气候变化与人类活动影响下新疆冰川覆被景观格局模拟及应对策略研究

In recent decades, Xinjiang has appeared the signal of the transformation of warm and wet climate. However,it’s unknown that the climate continues to rise or cool in the future. Predicting and simulating future ice pattern of warming scenario and cooling scenario is not only important to reveal the influence of climate and human activities but also to face in advance the impact of glacier change and has important meaning to promote regional sustainable development. This study intends to use glacier inventory Data, ice cover remote sensing image information in the past 40 years in Xinjiang, basic geographic data, social and economic statistical data, and so on. The study will utilize landscape analysis software, RS and GIS to analyze and show temporal and spatial variation rules and driving mechanism of glacier pattern of the different scales. Using modified glacier prediction model simulates characteristics of glacier pattern change under different temperature range of warming scenario and cooling scenario. And utilizing the CLUE-S model simulates future glacier pattern under business as usual, planning and optimization scenario of human land use activities. The study designs the human land use scenario by controlling the main driving factors to analysis relatedness between ice cover landscape and other land use types, confirms the main driving factors of impacting landscape and the impact strength, quantifies the effect relationship among climate, human activities and glacier landscape and influence mechanism, and researches evolution mechanism of glacier landscape and coping strategy under the influence of climate and human activities.

近几十年来新疆出现了气候暖湿化转型的信号，但未来气候是持续升温还是会降温还未知，预测和模拟未来升、降温情景下的冰川格局对于揭示气候与人类活动的影响强度，提前应对冰川变化产生的影响及促进区域可持续发展具有重要现实意义。本研究拟采用冰川编目数据和新疆近40年来冰川覆被遥感影像信息、基础地理数据和社会经济统计数据等，利用RS、GIS和景观分析软件可视化剖析不同尺度上冰川格局的时空变化规律及驱动机制，通过改进冰川预测模型模拟升温和降温不同变温幅度情景下新疆冰川格局的变化特征，通过CLUE-S模型模拟照常、规划和优化人类土地利用活动情景下未来冰川的覆被格局，通过控制主要驱动因子设计人类土地利用情景分析冰雪覆被与其他地物类型之间的关联性，确定影响冰川景观的主要驱动因素及影响强度，定量气候和人类活动与冰川景观的作用关系及影响机制，探讨气候与人类活动影响下冰川景观的演变机制及应对策略。

冰川是气候变化的产物，被称为气候变化的“天然预警器”，同时还是重要的固态水资源。2018年IPCC报告指出全球平均增温率达(0.2±0.1)℃/10a 。在全球变暖背景下，新疆气候表现出明显的“暖湿化”趋势。1960—2010年间气温升高了1.65℃，显著高于全国气温倾向率平均值（0.22℃/10a）。气候变化所引起的冰川积累量和消融量的变化，影响冰川运动速度以及雪线高度，最终使冰川面积增加或减少，冰川末端前进或退缩。其引起的水资源、水循环和生态环境等方面的变化已成为国内外学者关注的热点。在未来升温或降温情景下，预测冰川覆被格局的变化并在此基础上探讨最佳人类活动情景，对我们维持新疆绿洲可持续发展进而向世界解决绿色发展共同关切提供中国经验具有重要的科学和实践意义。. 本研究根据两次冰川编目数据发现1960—2010年间新疆山地冰川数量和冰川面积分别减少了2192条、11710.58km2，且小规模冰川（小于5km2）的面积减少总量为6219.67km2，占总减少量的53.11%。这一现象表明新疆山地冰川呈现出破碎化特征，小冰川对局地气候的敏感性更强。利用SPSS软件对除坡度、海拔高度、政策等以外13项因素进行相关性分析，得出主导因素为夏季气温，联动因素为人口、GDP等。在此基础上运用CA-Markov模型，以夏季气温、降水、经济、人口、DEM、坡度、坡向、河流为控制因素，分析在升温和降温两种情景下新疆山区冰雪覆被的变化趋势。结果表明：升温情景下，新疆山地冰雪覆被会出现不同速率的消融，且温度波动幅度越高，冰雪消融面积越大。各山系冰雪覆被对不同升温变化幅度敏感程度不同，昆仑山山系＞天山山系＞阿尔泰山系。降温情景下，新疆山区冰雪覆被基本上处于累积状态，但各大山脉冰雪覆被累积变化各有差异，对降温幅度的敏感性为阿尔泰山系＞昆仑山系＞天山山系。本研究选取博斯腾湖流域为模拟样区，采用CLUE-S模型在自然发展、生态保护和经济发展三种情景下进行模拟，得出可以通过情景设计来模拟未来冰雪覆被变化和土地利用变化，从而协助规范人类活动，采取低碳措施减少人类活动对气候的影响，进而实现冰川景观的可持续利用。