随着全球气候变化的加剧,作为气候敏感指示器的冰川响应十分明显,近年来,大量研究表明冰川在气候变化、水资源、海平面上升、冰川灾害等方面担任着重要角色,在全球变化中的作用已经不容忽视。因此监测冰川变化(包括面积、长度、物质平衡和运动速度等)对研究内陆河流域水资源与冰川灾害的形成演变及其对下游地区可持续发展、减灾防灾具有重要意义。特别是随着3S(RS、GIS、GPS)技术手段的不断发展和广发应用,使大范围冰川变化监测成为可能。冰川监测从最开始的仅描述冰川末端的变化到现在开展冰川各种特征参数的测量,从野外实地对单条或几条数目有限的冰川的考察到使用卫星遥感手段对区域甚至全球冰川的监测研究,得到比较全面、系统的冰川变化数据。　　 本研究以1964年的1:5万地形图、2004年分辨率为10m的Spot-5高分辨率遥感影像、典型监测冰川近十年序列的观测资料为数据源,以GIS(Geographicinformation system)数字图像处理技术和RS(Remote sensing)数据为依托,结合该区域重点监测冰川(奎屯河哈希勒根48号冰川、51号冰川)近十年序列的观测资料,矢量化两期单条冰川及其流域冰川,获取冰川变化各参数,分析奎屯河流域冰川资源分布状况,及其过去40年间该区域冰川变化的空间特征,从气候背景和冰川自身状况等方面分析冰川变化的因为,得到如下几方面主要结论:　　 (1)通过对奎屯河流域1964年和2004年两期的冰川变化资料分析表明,奎屯河流域以小冰川为主,以0.1-0.5km2规模的冰川居多,除小于0.1km2的冰川规模外,其余规模冰川面积比例分布均匀:奎屯河流域冰川近40年来呈退缩状态,但在普遍退缩的背景下仍由于局地地形及水热条件影响,存在个别冰川的前进情况,冰川面积从1964年的87.07km2减少至2004年的74.16km2,减少了12.91km2,占总面积的14.8％。冰川数量从133条减少至124条,有9条冰川消失殆尽,其中消失的冰川均为面积小于0.5km2的冰川；冰川面积规模与退缩率呈反比例关系,小冰川对气候的敏感性比大冰川大；冰川平均最大长度平均退缩了65.8m,变化率为.5.6％,较之面积变化,不是很明显；南北朝向冰川均随面积增大变化率减小,且40年间朝南的冰川面积变化率明显大于朝北的冰川,朝南的冰川面积等级较小。　　 (2)遥感的监测仅能反映气候变化对冰川面积增减及末端进退的影响,而对于冰川响应的过程将不得而知,这就需要长期实地监测冰川的弥补。对奎屯河流域实地监测冰川奎屯河哈希勒根48号和51号冰川的末端位置、面积规模、物质平衡等特征进行研究,并结合气象要素对奎屯河将军庙水文站径流分布及变化特征进行分析。实地监测冰川的流域代表性较好,变化情况与本区冰川总体变化趋势一致:自上世纪90年代末期以来,实地监测冰川呈加速消融退缩的趋势；冰川表面最大运动速度围绕在3.0m.a-1波动,且略微有下降趋势,运动方向平行于主流线,运动速度最大部位在平衡线附近；奎屯河流域径流补给具有垂直地带性和多样性特点,在全球变暖的气候背景下,径流主要以冰川融水和雨水补给为主,年内分配极不均匀,高度集中于6-9月,年际变化相对稳定,变幅小,多年实测径流值呈微弱增加趋势。　　 (3)冰川变化的因为是气候变化和冰川自身状况两方面共同作用的结果。使用奎屯河流域将军庙气象站气象资料分析该流域气温和降水变化趋势,得到该流域近五十年来气温和降水都有明显的增加趋势,过去49年间(1954年-2002年),该流域年平均气温升高了2.1℃,升温幅度大于乌鲁木齐河源区(0.9℃),年平均降水增加了23mm(0.47mm.a-1)或13.7％,虽然高山区的降水梯度可能有所增加,但降水的增加不足以弥补气温的升高造成的冰川物质的亏损,故此流域冰川处于退缩状态。冰川自身规模形态各参数(面积、长度、海拔等)的差异性,造成冰川所处的水热条件发生变化,直接导致了奎屯河流域内不同面积等级冰川变化的差异性,通过分形理论获取冰川的分维数并计算冰川的空间稳定性结构,发现1964年数据冰川面积0.1-0.5km2的冰川稳定指数最低,说明其空间形态最复杂,最易发生消融,9条消失的冰川有5条处于该区间,消融绝对量也是最大的,而大于5km2的冰川稳定系数则最高,说明其空间形态较之小冰川相对稳定。依据2004年数据仍然是冰川面积0.1-0.5km2的冰川稳定指数最低,大于5km2的冰川稳定系数则最高,但各种规模的冰川40年后稳定系数变化不一。其中,冰川面积小于0.5km2的稳定系数存在增加趋势,且小于0.1km2冰川的稳定系数明显大于0.1-0.5km2的冰川,表明该类型冰川今后消融将趋近于一种稳定状态；而冰川面积大于0.5km2的稳定系数存在减小趋势,说明该规模冰川对气候变化将愈加敏感,未来几年可能将有加速消融的趋势。　　 (4)为使冰川变化资料具有可比性,将冰川解译方法进行统一,延用目前国际上冰川监测工作被公认为最权威的机构世界冰川监测服务处(WGMS)的标准,采用其分支机构全球陆地冰空间观测规划(GLIMS)的解议规范。遥感数据的预处理方法已经比较成熟,将工作重点集中在准确获取冰川参数的两个基本条件方面:遥感数据的选择和准确界定冰川边界。质量较好的遥感影像是冰川的解译精度的重要保证,鉴于积雪对于遥感影像的影响较大,只能通过大量的查询、比较来解决,从不同传感器的几千张影像中选出较理想的影像,所有的影像资料都取自于消融期末(8-9月份)且没有云层遮挡,大部分为Spot-5的高分辨率影像数据。冰川边界的准确界定是提取其他冰川变化参数的前提,经过长时间的研究、对比发现天山区冰川解译方法大致可分为无表碛覆盖区和表碛覆盖区两种。在研究区域有长期定位监测冰川,其长时间序列的观测资料,可以实现冰川边界人工勾画后的再验证。冰川上表碛的存在,使具体解译方法存在一定的差异,针对表碛分布特征的研究为应用遥感的方法研究冰川变化提供参考,为提高表碛覆盖区域冰川的解译精度提供保障。