在干旱区，冰雪融化是水资源形成的主要来源，为此，积雪资源的形成、转化与利用是新疆水资源开发利用研究的重要内容，而水文模型是水资源形成与转化量确定的关键途径。以中国科学院天山积雪站野外试验区为研究基地，以气象数据为自变量，以融雪量为因变量，研究了基于气温变化的融雪模型，并对所建单因素简易模型进行了率定和验证，同时分析了试验区多年融雪变化规律以及融雪对气温的响应过程。结果表明：在一定的低温状态下，冬季仍有融雪发生，在天山山区本项目研究流域积雪消融的日平均气温临界值约为-7 ℃，当日平均气温低于-7 ℃时，融雪基本处于暂停状态，体现了干旱区融雪特征。在模型方面，基于气温构建的单因素简易融雪模型在模拟山区融雪量时呈现出良好的代表性，在率定期（2016—2020年），融雪量观测值与模拟值间的相关性参数偏差、平均绝对误差、均方根误差、纳什效率系数和决定分别为-0.037、0.367、0.482、0.870和0.876；而验证期的值分别为-0.210、0.292、0.577、0.845和0.811。验证期的模拟结果和相关性系数显示，该模型的模拟值与观测值具有良好的一致性和稳定性，其优点是通过易获取的气象数据就可以估算流域融雪量。研究成果为干旱区积雪消融计算提供较为简便的算法，也为水文模型提供简便有效的融雪子模块。本研究对于掌握该地融雪变化规律及后续的融雪径流模拟及预测具有重要的参考价值。
基于祁连山西段老虎沟流域断面的径流数据与大本营气象站的气象资料，对冰川区径流与气象要素之间的相关性进行了分析，并建立了多元指数非线性回归方程对径流进行重建以弥补缺失径流，此外，对冰川区径流的年际、季节、日尺度的变化特征进行了分析。结果表明：（1） 冰川区径流量与气温的相关性最高0.86，其次是水汽压（0.81）、相对湿度（0.46）、降水量（0.27），径流受气温影响最大。（2） 21世纪观测资料显示日平均径流量为2.10 m3·s-1，较20世纪50年代末的1.65 m3·s-1有所增加，主要因消融季气温上升0.75 ℃所致，强消融期（7、8月）径流量的年际变化较大，消融期初（5、6月）和末（9月）年际变化较小。消融季5—9月产流占比分别为5.3%、16.1%、37.3%、35.1%、6.2%。（3） 多元指数非线性回归方程可以较好地模拟日径流量（纳什效率系数平均为0.70），补充缺失径流后，对于径流的日变化，消融期初和末日变化较小，而强消融期径流的日变化较大。对于径流的时滞效应，老虎沟流域消融季各月径流呈现“谷-峰”的日变化特征，消融期初和末气温达到最大值与径流达到最大值的时间间距较大，而强消融期较小，在消融期初的6月两者相差最大为3 h。明晰冰川融水变化特征对干旱区水资源管理，生态保护及社会经济可持续发展具有重要意义。
基于Landsat遥感影像，提取蒙古高原2000—2020年每年1 km2以上湖泊面积信息，分析其时空变化特征。结果表明：（1） 2009年之前湖泊面积和数量呈减少趋势，2009年之后呈增加趋势，整体上2000—2020年湖泊面积和数量呈减少趋势。（2） 不同等级湖泊变化差异较大，特大型和中型湖泊变化相对稳定，大型湖泊减少幅度最大。（3） 不同区域湖泊变化也不同，西北部湖泊变化较稳定，中东部湖泊变化较剧烈。（4） 研究区湖泊空间分布集聚性呈异因同向的减弱趋势。（5） 湖泊面积与年均气温、年降水量、年蒸发量、植被指数和4层土壤水分的相关关系较为显著，且2个时间段内表现的影响程度有明显差异。掌握蒙古高原湖泊时空变化情况及其原因，对蒙古高原乃至全球的气候调节和生物多样性保护研究提供可参考依据。
地下水对于调节干旱区水循环和生态系统具有重要意义，认识和管理地下水资源是防止河流基流减少，地面沉降和水质退化的关键。通过分析艾比湖流域地下水水化学参数和氢氧稳定同位素特征，结合线性回归、双端元混合模型和GIS空间分析等方法，探讨不同区域地下水补给来源和水化学组分动态变化。结果表明：（1） 博尔塔拉河（简称博河）和精河中下游区域氢氧同位素（δ2H与δ18O）值最大，艾比湖周边区域次之，博河上游区域最小，流域地下水存在不同的循环过程。（2） 地下水氘盈余（d-excess）和水化学特征反映了地下水不同的补给机制和影响因素，博河上游区域地下水主要受冰川积雪融水补给；博河和精河中下游地下水主要来源为地表水和降水，同时受岩层性质、农田开发和灌溉措施影响较大；艾比湖周边地下水主要来源于冰雪融水和降水。中下游区域和河湖交汇区地下水是防控和治理的重点区域。（3） 地下水流动系统Ⅰ的电导率（Electrical conductance，EC）在210.00~2500.00 μS·cm-1之间，d-excess在6.47‰~9.70‰之间；流动系统ⅡEC在141.60~5260.00 μS·cm-1之间，d-excess在9.61‰~17.45‰之间，地下含水层存在不同的水力联系。研究结果对艾比湖流域地下水氢氧同位素和水化学驱动机制的探讨，可以为流域地下水资源的合理利用及科学开发提供一定的理论参考依据。
基于1980—2020年渭河流域24个气象站点逐日最高气温数据，利用Sen+Mann-Kendall趋势分析方法，研究了渭河流域近40 a来高温热浪的时空变化特征。结果表明：（1） 渭河流域高温日数多年平均值为3.54 d，且以约1 d·(10a)-1的速率呈极显著增加趋势，渭河流域年均高温日数呈现西北少、东南多的空间分布特征，以关中平原站点高温日数增加趋势最为显著。（2） 高温初日最早时间在4月下旬，高温终日最晚时间在9月上旬，渭河流域大部分站点高温初日呈显著性提前，提前天数约3~5 d·(10a)-1，接近一半的站点高温终日呈显著性推迟，推迟天数约3 d·(10a)-1，说明渭河流域受到高温影响的总时间变长了。（3） 渭河流域重度高温热浪发生次数占比为10.32%，说明每10次事件中至少有1次是重度高温热浪，不同等级高温热浪频次较高的站点和持续时间较长的站点都位于渭河流域东南部的关中平原，说明关中平原是渭河流域高温热浪的重心。（4） 不同时段高温热浪强度整体呈显著上升趋势，未来强度可能还会进一步加剧，这对渭河流域人类健康和工农业生产等造成严重威胁，需要引起相关部门足够重视。研究结果可为渭河流域减轻高温热浪灾害提供参考。
南疆中西部的阿克苏地区，由于地理位置及地形的原因，在地面冷空气很强的时候，很容易就会出现翻山大风。为深入了解阿克苏翻山大风的机理，提高此类灾害性大风的预报能力，针对2019年8月15—18日出现的一次罕见翻山大风天气过程，利用常规气象观测资料、探空观测资料、模式预报资料、NCEP逐6 h格距1°×1°的再分析资料和阿克苏站、托万克提根洪沟站2个地面自动气象站的逐小时风向风速资料，对本次大风的精细特征及其影响系统和动力、热力条件进行了分析。结果表明：（1） 此次大风是在东欧阻塞高压发展加强、中亚低涡长时间维持并3次分裂东移的形势下，由高空急流和低层冷平流的共同作用使冷空气的势能向动能转化而引发的持续性大风。（2） 过程中出现了3次大风波动，均是高空槽引导冷空气翻越天山而形成，前2次是短波槽引起，大风持续时间短，第3次是主槽东移引发，大风持续时间长。（3） 第一次大风波动中有对流性雷暴大风叠加，瞬间阵风达12级。（4） 高空急流引起的强垂直运动和次级环流、中层辐合及低层辐散有利于大风的加强和维持。
作为高山淡水生态系统主要载体，高山湖泊生态系统具有生态环境原始、环境承载力低、自净能力弱以及生物群落结构单一等特点，对于气候与环境变化响应敏感。围绕气候变化背景下高山湖泊生态系统结构与功能变化这一主线，系统分析了山区海拔依赖性增暖对高山湖泊热力特性、溶解氧分层以及生物过程的影响，阐述了辐射增强背景下高山水生生物适应对策及水下辐射特征变化，揭示山区降水变化对高山湖泊跨生态系统物质补贴及生物地球化学循环的影响机制。在今后研究中，需完善多气候因子变化下的湖泊生境综合响应实验，建立对高山湖泊生态系统全要素的系统监测与整合，以加强高山湖泊生态系统对气候变化的响应过程及适应机制的认知。
由于沙尘气溶胶散射和吸收机制的复杂性，目前还没有成熟的可应用于沙尘天气的大气长波辐射反演算法。通过对比分析常见的沙尘、城市、乡村、海洋气溶胶对大气长波辐射强迫和MODIS通道辐亮度影响的基础上，提出利用气溶胶光学参数对线性模型进行修正，构建了适用于沙尘气溶胶条件下的大气长波辐射估算模型，并利用黑河流域4个观测站点（花寨子荒漠站、混合林站、黑河遥感站和张掖湿地站）实测数据对模型的应用能力进行检验。结果表明：4个站点遥感反演的大气长波辐射均方误差为17.1~20.4 W·m-2，偏差为-12.3~-1.8 W·m-2。由于考虑了沙尘气溶胶的光学厚度变化和辐射强迫效应，修正后的模型可显著提高沙尘气溶胶影响下大气下行辐射的反演精度，减少长波辐射应用中的不确定性，对干旱区地表能量收支研究提供了重要参考。
随着社会经济的发展，探究土地利用变化下生态系统服务价值（Ecosystem service value，ESV）时空演变对优化土地利用结构和区域持续发展有着重要意义。基于1980—2020年新疆土地利用数据，在ArcGIS和GeoDa支撑下，使用单位面积当量因子法、空间自相关等方法，分析新疆土地利用变化下ESV时空演变特征。结果表明：（1） 1980—2020年新疆主要的土地利用类型是草地和未利用地，两者共占新疆总面积的91.00%。耕地和建设用地面积呈增加趋势，分别增长58.89%和166.79%；水域和林地面积减少量最多，分别减少29.95%和26.62%。（2） 1980—2020年新疆ESV总体呈现“先增后减”的变化趋势，净减少1114.51×108元（6.68%）。从空间分布来看，新疆ESV高值区和较高值区主要分布在阿尔泰山、昆仑山、天山（简称“三山”）和伊犁河谷地区，中等价值区和较低价值区分布在绿洲地区，低价值区主要分布在盆地和沙漠地区。（3） 1980—2015年新疆ESV变化很小，但2015—2020年北、中天山地区EVS变化显著。2015—2020年北、中天山地区高价值区减少75.29%，被中等价值区和较低值区取代；中等价值区和较低价值区分别增长13.64%和10.78%；低价值区有向中等价值区扩散趋势。（4） 从ESV的空间自相关来看，局部相关性、热点分析呈现“西高东低”的空间分布特点。高-高集聚区、热点区分布在“三山”地区，低-低集聚区、冷点区分布在盆地和沙漠地区。水域和林地面积的下降是引起2015—2020年新疆生态系统服务总价值下降的主要原因之一。
陕西省作为我国承东启西的重要省份，其土地利用的合理规划对于促进区域高质量发展意义重大。以土地功能为视角，运用土地利用转移矩阵等模型，探究2000—2020年陕西省“三生”空间的数量及分布特征和变化趋势，最终分析不同尺度分布变化的内在原因。结果表明：（1） “三生”空间综合土地利用动态度在0.2%波动，期间有2次速率增长，首次是生活空间扩张导致，其次与生态空间增长相关。单一动态度中，生活空间的数值最大，多为正值；生产空间速率次之，多为负值；生态空间多为正值，稳定在0.1%。（2） 2000—2020年生产空间变化最大，总面积减小2913 km2，其余类型增加，生态空间增长更多；二级分类中，生产生态空间减少4036 km2，变化最大，其余类型除潜在生态空间外均为增加，绿色生态空间扩大2025 km2，增加最多。（3） “三生”空间分布与地形地貌相关，其整体以生态空间为主，多分布于省域南部，生产空间主要位于省域中部，生活空间多分布于西安都市圈一带，面积最小，但逐年向外扩张。（4） 因子探测中，人口要素对陕西省“三生”空间演化起主导作用；交互探测后，多因子交互后的结果强于单一因子的简单解释。
利用LMDI模型解构了2010—2019年甘肃省13个细分行业碳排放影响因素及其作用效应，运用Tapio脱钩模型分析了经济增长与碳排放的脱钩关系，在此基础上，检验了各因素对脱钩做出的努力程度。结果表明：（1） 2010—2019年甘肃省细分行业碳排放总量增加3843.13×104 t，主要集中在石油制造业、化工制造业、钢铁制造业以及电力行业等高能耗行业；能源消费结构的高碳化特征显著，能源消费强度呈下降趋势。改善高能耗产业能源消费结构、推动高能耗产业转型升级是未来甘肃省碳减排的重点。（2） 经济增长和人口规模对碳排放产生增量效应，而能源强度、能源结构对碳排放产生减排效应，产业结构对部分行业产生减排效应。（3） 各行业碳排放与经济增长的脱钩情况趋于向好，除电力行业仍为弱脱钩外，其他行业均由2010—2016年的负脱钩或弱脱钩转变为2016—2019年的强脱钩或衰退脱钩。（4） 能源强度效应的脱钩努力最高，能源结构和产业结构效应的脱钩努力尽管较小但逐渐增强，人口规模效应的脱钩努力不明显。
可持续发展研究是各界一直关注的议题，有效衡量和评价区域可持续发展状况有利于向绿色高质量阶段的转型。基于能值分析法和Super-SBM模型分别测算了2000—2019年陕西省绿色GDP和生态效率，从经济和环境维度对其可持续发展水平进行衡量，并以能值理论为基础建立可持续发展评价体系对陕西省可持续发展水平进行评价。结果表明：（1） 绿色GDP和GDP总量持续增加，绿色GDP增长速度远不及GDP，绿色GDP指数持续下降，年均降幅为1.88%，过度依赖自然资源消耗的经济发展模式导致GDP和绿色GDP总量差距拉开，影响可持续发展水平的提升。（2） 生态效率总体呈现下降趋势，经济快速发展使得能源消费总量持续增加和城市建成区不断扩展，导致生态环境压力上升，可持续发展潜力减小。（3） 能值可持续指标（Emergy sustainable indices，ESI）和改进ESI值不断下降，到2019年分别为3.848和2.225，综合经济和生态可持续发展研究，发现陕西省可持续发展水平总体上处于良好状态。经济发展过度依赖传统产业，发展模式单一低效，生态环境压力加大，亟需发展绿色经济向着高质量发展的模式转型。
在后工业化时代和后疫情时代的叠加背景下，随着城镇家庭能源消费量持续增加，家庭已成为能源消费碳排放的主要贡献者。高原城市西宁市是生态安全的重要守卫地，分析其家庭能源消费的研究对我国生态文明建设起着至关重要的作用。基于2021年实地调研数据结合普通最小二乘法（OLS）回归模型，通过构建家庭能源流探索了其家庭能源消费特征、影响因素并对不同收入情况下家庭能源消费的全过程进行可视化。结果表明：（1） 西宁市城镇家庭年人均能源消费量为461.57 kgce·a-1。（2） 在能源用途方面，西宁市城镇家庭人均取暖能源消费量为307.52 kgce·a-1，是家庭能源消费的主要来源，而大型家用电器中的洗衣机耗能量最低。（3） 家庭年末总收入是影响西宁市家庭人均年能源消费的核心因素。（4） 高收入家庭人均能源消费量大，但随着家庭收入水平增加，取暖能源消费量随之减少。基于此，研究建议增加居民的清洁能源供给，增强所有居民对可再生能源的认识；增加对中高收入人群的节能宣传和自主节能意识。通过因地制宜制定能源政策，推动我国可持续能源发展进程。
提升绿色发展效率对甘肃省生态文明建设、高质量发展至关重要。采用Super-SBM模型、热点分析和地理探测器分析2005—2019年甘肃省14个市州绿色发展效率时空演化特征及其驱动因素。结果表明：（1） 时序上，绿色发展效率总体呈“M”型波动趋势，区域相对差异亦表现出相应的波动趋势。（2） 空间上，绿色发展效率空间分异性显著，南北方向梯度差明显大于东西方向。空间集聚程度弱，以低热点区、中热点区和低冷点区为主，存在俱乐部收敛特征。（3） 市场化水平、创新能力、政府调控、城镇化水平是绿色发展效率空间分异的主导因子。甘肃省绿色发展效率是多因子交互作用的结果。研究结果在丰富城市绿色发展指标体系和研究案例的同时，对甘肃省及其他欠发达地区绿色转型发展提供借鉴。
探究新冠疫情影响下的旅游流网络结构演化特征有助于发现旅游新线路，识别旅游市场新需求。基于网络游记，从新冠疫情对旅游流的影响视角，采用社会网络分析方法对新冠疫情前后宁夏旅游流网络结构演化进行研究。结果表明：新冠疫情后新的旅游节点与线路促使宁夏旅游流网络节点分布不均衡状况有所改善；新冠疫情增加了旅游者从边缘区旅游节点到其他边缘区旅游节点的可能性，改变了边缘区内旅游流网络节点的聚集和扩散效应；新冠疫情使宗教场所及演艺类核心旅游节点在网络结构中的位置发生了巨大改变，甚至在整个旅游流网络结构中消失，但绝大部分核心旅游节点在新冠疫情前后都展现出了强大的竞争优势。
防止致贫返贫、建立脱贫长效机制是巩固拓展脱贫攻坚成果的关键落脚点。探究低收入农户收入情况及其影响因素可为建立预防致贫返贫机制提供思路和借鉴。基于青海省3县18个行政村农户调查数据，从农户角度将所访低收入农户收入特征进行分析。借助地理探测器模型和Tobit模型研究影响农户收入和收入结构的影响因子，确定因子的解释力和显著性，并结合分析结果提出政策建议。结果表明：（1） 低收入农户的家庭总收入增长明显，增收效果明显，脱贫攻坚成效显著。（2） 通过扶贫资源配置，农户增收意愿与内生动力明显提升，工资性收入成为农户的主要收入来源。（3） 收入影响单因子解释力有很大差异，且双因子交互作用驱动力均高于单一因子。其中劳动力人数和建档立卡人数交互后影响力最大。（4） 公共性扶贫资源配置对农户的收入结构影响显著，不同的收入渠道影响因子各不相同。在收入提升阶段应重点关注贡献程度较高的影响因子。
