冰川冻土, 2020, 42(1): 33-42 doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0009

冰冻圈与全球变化

1990—2018年中巴经济走廊冰湖时空变化特征

姚超,1, 王欣,1,2, 赵轩茹1, 魏俊锋1, 张勇1

1.湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411201

2.中国科学院 西北生态环境资源研究院 冰冻圈科学国家重点实验室，甘肃 兰州 730000

Spatial-temporal variation of glacial lakes in the China-Pakistan Economic Corridor from 1990 to 2018

YAO Chao,1, WANG Xin,1,2, ZHAO Xuanru1, WEI Junfeng1, ZHANG Yong1

1.School of Resource Environment and Safety Engineering，Hunan University of Science and Technology，Xiangtan 411100，Hunan，China

2.State Key Laboratory of Cryospheric Science，Northwest Institute of Eco-Environmental and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China

通讯作者: 王欣， 教授， 从事地理环境遥感、 寒区水文与灾害研究. E-mail： wangx@hnust.edu.cn.

编委: 周成林

收稿日期: 2019-10-30   修回日期: 2020-03-16  

基金资助: 国家重点研发计划项目.  2018YFE0100100
国家自然科学基金项目.  41761144075.  41771075

Received: 2019-10-30   Revised: 2020-03-16  

作者简介 About authors

姚超（1994-），男，甘肃庆阳人，2017年在西北师范大学获学士学位，现为湖南科技大学在读硕士研究生，从事冰冻圈遥感与灾害研究.E-mail：yaochao94@126.com , E-mail：yaochao94@126.com

摘要

中巴经济走廊是贯通南北丝路的关键枢纽。在全球变暖的背景下， 区域内冰川变化情况复杂， 部分冰川出现前进或跃动现象， 冰湖溃决的风险在不断上升， 进而威胁中巴经济走廊的建设与民生安全。基于1990—2018年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像， 利用目视解译方法提取了中巴经济走廊3期冰湖编目数据， 并分析了28年来该区域内冰湖的总体变化趋势、 空间异质性以及成因。结果表明： 中巴经济走廊目前共发育有2 380个冰湖， 总面积为（131.76±19.08） km2， 集中分布于喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉； 1990—2018年期间， 冰湖总体面积扩张速度为0.48%·a-1， 但各个山脉不同规模冰湖面积变化差异较大。中巴经济走廊在气温和降水的共同作用下， 区内冰湖面积呈扩张趋势， 同时气温和降水变化率的空间差异使得冰湖面积变化存在空间差异； 冰川的快速退缩增加了区内冰湖溃决的风险。

关键词： 中巴经济走廊 ; 冰湖 ; 时空变化 ; Landsat

Abstract

The China-Pakistan Economic Corridor is a key route connecting the north-south silk road. Due to global warming， the situation of glacier changes in this region is complex， some glaciers appear advancing and surging， the risk of glacial lake outbreak is rising， which threatens the construction of the China-Pakistan Economic Corridor and people’s livelihood. Based on remote sensing images from Landsat TM/ETM/OLI from 1990 to 2018， this paper extracts the data of glacial lake outbreak from three Glacial lake Catalog along the China-Pakistan Economic Corridor by means of visual interpretation， and analyzes the overall change trend， spatial heterogeneity and causes of glacial lake outbreak in the corridor over the past 28 years. The results show that there are currently 2 380 glacial lakes in the corridor， with a total area of （131.76±19.08） km2， concentrating in the Karakoram Mountains and the Himalayas； between 1990 and 2018， the overall area of the glacial lake had expanded with a rate of 0.48%·a-1， but the size of the glacial lake varies widely from place to place； in the China-Pakistan Economic Corridor， under the combined effect of temperature and precipitation， the area of glacial lake is expanding now， at the same time， the spatial differences in temperature and precipitation change rates result in the change of glacial lake area with spatial difference； the rapid retreat of the glacier is increasing the risk of glacial lake collapse in the corridor.

Keywords： the China-Pakistan Economic Corridor ; glacial lake ; spatial-temporal change ; Landsat

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本文引用格式

姚超, 王欣, 赵轩茹, 魏俊锋, 张勇. 1990—2018年中巴经济走廊冰湖时空变化特征[J]. 冰川冻土, 2020, 42(1): 33-42 doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0009

YAO Chao, WANG Xin, ZHAO Xuanru, WEI Junfeng, ZHANG Yong. Spatial-temporal variation of glacial lakes in the China-Pakistan Economic Corridor from 1990 to 2018[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2020, 42(1): 33-42 doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0009

0 引言

冰湖是与冰川或冰川作用相关的湖泊［1］， 对气候变化极为敏感， 是区域冰川变化及区域水循环对全球气候变化响应的信息载体［2-4］。冰湖能够滞留冰川融水， 调节冰川流域水文过程［5-6］， 持续性扩张还会增加湖泊溃决的风险， 并对下游居民的生命财产造成威胁［7-9］。帕米尔、 喀喇昆仑-昆仑山、 兴都库什至喜马拉雅山地区为全球冰冻圈变化的敏感区［10-11］， 冰川变化出现“异常”［12-13］， 冰湖面积不断扩张［14］， 潜在危险性冰湖发育［6］， 易引发洪水、 泥石流等地质灾害［15］。在全球气候变暖的背景下， 对区域冰湖的分布变化调查和潜在危险性评估， 不仅能够深入了解气候变化与冰冻圈要素变化的相互反馈作用， 也为区域内冰湖溃决以及其引发的其他地质灾害的防治提供数据支持和科学指导。

在高亚洲的冰湖变化研究中， 有学者通过大尺度的冰湖编目工作发现1990—2015年整个喜马拉雅山冰湖面积增加了14.1%［16］， 东部的冰湖比西部的面积更大， 数量更多， 并且在1990—2009年之间持续增长了20% ~ 65%［17］， 第三极（帕米尔-兴都库什-喀喇昆仑-喜马拉雅和青藏高原）冰湖面积从1990—2010年间扩张了23.2%， 其冰湖变化主要是因为气温升高引起冰川融化［18］。除气温外， 冰湖的变化特征与坡向和冰川也有密切的关系， 研究表明科西河流域内， 喜马拉雅山北坡的冰湖平均扩张速度略高于南坡， 且扩张的面积主要是由冰川接触湖贡献的［19］。针对喜马拉雅山中部的一些研究表明， 区域内冰川退缩速度加快， 而相应的冰湖面积也快速扩张［20-22］， 例如最近Zhang等［23］分析得到， 波曲流域内冰川总面积在1975—2015年以每年约1.4 km2·a-1减少， 冰湖面积增加约110%。中巴经济走廊作为贯通南北丝路的关键枢纽， 由于气候变暖， 区内冰川变化情况复杂， 其冰湖溃决的风险在不断上升， 进而威胁区域内的建设与民生安全， 然而当前还没有对中巴经济走廊各个典型区域之间冰湖变化差异的研究。本文旨在通过对中巴经济走廊冰湖进行3期编目工作， 着重分析1990—2018年来该区域冰湖时空变化特征， 并对中巴公路沿线冰湖的溃决风险评估提供基础数据。

1 研究区概况

中巴经济走廊（图1）起于中国西部城市喀什， 终至巴基斯坦西南部的瓜达尔港， 是包括道路交通、 输油管道和光缆通道等在内的经济通道［24］。中巴经济走廊南北分别对接“海上丝绸之路”与“丝绸之路经济带”， 是“一带一路”建设规划中的“旗舰项目”。中巴经济走廊沿途经过兴都库什山脉、 喜马拉雅山脉和喀喇昆仑山脉， 区内地形高差悬殊， 发育了14 079条， 总面积为19 766.91 km²的冰川， 并集中分布在兴都库什山脉与喀喇昆仑山脉。西昆仑-东帕米尔高原-西喀喇昆仑山地区位于亚欧大陆的中心， 属于极强的大陆性气候， 冬夏温差大， 降水稀少。地中海暖湿气流及西南季风带来的印度洋气流， 在冰川分布的南部高山地区受到地形的影响会形成降水， 而北部地区由于喀喇昆仑山以及帕米尔高原的阻隔， 印度洋西南季风难以抵达。

图1

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图1   中巴经济走廊范围与冰湖分布

Fig.1   Map showing the location and distribution of glacial lakes along the China-Pakistan Economic Corridor


2 数据与方法

2.1　数据来源

本文采用的数据主要包括49景空间分辨率为30 m的Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像数据（http：//earthexplorer.usgs.gov）、 RGI 6.0冰川编目数据［25］（http：//www.glims.org/RGI/）及空间分辨率为30 m的SRTM数字高程数据（http：//imagico.de/map/demsearch.php）， 使用的气象数据是英国东英吉利大学Climatic Research Unit（简称CRU）发布的1990—2018年的气温和降水数据， 空间分辨率为0.5° × 0.5°。其中Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像选取年份为1990年/2000年/2018年（±1 ~ 2年）， 同时为提高精度， 选用6—11月且云量小于10%的遥感影像数据（图2）； RGI 6.0冰川编目数据用于确定冰湖数据分布缓冲区范围； SRTM DEM用于提取冰湖海拔高度。

图2

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图2   遥感影像时相（蓝/绿/橙分别代表1990年/2000年/2018年冰湖编目的参考影像）

Fig.2   Time phases of remote sensing images （blue/green/orange represent the reference images for glacial lake inventory of the 1990/2000/2018）


2.2　研究方法

2.2.1　边界提取

冰湖边界的提取方法目前主要分为计算机自动提取与人工目视解译两类。其中计算机自动提取的优点是解译速度较快［26-28］， 而人工目视解译精度更高且操作简便， 被广泛的应用于不同区域的冰湖编目中［29-32］。因为中巴经济走廊地区地貌及气候条件复杂， 山体阴影与冰雪、 云层对光学影像影响较大， 自动提取结果精度偏低， 所以通过人工目视解译方法提取三期冰湖矢量边界， 精度控制在一个像元， 冰湖数据提取流程见图3。

图3

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图3   冰湖数据提取流程

Fig.3   Flow chart of glacial lake inventory


将Landsat影像作为冰湖边界目视解译的基准数据， 在冰川编目数据建立的10 km缓冲区中［18］， 对研究区范围内的湖泊进行筛选与预处理， 之后采用人工目视解译的方法在ArcGIS中基于遥感影像逐景提取冰湖边界， 并以Google Earth等进行辅助识别， 综合国内外学者在不同区域的冰湖编目方法［17，33］， 本文以像元解译的理论阈值0.0036 km²（4个纯湖水体像元）作为中巴经济走廊冰湖的最小面积。

2.2.2　误差分析

受遥感影像自身质量与解译人员主观判断等因素影响， 解译冰湖边界时会产生误差。提取的面积误差与参考影像的空间分辨率紧密相关， 根据Hanshaw等［34］的研究， 假设解译造成的面积误差符合高斯分布， 就可以通过冰湖边界的像元数量， 计算解译产生的面积误差， 公式如下：

ua=Pλσλ22=Pλ2σ

式中： ua为冰湖面积误差（km2）； λ为像元空间分辨率（30 m）； P为冰湖周长（m）； σ指随机误差权重， 这里假设一倍方差范围内误差为真值， 取值为0.6872。

3 结果分析

3.1　冰湖的区域分布与变化

中巴经济走廊现有冰湖2 380个， 总面积约（131.76±19.08） km2， 主要分布在喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉， 中国境内的冰湖集中分布在新疆西部的帕米尔高原。2018年冰湖编目数据中， 喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉共发育冰湖2 089个， 占总数量的87.78%， 面积为（111.7±16.96） km2， 占总面积的84.78%； 帕米尔高原和兴都库什山脉共发育冰湖291个， 面积仅为（20.06±2.12） km2。

中巴经济走廊冰湖28年来呈现出“数量增加， 面积扩张”的趋势（表1）。1990—2000年和2000—2018年期间， 面积扩张速率相近， 分别为0.49%·a-1和0.45%·a-1； 而冰湖数量的增加速度减慢， 分别为0.51%·a-1和0.06%·a-1。1990—2018年， 除帕米尔高原冰湖外， 其余山脉冰湖在数量和面积上均为增长趋势， 面积（数量）增幅分别为喀喇昆仑山脉（8.07±1.07） km²（87个）、 喜马拉雅山脉（5.33±0.53） km²（62个）、 兴都库什山脉（0.98±0.18） km²（32个）， 帕米尔高原发育冰湖数量减少40个， 面积增加了（1.34±0.09） km²。

表1   1990—2018年中巴经济走廊不同区域冰湖分布与变化

Table 1  Distribution and change of glacial lakes in different regions along the China-Pakistan Economic Corridor from 1990 to 2018

区域1990年2000年2018年1990—2018年变化
数量面积/km2数量面积/km2数量面积/km2数量面积/%·a-1
合计2 239116.04±17.392 353121.73±18.382 380131.76±19.081410.48
喀喇昆仑山脉1 24863.26±9.841 30764.77±10.221 33571.33±10.91870.45
帕米尔高原23413.33±1.5422113.87±1.5419414.67±1.45-400.35
喜马拉雅山脉69235.04±5.5274638.28±6.0575440.37±6.05620.54
兴都库什山脉654.41±0.49794.81±0.57975.39±0.67320.79

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中巴经济走廊冰湖规模为0.0036 ~ 4.49 km²（图4）。冰湖数量集中在规模2-8 ~ 2-4 km²区间内， 同时小于0.5 km²的冰湖， 除帕米尔高原外， 数量上均呈增加趋势； 大规模冰湖比小规模冰湖面积更加稳定， 其中喀喇昆仑山、 帕米尔高原及喜马拉雅山小于0.016 km²的冰湖面积变化以减小为主， 介于0.016 ~ 0.1 km²的冰湖以扩张为主， 而兴都库什山脉不同规模的冰湖面积都在增加， 但大规模冰湖扩张速度较慢。整个区域1990—2000年期间， 除面积大于1 km²的冰湖外， 其余规模冰湖的数量与面积均呈增加趋势， 其中面积小于0.25 km²的冰湖数量增加了107个， 面积增加了（4.59±0.87） km²； 2000—2018年期间， 规模小于0.25 km²的冰湖增速减缓， 只新增了27个， 而大于1 km²的冰湖在数量和面积上开始呈增加趋势， 新增面积（3.61±0.23） km²（2个）， 其余规模冰湖的数量基本呈现出稳定的趋势。

图4

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图4   1990—2018年中巴经济走廊各山脉不同规模冰湖分布与变化

Fig.4   The distribution and changes of different size glacial lakes in each mountain of China-Pakistan Economic Corridor from 1990 to 2018， Karakoram （a）， Pamir （b）， Himalayas （c） and Hindukush （d）


3.2　冰湖的高度分布与变化

中巴经济走廊冰湖分布在2 202 ~ 5 894 m海拔范围内， 随海拔递增， 冰湖数量和面积近似正态分布（图5）。以200 m间隔进行高度带的大致划分并统计， 中巴经济走廊冰湖广泛发育在4 000 ~ 4 800 m海拔范围内， 数量约占总数的77.5%， 面积约占63.3%， 分布峰值高度带为4 200 ~ 4 400 m， 在这区域分布的冰湖不仅数量（562个）最多而且面积（26.13 km²）最大， 分别约占总数的23.6%和总面积的19.8%。

图5

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图5   中巴经济走廊不同高度带冰湖数量与面积分布（2018年）

Fig.5   The amount and area of glacial lakes changing with altitude along the China-Pakistan Economic Corridor in 2018


近28年来， 在中巴经济走廊冰湖分布的14个高度带中仅有2个高度带冰湖净变量为负值， 其余高度带内净变量均为正值， 表明冰湖以扩张为主（图6）。其中4 200 ~ 4 600 m冰湖面积扩张最为显著， 累计净增7.86 km²， 占总冰湖净增面积（15.72 km²）的50%； 4 000 ~ 4 200 m面积净增量达最大， 为2.57 km²， 占冰湖净增面积的16.4%。从不同海拔冰湖变化方式而言， 高度带小于3 000 m的冰湖净变量为1.65 km²， 主要是10个冰湖发生了较大规模的扩张导致； 高度带3 600 ~ 3 800 m的冰湖呈现出快速的水量交换， 扩张和退缩的冰湖数量分别为59个和41个； 高度带5 000 ~ 5 200 m的冰湖净变量为负值， 主要是由于1个冰湖（77.604° E， 35.418° N， 5 095 m a.s.l.）其在2000年面积为（0.59±0.05） km²， 到2018年消失所造成的。

图6

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图6   1990—2018年中巴经济走廊不同高度带冰湖面积（a）和数量（b）变化

Fig.6   The changes of area （a） and number （b） of glacial lakes with elevation bands in the China-Pakistan Economic Corridor from 1990 to 2018


4 讨论

4.1　冰湖与气候变化

冰湖变化取决于其水量收支平衡， 与气候变化密切相关。1990—2018年中巴经济走廊冰湖分布区年均气温明显上升， 年降水量微弱增加， 年均气温变化率为0.04 ℃·a-1， 年降水量变化率为0.5 mm·a-1（图7）。气候变化直接或间接影响冰湖变化， 一方面， 气温升高将加快冰雪的消融速率， 导致冰川、 积雪融水对冰湖的补给增多； 另一方面， 降水增多， 雨水通过坡面径流对冰湖的补给量增多。研究区内冰湖总体面积扩张（0.48%·a-1）， 数量增加（141个）， 与本区域内气温持续上升呈正相关关系， 微弱增加的年降水量也是区域内冰湖扩张的补给水源之一。1990—2018年间气温整体呈升高趋势， 两个时间段内冰湖面积扩张速度相差较小， 但2000年之后部分小规模冰湖消失， 2000—2018年内净增冰湖数量减小， 这可能与区域内气温整体较高， 蒸发量增加相关。

图7

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图7   1990—2018年中巴经济走廊气温 （a）与年降水量 （b）变化

Fig.7   The changes of annual average temperature （a） and annual precipitation （b） in the China-Pakistan Economic Corridor from 1990 to 2018


在本研究时间序列内一直存在的冰湖， 其面积变化表现出明显的空间差异（图8）， 这与气温和降水变化的空间分布密切相关。研究区内气温增率由东北向西南方向减慢， 降水增率则从东南至西北递增， 其中帕米尔高原年气温与年降水量增率最大， 冰湖面积扩张速度最快（0.41%·a-1）， 而兴都库什山脉气温升高速度慢， 年降水量值相比其它区域较低， 所以其冰湖面积扩张速度最慢（0.34%·a-1）。综上分析， 中巴经济走廊区域内， 气温升高和年降水量微弱增加共同导致冰湖面积呈扩张趋势， 同时气温和降水量变化率的空间差异使得冰湖面积变化存在空间差异。

图8

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图8   中巴经济走廊冰湖变化的空间差异

Fig.8   Spatial differences of glacial lake changes in the China-Pakistan Economic Corridor


4.2　冰湖与冰川变化

根据冰湖与现代冰川的距离及水力学关系， 冰湖可以分为四种类型： 冰面湖、 冰川末端接触湖、 非连接型冰川补给湖、 非冰川补给湖， 其中前三类为冰川补给湖。1990—2018年， 本研究区中各类型冰湖的面积均呈现增加趋势， 而数量上有增有减（表2）。冰面湖与冰川变化紧密相关， 且由于自身面积较小， 易受气温与降水的影响而发生变化。28年内， 研究区新增冰面湖54个， 面积1.25 km2， 消失了82个， 面积同样为1.25 km2， 此外还有6个冰面湖变为冰川末端接触湖， 2个冰面湖变为非连接型冰川补给湖， 虽然整体数量在减少， 但冰面湖总面积却增加了0.27 km2， 这反映出研究区内冰面湖的变化趋势以扩张为主。进一步分析发现， 除冰面湖外， 由于气温升高， 冰川末端退缩速度加快， 冰川融水增多， 多在末端新发育冰川补给湖， 也使得其它类型的冰川补给湖发生了转变。如1990—2018年， 新增冰川末端接触湖63个， 新增非连接型冰川补给湖143个； 已存在的冰川补给湖其类型也发生了变化， 其中有3个冰川末端接触湖变为非连接型冰川补给湖。此外， 冰湖扩张除了母冰川的退缩以外， 区域气温、 降水等气候条件的变化， 也可能导致非连接型冰川补给湖、 非冰川补给湖的形成与扩张。

表2   1990—2018年中巴经济走廊各类型冰湖及变化统计

Table 2  The amount， area and the changes of four kinds of glacial lakes in the China-Pakistan Economic Corridor from 1990 to 2018

冰湖类型1990年2000年2018年1990—2018年变化
数量/个面积/km2数量/个面积/km2数量/个面积/km2数量/个面积/%·a-1
冰川补给湖冰面湖1632.091262.011272.361170.57
冰川末端接触湖863.741325.861366.10
非连接型冰川补给湖91670.821 00873.971 01980.48
非冰川补给湖1 07439.391 08739.891 09842.83240.31

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冰川加速退缩不仅使得冰湖类型发生变化， 同时也为冰湖提供了充足的补给水源， 即加快了冰湖的扩张速度［35］。有学者研究发现， 第三极（帕米尔-兴都库什-喀喇昆仑-喜马拉雅）冰湖面积由1990年的553.9 km2增加到2010年682.4 km2， 扩张了23.2%， 并且冰川补给湖比非冰川补给湖扩张迅速［18］， 这与统计的结果趋势相一致（表2）。2018年扩张的冰川补给湖中， 母冰川退缩的数量占比达到了86.42%。在帕米尔高原地区， 冰川在过去28年间的平均退缩速率达到了0.43%·a-1， 与此同时冰湖面积的扩张速率0.35%·a-1， 主要原因是该区域的大量冰川随着气温的升高不断退缩， 大量的物质损失为冰湖扩张提供了丰富的补给水源。比较研究区两个典型冰川补给湖（73.4° E， 36.6° N， 2 740 m a.s.l.）和非冰川补给湖（73.7° E， 35.9° N， 4 227 m a.s.l.）面积扩张过程可知， 在1990年面积大小相似的冰湖， 在过去28年内， 两个面积均成持续扩张趋势， 但扩张速度差异较大， 冰川补给湖面积扩张速度（4.23%·a-1）是非冰川补给湖（0.9%·a-1）的4.7倍（图9）。由此可知， 冰川的退缩不仅会增加融水量， 加速冰湖面积扩张， 改变冰湖类型； 而且为冰川末端接触湖、 非连接型冰川补给湖的发育提供了有利的条件。

图9

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图9   不同类型典型冰湖面积变化过程（A为冰川补给湖和B为非冰川补给湖）

Fig.9   The relationship between the area change of glacial lakes in different type and the glacier change （glacier-fed lake A and non-glacier-fed lake B）


4.3　冰湖变化与灾害

中巴公路是一条连接中国喀什与巴基斯坦塔科特的重要国际公路， 穿越了高亚洲低纬度冰川分布的核心地区［36］， 沿线冰川活跃， 易引发各类地质灾害， 严重威胁了公路与当地居民的生命财产安全［37］。该区冰湖溃决灾害的主要成因有： 冰川跃动阻塞河谷形成冰川堰塞湖， 如Shisper冰川周期性跃动导致形成的堰塞湖在2019年6月份溃决； 冰崩导致冰湖溃决， 如2008年1月6日帕苏冰川冰碛湖因为上游冰崩入湖， 漫堤泄流， 触发大规模泥石流； 山体崩滑导致堰塞湖， 如2010年1月4日中巴公路K656处， 洪扎河河谷发生崩滑灾害， 滑坡堆积体堵塞了河谷， 湖水回溯导致建设中的20 km中巴改建公路被淹没。分析中巴公路沿线冰湖变化状况， 能够为接下来的冰湖溃决等灾害研究与治理提供数据支撑。通过对中巴公路沿线10 km缓冲区内的冰湖进行统计分析， 可知中巴公路2018年沿线现有冰湖数量为121个， 面积10.85 km²， 其中大于0.1 km²的有9个； 就冰湖变化而言， 沿线冰湖主要呈扩张趋势， 1990—2018年间共计新增冰湖20个， 扩张的冰湖为84个， 占冰湖总数的69.4%， 其中变化率大于50%的有14个， 扩张的冰湖主要分布在帕米尔高原和喜马拉雅山脉， 类型上以非连接型冰川补给湖为主。

参照王欣等［14］对天山地区潜在危险性冰湖的评价方法， 对中巴公路沿线的冰湖开展危险性初步评价。中巴公路沿线的潜在危险性冰湖应符合以下条件： 接受冰川融水直接补给的冰碛湖； 面积大于0.1 km2且扩张速率大于5%； 距离冰川末端的距离小于1 km。经分析得到符合上述条件的潜在危险性冰湖有4个（图1）， 若发生溃决其下游可能受灾的村镇较多， 溃决后往往会形成泥石流并损毁下游公路、 桥梁和房屋等工程设施， 并威胁下游居民的生命与财产安全［38］。因此应不断深入对公路沿线冰川、 冰湖的变化状况及危险性冰湖溃决风险评估等问题的研究， 进一步加强区域内潜在危险性冰湖及其他地质灾害的监测与防治工作。

5 结论

（1）中巴经济走廊现有冰湖2 380个， 总面积约（131.76±19.08） km2， 规模范围为0.0036 ~ 4.49 km2， 分布在海拔2 202 ~ 5 894 m区间内， 研究区内冰湖主要集中在喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉。1990—2018年期间， 中巴经济走廊冰湖总体呈现出“数量增加， 面积扩张”的趋势， 面积扩张速度达到了0.48%·a-1。

（2）中巴经济走廊各个山脉不同规模冰湖面积变化差异较大。其中喀喇昆仑山、 帕米尔高原及喜马拉雅山小于0.016 km2的冰湖面积变化以减小为主， 介于0.016 ~ 0.1 km2的冰湖以扩张为主， 而兴都库什山脉不同规模的冰湖面积都在增加， 但大规模冰湖扩张速度较慢。海拔上， 4 200 ~ 4 600 m区间内冰湖面积扩张最为显著， 占总冰湖净增面积的50%。

（3）中巴经济走廊在气温升高和年降水量增加共同影响下， 区内冰湖面积呈扩张趋势， 同时气温和降水量变化率的空间差异使得冰湖面积变化存在空间差异。此外， 研究区冰川的普遍退缩为冰川补给型湖泊的发育提供了有利条件。研究表明潜在危险性冰湖有4个， 需进一步加强公路沿线潜在危险性冰湖及其他地质灾害的监测与防治工作。

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