为探究天山乌鲁木齐河源1号冰川(简称“乌源1号冰川”)积雪微生物群落特征及其与气候环境的关系,采集该区域2021年春季(4月)海拔3549 m处(TSX1)以及夏季(6月)海拔3770 m处(TSX2)和海拔3800 m处(TSX3)表层雪样,针对细菌16S rDNA V3-V4区、古菌16S rDNA V4-V5区和真菌ITS2区分别进行高通量测序,分析雪样中细菌、古菌和真菌的多样性。结果表明:(1)乌源1号冰川表层雪微生物多样性具有季节性差异,细菌多样性春季较高夏季较低,而真菌多样性则相反。(2)在物种组成上,细菌优势门为Proteobacteria(58.13%～89.10%)和Bacteroidetes(4.24%～40.74%),优势属为Flavobacterium(2.32%～33.64%)和Polaromonas(0.01%～24.72%);古菌优势门为Thaumarchaeota(38.10%～97.55%),其次为Nanoarchaeaeota(0%～61.90%)和Euryarchaeota(0%～2.82%);真菌优势门为Ascomycota(7.06%～88.4...

为探究天山乌鲁木齐河源1号冰川(简称“乌源1号冰川”)积雪微生物群落特征及其与气候环境的关系,采集该区域2021年春季(4月)海拔3549 m处(TSX1)以及夏季(6月)海拔3770 m处(TSX2)和海拔3800 m处(TSX3)表层雪样,针对细菌16S rDNA V3-V4区、古菌16S rDNA V4-V5区和真菌ITS2区分别进行高通量测序,分析雪样中细菌、古菌和真菌的多样性。结果表明:(1)乌源1号冰川表层雪微生物多样性具有季节性差异,细菌多样性春季较高夏季较低,而真菌多样性则相反。(2)在物种组成上,细菌优势门为Proteobacteria(58.13%～89.10%)和Bacteroidetes(4.24%～40.74%),优势属为Flavobacterium(2.32%～33.64%)和Polaromonas(0.01%～24.72%);古菌优势门为Thaumarchaeota(38.10%～97.55%),其次为Nanoarchaeaeota(0%～61.90%)和Euryarchaeota(0%～2.82%);真菌优势门为Ascomycota(7.06%～88.4...

基于2012年RTK-GPS、2015年三维激光扫描和2018年无人机航测数据,以天山乌鲁木齐河源1号冰川为研究区,分别从物质平衡、面积、末端等方面分析近期冰川变化。结果表明:乌鲁木齐河源1号冰川近年来呈快速消融趋势。2012—2018年冰川面积减少0.07km2,年平均面积变化率为-0.01km2·a-1;同期,冰川末端退缩率为6.28m·a-1,且2015—2018年退缩速率大于2012—2015年;2012—2018年间表面高程下降,物质平衡为-1.13±0.18m w. e.·a-1,物质损失主要发生在消融区。将2012—2018年间大地测量法冰川物质平衡与传统的花杆/雪坑法观测结果相比较,发现二者较为一致。而2012—2018年间物质平衡减小速率(-0.64m w. e.·a-1)大于1980—2012年间(-0.47m w. e.·a-1),表明近期乌鲁木齐河源1号冰川继续呈快速消融趋势。

基于2012年RTK-GPS、2015年三维激光扫描和2018年无人机航测数据,以天山乌鲁木齐河源1号冰川为研究区,分别从物质平衡、面积、末端等方面分析近期冰川变化。结果表明:乌鲁木齐河源1号冰川近年来呈快速消融趋势。2012—2018年冰川面积减少0.07km2,年平均面积变化率为-0.01km2·a-1;同期,冰川末端退缩率为6.28m·a-1,且2015—2018年退缩速率大于2012—2015年;2012—2018年间表面高程下降,物质平衡为-1.13±0.18m w. e.·a-1,物质损失主要发生在消融区。将2012—2018年间大地测量法冰川物质平衡与传统的花杆/雪坑法观测结果相比较,发现二者较为一致。而2012—2018年间物质平衡减小速率(-0.64m w. e.·a-1)大于1980—2012年间(-0.47m w. e.·a-1),表明近期乌鲁木齐河源1号冰川继续呈快速消融趋势。

消融期冰川反照率特征研究对于深入理解冰川消融过程及其对气候变化的响应机理具有重要意义。利用Landsat卫星影像反演反照率数据，MODIS逐日反照率产品数据以及野外观测反照率数据，分析了天山乌鲁木齐河源1号冰川2016年消融期（5—8月）反照率时空变化特征。研究表明：消融早期，冰川反照率空间变化不明显；消融中后期，总体上呈现随海拔的升高而增大的趋势，在平衡线附近增速最快。消融期冰川反照率整体呈下降趋势，而且在6—7月份变化最为剧烈。平衡线附近反照率时间变化尤其显著，积累区次之，消融区最弱。冰川反照率的时空变化主要由冰面特征决定。气温和固态降水是其驱动因素。冰川反照率随气温的升高而降低，但固态降水会打破其随气温的变化趋势，引起反照率的增加。污化物显著降低冰面反照率，尤其在可见光波段（380～760nm）。此外，即使冰面特征相对均一，反照率还呈现随太阳入射角的增大而增大的趋势，主要由冰川局部地形（坡度与坡向）差异所致。

消融期冰川反照率特征研究对于深入理解冰川消融过程及其对气候变化的响应机理具有重要意义。利用Landsat卫星影像反演反照率数据，MODIS逐日反照率产品数据以及野外观测反照率数据，分析了天山乌鲁木齐河源1号冰川2016年消融期（5—8月）反照率时空变化特征。研究表明：消融早期，冰川反照率空间变化不明显；消融中后期，总体上呈现随海拔的升高而增大的趋势，在平衡线附近增速最快。消融期冰川反照率整体呈下降趋势，而且在6—7月份变化最为剧烈。平衡线附近反照率时间变化尤其显著，积累区次之，消融区最弱。冰川反照率的时空变化主要由冰面特征决定。气温和固态降水是其驱动因素。冰川反照率随气温的升高而降低，但固态降水会打破其随气温的变化趋势，引起反照率的增加。污化物显著降低冰面反照率，尤其在可见光波段（380～760nm）。此外，即使冰面特征相对均一，反照率还呈现随太阳入射角的增大而增大的趋势，主要由冰川局部地形（坡度与坡向）差异所致。

水文模拟不确定性长期以来是制约寒区水文发展的瓶颈问题。水稳定同位素示踪为认识冰川流域径流过程提供了重要"指纹"信息,但仍缺乏有效模型将该信息与冰川水文模型耦合,而且同位素信息对冰川流域水文模型不确定性的约束效果也有待检验。将水稳定同位素信息(δ18O)与冰川流域水文模型FLEXG相耦合,实现对冰川流域水稳定同位素和径流过程的耦合建模（FLEXG-iso）,并在乌鲁木齐河源1号冰川流域进行模拟检验和径流分割。结果表明:模型不仅对2013—2016年径流过程有良好的模拟效果,还可以重现水稳定同位素、冰川物质平衡等重要过程。利用水稳定同位素这一辅助数据,提高了模型参数的识别能力,减少了模拟过程中各水源的相互妥协效应和不确定性范围。2013—2016年1号冰川断面径流32%～34%来自融雪,48%～51%来自融冰,0%～7%来自地下水,12%～15%来自降雨径流。水稳定同位素对雪和冰川相关中间过程有明显的约束能力,原有模型对融冰贡献的模拟偏高约7%。FLEXG-iso模型的建立有助于推动寒区水文学理论和方法...

水文模拟不确定性长期以来是制约寒区水文发展的瓶颈问题。水稳定同位素示踪为认识冰川流域径流过程提供了重要"指纹"信息,但仍缺乏有效模型将该信息与冰川水文模型耦合,而且同位素信息对冰川流域水文模型不确定性的约束效果也有待检验。将水稳定同位素信息(δ18O)与冰川流域水文模型FLEXG相耦合,实现对冰川流域水稳定同位素和径流过程的耦合建模（FLEXG-iso）,并在乌鲁木齐河源1号冰川流域进行模拟检验和径流分割。结果表明:模型不仅对2013—2016年径流过程有良好的模拟效果,还可以重现水稳定同位素、冰川物质平衡等重要过程。利用水稳定同位素这一辅助数据,提高了模型参数的识别能力,减少了模拟过程中各水源的相互妥协效应和不确定性范围。2013—2016年1号冰川断面径流32%～34%来自融雪,48%～51%来自融冰,0%～7%来自地下水,12%～15%来自降雨径流。水稳定同位素对雪和冰川相关中间过程有明显的约束能力,原有模型对融冰贡献的模拟偏高约7%。FLEXG-iso模型的建立有助于推动寒区水文学理论和方法...

基于天山乌鲁木齐河源1号冰川区1980—2016年的水文和气象资料,对冰川区径流在月、日和时尺度的变化特征及其原因进行了分析。结果表明:(1)1980—2016年该区消融期(5—9月)径流总体呈上升趋势,倾向率为3.44×104m3·a-1,其中6—8月上升趋势较为显著;37 a来8月对径流增多贡献率最大,其次为6月和7月,5月和9月最低;消融期径流在1993年显著增加,5—8月径流均在20世纪90年代发生突变。(2)日径流量自1980s、1990s至2000s显著增加,而2010—2016年径流量有所减少;日径流峰值出现时间在1980s—1990s有明显提前趋势,但在2010—2016年,日径流峰值出现日期趋于稳定。(3)2011—2016年7月和8月昼夜流量变化较为显著;日流量曲线呈现"峰-谷"的日变化特征,且7月和8月峰值出现时间小于6月和9月。(4)1980—2016年,该流域消融期气温和降水均呈上升趋势;相关分析表明6—8月径流与气温均呈显著正相关。总体上冰川区年内径流与气温、降水在月、日尺度上表现出较好的同步性,表明其变化主要受控于同期的气温与降水量状况。

基于天山乌鲁木齐河源1号冰川区1980—2016年的水文和气象资料,对冰川区径流在月、日和时尺度的变化特征及其原因进行了分析。结果表明:(1)1980—2016年该区消融期(5—9月)径流总体呈上升趋势,倾向率为3.44×104m3·a-1,其中6—8月上升趋势较为显著;37 a来8月对径流增多贡献率最大,其次为6月和7月,5月和9月最低;消融期径流在1993年显著增加,5—8月径流均在20世纪90年代发生突变。(2)日径流量自1980s、1990s至2000s显著增加,而2010—2016年径流量有所减少;日径流峰值出现时间在1980s—1990s有明显提前趋势,但在2010—2016年,日径流峰值出现日期趋于稳定。(3)2011—2016年7月和8月昼夜流量变化较为显著;日流量曲线呈现"峰-谷"的日变化特征,且7月和8月峰值出现时间小于6月和9月。(4)1980—2016年,该流域消融期气温和降水均呈上升趋势;相关分析表明6—8月径流与气温均呈显著正相关。总体上冰川区年内径流与气温、降水在月、日尺度上表现出较好的同步性,表明其变化主要受控于同期的气温与降水量状况。