天山中部阿克苏河流域冰川分布、变化及碎屑覆盖影响研究

本研究针对天山中部阿克苏河流域冰川退缩加速问题，基于中国冰川编目CGI-XJ2020和三期冰川数据集，系统分析了1963-2020年冰川分布特征与变化规律。研究发现该流域现存3491条冰川（4144.84 km2），近57年间面积缩减22.24%，且2007年后退缩速率升至0.51%/a。研究首次揭示碎屑覆盖冰川（占14.41%）呈现"减薄为主、末端稳定"的独特响应模式，为跨境水资源管理和气候变化应对提供了关键科学依据。

　　

在全球变暖背景下，中亚干旱区冰川加速消融正深刻影响着区域水资源安全。天山作为"中亚水塔"，其冰川变化尤为关键，而阿克苏河作为塔里木河唯一常年补给水源，冰川融水贡献率高达59.3%。然而，该流域冰川监测存在三大瓶颈：跨境数据整合困难、碎屑覆盖冰川识别精度不足、长期连续观测数据缺乏。这些问题严重制约着区域水安全评估和灾害预警能力。

中国科学院西北生态环境资源研究院的研究团队在《Research in Cold and Arid Regions》发表最新成果，通过融合中国CGI-XJ2020（2米分辨率）与国际RGI v7.0数据集，首次实现天山中部阿克苏河流域全境冰川精准测绘。研究采用多时相卫星影像（GF-1/6、ZY-3）人工交互解译结合COP-DEM数字高程模型，建立1963-2020年三期冰川数据库；运用体积-面积经验公式（V=0.0341S^1.2683）估算冰储量；通过地面GPS验证（77个控制点）和缓冲区分析法量化误差。

研究结果揭示：

1. 冰川分布特征
   2020年全流域3491条冰川覆盖4144.84 km²，冰储量345.05 km³。冰川集中分布在3800-4100m海拔带（占面积29.7%），北朝向冰川占比最高（数量33.7%，面积35.7%）。发现4条超百平方公里巨型冰川，包括中国境内托木尔冰川（328.56 km²）和琼台兰冰川（136.7 km²）。

2. 时空变化规律
   1963-2020年间冰川面积缩减480.09 km²（22.24%），2007年后退缩速率加快至0.51%/a。小型冰川（<1 km²）数量增加115条，实为大型冰川分裂所致；5-20 km²冰川面积损失最剧（245.61 km²）。南向冰川退缩最快（43.45%），北向最缓（11.29%）。

3. 碎屑覆盖效应
   126条碎屑覆盖冰川（占中国区14.4%）呈现独特演化模式：与裸露冰川相比，其末端海拔上升更显著（16.17m vs 8.02m），但面积变化率更低（9.01% vs 0.45%）。托木尔冰川碎屑覆盖区扩大11.52 km²（+18.3%），而冰体减薄22.24m，证实"保温层"效应。

4. 子流域差异
   库玛拉克河流域冰川数量最多（2034条），但退缩速率最低（17.14%）；托什干河流域小型冰川集中，退缩率达29.93%。

讨论部分指出，碎屑厚度是调控冰川响应的关键因子：厚度>0.5m时抑制消融（如青冰滩74号冰川），薄层碎屑则加速融化。研究创新性地揭示"Turkestan型"冰川（大型树枝状山谷冰川）的独特响应机制，其冰舌区虽仅占体积70%，却是水文敏感区。

这项研究为跨境流域水资源管理提供了三项关键支撑：①建立首套高精度冰川本底数据库；②量化不同规模冰川的退缩贡献率；③揭示碎屑-气候-冰川的三维互馈机制。成果对预判中亚"水塔"未来演变、制定适应性管理策略具有重要科学价值，尤其为"一带一路"沿线干旱区的水安全决策提供了科学依据。