半个多世纪以来约四分之一美国西部冰川消失 面积体积均缩减约三分之一

美国国家科学院院刊《PNAS》近日发表的一项研究显示，美国本土西部山区的冰川正在大幅萎缩。研究人员对横跨美国西部六个州的1000多座冰川进行了系统评估，发现自20世纪中期以来，约27%的冰川已经完全消失，冰川总面积和总体积均减少约三分之一。这一变化不仅反映了山区气候和水文条件的长期转变，也可能削弱冰川在炎热干旱季节为河流和生态系统提供水源的能力。

这项研究题为《美国本土冰川的大规模消失》，于2026年10月12日发表于《美国国家科学院院刊》。研究团队由波特兰州立大学地质学家安德鲁·方丹、美国地质调查局研究人员布莱斯·格伦、加拿大北不列颠哥伦比亚大学研究人员克里斯托弗·麦克尼尔，以及布赖恩·梅努努斯共同组成。

研究覆盖美国本土西部的主要山脉，包括喀斯喀特山脉、落基山脉和内华达山脉，涉及华盛顿州、俄勒冈州、加利福尼亚州、蒙大拿州、怀俄明州和科罗拉多州。这里的冰川分布在不同海拔和气候环境中，既有受太平洋湿润气候影响的西北部冰川，也有位于内陆干燥山区、规模相对较小的冰川。

研究人员指出，尽管冰川对美国西部山区水文系统具有重要作用，但此前针对整个美国本土西部冰川面积、体积变化的综合定量评估一直不足。过去的研究往往集中于某一座山脉或特定区域，难以全面呈现整个西部山区冰川的变化情况。

为填补这一空白，研究团队将20世纪中期的历史冰川清单与近年来通过航空和卫星影像建立的冰川清单进行比较，并结合地形数据估算冰川厚度、体积及其变化。

历史数据主要来自美国地质调查局绘制的1:24，000比例尺地形图。相关地图并非在同一年完成，而是在20世纪50年代初至80年代中期陆续绘制。现代数据则主要来自约2014年至2020年间获取的航空、卫星和激光雷达测量资料。由于不同地区的数据采集时间并不一致，研究人员采用了相应的时间范围进行比较，而不是将所有冰川的变化简单归结为某一个精确年份。

研究结果显示，在历史清单中，美国本土西部共有1453座冰川，总覆盖面积约561.8平方公里。到了约2015年前后的现代清单，冰川数量为1331座，总面积约366.5平方公里。

从面积来看，冰川覆盖范围减少约195.3平方公里，降幅约35%。按照研究所采用的历史与现代数据时间跨度计算，冰川面积平均每年减少约1.1平方公里，相当于每十年减少约8%。

从冰川数量来看，历史清单中的1453座冰川中，有398座在现代清单中已经消失，占原有数量的约27%。这一结果说明，冰川退缩不仅表现为原有冰体变薄、面积缩小，还意味着一部分规模较小的冰川已经完全消失。

不过，冰川数量的变化并不能单独反映冰量损失的全部情况。部分冰川在退缩过程中可能分裂成多个独立冰体，使统计中的冰川数量增加。例如，在华盛顿州北部喀斯喀特山脉，一些冰川退缩后分裂成不同的支流或冰舌，导致现代清单记录的冰川数量反而高于历史数据。如果只比较冰川数量，便可能低估冰川整体退缩的程度。

因此，研究人员同时分析了冰川面积、厚度和体积变化。结果显示，冰川面积减少的同时，冰体厚度也普遍下降。对所有冰川覆盖区域进行面积加权计算后，平均厚度减少约11.6米，平均变化速率约为每年减少0.26米。

不同地区的冰川退缩速度存在明显差异。总体而言，华盛顿州以外地区的冰川面积缩减幅度更大。研究人员估计，华盛顿州以外地区的冰川面积平均减少约52%，而华盛顿州内的冰川面积平均减少约29%。不过，由于不同地区的历史测绘年份和现代影像年份并不相同，这些数字反映的是各区域相应观测时段内的累计变化，并非完全相同时间段的直接比较。

在规模较小的冰川中，退缩尤其明显。研究发现，历史面积在0.032至0.10平方公里之间的小型冰川，面积平均减少约67%；而历史面积在3.16至10平方公里之间的较大型冰川，面积平均减少约15%。

这一差异说明，小型冰川对周围环境变化更加敏感。较大的冰川通常拥有更厚的冰体和更大的储水量，在一定程度上能够缓冲短期气候波动。小型冰川则可能在较短时间内损失相当比例的冰体，一旦积累的冰量不足以抵消融化，就更容易彻底消失。

研究人员认为，美国本土西部冰川普遍规模较小，是理解这一变化的重要因素。许多冰川并非依靠大范围、高海拔区域持续积累冰雪，而是受到局部地形、阴影、坡向以及积雪聚集条件的影响。部分冰川能够存在，主要是因为周围山体遮挡阳光，或者地形有利于积雪聚集，从而形成局部较为有利的冰川环境。

这种对局部地形的依赖意味着，当气温升高、降雪减少或积雪融化时间提前时，冰川可能迅速失去原有的生存条件。即使同一座山脉内，不同冰川也可能因为海拔、坡向和周围地形不同，而呈现出不同的退缩速度。

研究还发现，美国西部冰川覆盖区域的最高面积分布位置已经向更高海拔移动约50米。这说明低海拔区域的冰川损失相对更加严重，剩余冰川正在逐渐集中于更高、更冷的区域。

从区域差异来看，太平洋西北部拥有美国本土西部绝大部分冰川。研究显示，华盛顿州、俄勒冈州等西北地区拥有约81%的冰川数量和约89%的冰川面积。当地气候相对湿润，降雪条件通常比美国内陆山区更加有利，因此冰川分布范围更广。

相比之下，加利福尼亚州、怀俄明州、科罗拉多州以及蒙大拿州南部的一些山区气候更加干燥，冰川通常位于海拔3000米以上的高山区域，整体规模也较小。在这些地区，冰川往往更容易受到降雪变化和气温升高的影响。

在蒙大拿州南部的比尔托斯山脉与阿布萨罗卡山脉一带，研究人员发现了较为显著的冰川变薄现象。该区域的44座冰川在相应观测期内，平均厚度减少约16.2米，平均每年减少约0.47米，是研究所统计的拥有至少10座冰川的山脉区域中，变薄速率最高的地区之一。

相比之下，华盛顿州南部喀斯喀特山脉的冰川变薄程度相对较小，平均厚度减少约7.2米，年均减少约0.15米。该区域的结果主要受到雷尼尔山等大型冰川系统的影响。

研究人员同时强调，冰川变化并不完全由气候因素决定。1980年圣海伦斯火山喷发时，火山活动直接导致部分小型冰川遭到破坏，同时火山口内又形成了新的冰川。研究团队因此将这些受到火山喷发直接影响的冰川变化排除在主要气候变化分析之外，以避免将火山活动造成的影响误认为是长期气候变化的结果。

这项研究最值得关注的影响之一，是冰川消失将改变美国西部山区的水资源供应方式。

冰川可以被视为一种长期储存水资源的天然水库。冬季积累的雪和冰并不会立即全部融化，而是能够在较长时间内保存水分，并在温暖季节逐步释放。特别是在夏季，季节性积雪已经融化、降水减少时，冰川融水仍然可以为山区河流提供水源。

这种调节作用对美国西部十分重要。该地区部分河流和生态系统依赖高山融水维持夏季流量。冰川融水能够缓解炎热干燥时期的缺水状况，为高山湖泊、溪流以及下游生态系统提供较冷的水源。

对于依赖冷水环境的水生生物而言，冰川融水不仅提供水量，也有助于维持较低的水温。随着冰川缩小，夏季河流可能失去一部分来自冰川的冷水补给，水温上升的风险随之增加，从而影响适应低温环境的鱼类和其他水生生物。

冰川退缩还会削弱山区流域应对干旱的能力。研究人员指出，冰川规模越小，其调节季节性水流的能力通常也越弱。当积雪融化时间提前、夏季气温升高而降水不足时，冰川就难以像过去那样持续补充河流流量。

这并不意味着冰川融水减少会立即导致整个美国西部发生水资源危机。不同地区的水源结构差异很大，河流流量还受到降雨、季节性积雪、地下水、人工水库运行以及用水需求等多种因素影响。但冰川持续萎缩，确实会减少部分山区流域在炎热干旱时期可以依赖的天然储水量。

研究人员还指出，美国西部其他水资源储备也面临压力。随着气候变暖，部分地区冬季降水以雨而不是雪的形式出现，季节性积雪储量随之下降。与此同时，人工水库也会受到入流减少、蒸发增加和用水需求上升等因素影响。

在这样的背景下，冰川作为天然水库的重要性更加突出。它们能够在一定程度上弥补季节性积雪减少造成的水量缺口，但随着冰川逐渐缩小，这种缓冲能力也会不断下降。

值得注意的是，冰川融化在短期内可能增加流入河流的水量，但这并不意味着水资源供应会永久增加。冰川在退缩过程中释放储存的冰水，可能暂时提高某些时期的融水量；随着冰体持续减少，能够释放的储水量最终也会下降。对于依赖冰川融水的流域而言，长期影响可能是夏季水源更加不稳定，而不是持续获得更多水。

研究人员还发现，少数冰川在观测期间出现了小幅扩张。研究统计中，有51座冰川的面积有所增加，占现代清单中的约4%，合计增加约1.25平方公里。这些局部增长并没有改变整个地区冰川大幅萎缩的总体趋势。

这也说明，冰川变化并非在所有地点都完全一致。局部降雪、地形条件、风吹雪聚集以及其他环境因素，都可能使个别冰川在特定时期保持稳定甚至有所扩张。但从整个美国本土西部的综合数据来看，冰川面积和体积减少仍然是占主导地位的长期趋势。

研究团队认为，这项成果为理解美国西部高山水文系统正在发生的变化提供了重要基准。过去，研究人员已经在多个山区记录到冰川退缩，但缺乏覆盖整个美国本土西部的统一评估。此次研究通过整合历史地图、现代遥感数据和地形测量资料，首次对该地区全部已识别冰川的面积、体积和冰量变化进行了系统分析。

这项研究并没有试图仅凭历史数据预测每一座冰川何时消失，也没有给出所有冰川未来消失的统一时间表。它的主要贡献，是明确记录了从20世纪中期到约2015年前后，美国本土西部冰川数量、面积和厚度已经发生的变化，并解释这些变化可能对山区水文系统产生的影响。

总体而言，美国本土西部冰川的萎缩不仅是高山景观的变化，也是水资源系统正在发生转变的信号。约27%的冰川消失、总面积减少约35%，意味着大量曾经长期储存水分的天然冰体已经缩小或不复存在。随着剩余冰川继续变小，它们在炎热干旱季节为河流补充冷水、缓冲水量波动的能力也可能进一步下降。

对于美国西部而言，未来的水资源管理不能只关注降雨量、积雪和人工水库，还需要考虑冰川储水能力逐渐衰退所带来的长期影响。冰川本身规模不大，却能够在特定季节和特定流域中发挥重要作用。此次研究提供的综合数据，将有助于科学家和水资源管理者更准确地评估高山地区未来面临的干旱风险，以及生态系统可能承受的压力。