冰川还是非冰川？定义消逝冰川的精细考量及其科学意义

《Annals of Glaciology》：Glacier or Not? The Importance of Nuance in Definitions of Vanishing Glaciers

本文聚焦冰川定义的复杂性，探讨了在冰川加速消融背景下如何科学界定“冰川消失”的标准。作者Allen Pope系统梳理了基于面积阈值（如0.01 km2）、冰流证据、最小厚度（如30 m）及多指标评估等多种定义方法，强调了定义的选择依赖于具体情境、目的和受众。研究指出，冰川的消失并非简单的二元事件，而是一个连续过程，这对水资源管理、气候记录、生态系统及法律保护等领域具有重要影响。文章呼吁在联合国冰川保护年（2025）及行动十年（2025-2034）的背景下，需谨慎使用语言并依赖地方专家知识进行清晰沟通。

　　

在世界各地的崇山峻岭之巅，洁白壮丽的冰川不仅是令人叹为观止的自然景观，更是地球气候系统至关重要的组成部分。它们如同巨大的天然水库，调节着河川径流，滋养着下游生态系统，封存着古老的气候密码，同时也承载着不同民族的文化记忆。然而，在全球变暖的持续驱动下，这些“冰冻的河流”正在以前所未有的速度退缩和消融。一个看似简单却日益紧迫的科学与社会问题随之浮现：究竟什么是冰川？又该如何判定一个冰川已经“死亡”或“消失”？当冰川萎缩到仅剩一小片冰体，不再有明显的流动迹象时，我们是否应该将其从冰川名录中除名？这个问题的答案远非黑白分明，它牵动着水资源评估的准确性、气候变化的解读、生态系统的预测，甚至在阿根廷等拥有冰川保护法的国家，还直接关系到法律条文的适用与工业活动的限制。

正是在这样的背景下，来自威廉姆斯学院的Allen Pope在《Annals of Glaciology》上发表了题为“Glacier or Not? The Importance of Nuance in Definitions of Vanishing Glaciers”的论文，对冰川定义的复杂性进行了深入剖析。文章开篇即指出，冰川的消失是一个渐进的过程，而非瞬间的二元切换。传统的冰川定义，如Cogley等人（2011）提出的社区共识，强调冰川是“显示出过去或现在流动证据”的多年性冰体。这一定义包含了“过去流动”的证据，意味着即使一个冰体当前不再流动，只要它曾经过冰川作用形成，仍可能被保留在冰川名录中。这与一些冰川学家认为“流动”是冰川最本质特性的观点存在张力。Post和LaChapelle（1971）早就提出了双向的疑问：一个雪原何时大到足以成为冰川？反之，一个退缩的冰川何时不再算是冰川？

为了回答这些问题，研究人员系统回顾了冰川学界的理论探讨与实践操作。研究表明，在实际的冰川编目工作中，定义的应用充满了实用主义的考量。其中，基于面积的阈值是最常用的操作化标准之一，这很大程度上源于卫星遥感技术的便利性。常见的面积阈值从1公顷（0.01 km²）到0.1 km²不等，其中0.01 km²被广泛采用（如Paul等人，2009年的建议）。更精细的研究则会将阈值降至0.001 km²甚至更低，但通常会辅以其他条件。然而，单纯依赖面积存在局限，例如可能将大型但停滞的冰体误判为冰川，或将小而活跃的冰体排除在外。

因此，其他判据被发展和应用。基于冰流和厚度的定义要求冰川必须存在当前可测量的运动，这通常意味着冰体需要达到一定的厚度（例如，纯冰约30米，Cuffey和Paterson，2010）和坡度，以产生足以导致塑性变形或基底滑动的应力。例如，Fountain等人（2017）通过地形数据估算基底剪切应力来区分冰川和永久雪场。在德国，南施内费纳冰川（Southern Schneeferner）就因为被确认缺乏流动而在2022年被宣布不再属于冰川。

认识到单一标准的不足，近年来冰川学家越来越倾向于采用多指标、清单式或评分卡式的综合评估方法。Leigh等人（2019）开创性地使用高分辨率影像，根据裂隙、流动特征、冰面形态等一系列证据，将冰体分类为确定、很可能或可能的冰川。Izagirre等人（2024）在比利牛斯山的研究中，则要求至少出现2到3个表明冰川消亡的特征（如无裂隙、冰体崩塌、与积累区断开连接等），才会将某个冰体判定为“非冰川”。Ugalde等人（2025）为智利非常小的冰体（0.001-0.01 km²）开发了一套决策树分类方案。这些方法更能体现冰川消失过程的连续性和地域特异性，但代价是更耗时且对数据质量要求更高。

当一片冰体被判定为“非冰川”后，它又该如何称呼？文章梳理了一系列术语，反映了其处于冰川与非冰川之间的过渡状态。“冰斑”（ice patch，指冰川起源但不再流动的冰体）、“冰川残余”（glacier remnant）、“永久雪场”（perennial snowfield）、“死冰”或“停滞冰”（dead/stagnant ice）等术语被使用，但它们的含义和适用情境也存在细微差别。例如，“冰斑”理论上在合适条件下可能重新转变为冰川，而“死冰”则带有更强烈的终结意味。

Allen Pope在论文中强调，定义冰川并判定其消失，不仅仅是一个学术练习，它具有深远的多方面影响。首先，对于水资源而言，小型冰川在调节季节和年际水资源方面扮演着关键角色，其消失的时点判断影响着对“峰值水”（peak water）来临和后续水资源变化的预测。其次，作为气候代理，小型冰川对气候变化响应迅速，但其消失也意味着其内部储存的独特气候记录（如冰芯）的永久丧失，尽管冰川退缩有时也会暴露新的古气候代理物（如古树桩）。在生态方面，冰川的消失会改变流域的冰川覆盖比例，从而影响下游水生生态系统的水温和营养状况，导致生态位丧失或新的生态系统出现。此外，冰川消退还常常暴露出珍贵的考古遗存，如奥茨冰人等。在法律层面，冰川的定义直接关系到那些拥有冰川保护法的国家（如阿根廷、塔吉克斯坦）如何执行法律，限制在冰川及其周边区域的工业活动。

更引人深思的是，冰川的消失还伴随着强烈的情感维度。人们为消逝的冰川举行“葬礼”（如在冰岛、瑞士、美国俄勒冈州等地），这体现了“生态悲痛”（ecological grief）和“乡痛”（solastalgia，指因环境变化对家园造成的痛苦）等概念所描述的情感体验。冰川作为气候变化最直观的象征之一，其消亡深刻地冲击着公众的情感与认知。

在讨论与结论部分，作者指出，关于冰川定义的争论，某种程度上反映了科学分类中“聚合者”（lumpers，倾向于宽泛分类）与“拆分者”（splitters，倾向于精细分类）之间的永恒张力。自然世界本质上是连续的，常常挑战着我们试图建立的非此即彼的分类体系。Hooke（2019）对此有精辟论述。尽管在某些特定场景（如法律条文）下，二元划分是必要的，但更普遍的情况是，冰川的消失是一个渐变的光谱。因此，在宣布一个冰川“死亡”时，必须清晰说明所依据的标准和上下文。

论文最后呼吁，随着联合国冰川保护年（2025）及后续的冰冻圈科学行动十年（2025-2034）的到来，科学界、政策制定者和公众都需要更加关注冰川定义的细微差别。选择何种定义，应取决于提出问题的目的和背景。是进行区域水资源评估，是研究局部生态系统，是执行环境保护法，还是与公众沟通气候变化？不同的目标可能需要不同的定义框架。清晰、审慎的语言和依赖于地方专家的知识，对于准确理解冰川消失的过程及其多维影响至关重要。归根结底，“一个冰川何时不再成其为冰川？”这个问题的答案，取决于谁在发问，以及为何而问。

主要技术方法概述

本研究主要采用文献综述和案例分析的方法，系统梳理了全球范围内冰川定义的理论基础与实践应用。关键技术方法包括：利用多源遥感数据（如卫星影像、无人机航拍、数字高程模型DEM）进行冰川边界测绘和面积变化监测；结合现场观测（如GPS测量、冰厚度探测）验证遥感解译结果并评估冰流状态；发展并应用多指标综合评估体系（如Leigh等人2019年的分类法、Izagirre等人2024年的消亡特征清单），对冰川状态进行定性或半定量判定；基于历史冰川编目数据（如GLIMS数据库、各国国家冰川编目）进行时空变化分析。这些方法共同支撑了对冰川从存在到消亡连续过程的精细刻画。

冰川定义的理论基础

文章首先回顾了冰川学的核心定义。Cogley等人（2011）提出的社区共识定义被广泛引用，即冰川是“显示出过去或现在流动证据”的多年性冰体。这一定义的关键在于包含了“过去流动”，允许一些当前可能不流动但具有冰川起源特征的冰体仍被认定为冰川。这与Clarke（1987）强调“流动是冰川最有趣特性”的观点形成对比，揭示了定义本身的内在张力。Post和LaChapelle（1971）则从冰川形成和消亡两个方向提出了问题，暗示了冰川状态判断的复杂性。

基于面积的实践定义

在实际的冰川编目工作中，设定一个最小面积阈值是最常见的操作化方法。这主要是为了适应卫星影像解译的技术限制和保证数据一致性。研究表明，0.01 km²是最常见的阈值（Paul等人，2009），但阈值范围很广，从0.1 km²（USGS，2025）到0.001 km²（Ugalde等人，2025）不等。一些研究还采用相对面积标准，如Huss和Fischer（2016）将冰川消失定义为面积小于2010年范围的3%或小于0.005 km²。Goodbye Glaciers项目（2025）则使用相对于2020年体积或面积的剩余比例（如10%）作为阈值。

基于冰流与厚度的定义

部分定义强调冰川必须具备当前的可测运动。这通常与冰体达到一定厚度（如理论上的~30米纯冰厚度）和坡度相关，以确保内部变形或基底滑动的发生。Fountain等人（2017）通过地形数据估算基底剪切应力来区分冰川和永久雪场。实例包括利用厚度和流动观测确认日本阿尔卑斯山的两个雪斑实为冰川（Arie等人，2025），以及因缺乏流动而宣布德国南施内费纳冰川“死亡”（Bayerische Akademie der Wissenschaften，2022）。美国加州约塞米蒂国家公园的莱尔冰川（Lyell Glacier）也因被观测到停滞而被“降级”。

多因素综合评估方法

鉴于单一标准的局限性，综合多种证据的方法日益受到重视。Leigh等人（2019）使用高分辨率影像，根据裂隙、流动特征、冰面形态等加权指标对冰体进行分类。Izagirre等人（2024）在比利牛斯山应用了一套清单，要求出现至少2-3个表明冰川消亡的特征（如无裂隙、冰体崩塌、与积累区断开等）才判定冰川消失。Ugalde等人（2025）为智利的小冰体开发了决策树分类法。这些方法能更好地捕捉冰川消亡的连续性和地域差异，但更依赖数据和专家判断。

冰川消亡后的术语体系

文章梳理了用于描述已非冰川但冰体尚存的术语。“冰斑”（ice patch）指冰川起源但不再流动的冰体（Serrano等人，2011）。“冰川残余”（glacier remnant）和“残余冰川”（remnant glacier）则强调其冰川起源，但前者暗示已非冰川，后者暗示仍是冰川。“永久雪场”（perennial snowfield）或“雪斑”（snow patch）用于可能从未达到冰川标准的冰体。“死冰”或“停滞冰”指冰川中不流动的部分或前冰川冰体。术语的选择反映了对冰体当前状态和起源的理解。

研究结论与意义

本文系统论证了冰川定义的非二元性和情境依赖性。冰川的消失是一个连续的、受多种因素（如地形、气候）影响的渐变过程，而非简单的是非判断题。因此，判定冰川消失的标准（无论是基于面积、流动还是多指标）并非绝对，其选择应明确服务于具体的研究目的、管理需求或沟通对象。在联合国倡导冰川保护和国际合作的背景下，清晰、审慎地使用冰川相关术语，并充分尊重和利用地方性冰川学知识，对于准确评估冰川消失的生态、水文、社会文化及法律影响至关重要。这项研究提醒我们，在关注冰川“消亡”这一结果的同时，更应理解其过程的复杂性，从而为科学应对气候变化下的冰冻圈变化提供更坚实的认知基础。