【摘要】：冰川是人類和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)組成部分,也是不可替代的固態(tài)水資源。冰川通過水體相變和能量流動(dòng)過程調(diào)節(jié)河川徑流和氣候變化,繼而實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)穩(wěn)定,同時(shí)也為人類社會(huì)和生產(chǎn)提供各種各樣的產(chǎn)品或惠益。能量物質(zhì)平衡是連結(jié)冰川與氣候環(huán)境之間的關(guān)鍵紐帶。目前冰川生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)功能及價(jià)值評(píng)估的研究極少,且多以定性描述或單位面積當(dāng)量因子法估算,缺少對(duì)其實(shí)現(xiàn)過程和機(jī)制的分析。而冰川表面分布式能量-物質(zhì)平衡模型可以從物理過程視角定量描述冰川表面能量和物質(zhì)量的轉(zhuǎn)化,從而揭示冰川生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)功能及價(jià)值的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。中國(guó)天山是新疆乃至中亞地區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要天然屏障,也是南疆與北疆的氣候區(qū)劃分界線�；谔焐街匾牡乩砦恢煤蜕鷳B(tài)環(huán)境意義,于2013年6月21日被成功列入世界遺產(chǎn)名錄。中國(guó)天山冰川數(shù)量較多,高寒區(qū)的冰雪融水是新疆水資源的重要組成部分,其變化對(duì)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響深遠(yuǎn)。為此本研究以中國(guó)天山冰川為研究對(duì)象,首先借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法和GIS空間分析技術(shù),基于冰川編目數(shù)據(jù)分析冰川的時(shí)空分布特征;其次運(yùn)用冰川表面分布式能量-物質(zhì)平衡模型定量描述冰川表面能量和物質(zhì)量轉(zhuǎn)化模擬狀況,以期揭示冰川生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)功能及價(jià)值實(shí)現(xiàn)機(jī)制;最后將過程模型模擬數(shù)值與單位面積功能價(jià)格法結(jié)合,估算研究區(qū)冰川的氣候、水文調(diào)節(jié)服務(wù)功能價(jià)值,并探討其動(dòng)態(tài)變化過程。本文主要研究結(jié)果有以下幾點(diǎn):(1)基于第二次冰川編目數(shù)據(jù),運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法,從東西跨度、高程帶區(qū)間、各流域以及各地區(qū)或自治州等四個(gè)方面分析研究區(qū)冰川的分布特征。結(jié)果顯示,天山區(qū)冰川總面積約為7250km~2,空間上整體呈“西多東少”的分布特征,西段占天山冰川總面積高達(dá)76%,同時(shí)東段冰川末端海拔(3200m)最高,而中、西段約為2639m;研究區(qū)冰川主要集中分布在3700-4700m高程區(qū)間之間;就流域內(nèi)冰川分布來看,阿克蘇河流域冰川面積占比最大,高達(dá)42%;按行政區(qū)劃統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),阿克蘇地區(qū)最多且占總面積的25%。冰川空間分布的差異性不僅和水熱組合有關(guān),還與地形等其他環(huán)境因子關(guān)系密切。(2)基于冰川表面分布式能量-物質(zhì)平衡模型,分析冰川表面能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程,進(jìn)而估算研究區(qū)冰川表面的蒸發(fā)/升華量、消融量和耗熱量。模擬結(jié)果顯示,研究區(qū)冰川能量物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程主要發(fā)生在5-8月,期間消融量占全年的89%,且集中分布在3700-4200m高程區(qū)間;5-9月期間耗熱量占全年的90%左右,集中分布于3700-4700m;7月份天山冰川區(qū)總蒸發(fā)/升華量占全年的16%,集中分布于4700-5200m高程區(qū)間。冰川能量物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程中的空間異質(zhì)性是氣候和地理環(huán)境因子共同作用所致。(3)結(jié)合單位面積功能價(jià)格法,估算研究區(qū)冰川的氣候、水文調(diào)節(jié)服務(wù)功能價(jià)值。估算結(jié)果表明,2010年天山冰川生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)總價(jià)值為939億元,其中水文調(diào)節(jié)價(jià)值占90%,其總價(jià)值主要呈“西多東少”的特點(diǎn),天山西段的服務(wù)價(jià)值達(dá)到685.74億元;水文調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值主要集中在4-9月,其價(jià)值量在3700-4200m高程區(qū)間可占天山價(jià)值總量的50%;研究區(qū)冰川5月份氣候調(diào)節(jié)價(jià)值最大,占全年的26%,3700-4200m高程區(qū)間價(jià)值占價(jià)值總量的46%。冰川生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)功能總價(jià)值相當(dāng)于天山冰川所在各地區(qū)、自治州2010年GDP的1/5,表明冰川水資源對(duì)新疆乃至周邊區(qū)域具有重要且不可替代的作用。在全球變化的影響下,科學(xué)評(píng)估冰川的變化狀況是掌握氣候、水文調(diào)節(jié)服務(wù)功能的重要基礎(chǔ)。在模型實(shí)際運(yùn)算的過程中需要考慮模型本身的適宜性及模型結(jié)果的不確定性。由于本人研究水平和能力所限,本研究在模擬天山冰川能量物質(zhì)交換及轉(zhuǎn)換的過程中未充分考慮逐月冰川面積的變化,勢(shì)必會(huì)造成冰川變化過程中消融量、耗熱量和蒸發(fā)/升華量的計(jì)算偏差,同時(shí)也可通過提升模型所需氣象類驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)局地氣候特征的刻畫精度,便可進(jìn)一步提高冰川生態(tài)服務(wù)價(jià)值客觀評(píng)估。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X143;P343.6
【圖文】：

技術(shù)路線圖

研究區(qū)概況圖

各地區(qū)、自治州冰川面積分布圖

【參考文獻(xiàn)】

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1 江波;張路;歐陽(yáng)志云;;青海湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2015年10期

2 謝高地;張彩霞;張昌順;肖玉;魯春霞;;中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值[J];資源科學(xué);2015年09期

3 謝高地;張彩霞;張雷明;陳文輝;李士美;;基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值化方法改進(jìn)[J];自然資源學(xué)報(bào);2015年08期

4 呂一河;胡健;孫飛翔;張立偉;;水源涵養(yǎng)與水文調(diào)節(jié):和而不同的陸地生態(tài)系統(tǒng)水文服務(wù)[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2015年15期

5 唐秀美;潘瑜春;程晉南;任艷敏;;高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)對(duì)耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2015年24期

6 盧娜;;柴達(dá)木盆地冰川變化遙感監(jiān)測(cè)[J];人民黃河;2015年02期

7 劉時(shí)銀;姚曉軍;郭萬欽;許君利;上官冬輝;魏俊鋒;鮑偉佳;吳立宗;;基于第二次冰川編目的中國(guó)冰川現(xiàn)狀[J];地理學(xué)報(bào);2015年01期

8 蒲紅錚;韓添丁;李向應(yīng);魯承陽(yáng);焦克勤;王進(jìn);;天山烏魯木齊河源1號(hào)冰川物質(zhì)平衡高度變化特征及其對(duì)徑流的影響[J];冰川凍土;2014年05期

9 王璞玉;李忠勤;周平;金爽;陳輝;;近期新疆哈密代表性冰川變化及對(duì)水資源影響[J];水科學(xué)進(jìn)展;2014年04期

10 陳記祖;秦翔;吳錦奎;杜文濤;孫維君;劉宇碩;黃哲;楊俊華;;祁連山老虎溝12號(hào)冰川表面能量和物質(zhì)平衡模擬[J];冰川凍土;2014年01期

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3 鄭偉;海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值評(píng)估應(yīng)用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

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3 陳記祖;老虎溝12號(hào)冰川暖季能量—物質(zhì)平衡研究[D];蘭州大學(xué);2014年

4 劉帥賓;基于土地利用變化的青海省生態(tài)服務(wù)價(jià)值研究[D];河南大學(xué);2014年

5 吳迎霞;海河流域生態(tài)服務(wù)功能空間格局及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制[D];武漢理工大學(xué);2013年

6 饒麗娜;沽源縣土地利用變化及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析[D];首都師范大學(xué);2012年

7 張學(xué)伍;黃土丘陵區(qū)人工油松林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

8 石鐵玉;天山西部山區(qū)含融雪補(bǔ)給的可能最大洪水計(jì)算方法的研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

9 鄒棟;基于生態(tài)服務(wù)價(jià)值的綠色GDP核算[D];武漢理工大學(xué);2006年

10 高瓊;沈陽(yáng)市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估與生態(tài)功能區(qū)劃[D];西南大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2770502