摘 要：青藏高原冰川融水在对下游水资源供给中发挥着重要的调节作用。随着全球气候变 暖，青藏高原冰川的固体水库功能正在加速消融流失，冰川对河流稳定的调节作用正在减弱， 亚洲水塔的功能稳定性在失衡，导致冰湖溃决、洪水及冰崩灾害频发。冰川变化产生的效应 从过去对水资源持续利用产生的影响已经转变到环境灾害效应的加剧。各级部门应提高灾害 应对能力，减缓冰川消融流失，加强对冰川水资源从自然调节到工程调节的转型认识，保障 冰川水资源供水安全和生态环境安全。 

一、青藏高原的独特性和重要性 

      青藏高原主体位于亚热带纬度，接受较强的太阳辐射，巨大的面积和高度对全球大气环流产生强烈而明显的机械和热力学作用。由于高海拔的冷却作用，形成了同纬度地区最大的以冰川和多年冻土为主要要素的冰冻圈，但因所处的位置 和热力作用使冰冻圈的结构非常不稳定和具敏感性，并使得高原上气候和环境的不稳定性增大，生态系统脆弱。

      青藏高原是维持我国乃至东亚地区生态系统的重要水塔， 高原平均海拔在 4000m 以上, 与周边地区形成了巨大的地势差。 高原东南部不仅具有丰富的降 水, 而且在海  拔 3500m 以上以冰川积雪形态储存了巨大的水资源，因此， 高原具有重要的水塔功能。青藏高原是继北极和南极地区之后储存冰川最多的地区， 被称为地球的第三极。根据整个青藏高原据估计，青藏高原冰川的储水量超过 8 万亿立方米，为下游 20 多亿人提供水资源服务。 

      青藏高原是一个非常重要的地理生态资产，它是亚洲 10 个主要河流流域的发源地，包括长江、黄河、雅鲁藏布江和恒河等，被称为“亚洲水塔”。 青藏高原的极端环境和丰富的水资源为野生动物提供了独特的栖息地，大量稀有的高原动 植物物种的基因在这一重要地区得以保存，是全球生物多样性热点之一，以及超 过 6000 米的数百

座山峰的家园。青藏高原提供生态系统服务（如水、食物、能 源），直接维持青藏高原及其周围山地上 2.4 亿人的生计，生活在 10 个流域的近 20 亿人也直接和间接地从其资源中受益，而超过 30 亿人享受其流域生产的食物。

图 1 青藏高原的冰川是亚洲十大河流的发源地，直接或间接影响下游十几个国家近 20 亿人口的生计。沈永平 提供

二、青藏高原冰川及其变化 

      我国是亚洲的核心冰川分布区，冰川总面积占亚洲高山区的 50%以上。据 Randolph 冰川编目(RGI 6.0)资料, 青藏高原及周边地区的冰川总共有冰川 95536 条，面积 97605 平方公里。根据中国第二次冰川编目(2004-2010 年)统计, 中国境内面积超过 0.01 平方公里的冰川共有 48571 条, 总面积达 51766 平方公里, 总水储量约为 4 万亿立方米；年均融水径流量约为 620 亿立方米, 超过黄河的年径流量。根据冰川发育的水热条件和物理性质, 青藏高原及周边地区冰川可分为海洋型冰川、亚大陆型冰川和极大陆型冰川。在中国境内, 这 3 种类型的冰川分别约占总面积的 22%, 46%和 32%。冰川融水对黄河、澜沧江、怒江、长江、雅鲁藏 布江和印度河等各源区年径流的贡献分别为 0.8%, 1.4%, 4.8%, 11%, 11.6%, 48.2%。

图 2 可可西里自然保护区的昆仑山脉的布喀达坂峰是冰川的集中发育地，在布喀达坂峰的南坡就有十几条冰川，

这里冰川属于大陆性冰川，由于气候变暖，冰川冰塔林发育，退缩也明显。张超应 摄

        根据姚檀栋等（2019）的研究，近百年来, 青藏高原及周边地区冰川整体处于缓慢退缩状态，但近几十年来随着升温加剧, 冰川表现出快速退缩特征，尤其是退缩幅度在 2000 年以后不断加速。卫星遥感显示，除喀喇昆仑山地区少量冰川稳定或前进外，其他地区冰川均处于不断后退之中。根据第二次中国冰川编目与第一次冰川编目(20 世纪 60~80 年代)数据对比, 我国冰川 82%处在退缩状态， 冰川储量减少约 20%, 面积缩小约 18%。与大型冰川相比，面积小于 1 平方公里的小型冰川对气候变化的响应更加显著。这意味着在未来几十年，占中国冰川总数 80%以上的面积小于 1 平方公里的小冰川将面临消失风险。

        冰川对气候变化敏感性观测表明，在夏季升温不十分明显的情况下，冰川的消融仍在加速，目前冰川可能正经历着一种超出我们估算的速度消融，引起冰川区各种介质中的水循环变化加速。青海阿尼玛卿山哈龙冰川从 1980 年代初至今一直处于持续退缩状态，其中 1987~2006 年哈龙冰川后退 750 米，2006~2018 年 后退 450 米，短短 30 年就退缩了 1200 多米。

图 3 青海省黄河流域的阿尼玛卿山，是黄河流域的冰川集中分布区，哈龙冰川是一个有多次冰川观测的冰川，从 1981-2018 年冰川已经退缩 1200 米。

这是 2018 年考察时拍摄的哈龙冰川末端，上图为无人机拍摄的哈龙冰川大景，由刘蜀雯 摄；下图是在李朝阳（铁丐）拍摄的底图上制作.

        过去几十年青藏高原及其周边地区急剧升温，导致我国绝大部分冰川快速萎缩，目前近 20%冰川面积已经消失，冰川稳定性也急剧降低，冰崩、冰川跃动等灾害事件发生频率不断增加，并频繁引发下游洪水和泥石流等链式自然灾害。冰川的快速消融与退缩还在冰川末端形成大量冰川湖，过去 30 年间冰湖数量和面 积增幅均超过 20%，发生冰湖溃决事件的概率也大幅攀升。

三、冰川变化的资源效应

    冰川冰可以在季节性和较长时间尺度上防止极端缺水，因为冰川融水的供应可以在干旱期间维持，而其他河流流域的水输入减少，储水量下降。与每年波动的季节性积雪不同，冰川以冰的形式储存了几十年到几百年的降水，从而延缓了水在水文系统中的流动，这些降水在夏季融化之前缓慢地流向较低的海拔地区。

        冰川是一座“固体水库”，对河川径流起着重要的补充和调节作用。过去几十年来，冰川的快速变化导致流域径流的改变，冰川融水量“先增后减”的拐点已经或即将出现。到 20 世纪末，中国冰川融水将明显减少，其中祁连山区减少 80% 以上，青藏高原东部和南部地区约减少 50%～90%。1980-2018 年间，青藏高原的升温幅度为每十年 0.42 °C，是全球平均速率的两倍。从 2000 年到 2018 年， 青藏高原冰川总质量减少了约 3400 亿吨，而湖泊的总水量增加了 1660 亿吨。

图 4 青藏高原最南边接的喜马拉雅山脉，发育有大量冰川，由于气候变化变暖，许多冰川消融退缩，在冰川末端形成大量的冰湖。这些冰湖有大量冰川融水补给，

但冰湖水位上升或冰川冰块断裂坠入湖中形成涌浪，造成冰湖溃决，形成洪水和泥石流灾害。这是喜马拉雅山南段库拉岗日南坡的冰川及其冰湖。刘蜀雯 摄

    从长远来看，冰川消退造成的水资源短缺将对下游亿万依赖冰川融水的居民生计造成严重影响。当冰川融水增长达到“峰值”后，冰川剩余的容量将不再能支持冰川融水的继续增加，冰川融水径流将快速减少。研究显示，在升温 2℃情景下，大多数中国冰川融水径流将在 2040~2070 年达到峰值，“亚洲水塔”将面临干涸的风险。

        显著的大气变暖改变了亚洲水塔的平衡，由冰雪加速转化为液态水引起的亚洲水塔失衡。预计全球变暖将加剧这种不平衡，缓解黄河和长江流域的缺水问题，并加剧印度河和阿姆河流域的缺水现象。然而，亚洲水塔的未来仍然非常不确定。

四、冰川变化的环境效应

    青藏高原的冰川和冰湖广布，与之相关的冰川灾害类型多样，分布广泛，发生历史悠久。如喜马拉雅山最东端的南迦巴瓦峰则弄隆冰川在 1950-1985 年期间多次跃动引发冰崩并阻塞雅鲁藏布江，近百人死亡；康马县桑旺错 1954 年溃决导致 400 人死亡，2 万多人受灾，经济损失严重；波密县米堆冰川 1988 年跃动导致末端冰湖光谢错溃决，5 人死亡，大量桥梁和房屋被毁，川藏公路 42 公里长路段被冲毁。

图 5 青藏高原的藏东南，是我国海洋性冰川的发育区，冰川消融强烈，运动速度快，冰川温度高，冰川侵蚀切割深，形成典型的冰川侵蚀地貌。

这个冰川是西藏易贡藏布支流尼都藏布的伊嘎冰川退缩和下切景观。沈永平 摄

      进入 21 世纪以来，我国冰川灾害发生频率不断提高。青海阿尼玛卿山西坡冰川于 2004-2016 年间多次垮塌并形成堰塞湖引发溃决洪水，造成下游牧场、村舍和道路、桥梁等被毁；西藏嘉黎县然则然错冰湖于2013 年溃决导致下游村落人员失踪；2020 年 6 月嘉黎县尼都藏布的金温错冰川湖溃决洪水，对下游的尼屋乡造成许多桥梁，道路，房屋和其他基础设施受损；2015 年新疆公格尔山克亚 拉伊拉克冰川的跃动造成万亩牧场受灾；2016 年西藏阿里阿汝错流域两条冰川先后垮塌，9 名牧民死亡，数百头牲畜被掩埋；2018 年南伽巴瓦峰地区色东普沟冰川崩塌导致雅鲁藏布江再次堵塞。

        研究发现，青藏高原及其周边地区有约 1800 条不稳定冰川分布。在气候不断变暖影响下，有更多冰川可能在未来几年内发生大幅度前进或跃动，并可能引发新的严重冰川灾害事件。在青海省的长江源区的格拉丹东冰川群、黄河流域的阿尼玛卿山冰川区，近年来冰川跃动和冰崩灾害频发。

        目前，气温上升，冰川消融、退缩已是常态；但现在真正让我们担心的是那些过去鲜少发生的灾害也提高暴发频率，演变成一种常态。气候变暖一方面会导致冰湖数量和冰湖溃决洪水潜在威胁增加。近年来，随着气温升高、冰川融水增加、降雨量增加、高温、强降雨等极端天气条件增多，加大了湖泊的补给源，冰湖溃决的可能性就增大。同时，沟谷中松散固体物质多时还会转化为泥石流。另一方面，冰崩和跃动冰川的危害也在增加。造成冰崩的原因本身有很多种，比如冰川的前进、冰床坡度剧烈增大、遇有陡坎、冰内融水、冰湖溃决以及地震等。 目前的现状是，由于气候变化引起的冰川退缩，使得许多小的山谷和冰斗冰川变成悬冰川，增加了坡面冰体的断裂和滑动；或者由于冰川融化，积水渗透，在冰川下融水累积造成底部滑动，都会使冰崩的可能性上升。通常看起来冰崩对我们的日常生活影响很远，可实际上，当它们直接崩入冰湖导致湖水溢坝或冰湖溃决，溢出水或溃决水强烈冲蚀沟床和岸坡，导致洪水和泥石流暴发。持续的冰川消退也会导致极端事件和新的和不断演变的灾害风险，给下游居民和脆弱的交通和能源基础设施带来风险。

     在气温持续变暖背景下，我国冰川灾害爆发频率极有可能进一步加快，冰川灾害防治形势严峻，对冰川灾害的长期监测和预测预警应成为当前防灾减灾工程的一项核心工作内容。

五、冰川变化的生态效应

      由于全球变暖，预计到本世纪末，世界上近 60%的冰川将消失。这种环境变化对冰川补给河流生态系统的影响是深远的，使其生态群落面临风险。冰川补给河流生态系统中的生命主要由底栖微生物生物膜控制，它们调节关键的生态系统过程，并构成食物网的基础。气候导致的冰川萎缩迅速改变了冰川补给河流生态系统的结构和功能，从而使其生态系统服务（如淡水供应）和生物多样性面临风险。

      冰川的变化使得一些栖息地及其相关的生态系统得以扩大，而其他栖息地正在迅速萎缩，变暖限制了冷适应生物群的栖息地范围。极端气候事件，如在仲冬解冻，可能会变得更加频繁，并可能加速社区结构和进程的转变。许多高山区冰雪生态系统是相互依赖的，冰雪的变化正在改变其生态系统内部和之间的物理、 生物地球化学和生物联系，并通过降低反照率和增加温室气体排放等方式对大气变暖产生积极的反馈效应。所有这些与气候有关的影响都是由于社会经济的快速发展而加剧的，这给生态系统管理和维持依赖冰冻圈生态系统供应服务的社区传统生活方式带来了额外的挑战。供应服务还受到冰冻圈变化的进一步威胁，这可能导致这些地区人为污染物的重新分配和再利用，对野生动物造成有害影响。

        炎热干旱的环境下，冰川融化提供了大量独特的抗旱补偿夏季的供水，使得干旱风险在一定程度上得到了缓解，提高了青藏高原冰川的重要性。每年夏天从长期冰川储存中释放的水代表了一种生态系统服务，这种服务是由冰川提供的，与短暂和可变的季节性积雪或冰川上的夏季降雨的作用不同。如果冰川消失，即使高山积雪继续季节性地积累和融化，也会失去这种持续的、抗旱的服务。

图 6 念青唐古拉山东段的萨普岗日冰川，冰川消融汇入河流，提供了大量独特的抗旱补偿夏季的供水，使得干旱风险在一定程度上得到了缓解，提高了青藏高原冰川的重要性。

每年夏天从长期冰川储存中释放的水代表了一种生态系统服务。摄影：沈永平

六、未来冰川变化

        青藏高原的冰川是重要的水资源，但正面临全球变暖的威胁。Kraaijenbrink等(2017) 研究发现，青藏高原冰川的物质损失与变暖成正比，相对于工业化前气温每上升 1°C，青藏高原大约 7%的冰川冰就会融化。结果表明，即使达到 1.5°C 的目标，到本世纪末，大约三分之一的青藏高原冰川将会消失。这可能会对该地区依赖冰川融水的生活、水电和灌溉的产生重大影响。

图 7 青藏高原念青唐古拉山东段的萨普岗日雪山，是怒江上游的一个支流，这里的冰川是海洋性冰川，最近几十年冰川强烈退缩，

退缩的谷底形成巨大的冰湖，冰川深入湖中，这也加速了冰川消融。照片摄影：刘蜀雯

        如果不采取措施防止气候变化，气候变化的结果就会与 RCP8.5 气候情景相对应，那么到2071-2100年，目前储存在青藏高原冰川中的冰将损失约三分之二。 相比之下，如果达到 1.5°C 的目标，只有大约三分之一的冰会消失；而如果有大约 11°C 的变暖，青藏高原将把所有的冰川冰融化掉。由于全球气候变化导致山地冰川退缩和物质流失，青藏高原高山上的冰川融水对下游千百万人的供水作出了重大贡献。最近的研究表，全球平均气温上升 1.5 ℃将导致在青藏高原高山地 2.1℃的升温, 到本世纪末青藏高原的冰川冰量将保持在目前的 64±7%， 这将对区域水管理和山区社区可能造成严重后果。

七、冰川退缩面临的风险

        随着冰川的消失，由于关键水源的流失，青藏高原敏感独特的生态系统正在退化。冰川对许多山区社区具有重要的精神意义，冰川的消失意味着文化生态系统服务的巨大损失，并影响山区人民的生活和生计。由于冰川融化导致的水资源减少预计将导致对水资源的更大竞争。冰川融化和多年冻土融化造成新的危害， 增加了灾害损失的风险。冰川的消失导致人类、环境和气候历史的独特档案记录不可逆转的丢失。史无前例的冰川快速消融正在改变景观，并产生新的湖泊和生态系统。在世界许多地区，生计和经济严重依赖冰川水资源。因此，世界上的冰川山地不仅是气候变化的标志，而且明显地显示了减缓气候变化和适应气候变化努力的巨大重要性。

八、应对冰川变化的对策与保护

    最近全球气候的变化增加了冰川的融化和冰块的崩塌，造成了冰川泥石流和相关冰川灾害。关于气候、冰川水文及其冰川物质平衡的数据对于决定如何预防此类灾害以及保护生命和财产至关重要。我们需要建立更加统一和互联的实地科学监测站，建立预警系统，以监测青藏高原的冰川环境变化。该系统可以确定环境变化的潜在不利影响并消除隐患。

    建立健全适应冰川融化的法规和规划，确立科学应对冰川融化的理念和政策导向。加强适应冰川融化的配套制度建设，建立健全适应冰川融化的法规规划体系。各级政府在适应冰川融化工程项目建设和区域经济开发活动中，要根据冰川融化对本地区的影响状况，在制定相关政策和规划，开展相关工程的设计过程中， 将冰川融化作为一种重要影响因素来加以考虑。

    随着山地冰川的不断退缩，冰川作为固体水库的自然调节作用在不断减弱， 需要通过工程措施和非工程措施增强对水资源的人工调节的作用，保障水资源的安全。开展以总量控制与定额管理相结合为主线的节水型社会管理体系建设，实现区域内地表水与地下水、常规水源与非常规水源的联合调度，充分挖掘流域水资源潜力，为流域社会经济持续、稳定、健康发展创造制度条件和工程保障。

    积极开展应对冰川融化突发灾害的预警应急系统建设和体系建设，提高针对冰川融化突发灾害的预警应急能力，保障区域经济社会的稳定、可持续发展。

    加强冰川消融观测及冰湖水位的监测，建立预警系统，进行冰川消融和冰湖溃决洪水预报，为下游的防洪安全和水库安全提供科技支持；有计划地在主要冰雪补给为主河流上游建山区水库，存储加速消失的冰川融化的水，通过水库向山区迁移来掌握主动权，提高对径流的调蓄能力，提高对重要河流的水供应控制能力。

    根据冰雪灾害发生机理，建立冰雪灾害对重大工程的预警系统与响应体系。

    建议编制我国冰川变化下的冰雪灾害潜在分布图，定期提出监测和评估报告，为重大工程的防护提供数据支持与理论指导，为中国西部冰雪灾害应急预案、防灾与减灾等提供决策依据和建议。

主要参考文献

[1] Kraaijenbrink, P. D. A., Bierkens, M. F. P., Lutz, A.et al. Impact of a global temperature rise of 1.5 degrees  Celsius on Asia’s glaciers. Nature 549, 257 (2017).

[2] Randolph Glacier Inventory Consortium. Randolph Glacier Inventory–A Dataset of Global Glacier Outlines:  Version 6.0: Technical Report, Global Land Ice Measurements from Space, Colorado, USA. Digital Media,  2017. doi: https://doi.org/10.7265/N5-RGI-60.

 [3] Yao T, Thompson L, Yang W, et al. 2012. Different glacier status with atmospheric circulations in Tibetan Plateau and surroundings. Nature Climate Change, Published online 15 July 2012 doi:10.1038/nclimate1580 

[4] Yao, T., and Coauthors, 2019: Recent Third Pole’s rapid warming accompanies cryospheric melt and water  cycle intensification and interactions between monsoon and environment: Multidisciplinary approach with  observations, modeling, and analysis. Bull. Amer. Meteor. Soc., 100, 423–444, https://doi.org/10.1175/BAMSD-17-0057.1. 

[5] 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. 

[6] 刘时银, 张勇, 刘巧, 等. 气候变化对冰川影响与风险研究. 北京: 科学出版社, 2017.

[7] 蒲健辰，姚檀栋，王宁练，等.近百年来青藏高原冰川的进退变化研究[JJ.冰川冻土，2004，26(5).517- 522.

[8] 沈永平，王国亚，刘君言，李 朝. 冰冻圈告急：2018 气候变化影响下中国冰川研究. 北京:绿色和平， 2018：1-35

[9] 姚檀栋, 余武生, 邬光剑,等. 青藏高原及周边地区近期冰川状态失常与灾变风险.科学通报,  2019,64(27):2770-2782.https://doi.org/10.1360/TB-2019-0246. 

基金项目：研究得到 “美丽中国生态文明建设科技工程专项”（XDA23060702）、“第二次 青藏高原科考项目”（2019QZKK020805）资助。