近年来气候变化所引发的资源环境问题已日益在全球范围内受到广泛关注。冰川作为气候变化最敏感、最直接的信息载体,不仅是气候变化的重要驱动因素,而且在水资源利用、海平面上升、冰川灾害防治等方面担任着重要角色。奎屯河流域位于新疆天山北麓中部、准噶尔盆地的西南边缘,是天山北坡经济带的主要水源地。由于奎屯河属雨水与冰川融水混合补给型河流,因此加强该流域冰川变化的监测与研究对于下游地区水资源的合理利用、社会经济的可持续发展、减灾防灾等都具有重要意义。本文以天山奎屯河流域冰川为研究对象,基于RS与GIS技术,利用野外实测数据、地形图数据、遥感数据及气象数据等,对奎屯河流域冰川变化特征进行了研究。主要得到了以下结论:(1)1964~2014年奎屯河流域冰川总面积减少了约64.1 km2,面积缩减率为31.9%。除面积<0.1 km2的冰川外,面积在0.1~0.5 km2,0.5~1 km2,1~2 km2,2~5 km2,5~10 km2的冰川在面积和条数方面均有不同程度的减少,其中损失最多的是面积在5~10 km2的冰川,最少的是面积在1~2 km2的冰川,表明在气候变暖的背景下,该流域冰川普遍退缩,其中一些大冰川在退缩过程中分解成中等面积的冰川或是更小的冰川,从而使得小冰川的条数和面积均有增加。两次冰川编目期间(1964~2009年),各朝向冰川面积缩减率从高到低依次为NW、SE、SW、W、E、S、N、NE。各朝向冰川条数变化方面,只有北与东北向冰川的条数是增加的,其他各朝向均有不同程度减少,但是南向冰川变化的幅度相对较小。通过对流域冰川末端海拔的统计与分析发现,冰川末端海拔主要分布在3200~3800 m。随着冰川消融与退缩,流域冰川末端海拔整体上有一定幅度的上升。1964~2014年奎屯河流域冰川总储量减少了约4.11 km3,年均亏损约0.082 km3,亏损比例达37.2%。(2)1964~2014年哈希勒根51号冰川面积共减小了约0.32 km2,面积缩减率为21.6%,且加速退缩趋势显著。1964~2010年哈希勒根51号冰川平均厚度减薄了约10 m,年均减薄约0.22 m;冰川储量亏损了约0.024 km3。1964~2014年哈希勒根48号冰川面积共减小了约0.88 km2,面积缩减率为14.4%;储量亏损了约0.085 km3,亏损比例为18.2%。野外考察发现,近年来该冰川冰温有所上升。经对比分析发现,受冰川规模与类型的影响,哈希勒根51号冰川消融速率要高于哈希勒根48号冰川。(3)应用分形理论研究奎屯河流域冰川周长与面积之间的关系,并对其空间结构稳定性进行分析发现,1964~2014年奎屯河流域冰川空间结构稳定性趋于下降,表明未来该流域冰川可能仍将保持较高的消融速率。通过对气象资料的分析发现,气温升高造成的冰川物质亏损大于同时期降水带来的补给是该流域冰川消融的主要成因。(4)与天山其他区域的监测冰川相比,哈希勒根51号冰川消融相对较慢,分析发现造成不同区域间单条监测冰川变化差异的原因是复杂的。除了受到区域间气候环境差异的影响外,冰川规模、类型、形态特征等多个因素也对冰川消融速率有影响。对比同时段天山其他区域的相关研究,发现奎屯河流域冰川面积缩减率相对较高,且冰川面积与储量变化率均高于两次冰川编目期间天山地区的整体水平。通过对区域间气象资料的比较与分析发现,奎屯河流域年均气温相对较高,但年均降水量却相对较少,表明区域间的气候差异是造成该流域冰川消融相对较快的主要原因。此外,还受该流域平均冰川面积较小,小冰川与悬冰川数量众多等因素的影响。(5)受气温上升的影响,奎屯河流域冰川加速消融使得1987~2009年的冰川融水量增加了约0.9×108 m3,在河流多年平均径流量中所占比重上升了13.7%。可见,在气候变暖的背景下,该流域冰川融水对河流径流的调节作用有所增强。