基于遥感与实地地貌测绘的斯瓦尔巴群岛冰川动态多样性及其气候响应机制研究

为解决北极冰川动态变化与气候响应机制的关键科学问题，研究人员通过遥感与实地地貌测绘相结合的方法，对斯瓦尔巴群岛11条冰川开展系统性研究，构建了四类冰川地貌系统模型（marine-terminating surge-type、land-terminating surge-type、polythermal valley glacier和small vanishing glacier），揭示了冰川动态多样性及其对气候变暖的响应规律，为预测北极冰川未来演化及生态影响提供了重要框架。

　　

北极地区正经历全球最显著的气候变暖，斯瓦尔巴群岛作为北极冰川变化的"天然实验室"，其冰川动态多样性（从跃动冰川到小型冷基冰川）为理解气候变暖对不同类型冰川的影响提供了独特窗口。然而，长期观测数据有限，而冰川地貌记录作为"地质档案"可弥补这一空白。为此，国外研究团队通过多尺度地貌测绘，揭示了斯瓦尔巴冰川对气候变化的响应机制。

研究采用ArcGIS Pro进行遥感地貌解译（1:5000比例尺），结合ArcticDEM（2米分辨率）地形分析；通过无人机航测（DJI Mavic Mini 2，30米航高）获取重点区域厘米级三维模型；整合历史海床地貌数据，对11条冰川（7条位于南斯匹次卑尔根，4条位于西北斯匹次卑尔根）开展系统研究。

4.1 个体冰川特征
4.1.1 Bakaninbreen-Paulabreen冰川系统：海底与陆地均发育挤压冰裂隙脊(CSRs)和冰下通道沉积，揭示多次跃动历史。冰碛区密集的锅穴湖反映静止期冰体停滞。
4.1.2 Penckbreen：2016-2020年跃动形成2公里前进，冰川构造冰碛复合体与变形湖相沉积共存，证实跃动过程对冰前环境的改造。
4.1.3 Antoniabreen：侧缘冰碛包裹大面积冰水沉积平原，平行冰缘的古河道指示多温冰川退缩过程中冻结边缘的存在。

4.2 冰川地貌系统模型
4.2.1 海洋终止型跃动冰川系统：海底冰川构造冰碛与退缩冰碛序列反映动态差异，陆地则以冰体停滞形成的锅穴地形为主。
4.2.2 陆地终止型跃动冰川系统：以挤压冰裂隙脊(CSRs)和锯齿状蛇形丘为标志，冰前湖沉积变形记录跃动推力。
4.2.3 多温山谷冰川系统：冰核冰碛垄包裹冰水沉积平原，流线型冰下地貌与冰面碎屑条带共存，反映冷-暖冰过渡特征。
4.2.4 小型消亡冰川系统：以裸露基岩、薄层碎屑覆盖和冰面碎屑条带为特征，冰体破碎显示与积累区断联的终末阶段。

该研究首次系统构建了斯瓦尔巴冰川连续演化谱系，揭示底部承重型(bottom-heavy)冰川更易向冷基状态转变。随着气候持续变暖，多温冰川向冷基冰川的转型将加剧，导致更多小型冰川消亡，这将显著改变水-沉积物-生物地球化学通量，进而影响冰下、冰前和海洋生态系统。研究提出的四类地貌系统模型为解读古冰川记录和预测未来变化提供了新范式，尤其对理解北极放大效应下的冰川-气候反馈机制具有重要价值。