新疆作为丝绸之路经济带核心区，是气候变化影响的敏感区和脆弱区[1]。同时，新疆是我国冰川与常年积雪存储资源最为丰富的地区，冰川与常年积雪资源及冰雪融水不仅是新疆赖以发展的重要水资源，而且是新疆独特的绿洲社会与经济生存与发展的命脉[2-3]。近年来随着气候变暖，冰川与常年积雪对气候变化的响应使得沿岸的河流、土壤及局部气候发生明显的变化，局部地区水文循环和整个新疆生态系统都受到强烈影响[4-5]。因此，研究新疆冰川与常年积雪分布特征、发展趋势，掌握其动态变化的规律，对冰川与常年积雪的保护、防治和灾害预测管理具有重要意义[6-7]。姚晓军对中国阿勒泰山冰川近50 a变化进行分析，阿尔泰山地区冰川普遍退缩，冰川数量、面积与冰储量均减少，主要原因是气温上升导致的冰川消融在一定程度内抵消了固态降水增加对冰川的补给[8]。朱弯弯对天山中段南坡开都河流域和北坡玛纳斯河流域的冰川变化进行了对比分析，2000年后呈加速萎缩趋势，变化的主因是气温，而夏季升温幅度及降水的不同是造成差异性变化的重点原因[9]。刘时银基于第二次冰川编目数据得出冰川的形成与发育取决于地形条件和降水、气温的综合影响[4,10]。

本文利用覆盖新疆的2005年Landsat TM影像，采集2005年新疆冰川与常年积雪覆盖范围数据，基于2015年自治区第一次全国地理国情普查成果，对冰川与常年积雪相关数据进行整合，形成2015年新疆冰川与常年积雪覆盖范围数据。提取2005～2015年新疆冰川与常年积雪变化信息，同时结合相关专题资料对近10 a来新疆冰川与常年积雪分布及动态变化状况进行分析。

1 研究区概况

新疆地处 73°40′～96°18′E、34°25′～48°10′N之间，山脉与盆地相间排列把新疆分为南北两半，北部阿勒泰山、准噶尔盆地，南部昆仑山、塔里木盆地，天山平躺于新疆中部，形成“三山夹两盆”的特殊地形[1]。新疆冰川与常年积雪主要分布在阿勒泰山、天山、帕米尔高原、喀喇昆仑山和昆仑山等山脉[1-2]。

2 方法与原理

2.1 数据源

采用的数据包括：①2005年覆盖全疆范围的Landsat TM正射影像，影像时相为5～8月，影像分辨率为30 m；②2015年自治区第一次全国地理国情普查成果由新疆维吾尔自治区测绘地理信息局提供，主要包括标准分幅正射影像成果、地表覆盖数据。标准分幅正射影像成果时相主要集中于6～9月，分辨率以0.5 m为主，部分区域为2 m。③高程数据（DEM）、气温、降水、中国第二次冰川编目数据等各类专题数据。

2.2 技术方法及统计指标

2.2.1 技术方法

本研究基于2015年自治区第一次全国地理国情普查成果，整合提取2015年新疆冰川与常年积雪覆盖范围数据，参考2005年Landsat TM正射影像的光谱特征与纹理特征，综合季节、地形地貌、植被等多种影响因素，借助中国第二次冰川编目数据，同时叠合DEM数据，通过人工目视解译采集2005年新疆冰川与常年积雪覆盖范围数据。通过ArcGIS软件采用空间叠加分析方法，叠加两期新疆冰川与常年积雪范围数据，提取2005～2015年新疆冰川与常年积雪变化信息。

2.2.2 统计指标

面积（单位为km2）作为新疆冰川与常年积雪的基本属性之一，在一定程度上可以反映出较大区域的气候变化[5]。因此，本研究基于近10 a来不同海拔、不同行政区、不同山脉的面积分布特征及变化情况评估新疆冰川与常年积雪变化现状，结合气象资料探讨其与气候的关系。

3 监测成果

3.1 新疆冰川与常年积雪分布特征

利用2005年、2015年新疆冰川与常年积雪监测数据为统计单元，分析冰川与常年积雪在不同海拔、不同行政区、不同山脉的面积分布特征，了解冰川与常年积雪在全疆分布的基本特征。

从海拔分布看（如图1），2005年冰川与常年积雪72.72%分布在5 000 m以上的极高海拔区域；19.46%分布在3 500～5 000 m之间的高海拔区域；7.82%分布在1 000～3 500 m之间的中海拔区域，低于1 000 m的低海拔区域无分布。2015年冰川与常年积雪57.69%分布在极高海拔区域；32.24%分布在高海拔区域；10.08%分布在中海拔区域，低海拔区域无分布。

从地区分布看（如图2），2005年冰川与常年积雪92.76%分布在南疆地区，6.49%分布在北疆地区，0.75%分布在东疆地区。和田地区、喀什地区、阿克苏地区及巴音郭楞蒙古自治州等4个行政区域的冰川与常年积雪面积较大，占自治区冰川与常年积雪面积的83.98%；吐鲁番市、昌吉回族自治州、乌鲁木齐市等3个行政区域的冰川与常年积雪面积较小，占自治区冰川与常年积雪面积的0.69%。2015年冰川与常年积雪90.03%分布在南疆地区，9.28%分布在北疆地区，0.69%分布在东疆地区。和田地区、喀什地区及巴音郭楞蒙古自治州等3个行政区域的冰川与常年积雪面积较大，占自治区冰川与常年积雪面积的70.01%；吐鲁番市、哈密地区、阿勒泰地区等3个行政区域的冰川与常年积雪面积较小，占自治区冰川与常年积雪面积的1.36%。

由于新疆各个山脉的具体界线没有统一的标准，本文根据中国第二次冰川编目数据提取新疆冰川与常年积雪数据，根据数据属性表中包含的山脉信息，辅助确定新疆冰川与常年积雪分布的山脉。新疆冰川与常年积雪分布的山脉包括阿勒泰山、天山、帕米尔高原、喀喇昆仑山、昆仑山、阿尔金山等6个山脉。其中天山、昆仑山由于分布范围广，横向跨度较大，为具体分析分布及变化情况，本文将2座山脉按山体分布特征分为3块，总共划分为10个部分。

从山脉分布看（如图3），2005年冰川与常年积雪0.76%分布在北部阿勒泰山区域；23.73%分布在中部天山区域；75.52%分布在南部昆仑山等山脉区域。2015年冰川与常年积雪0.69%分布在北部阿勒泰山区域；27.95%分布在中部天山区域；71.37%分布在南部昆仑山等山脉区域。

3.2 新疆冰川与常年积雪变化特征

通过叠加2005年、2015年新疆冰川与常年积雪监测数据，提取2010～2015年新疆冰川与常年积雪变化信息，同时叠加2010年、2015年影像对变化区域进行进一步查看。

2005～2015年10 a间，新疆冰川与常年积雪总面积由24 137 km²减少到22 192 km²，总面积减少了1 945 km²，年均退缩率为8.06%，全疆变化总面积为11 256 km²。

从海拔分区变化分布看（如图4），冰川与常年积雪面积变化在高于5 000 m的极高海拔区域的总面积最大，增加面积占总增加面积的35.82%，减少面积占总减少面积的69.48%；其次为3 500～5 000 m的高海拔区域，增加面积占总增加面积的51.15%，减少面积占总减少面积的19.50%；1 000～3 500 m的中海拔区域的面积变化相对较小，增加面积占总增加面积的13.04%，减少面积占总减少面积的11.02%。

从不同地区变化分布看（如图5），冰川与常年积雪面积变化主要集中在和田地区、喀什地区、阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州等南疆5个行政区内，变化面积占全疆总变化面积的88.17%；吐鲁番市、哈密地区、乌鲁木齐市、阿勒泰地区等4个区域变化面积较小，占总变化面积的2.57%。其中喀什地区、巴音郭楞蒙古族自治州、阿克苏地区增加面积较大，占总增加面积的63.15%；哈密地区、吐鲁番市、阿勒泰地区增加面积较小，占总增加面积的1.46%；和田地区、阿克苏地区、喀什地区减少面积较大，占总减少面积的78.01%；吐鲁番市、昌吉回族自治州、乌鲁木齐市减少面积较小，占总减少面积的0.29%。

从不同山脉变化分布看（如图6），冰川与常年积雪面积变化主要集中在喀喇昆仑山、天山东部、昆仑山中部、天山西北部，变化面积占全疆总变化面积的77.09%；阿尔金山、阿勒泰山、天山西南部变化面积较小，占总变化面积的2.88%。其中天山东部、喀喇昆仑山、天山西北部增加面积较大，占总增加面积的67.05%；阿勒泰山、阿尔金山增加面积较小，占总增加面积的1.59%；喀喇昆仑山、昆仑山中部、天山东部减少面积较大，占总减少面积的76.53%；阿尔金山、阿勒泰山减少面积较小，占总减少面积的1.05%。

3.3 新疆冰川与常年积雪变化影响因素分析

本文收集到2005年、2015年全疆主要城市气象站点相关数据，通过各个地区的气象数据变化，分析近年来年均降水量、年均气温的变化及其与冰川与常年积雪之间的相互变化及影响关系。

从不同年份年均降水量变化分布看（如图7），哈密市、吐鲁番市、和田市、喀什市、阿克苏市、库尔勒市等6个区域内的年均降水量均低于100 mm；乌鲁木齐市、伊宁市、塔城市等地年均降水量相对较高，年均降水量大于300 mm；2005～2015年，阿克苏市、塔城市、库尔勒市、吐鲁番市、哈密市等5个区域年均降水量均不同程度地增加，其他区域均不同程度地降低，其中阿克苏市、哈密市降水量增加的同时冰川与常年积雪面积减少，喀什市、博乐市、阜康市等地降水量降低的同时冰川与常年积雪面积增加。

从不同年份年均气温变化分布看（如图8），塔城市、阜康市、乌鲁木齐市、博乐市、阿勒泰市等5个区域年均气温均低于10℃，冰川与常年积雪覆盖面积相对较少，均低于1 000 km²；吐鲁番市、和田市、喀什市等地气温相对较高，每年平均气温高于13℃；2005～2015年，全部区域年均气温均不同程度地下降。

各主要城市的气候数据不能全面反映出冰川与常年积雪分布区域的详细特征，但从各个地区不同年份不同气象要素的变化分布可知（如图7、8）：①各个区域的气候由降水量、气温、日照时数等多种因素共同影响，受影响程度主次不同；②冰川与常年积雪消融一般在6～8月，积累一般在冬季的11月至次年的3月，因此，夏季气温决定消融量，冬季降水决定积累量，它们的组合共同决定着冰川与常年积雪的性质、发育和演化，从而导致最终的各区域气候特征有所差异。③区域的气候与所在区域的地形要素格局具有紧密的相关性。

4 结 语

本文主要分析了近10 a新疆冰川与常年积雪的空间分布特征及变化规律，以及造成这种冰川与常年积雪分布特征的原因，着重分析了地形格局对冰川与常年积雪分布的影响。通过以上分析，得出以下结论：

1）新疆“三山夹两盆”的特殊地貌格局使冰川与常年积雪分布具有鲜明的局地特征，其分布规律大致沿着山脉的走向呈条带状分布。同时，冰川与常年积雪的空间分布在山区和平原极不平衡，天山、喀喇昆仑山、昆仑山等大型山脉具备为冰川发育提供物质积累的地形基础，山区几乎集中了冰川与常年积雪的绝大部分。

2）2005～2015年新疆冰川与常年积雪总面积呈减少的趋势，总面积减少了1 945 km²，年均退缩率为8.06%，全疆变化总面积为11 256 km²，其中增加面积为4 655 km²，减少面积为6 600 km²。

3）新疆冰川与常年积雪从全疆总体分布看，按面积统计，冰川与常年积雪70%分布在南疆地区；30%分布在北疆地区；10%分布在东疆地区。由地区分布可知，和田地区、喀什地区、阿克苏地区及巴音郭楞蒙古自治州等4个行政区域的分布面积较大，哈密地区、乌鲁木齐市、吐鲁番市等3个行政区域的分布面积较小。由海拔分布可知，冰川与常年积雪10%分布在中海拔区域，30%分布在高海拔区域，70%分布在极高海拔区域。由山脉分布可知，冰川与常年积雪10%分布在北部阿勒泰山区域，30%分布在天山山脉，70%分布在南部昆仑山等山脉区域。

4）新疆冰川与常年积雪变化主要集中在和田地区、喀什地区、阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州等南疆5个行政区范围内的喀喇昆仑山、昆仑山中部、帕米尔高原等山脉极高海拔区域；吐鲁番市、哈密地区、昌吉回族自治州、阿勒泰地区、博尔塔拉蒙古自治州等5个行政区范围内的阿勒泰山、天山东部、阿尔金山等中海拔区域的冰川与常年积雪变化较小。

5）通过对阿勒泰山、天山、昆仑山等不同区域、不同海拔不同山脉的冰川与常年积雪分布及变化信息对比，结合气象资料的分析得出，新疆冰川与常年积雪分布及变化主要受山脉的绝对海拔高度及山体的相对高差影响。同时，丰富的降水、较低的温度才能维持冰川的存在，并保障冰川向较低海拔区域延伸，最终多因素共同作用决定了冰川分布、规模及变化情况。

参考文献

[1] 王圣杰, 张明军, 李忠勤, 等. 近50 a来中国天山冰川面积变化对气候的响应[J].地理学报, 2011,66(1):38-46

[2] 王璞玉, 李忠勤, 李慧林, 等. 近50 a来天山地区典型冰川厚度及储量变化[J].地理学报, 2012,67(7):929-940

[3] 裴欢, 房世峰, 覃志豪, 等. 基于遥感的新疆北疆积雪盖度及雪深监测[J].自然灾害学报, 2008(5):52-57

[4] 刘时银, 丁永建, 张勇, 等. 塔里木河流域冰川变化及其对水资源影响[J].地理学报, 2006, 61(5):482-490

[5] 蓝永超, 沈永平, 吴素芬, 等. 近50 a来新疆天山南北坡典型流域冰川与冰川水资源的变化[J].干旱区资源与环境,2007(11):1-8

[6] 张明军, 王圣杰, 李忠勤, 等. 近50 a气候变化背景下中国冰川面积状况分析[J].地理学报, 2011,66(9):1 155-1 165

[7] 姚晓军, 刘时银, 郭万钦, 等. 近50 a来中国阿勒泰山冰川变化——基于中国第二次冰川编目成果[J].自然资源学报,2012,27(10):1 734-1 745

[8] 朱弯弯, 上官冬辉, 郭万钦, 等. 天山中部典型流域冰川变化及气候的响应[J].冰川冻土, 2014,36(6):1 376-1 384

[9] 刘时银, 姚晓军, 郭万钦, 等. 基于第二次冰川编目的中国冰川现状[J].地理学报, 2015,70(1):3-16

[10] 钱亦兵, 吴世新, 吴兆宁, 等. 喀尔里克山冰川资源近50 a来的变化及保护政策[J].干旱区地理, 2011,34(5):719-725

[11] 产启良, 庞小平, 艾松涛, 等. 利用CCD相机进行南极站积雪覆盖监测的方法[J]. 地理空间信息, 2017,91(3):40-43

[12] 王高峰, 张延斌, 张建平, 等. 遥感影像的冰川信息提取方法对比[J].地理空间信息, 2010,34(3):43-46