选取1960—2020年中亚126个气象站点逐日降水数据，基于RClimDex模型计算中亚8种极端降水指数，利用线性回归分析、Mann-Kendall法分析、相关性分析、小波变换和重标极差（R/S）分析，探究中亚极端降水事件特征。结果表明：（1）近60 a中亚极端降水事件频率和强度均明显增加，表征降水强度（SDII）变化倾向率为0.02 mm·d-1·(10a)-1。极端降水量指数中，强降水量（R95p）、单日最大降水量（Rx1day）、连续5 d最大降水量（Rx5day）、年总降水量（PRCPTOT）的变化倾向率分别为1.93 mm·(10a)-1、0.24 mm·(10a)-1、0.66 mm·(10a)-1和0.73 mm·(10a)-1。在极端降水日指数中，中雨日数（R10）、持续干燥日数（CDD）、持续湿润日数（CWD）变化倾向率分别为0.02 d·(10a)-1、-0.65 d·(10a)-1和0.08 d·(10a)-1。极端降水存在明显的空间差异性和高海拔依赖性，高原和山区附近极端降水事件频发。中亚极端降水周期特征为多峰谱型，具有准5 a短周期振荡、6~9 a中周期振荡和10~15 a长周期振荡。（2）极端降水指数与年总降水量具有良好的相关性，CWD对年总降水的贡献最大；太平洋年代际振荡（PDO）和北大西洋年代际振荡（AMO）对极端降水事件具有明显正相关性。R/S分析表明该地区极端降水特征未来持续可能性较大。研究结果可为中亚极端气候预测、自然环境保护、防灾减灾工作等提供科学依据。
黄河流域地域广阔，但气象站点分布较少，导致气象资料短缺。卫星降水可以作为气象站点观测的重要补充，但其空间分辨率有限，导致其在区域研究中作用有限。以黄河流域作为研究区域，针对全球降水观测计划（GPM）卫星降水产品，以2002、2012年和2020年降水数据作为干旱年、标准年以及湿润年3个典型气候年份，在综合考虑归一化植被指数（NDVI）、数字高程模型（DEM）、坡度（Slope）、地表温度（LST）和风速（WDS）多种反映降水量空间分布特征的影响因子及其空间非平稳性特征的基础上，采用地理加权回归（GWR）模型、混合地理加权回归（MGWR）模型2种降尺度方法，得到了黄河流域1 km空间分辨率的降尺度降水数据，并进一步通过地面气象站点数据对降尺度结果进行验证。结果表明：（1）GPM年降水数据与地面气象站点观测数据在2002、2012年和2020年的黄河流域地区具有较高的相关性。（2）经MGWR模型降尺度的降水数据空间分辨率得到了显著提高，且在降水变化的空间细节表达方面较GWR模型更优。（3）在3个典型气候年份中，MGWR模型在降水量标准年中相对于GWR模型具有更高的准确性。研究结果能够为相关区域范围的降水降尺度研究提供宏观参考与借鉴，促进区域气候水文研究。
遥感降水产品为稀缺资料地区水文气象灾害机理与预警研究提供了重要的数据资料，但不同遥感降水产品的性能存在较大区域异质性。利用遥感降水产品开展水文气象相关的研究和应用前，需要对其性能进行综合评估。基于此，以稀缺资料的黄河源区为研究区，利用1983—2018年的观测降水数据（CMA）驱动并率定ABCD水文模型，并利用标准化径流指数（SRI），评估3套典型遥感降水产品（PERSIANN-CDR、CHIRPS v2.0、MSWEP v2.0）对水文干旱的模拟性能。利用游程理论识别水文干旱事件，阐明遥感降水对水文干旱特征的捕捉能力。结果表明：（1）3套遥感降水产品均能较好地捕获CMA多年均值的时空分布格局。CHIRPS产品的水文模拟性能（纳什效率系数NSE=0.72）高于其他2套产品。（2）CMA和降水产品模拟的4个尺度的SRI（SRI1、SRI3、SRI6和SRI12）均呈显著增加趋势（P<0.01），表明近36 a源区河川径流增加，水文干旱趋缓，但降水产品均高估了SRI，表明对黄河源区降水产品的偏差校正有待开展。基本统计指标方面，MSWEP产品计算的SRI与CMA的最为一致，性能最佳，但在年尺度（SRI12）上，PERSIANN表现最优。（3）3套产品均高估了SRI1和SRI3的干旱历时和烈度，MSWEP产品对SRI6的模拟性能最优，PERSIANN对SRI12的模拟性能最优。研究结果可为黄河源区水文干旱研究的降水产品数据的选择提供科学决策支持。
从流域尺度揭示天山北坡冰川变化状况，对下游绿洲地区水资源的合理开发利用具有重要意义。基于多源遥感影像提取天山北坡诸河流域近期冰川边界，结合前期发布的冰川编目及ASTER DEM数据，对该区域冰川面积和物质平衡变化特征进行了分析。结果表明：（1）2015年前后天山北坡共计分布冰川10061条，总面积约4855.85±245.86 km2。1960s—2015年天山北坡国内段冰川面积萎缩速率为0.52%·a-1±0.06%·a-1，且近年来呈加速萎缩趋势（0.96%·a-1±0.88%·a-1）；1999—2015年天山北坡国外段冰川面积萎缩速率约为0.56%·a-1±0.31%·a-1。（2）2000—2020年天山北坡冰川表面高程变化速率约为-0.57±0.01 m·a-1，冰川物质呈持续亏损态，物质平衡为-0.39±0.04 m w.e.·a-1。（3）天山北坡东、西段冰川面积和物质平衡变化均存在一定的空间差异性，近十几年间，东段各子流域冰川面积萎缩速率和物质亏损速率均相对较大。
地表温度是陆面过程研究的重要参数之一。基于MOD11A2地表温度数据，结合数字高程模型（DEM）、土地利用类型、气象和归一化植被指数（NDVI）等数据，采用ArcGIS空间分析与数理统计方法，对2002—2021年青海湖流域的年度、季节、月份及昼夜等时间尺度，以及不同土地利用类型、不同海拔高度的地表温度变化特征进行了分析，并利用地理探测器模型对地表温度与环境因子之间的关系进行了研究。结果表明：（1）青海湖流域年均地表温度总体随年份增加呈现上升趋势，平均地表温度为2.20 ℃。空间分布呈现比较规律的由流域东南向西北逐渐下降的特征。青海湖北岸和东岸地表温度上升趋势最显著，呈上升趋势的区域占流域主体。（2）地表温度在不同季节表现为：夏季>春季>秋季>冬季。除春季随年份增加呈下降趋势外，夏季、秋季、冬季均呈逐年上升趋势。（3）月间地表温度表现为规律的先增加后减小，以7月为“对称轴”呈显著相似的变化趋势。（4）不同土地利用类型的地表温度从高到低排序为：耕地>林地>灌木>草地>荒地>冰川。（5）年均地表温度与海拔为显著负相关关系（P<0.05），海拔每升高100 m，年均地表温度下降约0.8 ℃。（6）根据单因子探测结果，环境因子对地表温度的解释力存在差异，其中海拔高度和年均气温对地表温度的解释力较高，而土地利用类型对其解释力最低。在所有因子的交互作用中，年均气温和海拔高度交互，q值的解释力最大（0.90），表明年均气温和海拔高度的耦合与青海湖流域地表温度关系密切。
西藏青稞主要种植区是西藏地区主要粮食作物的产区，在气候变化和人类活动加剧的背景下，该区的农业深受干旱影响。根据《气象干旱等级》（GB/T 20481-2017）国家标准，计算西藏青稞主要种植区25个气象站点全生育期的逐日气象干旱综合指数（MCI），统计1981—2020年各站点的气象干旱过程，并进一步分析了西藏青稞主要种植区各生育期气象干旱的时空变化特征及致灾危险性等级分布。结果表明：（1）近40 a来西藏青稞主要种植区呈现气温显著上升（P<0.01），降水不显著增多的特点；季节性的气温和降水变化趋势差异明显。（2）干旱覆盖范围和持续日数总体呈现不同程度的下降趋势，干旱强度（除播种-分蘖期外）均有所增强；分蘖-抽穗期干旱最严重，1981—1990年干旱最重，2001—2010年干旱最轻。（3）各生育期干旱发生频率的高值区主要集中在日喀则市东部、拉萨市南部、昌都市西南部和山南市中部地区，低值区位于林芝市中部。（4）经验正交函数法（EOF）分析的各生育期主要模态有中部与中西部相反、全区一致、西南与东北相反。（5）各生育期干旱致灾危险性等级总体呈现西高东低的分布特征，其中，分蘖-抽穗期致灾危险性总体较高，抽穗-成熟期次之，播种-分蘖期最低。
水分利用效率（WUE）通过联系陆地生态系统碳水循环过程，成为理解植被生态系统对气候变化响应的一个重要指标。结合1990—2020年的遥感影像与再分析数据产品，基于光能利用效率（CASA）模型反演净初级生产力（NPP）和实际蒸散发（ET）系统分析了1990—2020年新疆植被WUE的时空变化规律，讨论并探究了影响植被WUE变化的驱动力因子。结果表明：过去31 a新疆植被WUE整体呈下降趋势，但以2003年为转折点，转折点之前呈波动下降趋势，之后呈波动上升趋势。31 a来新疆植被WUE的空间格局没有发生明显变化，高值集中在平原区，特别是绿洲及荒漠-绿洲过渡带，低值集中在山区。通过分析发现，新疆植被WUE变化主要归因于降水、蒸散发及水汽压等气候因子影响。研究结果对于筛选出结构合理、节水性强、生产力高的人工和天然植被结构类型，实现干旱和半干旱地区植被建设的可持续发展具有参考价值，特别是对新疆生态系统安全与农牧业可持续发展具有现实意义。
精准动态监测干旱胁迫下的玉米冠层叶绿素相对含量对提高我国玉米旱灾预警水平、实现田间精准灌溉具有重要的指示作用。以无人机多光谱影像为数据源，选用多种具有明确物理意义且与玉米冠层叶绿素相对含量SPAD（Soil and plant analyzer development）值相关性强的植被指数，利用多元逐步回归、支持向量机、BP神经网络（Back propagation neural network，BPNN）建立玉米冠层SPAD值的遥感监测模型并验证，选取最优估测模型提取各生育期不同程度干旱胁迫下的玉米冠层SPAD值，分析不同生育期玉米冠层SPAD值变化，探究不同干旱胁迫程度对玉米冠层SPAD值的影响。结果表明：不同生育期的玉米冠层叶绿素敏感的植被指数不同，且各生育期估测能力最优的反演模型不同。对比3种建模方法，BPNN模型的建模结果及验证结果最优，说明其估测能力及稳定性表现最好，可以作为基于无人机多光谱的玉米冠层SPAD值建模的优选方法。此外，干旱胁迫会降低玉米冠层SPAD值遥感监测模型的估测精度，对苗期的影响最为显著。轻度干旱对玉米冠层SPAD值影响不显著，可见玉米对干旱胁迫具有一定的适应性和抗逆性。因此，基于植被指数的BPNN模型可以更好地估算SPAD值，为基于无人机遥感的SPAD值监测提供一种新途径，为干旱胁迫下夏玉米冠层SPAD值的无损监测以及田间水分精准管理提供参考。
为深入了解青海云杉林生态系统碳、氮固持能力与循环及其影响机制，以不同林分密度（350株·hm-2、850株·hm-2、1000株·hm-2、1400株·hm-2、1600株·hm-2、1950株·hm-2、2100株·hm-2、2300株·hm-2、3000株·hm-2）青海云杉林为研究对象，通过野外调查、样品采集和室内分析，研究不同林分密度青海云杉林生态系统碳、氮储量及其分配格局。结果表明：（1）青海云杉林乔木碳、氮含量均值分别为497.11 g·kg-1和4.43 g·kg-1，各器官碳含量分配格局表现为干>根>叶>枝>皮，氮含量为叶>枝>根>皮>干；林下植被层碳、氮含量总体呈现灌木层>草本层>枯落物层，地上部分>地下部分；土壤层碳、氮含量随着林分密度的增加均呈下降趋势，并且随土层加深也逐渐减小。（2）青海云杉林生态系统碳储量随林分密度的增加呈双峰型分布，氮储量呈现先增加后波动降低的趋势，林分密度为850株·hm-2时林分碳、氮储量最高，分别为500.76 t·hm-2和25.00 t·hm-2，林分密度为3000株·hm-2时林分碳、氮储量均最低，分别为315.52 t·hm-2和12.52 t·hm-2；随林分密度增加，植被碳、氮储量占比逐渐升高，土壤碳、氮储量占比逐渐降低。碳储量分配格局为：土壤层（73.53%）>乔木层（17.03%）>灌草层和枯落物层（9.44%），氮储量分配格局为：土壤层（87.63%）>灌草层和枯落物层（9.90%）>乔木层（2.47%）。（3）林分密度与森林碳、氮储量及分配格局密切相关，低密度（850株·hm-2）利于植被和土壤碳、氮固持能力显著提高，是祁连山青海云杉中龄林的最佳留存密度。研究结果为揭示林分密度对森林生态系统碳氮固持能力的影响机制和森林结构化经营提供科学依据。
选择农用物资、水稻种植、畜牧养殖与秸秆燃烧4个方面对新疆农业碳排放进行综合测算，揭示新疆农业碳排放总量与强度的时空差异及动态变化，然后采用空间收敛分析方法，进一步考察了新疆13个地州市农业碳排放强度的收敛趋势。结果表明：（1）2007—2019年新疆农业碳排放总量处于平稳上升态势，但农业碳排放强度持续降低。（2）2019年农业碳排放总量位居首位的是伊犁哈萨克自治州直属县市（伊犁州直），吐鲁番市最末。新疆13个地州市仅有伊犁州直与和田地区农业碳排放总量处于下降态势，其余地区均处于增长态势。总体上，新疆各地州市农业碳排放强度呈现出了“北低南高”的特征。（3）新疆各地州市农业碳排放强度的动态演进特征差异较大，核密度曲线随着时间的推移整体呈现小幅度左移趋势；农业碳排放强度的集中程度不断增强。（4）新疆各地州市的农业碳排放强度表现出显著的β收敛特征，进一步说明地州市间农业碳排放强度的差距在不断缩小。并且，还发现条件β收敛速度明显高于绝对β收敛，进一步地纳入空间因素后会加快收敛速度。研究结果对推动新疆低碳农业发展与实现“双碳”目标具有重要现实意义。
构建生态安全格局可促进区域生态发展，对于生态脆弱区的环境改善显得尤为重要。以乌鲁木齐市2000、2010年和2020年3期土地利用数据为基础，通过生态系统服务重要性和生态敏感性评价识别了生态源地，借助最小累积阻力（MCR）模型提取了生态廊道，利用电路理论确定了生态夹点，最终采用阻力阈值法构建了生态安全空间并明确了高警戒修复区。结果表明：（1）近20 a，生态源地面积呈增加趋势，共计445.63 km2，占比增加3.19%，新增生态源地主要分布于研究区西南和东部的乌鲁木齐县和达坂城区。（2）识别3期生态廊道总数分别为27条、30条和40条，总长度分别为870.42 km、1115.83 km和1277.12 km。（3）近20 a，研究区5个等级生态安全空间分布具有不均衡性。高生态安全空间集中分布于研究区东北部和西南部，较高生态安全空间集中分布于高生态安全空间外围，且相对集中于中部，二者空间分布呈持续扩张趋势。中等生态安全的空间分布呈西北—东南走向条带状，较低态安全空间集中分布于研究区西北部及东南部，低生态安全空间则主要集中分布于北部，且在南部有较少分布，三者空间分布皆呈不断减少趋势。（4）研究区生态夹点7个，高警戒修复区188.17 km2，修复后最大累积电流由值4.75 A降至3.82 A。
针对现有“双评价”方法对牧区县域生产空间落位指导性较差的问题，探索畜牧业生产适宜性评价方法，实现牧区县域生产空间合理划分。以锡林郭勒盟镶黄旗为例，通过计算畜牧业生产概率偏差与畜牧业生产密度，求解研究区畜牧业生产强度，并结合牧区空间管控与地形限制等因素，运用空间自相关分析实现畜牧业生产适宜性分区。结果表明：（1）镶黄旗畜牧业生产密度远超《锡林郭勒盟草地适宜载畜量核定工作指导意见》中载畜量标准，畜牧业生产概率偏差呈网络化分布趋势，畜牧业生产强度较高区域相对集中。（2）畜牧业生产限制指数高值区主要分布于浑善达克沙地边缘、中心镇区；畜牧业生产限制指数低值区域主要分布于宝格达音高勒苏木全域、翁贡乌拉苏木南部与巴音塔拉镇的昆都仑嘎查、汗乌拉嘎查等。（3）畜牧业生产强度与畜牧业生产限制指数Moran’s I为-0.0944，两者呈空间负相关，聚集效应显著且相似性较差。（4）镶黄旗畜牧业生产适宜性分区可分为畜牧业发展重点区、禁止畜牧业生产区、畜牧业生产转移区、退牧生态修复区、畜牧业发展高、中、低弹性区。国土空间规划背景下，科学评价牧区县域畜牧业生产适宜性，对于指导牧区“划区轮牧”具有重要现实意义，同时对于探索草原牧区地域性空间规划理论与方法具有一定理论意义。
最近以来，无论在科学界还是政府和民间团体，气候变化都成为热点议题。从人类认识自然的技术工具突破入手，系统介绍了人类活动对自然界的影响日益加剧，特别是工业革命以来工业化推动城市化成为气候变化的主导因素，给自然和人类社会带来巨大的变化，而且因其集聚效应正呈现巨大加速度改变地球，地球的自然和人类社会复杂系统已经处在日益严重的危机和威胁之中。研究表明：气候变化和城市化，一方面带来地球系统、资源-生态-环境、城市发展、公共健康和社会脆弱性等一系列问题；另一方面，也为地球科学学科发展带来新需求，注入新动力，地球科学发展进入人类世的新时代。文章认为：人类世地质年代需要重新定义地球科学。地球科学研究将会从地层为主转向圈层为主，研究对象和领域将从纯粹的地科系统扩展到人与地球复合系统，研究重点从地球资源攫取转向广义宜居星球研究，人类世及其研究、人类圈地理学、冰冻圈科学、水圈-人类圈界面、地球系统动力学、城市化与城市地理学、地球伦理符号学和地球地图集成将成为地球科学发展的新增长点。地理学因其与生俱来的科学、自然和社会一切科学之母的独特特性，将迎来再发展和再繁荣的新机遇，尤其人文地理学可以发挥更加重要的学科作用。
乡村旅游重点村是乡村旅游高质量发展的重要载体，厘清其空间分布格局和可达性，对优化乡村旅游供给、乡村旅游业态布局以及促进全面乡村振兴具有重要意义。以中国西北五省2019、2020年和2021年对应的55个、179个和212个乡村旅游重点村为研究对象，运用地理信息系统空间分析法探究了乡村旅游重点村的空间格局特征，采用栅格成本加权距离法对综合交通网络、地形因子影响的空间可达性差异进行可视化呈现。结果表明：（1）乡村旅游重点村空间分布异质性突出，各省（自治区）、市均衡性呈现好转趋势，空间集聚范围不断扩大。（2）乡村旅游重点村形成了以各省会城市为中心的“点状-环状”演变趋势。（3）乡村旅游重点村的热点区由“石嘴山市-陇南市”南北贯穿带向东西方向辐射扩散。（4）乡村旅游重点村空间可达性整体水平不高，整体看东部高、西部低，局部看北疆强、南疆弱，并且受交通网络及地形影响较大，具有显著的交通指向性。（5）乡村旅游重点村的空间分布特征与可达性耦合性高。
随着互联网技术的高速发展，城市间信息联系更加紧密，空间结构不断重构。本文以2012年与2019年黄河流域内部城市之间及与外部城市相互搜索的百度指数为数据源，采用社会网络分析及空间分析等方法，探讨了本地与全国2个尺度下黄河流域城市网络的时空演化格局。结果表明：（1）全国尺度下的城市点度中心性与本地尺度高度相关，但相较于本地尺度，中心性高值区愈发向东部集聚，空间非均衡性增加，西安市、青岛市核心地位更加突出。（2）全国尺度下的城市中介中心性与本地尺度不相关，且相较于本地尺度，中心性高值区由西向东转移，空间非均衡性降低，西安市中介效应优势更加突出。（3）黄河流域内部联系呈现以西安市-郑州市及青岛市-济南市为核心的相关孤立的骨干网络，域外高层级联系愈发向长三角、成渝等南方城市群集中。（4）相较于本地尺度，全国尺度下黄河流域首位联系空间组织变化不大，第二位联系大多从流域中心或省域次中心转向链接北京市，第三位联系则大多从邻近链接转向择优链接域外中心城市。研究结果可为协同推进黄河流域高质量发展提供决策参考。
基于经济、社会和生态多维视角，利用熵权法、综合指数法、全局Moran’s I指数，揭示2000—2019年内蒙古区县城市韧性的时空演变特征，并利用地理加权回归模型分析人类活动强度对区县城市韧性变化的影响。结果表明：（1）由于社会经济发展水平不断提高，2000—2019年内蒙古区县城市韧性水平持续增长。（2）内蒙古区县城市韧性水平空间分布差异明显，东部地区和中部地区县城市韧性水平明显高于其他盟市所在的区县。（3）人口密度、建设用地和夜间灯光数据等人类活动强度变化对内蒙古区县城市韧性水平变化具有显著影响。研究结果可为内蒙古区县的可持续发展提供参考，对丰富中国城市韧性领域研究具有重要实践和理论意义。
