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念青唐古拉山西段地区位于青藏高原腹地，南接冈底斯-念青唐古拉山脉北部，西临纳木错湖泊，平均海拔约5500m，主峰念青唐古拉峰达7111m。冈底斯山-念青唐古拉山自然界线位于境内，界线以北为高寒半干旱气候，界线以南为高寒半湿润气候。研究区内发育有现代冰川，是青藏高原中部最重要的冰川分布区，且还受到印度洋季风季风和大陆西风的交替影响，是全球气候变化影响的典型地区。因此，选取念青唐古拉山西段典型高寒区域研究生态环境对气候变化的响应，对更加科学地认知气候变化对生态环境的影响具有重要意义。冰川、湖泊、植被作为高寒生态系统的重要组成因子，其对气候变化的响应是以气候变化为核心的全球变化研究中的热点问题，而遥感和GIS技术是研究分析区域内冰川、湖泊、植被在不同时间和空间对气候变化响应的重要手段。本文对冰川、湖泊、植被对气候变化的响应进行了研究和探讨，取得了一些有意义的结论，为区域生态环境乃至青藏高原生态环境保护提供依据，为其他类似研究提供理论方法借鉴。
本论文运用遥感和GIS技术，以Landsat、HexagonKH-9等遥感影像数据、Glas/ICEsat激光雷达数据以及SRTM数字高程模型为数据支持，监测1972-2010年念青唐古拉山西段地区的冰川、湖泊、内陆湖泊以及植被的变化。通过对各种数据的投影校正、配准、镶嵌，误差控制在一个像元以内。利用ATCOR3对LandsatMSS/TM/ETM+数据进行大气/地形校正，减弱山体阴影对目标信息的提取的影像，获得影像的地面反射率影像。利用1977年、2001年和2010年的MSS/ETM+/TM数据采用波段比值法（B4/B5）和非监督分类法提取冰川面积信息;采用2004年和2008年的GlasICEsat激光测高数据监测冰川厚度的变化;利用1972年、1991年和2009年的MSS/TM数据目视解译冰湖信息;利用1972年、1991年、2000年和2009年的MSS/TM/ETM+采用NDVI法得到纳木错湖面积范围;利用1972年、1991年和2009年的MSS/TM数据采用NDVI-SMA法提取植被覆盖度信息。采用ArcGIS的空间分析功能分析近40年来念青唐古拉山西段地区冰川、冰湖、内陆湖泊和植被对气候变化的响应，以及它们在不同海拔高度和不同坡向的时空分布变化所表现出来的垂直海拔效应和坡向效应。最后，结合近40年来研究区的气象数据，探讨冰川、冰湖、植被这些生态环境因子变化与气候变化的耦合关系。
1.冰川分布变化的垂直海拔效应和坡向效应
研究结果表明，近40年来念青唐古拉山西段地区冰川表现为加剧退缩。从不同时段来看，1977-2001期间该区冰川年均减少4.59km2/a;而2001-2010年间的年均减少速度为5.61km2/a。研究区冰川在近30多年来呈现严重消融，尤其是最近十年以来呈现加速消融趋势。从不同时段冰川分布和变化的海拔梯度特征来看，95％的冰川分布在海拔5500-6200m区域。从不同坡向来看，北坡和南坡的冰川在总体上都呈加速退缩趋势，占研究区冰川总量30％的北坡冰川在各时段的退缩速率均高于南坡。从1977-2001年间到2001-2010年，冰川年均减少面积最大海拔段升高200m，冰川有向高海拔退缩的趋势。监测的冰川剖面2004-2008年间冰面平均厚度减薄4.48m，年均厚度减少约为1.12m/a，且北坡冰川减薄速率远大于南坡。南北坡冰川变化差异，指示了研究区在地形控制下水热空间分布不均的特点，也正是这种水热差异的存在使得南北坡冰川分布变化表现出一定的规律。
研究区附近的班戈、当雄和拉萨3个气象站的气温和降水数据进行分析，发现1971-2010年该区的年均气温和年降水量都呈明显上升趋势。特别是近十年年均温升高显著，比近40年来的平均气温(1971-2010)偏高0.6℃。三站夏季（5-9月）线性增温趋势为0.5℃/10a，而冬季（12-2月）线性增温趋势约为0.59℃/10a，冬季增温趋势比夏季明显。近年的温度上升是冰川快速消融的主要原因。
2.冰湖分布变化的垂直海拔效应和坡向效应
研究结果表明，近40年来研究区冰湖个数和冰湖总面积都呈快速增加趋势。从不同时段来看，1972-1991年新增冰湖76个，冰湖增加面积0.412km2;1991-2009年新增冰湖99个，冰湖增加面积0.726km2。相比于1972-1991年，近十年的冰湖增加个数和增加面积都呈加速趋势。从冰湖在不同时期各海拔段的分布变化来看，冰湖集中分布在5400-5700m海拔带内;冰湖增加最大的海拔带为5400-5900m，而冰川面积减少最大的海拔带为5500-6000m，显示了冰湖变化和冰川变化具有很好的相关性，冰川退缩、冰雪融水增加是冰湖扩张和增多的主要原因。分布较少冰川的北坡，冰湖增长个数和冰湖增长面积均大于南坡，在一定程度上也指示了南北坡冰川变化的差异。纳木错湖在1972-1991、1991-2000年和2000-2009年三个时段的湖泊表面积年增加速率不断增大，分别为0.87、2.6、4.47km2/a，也显示了非常明显的湖泊加速扩张趋势。
研究区区域降水近年来呈增加趋势，并且研究区位于半干旱气候区，冰川对气温变化更加敏感，气温的升高加速了冰川融水对冰湖的补给。由于水对冰的热喀斯特作用，与冰川末端相连的冰湖面积扩张速率最大，而且近年新形成的冰湖大多分布在冰川末端并与冰川末端相连。近40年来降水呈增加趋势以及气温升高引起的冰川严重退缩和冰川消融加速是研究区冰湖面积扩大和纳木错湖面积扩张的根本原因。
3.植被分布变化的垂直海拔效应和坡向效应
念青唐古拉山西段近40年的生长季平均温度呈明显上升趋势，1971-1990年的线性增加趋势为0.35℃/10a，1990-2009年的线性增加趋势为0.8℃/10a。从1971-2009年生长季降水量的线性趋势可知，念青唐古拉山西段地区降水量呈增加趋势。研究区区1972年、1991年和2009年的平均植被覆盖度为19.5％、31.8％和38.16％，呈逐渐升高趋势，表明研究区内的植被状态呈好转态势，且在各海拔带也呈向高海拔扩张的趋势，与该地区近40年生长季气温升高，降水量增加趋势相一致。水热条件的改善是植被覆盖度增加的主要因素。
随着海拔的升高，山区的降水量和降水强度也随之升高。从研究区夏季各海拔带的平均植被覆盖度上我们可以看到，在海拔4500-5300m为植被覆盖度较高的区域，4500-5300m海拔带可能为念青唐古拉山西段地区在夏秋季的山前降水带。不同坡向之间存在显著的水热差异，北坡的植被覆盖度要高于南坡。
4.近40年来念青唐古拉山西段地区冰川、冰湖、植被的变化具体体现在冰川的快速退缩、冰湖的显著增加以及植被覆盖度的增加。对1972-2010年间减少冰川面积与新增冰湖个数在垂直海拔上的相关性分析结果表明，减少冰川面积与新增冰湖个数的相关系数为0.81，说明减少冰川面积与新增冰湖个数在垂直海拔上表现了较好的相关性。研究区水热条件的改善，促进了寒区和旱区植被的生长与扩张，表现为植被覆盖度的扩张。
冰川退化近年有加快的趋势，气温升高以及冰川规模、冰川所处地理位置、海拔高度和地形条件等所导致的太阳辐射、水汽来源和季风强度的差异的影响是造成的本区冰川强烈的物质损耗的原因。冰潮的扩张和增加主要受冰雪融水增加的影响，且有向高海拔扩张的趋势。由于水热条件的改善，近年来研究区各海拔段植被覆盖度呈不断扩张趋势，植被有向高海拔扩张的趋势。
在气候的变化下、冰川强烈退缩、冰湖增多或扩大、植被覆盖度也呈不断扩张态势，这将影响到区域的水量平衡，对区域水资源、生态环境产生了一定的影响。冰雪、冰湖、植被下垫面的变化，对区域气候也有一定的反馈作用。冰川、冰湖和植被这些下垫面的变化，改变了地表反射率，加强了和大气的热量交换，从根本上改变了能量平衡，将可能会局地气候造成相当大的影响。从近期看，降水的增加，融水的增多，使得区域可利用水资源会有所增加，充裕的水分条件使植被茂盛，流域内的农牧业也得到发展，气候也呈暖湿方向发展。但若冰川消融趋势继续，在几十上百年后，区域固体水资源就会减少，从而影响到区域以及当地居民生活的可持续发展。同时，冰川的快速消融还会使保存在雪、冰中的气候、环境信息随之消失，这也将对通过冰雪中的信息研究全球生态、环境等方面的科学研究产生很大影响。