陆地蒸散发是陆-气水热交换的重要过程，是全球水分运移及能量转换中重要的一环。识别蒸散发的时空动态特征对研究区域水循环和能量转换具有重要意义。此次研究利用9个通量站观测数据，对比分析了3种全球蒸散发产品（GLEAM、MOD16以及PML-V2）在中国区域的适用性。在此基础上，选取在中国区域适宜性最佳的地表蒸散发产品数据，对2003—2020年中国地表蒸散发时空动态特征进行了分析。结果表明：（1） PML-V2蒸散发产品在中国区域的适用性最佳。（2） 在时间上，中国蒸散发在研究时间段呈增长趋势;空间上，研究时间段由西北到东南总体呈增加趋势。（3） 基于Hurst指数分析的未来中国蒸散发变化状况，预期将与过去表现相反趋势，即过去总体呈增长趋势，未来蒸散发会下降。此次研究通过对中国地表蒸散发时空动态特征进行分析，以期为区域水资源利用及优化配置提供参考借鉴。
选取哈密国家气象基准站1961—2019年日最高与最低气温气象资料，采取一元线性回归法、10 a滑动平均、Mann-Kendall法、滑动t检验和主成分分析法等方法对哈密市极端气温时空变化特征进行分析，为预测未来气温变化趋势，增强对极端气温事件的应对能力，减轻气象灾害对哈密市农业生产造成的危害提供一定依据。结果表明：（1） 哈密市极端气温指数变化具有不对称性，冷暖指数变化相反，夜指数变暖幅度大于昼指数。季节上看，大部分极端气温指数在夏季、秋季变化幅度更大。（2） 近60 a来哈密市极端低温事件频率显著降低，其中霜冻日数下降最为显著，下降幅度为-4.59 d·(10a)-1;极端高温事件频率增加、强度显著增强;生长季度长与热持续指数变化幅度趋于一致，冷持续指数变化相反。（3） 极端气温冷指数对气候变化更为敏感，突变发生在20世纪80年代中和90年代末，暖指数和持续指数突变时间为20世纪90年代末。（4） 2个主成分累计方差贡献率为76.453%，极端气温事件变化与气温变暖相关性较高，冷暖指数呈负相关，冷夜日数、冷昼日数、霜冻日数、暖夜日数、暖昼日数是哈密市气温升高的主要因素。
伊犁谷地滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害频发，灾害形成的影响因素多样。基于伊犁谷地地质灾害数据库，利用频率比法、接受者操作特征曲线（Receiver operating characteristic curve，ROC）等统计分析方法，研究伊犁谷地地质灾害的分布特征，分析地质灾害发育的主控因素。结果表明：（1） 伊犁谷地地质灾害整体发育程度东部大于西部，集中在500~3500 m高程的中低山区。在时间上，主要集中在春夏融雪和降雨季节。（2） 地质灾害的发育受地层岩性、地质构造、地形地貌、降水等多因素影响，但不同类型地质灾害的主控因素不同，滑坡受地层岩性、高程、坡度、年降水量的影响最明显，崩塌主要为坡度、高程、距断层距离因素控制;地面塌陷明显受高程、距断层距离、降水量的影响，基本由地下采矿活动诱发;距断层距离和高程是泥石流发育的主控因素。
以库布齐沙漠流动沙地、封沙育草带、防风阻沙林、农田防护林和农田5种下垫面为研究对象，采用野外观测与室内分析的方法对其地表与0~100 cm风沙流中沉积物的粒度及其元素特征进行分析。结果表明：（1） 农田和有植被覆盖地表的地表粗糙度较流动沙地明显增加，10 cm处风速减少18%以上，总输沙量平均减少85.6%。（2） 不同粒度沙粒中Cu、Fe、Mn、Zn含量差异明显，Cu、Zn元素在粉砂中含量最高，Mn元素在极细砂中含量最高，Fe元素在细砂中含量最多。（3） 在风沙流物质再分配作用下，风沙流中粉砂和极细砂含量随着高度的上升而增加，平均较地表增加了约14倍，Cu、Zn、Mn元素含量随之增加，风沙流中随高度上升细砂含量先增加后减少，Fe元素含量也呈现出先增加后减少的趋势，这与原地表中元素含量、地表沉积物不同粒径中元素含量特征密切相关。
通过对西天山温泉湿地钻孔沉积物Rb/Sr、Sr/Ca、Ti/Sr、Mg/Ca、Zr/Sr 5种特征元素比值综合分析与对比研究，识别温泉湿地全新世气候变化驱动模式。结果表明：（1） 温泉湿地沉积物提供了新疆全新世气候变化的可靠记录，其全新世气候经历了暖干（10300—7700 cal a BP）-暖干向温湿过渡期（7700—7000 cal a BP）-温湿（7000—4200 cal a BP）-温干（4200—2900 cal a BP）-冷湿（2900—81 cal a BP）5个阶段变化过程。（2） 与邻近区域其他替代性指标所指示的气候变化相吻合，验证了新疆地区全新世早期暖干、中晚期冷湿的气候变化模式，表明新疆地区全新世气候类似于西风模式。（3） 温泉湿地沉积物化学元素比值在7700—7000 cal a BP期间指示的降温过程是8200 cal a BP全球变冷事件的响应;4200—2900 cal a BP期间指示的升温过程或许与3000—2900 cal a BP敦德冰芯反映的全新世次高温事件相关。同时，与周边区域其他替代性指标对比发现，新疆地区逐渐湿润的变化趋势可能是全新世温度降低与降水增加共同作用的结果。
伊宁市位于中国新疆西北边陲伊犁河谷内，土地肥沃，水资源和生物资源丰富，具有发展农、林、牧业的优越自然条件，但由于城市化进程过快，导致生态遭受破坏，生态环境质量不断下降，因此依托遥感生态指数（Remote-sensing ecological index，RSEI）及ANN-CA-Markov模型，科学、合理地利用Landsat TM5/OLI-TIRS8遥感数据对开展伊宁市2006—2021年生态环境动态评价及预测具有重要意义。结果表明：（1） 绿度和湿度对伊宁市生态水平具有正面影响，干度和热度对伊宁市生态水平具有负面影响，影响伊宁市生态环境质量的主要因素依次为绿度、热度、干度、湿度，符合伊犁河谷地区所表现出来的生态状况。（2） 伊宁市RSEI平均值为0.451，总体处于中等水平，生态环境质量变化呈现两极逐渐缩小的趋势，但RSEI指标中等区域及较差区域的面积正在逐年增大，总体生态环境呈现稳中向差的发展趋势。（3） 预计2026年和2031年伊宁市北坡地区生态得到一定程度改善，结合《新疆伊宁市城市2018—2035年总体规划》，城区在未来生态环境质量依旧保持在中等水平，城市将继续向外扩张，可耕地面积将继续减少。
内蒙古高原人类城乡开发建设活动监测及其对区域生态系统生产力影响的科学评估对于建设国家北方生态屏障具有重要的科学实践意义。基于遥感影像、土地利用数据、气象观测资料和其他辅助信息，综合应用动态度分析和邻域替代等方法，评估了2000—2020年内蒙古高原城乡开发建设的空间范围、扩张速度以及对生态系统生产力影响。结果表明：（1） 2020年内蒙古高原城乡开发建设用地面积为18206.49 km2，占土地总面积的1.46%。（2） 2000—2020年城乡建设扩张面积为7462.99 km2，59.76%源于工矿用地的扩张。城乡建设用地扩张主要占用自然和农田生态系统，其中城市用地和农村居民点以占用农田为主，工矿用地以占用草地和荒漠为主。（3） 2000—2020年内蒙古高原由于人类城乡开发建设活动导致的植被净初级生产力（Net primary productivity，NPP）损失达到143.51×104 tC，采矿开发导致的损失最多，占比由2000—2010年的60.72%增加到2010—2020年的73.91%。2010年以来，城乡开发建设占用农田导致的NPP损失有所缓解，然而草地NPP损失在加剧。（4） 毛乌素沙地、呼伦贝尔沙地、浑善达克沙地和科尔沁沙地的生态系统NPP损失主要由采矿开发导致。城镇人口、GDP增加以及相关政策引起城乡建设不断扩张，对生态系统NPP产生一定程度的影响。研究结果对内蒙古高原高质量城乡开发建设和生态文明建设具有重要参考价值。
基于1995—2020年多源空间数据，通过InVEST模型与人类足迹指数法，探究国家重点生态功能区生境质量与人类活动时空分布特征，进一步采用双变量局部自相关与空间杜宾模型测度两者空间依赖性与空间效应。结果表明：（1） 25 a间研究区生境质量逐年下降，总体上呈“西部由南向北递减、东部交错分布”的格局。（2） 25 a间人类活动强度与广度均不断加深，高低值分布以“胡焕庸线”为界。（3） 人类活动与生境质量有明显的空间依赖性，LISA聚类图表明高-高、高-低、低-高集聚类型下生态区数量分别为15、5、5，无低-低集聚区。（4） 不同自然-社会背景下，典型人类活动对生境质量影响的空间效应方向不同，但都有显著的空间溢出效应。具体表现为：高-高集聚区内人口与GDP分布总效应为正，贡献度以人口分布为主;高-低集聚区内人口与GDP分布仍以正向的空间溢出效应为主，但GDP贡献最高;低-高集聚区人口分布影响效应为负，GDP仍是以高贡献的正向空间溢出效应为主;无论何种集聚区，交通道路都是以负向的空间溢出效应为主。较科学地评估了国家重点生态功能区生态环境与人类活动的发展现状，丰富了研究的方法与思路;数理分析基础上的相关性探讨，为研究区生态文明建设提供了政策依据。
塔克拉玛干沙漠南缘环境条件恶劣，土壤养分含量匮乏，植物群落结构和组成较简单，不同环境要素对凋落物分解的影响都存在复杂性和特殊性。为探究极端干旱区凋落物的分解特征，以塔克拉玛干沙漠南缘优势植物种骆驼刺（Alhagi sparsifolia）和花花柴（Karelinia caspia）的叶片凋落物为研究对象，利用凋落物分解袋法，研究在自然光照和遮光处理下两种荒漠植物叶片凋落物质量分解和碳（C）、氮（N）元素含量释放特征。结果表明：（1） 两种植物叶片凋落物的质量损失过程均符合指数衰减模型。（2） 经过9个月的分解，自然光照下骆驼刺和花花柴凋落物的失重率分别为39.81%和45.43%;遮光处理下两种凋落物的失重率分别为22.22%和20.06%，光照条件下凋落物的分解速率显著高于遮光条件（P<0.05）。（3） 在整个分解过程中，两种植物叶凋落物C含量呈释放状态，而其N含量呈现不同的释放状态，骆驼刺叶凋落物N含量呈现富集-释放-富集的状态，花花柴叶凋落物N含量呈现富集状态。综上所述，在极端干旱区，光辐射是影响凋落物分解的主要驱动因素。
农牧交错区的土地利用转型及生态环境建设，是我国西北地区可持续发展的重要支撑。基于“三生”空间视角，运用包头市2000、2010、2020年3期遥感数据，通过土地转移矩阵、生态环境质量指数和生态贡献率等方法，分析其土地利用转型特征与生态环境效应。结果表明：（1） 研究期内包头市“三生”空间总体格局稳定，生产、生态用地减少，生活用地持续增加。牧草生态用地转出面积最多，农业生产用地次之;城镇生活用地与工矿生产用地流入面积最大。（2） 2000—2020年包头市生态环境质量指数下降，分别为0.6292、0.6208、0.6194，但改善趋势大于恶化趋势;城市北部生态高质量区面积有所减少;中部中质量区缓慢减少，南部低质量区持续向东南方向递增。（3） 牧草生态用地被占用产生的生态环境负效应较大，而其他生态用地、农业生产用地向牧草生态用地转化则为生态环境改良的主导因素。通过研究包头市的土地利用转型及其生态环境效应，以期为农牧交错区城市的“三生”空间优化、生态环境保护提供借鉴。
提高农业低碳生产率是保证干旱区生态优先和粮食安全的有效路径。基于非期望产出的超效率考虑松弛变量的测度（Slacks-based measure，SBM）模型测度2000—2020年新疆塔里木河流域42个县（市）的农业低碳生产率，利用趋势面分析及空间自相关刻画县域尺度农业低碳生产率的时空特征，并通过构建空间杜宾模型和地理探测器以揭示影响变量的溢出效应与空间异质性。结果表明：（1） 塔里木河流域县域农业低碳生产率呈现“W型”的阶段性特征，县域之间形成“下游-上游-中游”凹形递减的分异格局，且在空间上呈现出集聚性。（2） 机械化使用强度和农民收入水平对县域农业低碳生产率具有显著的正向溢出效应;人口城镇化水平对县域农业低碳生产率具有显著的负向溢出效应;工业化水平和财政支农力度对农业低碳生产率具有显著的负向直接效应;经济发展水平和人均生产规模的溢出效应并不显著。（3） 县域农业低碳生产率影响变量的交互类型总体表现为增强型，意味着县域农业低碳生产率受多重变量作用的趋势日益显现。因此，探究县域农业低碳生产率的时空格局及影响因素对实现塔里木河流域乃至新疆农业低碳化协调发展具有重要意义。
水土资源是农业生产最重要的基础性资源，其空间的合理有效配置有利于资源的充分利用和区域可持续发展。以疏勒河流域为研究对象，基于水足迹理论核算流域农业生产水足迹变化规律，采用基尼系数和空间错配模型定量评估研究区2000—2020年农业水土资源的时空匹配动态趋势及其敏感性。结果表明：（1） 2000—2020年疏勒河流域农业作物生产水足迹和作物种植面积总体呈波动下降趋势，作物生产水足迹峰值出现在2007、2018年，作物种植面积峰值出现在2009、2018年;流域年均蓝水足迹贡献率达90.9%，且与绿水足迹呈互补关系，表明蓝水是疏勒河流域农业用水的主要来源。（2） 农业水土资源的空间匹配程度逐渐提高，总体处于较匹配的状态;蓝、绿水足迹与作物种植面积的空间不匹配程度逐渐得到改善，空间分布中均呈现出中部高、四周低的特点。（3） 作物种植面积对作物生产水足迹变化呈中、高度敏感性的地区数量不断增加趋势。
基于交通流、物流、资金流与信息流等多元数据，运用联系强度、空间结构指数、凝聚子群、二次指派程序（Quadratic assignment procedure，QAP）等方法，对黄河“几”字弯都市圈空间网络“点-线-面”特征及影响因素进行分析。结果表明：（1） 各城市交通流、物流、资金流、信息流与综合流的联系强度差异明显，综合流呈现以太原市与呼和浩特市为核心的“两核多中心”发展态势。（2） 城市网络联系显示物流与资金流的联系更为紧密，同时各要素流网络结构空间非均衡特征明显，总体呈现东强西弱、北强南弱的特征。（3） 空间结构指数表明不同要素流视角下黄河“几”字弯都市圈均呈现较为明显的多中心结构，同时不同要素流视角下的凝聚子群均呈现地理邻近性特征。（4） 经济全球化、交通效率、产业结构、地理邻近性等因素显著影响都市圈多要素联系网络。
经济发展如何破解生态环境资源约束是可持续发展的重要研究议题。为探究生态移民区生态可持续发展能力变化情况，基于生态足迹法，构建了生态移民区可持续发展能力评价指标体系，对2000—2020年宁夏生态移民区生态可持续发展能力进行评估。在此基础上，采用脱钩模型分析了生态环境压力与经济发展脱钩关系。结果表明：（1） 迁入区（红寺堡区）与迁出区（西吉县、隆德县、同心县）生态盈余呈下降趋势。红寺堡区生态盈余从2013年的0.730 hm2·人-1下降到2020年的-0.054 hm2·人-1。2000—2020年西吉县生态盈余从1.226 hm2·人-1下降到0.963 hm2·人-1;隆德县生态盈余从0.760 hm2·人-1下降到-0.113 hm2·人-1;同心县生态盈余从0.755 hm2·人-1下降到0.347 hm2·人-1。（2） 迁入区生态可持续发展能力下降，迁出区生态可持续发展能力整体较高，但内部发展不均衡。迁入区生态可持续发展能力综合指数呈“W”变动趋势。从2013年-0.012降低到2020年-0.325。迁出区中西吉县和同心县生态可持续发展能力提高，隆德县生态可持续发展能力降低。2000—2020年西吉县生态可持续发展能力综合指数从-0.324上升到0.037;同心县生态可持续发展能力综合指数从-0.552上升到-0.125;隆德县生态可持续发展能力综合指数从-0.029下降到-0.375。（3） 迁入区生态环境与经济发展未实现协调发展，迁出区经济增长与生态压力脱钩状态呈现区域性差异。因此，提出了坚持生态保护优先，走绿色发展之路、促进生态修复，走科技创新治理之路、优化资源配置，走协调发展之路的建议。
干旱区人居环境受到干旱自然条件的制约呈现出系统失衡的态势，如何促进系统耦合协调对干旱区人居环境建设至关重要。为探索系统耦合协调视野下干旱区人居环境的时空演化机制，以新疆14地州市人居环境为研究对象，构建干旱区人居环境系统协调发展评价体系，基于5个子系统的耦合协调度模型，综合运用熵值法、GIS空间分析与结构方程模型，探索2003—2019年新疆人居环境系统耦合协调度的时空演变规律与耦合作用机制。研究表明：（1） 在时间维度上，2003—2019年新疆人居环境系统的耦合度与耦合协调度均呈现波动上升趋势，14地州市之间增速不均匀。（2） 在空间维度上，形成“中间高、两侧低、北高南低”的空间分布格局，在东西方向由“一字型”向“倒U型”演变，在南北方向由“一字型”向“U型”再到“斜线型”演变。（3） 在作用机制方面，主要形成“人类系统→社会系统→居住系统→支撑系统”，以及“社会系统→自然系统”的作用路径，其作用效应依次为0.570、0.972、0.953、-1.189。其中，人类系统是干旱区人居环境协调发展的根本动力，通过社会系统正向或负向地间接作用于其他系统。
以敦煌市为例，从居民观念认同和感知的视角构建结构方程模型，探讨敦煌市城市全球化的影响因子和作用路径，并结合改革开放以来敦煌市的全球化表现，分析文化旅游导向的中国内陆城市的“反向”全球化路径。结果表明：（1） 本地居民全球化观念认同正向促进了敦煌市城市全球化过程。对外交往与合作对敦煌市城市全球化发展的推动是通过提升城市文化旅游资源全球影响力间接实现的，机构交流合作与学术讨论可以显著提升城市旅游知名度。城市景观与国际接轨可以促进敦煌市日益融入国际旅游网络。（2） 敦煌市城市转型与全球化发展可分为3个阶段，第一阶段在境外游客参观访问产生的市场需求推动下，实现由传统农业县向文化旅游城市转型;第二阶段形成了以文化旅游产业为支柱的城市经济发展模式，并加速完善和提升城市基础设施和服务设施;第三阶段由现代文化旅游城市向“国际交流中心”“国际一流旅游目的地”转型，持续深化文旅产业融合，加强全球目标市场开拓。（3） 受市场力量驱动和政府宏观政策调控影响，敦煌市旅游要素时空演化具有明显的阶段性、不平衡性和非均衡性。研究结果可为此类城市突破“路径锁定”，科学制定全球化战略提供参考，是关系到我国崛起与全方位开放的重大科学问题。
