喀什噶尔河冰川变化对水文生态过程的影响研究

At present, there have been research on ecological and hydrological processes in Tarim Rier, glacier melting influence and adapting to the glacier melting in western arid areas. However, few studies focus on how plant spatial distribution pattern, the community succession process responding to the glacier change. Kashgar river is a tributary of the Tarim river with no hydraulic connection. This project intends to use the existing two Glacier Inventories, added 2015 glacier delineation to investigate glacier change and regional spatial distribution, and to use the method of geodesy and glacier melt water model to reconstruct glacier mass balance series. We will identify the quo of water resources using a glacier hydrological model and evaluate the water resources comprehensive. Furthermore, we will investigate the spatial distribution pattern of vegetation and community succession mechanism in Kashgar River. On this basis, we will evaluate the influence of the glacier change on plant community in the current climate condition. We will also predict the possible changes of glaciers in the future climate change, and ecological hydrological process influenced by glacier changes. This project will not only help us to explore the direct impact of climate warming on the hydrology and ecology, but also on the future adaptation of glacier changes has important practical significance.

目前对塔里木河生态水文过程、冰川融化对西部干旱区的影响及适应对策已有研究基础。然而植物空间分布格局、群落演替过程如何响应冰川变化鲜有研究。喀什噶尔河是塔里木河的一条无水力联系的支流。本项目拟以喀什噶尔河为研究区，利用现有的两期冰川目录资料，补充2015年的冰川范围，调查喀什噶尔河冰川变化和退缩区域的空间分布；利用大地测量和冰川融水模拟的方法重建研究区冰川物质平衡系列；利用冰川水文模型，模拟现状水资源的构成，并对水资源进行综合评价；基于RS和GIS技术结合地面植被调查和无人机调查，获取喀什噶尔河植被的空间分布格局和群落演替的机制。在此基础上，综合评价在目前气候情况下、冰川变化对水资源、植物群落的影响；评价未来气候背景下冰川可能变化，及冰川变化带来的水资源和生态响应。此项目的开展，不仅有助于我们探索气候变暖背景下冰川对水文生态的直接影响研究，还对未来冰川变化的适应具有重要的现实意义。

为了开展喀什葛尔河冰川面积、物质平衡的变化研究，本项目采用landsatTM/ETM+/OLI等遥感数据，分别对1999年、2018年的冰川范围进行解译，获取两期冰川编目；结合第一次冰川编目(1973年)，开展了自1973-2018年三期冰川范围的调查，结果显示1973-2018年冰川面积减少17.8%，数量增加了5条。此后，利用三期冰面地形数据获取了1971–2014年冰川高程变化值为-0.15±0.12m w.e. a-1。 结合冰川面积监测，在RCP2.6,4.5,8.5情景下，重建了喀什葛尔河的物质平衡，结果显示，本世纪末冰川物质平衡分别为-0.32±0.33、-0.51±0.39、-0.80±0.65m w.e a-1.; 未来冰川物质平衡将是1971-2014年的物质平衡亏损2倍。冰川径流相对于2006年低排放情景减少70%，中高排放情景下增加了54.7%和265%。为了开展帕米尔高原植物生长和植物演替对冰川退缩的响应，研究组在科克萨依与姜满加尔冰川前缘，采用无人机拍摄和基于野外样方调查的方法，调查了样方内的植物组成和优势种。根据已调查得到的植物类型来看，克科萨依和姜满加尔冰缘地区均发现8个科植物。冰川前缘的冰碛石的存在会挤占植被的生存空间，同时，由于分化作用不同海拔高度冰碛石的含量是不同的，总体表现为越靠近冰川末端，冰碛石的含量越多。但是冰碛石的存在对初期植被定居、生长、发育起到了一定的保护作用。