冰川物质平衡是联系冰川变化和气候的桥梁，是冰川对气候变化的直接反应，其动态变化将引起冰川末端位置、面积、冰储量及径流的变化。20世纪以来随着全球气温升高，全球大多数冰川呈现明显的退缩状态，这一退缩在最近20年出现了强烈加速趋势，对全球水循环产生了深刻影响。天山乌鲁木齐河源1号冰川（简称1号冰川）是中国观测历史最长，观测最为系统的冰川，中亚内陆干旱区参照冰川，具有较强的区域代表性，目前已成为世界冰川监测组织（WGMS）设立的全球重点监测的十条参照冰川之一，是WGMS中惟一的中国冰川。以1号冰川1959—2010年的物质平衡、气象观测资料为基础，系统地研究了该冰川的物质平衡及其与气候变化的关系，结果表明：1959—2010年，1号冰川物质亏损严重、平衡线高度显著上升、积累区比率明显下降、纯消融量不断增加、末端持续退缩，皆为冰川物质平衡对气候变化的反应。（1）物质亏损严重。物质平衡变化介于1327~374mm，多年平均为287mm/a，累积物质平衡为–14883mm，即较1959年减薄了16.5m。物质平衡变化分为3个时段：1985年以前，为正、负交替变化，属正常波动，平均为74.5mm/a；1985—1996年，物质亏损加速，平均为272.6mm/a；自1997年以来，消融极为强烈，物质亏损进一步加剧，平均为691mm/a，且在2009年出现了物质正平衡63mm，2010年达到了历史最低值1327mm。其中，1997—2010年的累积物质平衡为–9697mm（减薄了10.8m），即26%的时间损失了冰川总亏损量的65%，1997年以来夏平衡的快速减小直接造成了冰川物质的加速亏损。1962—2010年，1号冰川消融了其储量的24.2%，为该地区提供了2883.4×104m3融水径流。（2）平衡线高度（ELA）显著上升。ELA变化范围为3948~4484m，多年平均为4067m，总体上升了90m。1985年以前，处于正常波动范围，平均为4051m；1985—1996年，呈缓慢的下降趋势，平均为4035m；1997年以来，呈显著的上升趋势，平均为4125m，直至2010年已超过了冰川的上界，意味着该年度冰川全部处于消融状态。ELA与物质平衡呈显著的负相关（R=0.80），冰川处于稳定状态时的平衡线高度，即零平衡线高度，ELA0为4018m，较平均ELA低49m，有效物质平衡梯度α为5.9mm/m。（3）积累区比率（AAR）明显下降。AAR呈现明显的下降趋势，下降了17%。AAR与物质平衡呈显著的正相关（R=0.87），即与物质平衡结果同步变化，冰川处于稳定状态时的积累区比率，即AAR0为56%，较平均AAR（46%）大10%，表明该冰川目前处于后退状态。（4）纯消融量不断增加。冰川纯消融量随夏季平均气温的升高而增加，1985年以前平均纯消融量为68.6×104m3，1985以后平均107.7×104m（3增多了39.1×104m3），夏季平均气温的升高直接加速了冰川的物质亏损。冰川纯消融量对物质平衡和平衡线高度变化的响应极为敏感，统计分析表明，若纯消融量增加50×104m3，物质平衡将减小400mm，平衡线高度将上升70m。（5）末端持续退缩。1962—1993年，冰川末端退缩139.7m，1993—2010年，东支末端退缩59.6m，西支末端退缩101.6m。西支末端退缩率大于东支的主要原因包括：一是东支冰舌部位被大量的表碛物覆盖，部分成为死冰，使其退缩减缓；二是西支末端陡峭、坡度大，主要坡度介于15~30°之间，易发生崩解，使其退缩量增大。1号冰川的物质平衡通常由夏季平均气温和年降水量共同决定。1986年以前，物质平衡主要受年降水量影响；1986年以后，主要受夏季平均气温控制，当夏季平均气温升高到一定程度后，降水的增加并不能扭转物质的加速亏损。物质平衡对气候变化的敏感性分析表明，在年降水量不变时，夏季平均气温升高1°C，物质平衡减小445mm，在夏季平均气温不变时，年降水量增加100m，物质平衡增加141mm，且夏季平均气温是影响物质平衡变化的主导气候因素。1号冰川近期物质加速亏损的机理包括：一是大气温度异常升高，尤其是1997年以来气温的异常升高，直接造成物质亏损加速。二是冰温升高，减少了冰川冷储，提高了冰川对气候变暖的敏感性。三是冰面反照率下降，主要是消融区面积的不断增加和冰尘中高浓度的有机物质和微生物所，导致反照率下降，加速物质亏损。