冰冻圈范围收缩造成的重要结果还有：随着气候带向南、北两极和高海拔移动，生物、土壤等自然带亦相应地向两极、高海拔移动，使生态系统的自组织性、结构和功能在不同空间尺度上出现不同程度的变化。由于物种和群落的自然迁移能力和适应速率比气候变化的速率缓慢得多，因而在迁移过程中，许多适应能力弱的物种种群大小和生存范围将会缩小，可能会导致生态不稳定、失衡和退化，威胁全球生物的多样性。
冰冻圈在淡水资源中占据特殊重要的地位。众所周知，地球上淡水占水圈的2.6%，其余的97.4%为海洋咸水。据Volker（1970）、Baumgartner（1975）估算，地球淡水资源主要以极地冰盖和冰川形式分布于极地，部分分布于中、低纬度高山和高原地区。就淡水储量而言，冰水资源为河水、湖水和地下水资源全部储量的3倍以上。此外，每年还有一部分淡水储存于随季节融化的雪盖之中。在干旱荒漠地区及其相邻的部分半干旱区域，冰雪融水是维护该地区生态环境平衡、补给地表水和地下水、灌溉农业、发电和生活用水的主要水源。它的扩展和收缩是全球性或区域性环境变化极为敏感的指标。
专栏4国家“973”计划项目
我国是中低纬度地区冰冻圈最发育的国家，冰川面积达59425km2，占全球中低纬度冰川面积的50%以上；多年冻土区面积约220万km2；稳定季节积雪区面积420万km2；冰川冰储量5600km3；多年冻土地下冰储量达9500km3，多年冻土区参与冻融过程的水当量平均约为400mm 左右。近百年来，我国冰冻圈显着萎缩，已对区域气候、水资源、生态与环境产生重大影响。
在未来全球气候变暖的背景下，随着冰冻圈萎缩加剧，其对气候和环境的影响也将更为突出，主要表现在以下三个方面：一是冰冻圈变化对我国的水资源安全有突出影响。为了制定科学的西部水资源可持续利用对策，掌握国际河流水资源谈判主动权，就迫切需要定量评估冰冻圈变化的未来趋势及其对水资源的影响。
二是冰冻圈是维系我国西部高寒和干旱区生态系统稳定的基本保障，冰冻圈变化对我国西部生态安全的威胁日益凸显。为了制定科学的生态保护与治理对策，就迫切需要研究和评估冰冻圈变化对生态系统的影响。三是冰冻圈是气候系统的重要组成部分，我国作为中低纬度冰冻圈最发育的国家，其变化对我国及周边地区气候有重要影响。为了提升我国气候预测能力，减轻自然灾害，迫切需要发展冰冻圈-气候模式。
项目咨询专家组认为，该项目的启动将极大地促进冰冻圈科学的发展，进一步提升我国冰冻圈与全球变化研究在国际上的学术地位；将进一步揭示冰冻圈变化对水资源、生态和气候影响的内在机制，认识冰冻圈变化对生态与环境的影响程度，综合评估冰冻圈变化的脆弱性水平及适应性途径，进而提出应对冰冻圈未来变化的科学对策，最终为保障我国冰冻圈作用及影响区可持续发展提供科学依据。
该项目将主要集中于冰冻圈变化机理、冰冻圈变化的影响及适应对策三个方面的研究，以不同类型典型冰川为对象，以实际观测为基础，以模型模拟为手段，以宏观认识为依据，把冰冻圈变化的影响聚焦在水资源、生态和气候三大方面，针对冰冻圈变化的特点，综合考虑自然、社会、经济和人文因素，通过构建我国冰冻圈变化的脆弱性评价体系，提出应对我国冰冻圈变化的适应性途径。
通过该项目的实施，将较全面地认识冰雪变化的水资源效应，深入了解山区冰雪冻土变化对干旱区内陆河流域水文与水资源影响的时空尺度、冰冻圈变化对江河源区水文与生态的影响机理、青藏高原冰冻圈对我国气候的影响及相互作用机制，使我国冰冻圈科学的研究水平在现有基础上得到较大提升。这必将为我国冰冻圈作用区相关学科发展提供科学积累，为西部地区水资源持续利用、寒旱区生态保护与治理、西部社会经济可持续发展提供重要科学依据和对策建议。
最近通过卫星遥感拍摄的地图显示，西藏林芝地区波密县境内有青藏高原最大的冰川群，大大小小冰川共计42个，中国三大海洋型冰川中的两个也在波密县境内。最大冰川群的发现，对中国乃至亚洲众多江河的河流补给将产生积极影响。
专家介绍，青藏高原冰川面积近5×104km2，主要分布在昆仑山、喜马拉雅山等山脉。过去100多年中，青藏高原冰川面积已经缩小了约30%。专家预测，如果到21世纪末气温升高2.1～4℃，中国冰川面积将比现在缩小45%左右。冰川减少将对河流补给产生重要影响，因为亚洲的大江大河大都发源于青藏高原。
1.3地球表层系统的协同演化
1.3.1各圈层间的相互作用与响应
（一）各圈层间的相互作用
地球表层的各圈层不是独立存在的，它们之间发生着明显的相互作用。这种相互作用不但有物理的、化学的和生物的，还具有不同的时间与空间尺度，从而使地球表层系统成为一个非常复杂的系统。各圈层虽然在组成、物理与化学特征、结构和状态上有明显的差别，但它们都是通过质量、热量和动量通量相互联系在一起的，因而这些圈层是一个开放的、相互联系的系统。在地球表层各圈层的相互作用中，最重要的是海气相互作用、陆气相互作用和陆海相互作用（丁一汇，2003）。
海气相互作用：海洋和大气强烈地耦合在一起，并通过感热输送、动量输送和蒸发过程交换热量、水汽和动量。海气相互作用是通过四个方面实现的：首先，海洋是大气中水汽的主要来源，通过海洋蒸发可以影响大气中水汽含量的变化，再进一步影响气候变化。第二，海洋的热容量很大，也就是说，海洋温度升高，比大气升高同样的温度所需的热量要大得多，因而在气候系统的变化中，海洋的热惯性对大气变化的速度起着主要的控制与调节作用。第三，通过海洋内部的海洋环流（如大西洋热盐环流）可以输送热量，使热量在整个气候系统中重新分配。在大西洋地区中，这种海洋环流输送的热量非常大，例如在西北欧洲和冰岛之间，输入的热量与该地区在海表收到的太阳辐射相近，这也是为什么北欧地区冬季气温偏暖的主要原因。有人估计，一旦这种环流停止，北欧的温度将比现在降低10℃左右，就会发生明显的气候变冷。第四，海洋与大气之间交换着CO2，是全球碳循环的重要部分——通过CO2下沉到深海的极区冷水中溶解，在近赤道较暖的上升海水中释放，从而维持一种平衡。
陆气相互作用：陆气相互作用是气候系统中最基本的相互作用之一，包括冰冻圈中的积雪、冰川、冻土及岩石圈与大气的相互作用，也包括各种物质、热量、水汽输送与转换以及土地利用变化等。但是，陆气之间的水与能量交换如何改变地球上的气候与痕量气体的排放和沉降？陆面大量的中小尺度天气过程如何一起影响大尺度天气过程？人类引起的陆面覆盖变化在陆气界面过程以及整个气候系统中的作用是什么？为人类提供食物与纤维的生态系统，怎样受到气候变化与人类利用的影响？这些问题都尚待解答。
陆海相互作用：陆海相互作用中最关键的问题是海岸带地区的变化及跨边界输送问题，包括跨陆海界面的物质输送及沿岸生态系统对气候变化的影响；海岸带的加速变化对来自上游陆地地区的物质转移、过滤或储存的能力的影响；气候系统的变化对海岸带特别是最脆弱地区的影响；海气界面对加热场及大气环流的影响等。
除了上述三种相互作用之外，各圈层间的其他相互作用也值得注意，如海冰可阻碍大气与海洋之间的交换、生物圈通过光合作用与呼吸影响CO2含量、生物圈通过蒸散影响水分向大气的输入、通过改变太阳辐射反射回太空的数量（反照率）影响大气的辐射平衡。
总之，气候系统中任一圈层的任何变化，不论它是人为的或是自然的，内部的或是外部强迫的，都会通过相互作用造成气候系统的变化或气候的变异。
（二）各圈层间的反馈作用
如果一个过程的结果反过来又影响其初始施加的强迫作用，就称为反馈。如果初始作用被加强，就称为正反馈；如果被减弱，就称为负反馈。在讨论气候系统间的相互作用时，必须考虑气候系统中的反馈过程与机制，因为对给定的气候强迫条件下的气候响应是由这些反馈机制所决定的，正反馈机制使得气候系统趋于不稳定，而负反馈机制使气候系统趋于稳定。气候系统中的反馈机制主要有4种（丁一汇，2003）。
水汽的正反馈机制：温度增加使蒸发加强、地表向大气的潜热输送增加、大气中的水汽含量增加、地气系统对太阳辐射的吸收增加、地球变得更暖，这称为水汽的正反馈机制。
CO2的正反馈机制：地球变暖时，大气中CO2浓度增加，温室效应使全球变暖、海面温度升高、海水垂直稳定度增加、海洋吸收CO2能力减弱、大气中CO2浓度更高、全球更暖，这就是CO2的正反馈机制。
冰雪反照率的正反馈机制：冰和雪的表面是太阳辐射的强烈反射体。地球变冷时，冰雪覆盖增多，行星反照率增大，气候系统吸收的太阳辐射减少，地球变得更冷，反之亦然，这就是冰雪反照率正反馈机制。如果具有低反照率的海面（反照率为0.1）或陆面（反照率为0.3）被高反照率的海冰（反照率≥ 0.6）所覆盖，地表所吸收的太阳辐射将不到原来的一半。
云的反馈机制：全球增暖使云水含量增加，导致云的亮度增加，系统反射更多的太阳辐射，地球变冷，这是云反馈的一种情形——云水含量的负反馈机制。云对辐射有强烈的吸收、反射或放射作用，这称做云的反馈作用，该作用是正是负决定于云的种类、高度、光学性质等。一方面，云对太阳可以产生反射作用，将其中入射到云面的一部分太阳辐射反射回太空，减少气候系统获得的总入射能量，因而具有降温作用；另一方面，云能吸收云下地表和大气放射的长波辐射，同时其自身也放射辐射，与温室气体的作用一样，能减少地面向空间的热量损失，从而使云下层温度增加。一般来说，高云以反射作用为主，常使地面降温；低云则以地毯效应为主，常使地面增暖。
