研究，提出了量化构造、气候、岩性等因素对分水岭稳定性影响的新方程（图1）。通过引入"跨分水岭对比指数(C)"，量化了分水岭两侧的岩性、降水、基准面高差和流域形态等因素的影响，提高了构造信息提取的准确度（图1）。研究团队通过数值模拟对上述公式进行了检验，模拟结果揭示分水岭达到稳定的位置与通过公式计算得到的位置基本吻合（图2）。最后，研究团队将该公式应用于内蒙古乌拉山和黄土高原地区的构造抬升信息提取，得到的结果与地质认识基本吻合（图3B和3D）。另外，公式还可以应用于判断正在迁移的分水岭将在何处达到稳定的位置（以五台山分水岭为例）（图3F）。

图1. 本研究给出的量化构造、气候、岩性等因素对分水岭稳定性影响的新方程，简称“Zhou-Tan方程”（上）；

用来描述各参数意义的示意图（左下）；以及根据方程获得的构造与分水岭位置关系图（右下）。

图2. 不同构造抬升模型下的数值模拟（左）及数值模拟中的分水岭位置与本研究所给出的公式预测结果对比（右）。

图3. 实例应用：分水岭稳定时，从水系分布提取构造信息（黄土高原及乌拉山）；分水岭迁移时，可判断其最终稳定位置（五台山）。

研究成果对于“分水岭稳定性及其机制研究”这一国际热门研究领域做出了重要的、及时的贡献。成果可以广泛应用于活动构造、自然灾害、生物多样性、气候变化对地表过程的影响、大型人为工程对水系的影响等研究领域。该研究得到了中国地震局地质研究所自主科技发展项目《分水岭迁移定量化研究》的资助。文章于2021年12月8日在线发表于《Geomorphology》杂志：

Zhou, C., Tan, X.*, Liu, Y., Shi, F., 2022. A cross-divide contrast index (C) for assessing controls on the main drainage divide stability of a mountain belt. Geomorphology, http://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.108071

主要参考文献

He, C., C.-J. Yang, J. M. Turowski, G. Rao, D. C. Roda-Boluda, and X.-P. Yuan. (2021). Constraining tectonic uplift and advection from the main drainage divide of a mountain belt. Nature communications, 12(1), 1-10

Shi, F., Tan, X.*, Zhou, C., Liu, Y., 2021. Impact of asymmetric uplift on mountain asymmetry: Analytical solution, numerical modeling, and natural examples. Geomorphology, https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107862