车尔臣河流域农业用水比例过高，水资源供需矛盾突出，明确其农田灌溉用水与地下水化学特征对流域水资源配置和绿洲水生态安全具有重要意义。采用野外调查、数理统计与水化学分析法，对车尔臣河流域平原区地下水、渠水和河水的水化学及稳定氢氧同位素特征进行分析，并探讨了农田灌溉水与地下水间的相互作用关系。结果表明：（1）河水、渠水与地下水均呈弱碱性，且存在F-含量超标现象，主要水化学类型均为SO4·Cl-Na型，优势阴阳离子均为SO42-和Na+。渠水和地下水均有咸化趋势，河水的水质总体相对较好。（2）地下水、河水和渠水的水化学特征相近，其离子来源均受到岩石风化作用控制，地下水的离子来源同时还受到蒸发浓缩作用影响。（3）河水、渠水和地下水的水线斜率分别为3.70、0.61和1.42，均低于当地大气降水线斜率（5.62），且各水体样点集中分布于大气降水线下方，说明河水和渠水均与地下水的水力联系十分密切，二者均是浅层地下水的重要补给来源，补给比例分别为56.48%和43.52%。研究结果可为车尔臣河流域平原灌区水资源的高效利用及合理配置提供科学依据。
探究昆仑山北坡冰川湖时空变化及冰川湖溃决洪水（Glacier lake outburst flood，GLOF）风险评估对区域水资源安全和生态发展具有重要意义。基于Google Earth Engine（GEE）遥感计算平台分析昆仑山北坡冰川湖近30 a的变化特征和GLOF风险评估模型对当前的冰碛湖进行灾害与风险评估。结果表明：（1）1990—2023年昆仑山北坡冰川湖呈显著增长趋势，冰川湖的数量从1990年的248个增加到2023年的925个（增加了2.73倍），面积从1990年的14.99 km2增加到2023年的54.83 km2（增加了2.66倍），冰川湖在昆仑山北坡西部高海拔山区增加显著。（2）通过对2023年GLOF风险评估分析得出，灾害水平在叶尔羌河流域最高（约占47.2%），其次是和田河流域（约占15.7%）。风险水平较高是叶尔羌河流域（约占50.8%），叶尔羌河流域高风险冰川湖占整个昆仑山北坡高风险冰川湖的60.7%。（3）1990—2023年冰川湖的增长趋势与区域气候变化相关，山区降水增加和冰川积雪消融是冰川湖扩张的主要原因。开展冰川湖溃决洪水风险评估可为干旱区水资源可持续利用，为下游地区防灾预警提供科学依据和支撑。
以东昆仑鲸鱼湖流域为研究区，通过解译Landsat系列影像获取1990—2023年流域内冰川和湖泊范围，同时利用内陆水域水文时间序列数据库水位数据集和全球冰川物质平衡数据集，分析鲸鱼湖流域冰川面积、储量和物质平衡及鲸鱼湖面积、水位和储量变化特征。此外，结合ERA5再分析资料，探讨流域内冰川和湖泊的变化，及其对气候变化的响应过程。结果表明：（1）1990—2023年，鲸鱼湖呈现显著扩张趋势，从266.00 km2扩张至399.30 km2，面积扩张了133.30 km2，扩张速率为4.66 km2·a-1；2013—2023年湖泊水位上升5.19 m，水位上升速率为0.55 m·a-1；湖泊水量增加1.31 km3，年增量为0.16 km3。（2）1990—2023年流域内冰川呈现显著退缩趋势，冰川面积减小4.59 km2，变化速率为-0.12 km2·a-1，冰川储量减少0.38 km3，变化速率为-0.01 km3·a-1；2000—2020年冰川多年平均物质平衡为-1.22×10-4 m w.e.。（3）1990—2021年流域内年平均气温显著升高，年升温率为0.02 ℃·a-1，但是夏季升温不显著。年降水量显著增多，速率为2.11 mm·a-1，降水集中在夏季，夏季降水量占年降水量的78.9%。（4）流域内降水是导致湖泊扩张的主要因素。研究揭示了鲸鱼湖流域冰川、湖泊对气候变化的响应，可为当地政府优化水资源配置和管理提供参考。
系统研究东昆仑-库木库里盆地湖泊面积变化及其成因分析，对认识东昆仑山区的气候变化与水循环特征，解决新疆南部水资源短缺问题具有重要现实意义。基于GEE遥感云计算平台，对东昆仑-库木库里盆地1986—2023年的遥感影像进行了水体提取，并结合气象、冰川、土地利用等数据分析了湖泊面积变化及其影响因素。结果表明：（1）在1986—2023年期间，东昆仑-库木库里的湖泊数量增加、面积增大。盆地湖泊面积由1986年的1196.47 km2增加到2023年的2190.43 km2，增幅达26.16 km2·a-1。（2）1986—2023年库木库里盆地中最大湖泊阿牙克库木湖的面积扩大最为明显，面积增加了50.17%；湖泊面积大于1 km2的湖泊数量，由1986年6个增加到2023年的9个。（3）东昆仑-库木库里盆地湖泊面积的扩大主要受气温和降水的影响，而降水是湖泊面积扩大的主要因子，贡献率占63.80%；气温则通过加速冰川消融补给湖泊，贡献率低于降水补给。
为了解新疆阿尔金山国家级自然保护区野生动物基本情况，于2021年1月至2022年1月和2022年12月至2024年1月，在保护区东北部的祁曼塔格山采用红外相机技术开展野生动物资源调查。调查期间，红外相机累计工作17529个有效相机日，拍摄到7237张野生动物有效独立照片。结果表明：（1）拍摄到6045张野生兽类有效独立照片，鉴定出5目8科19种野生兽类，Shannon-Wiener多样性指数为3.05，Pielou均匀度指数为0.71；相对多度指数（RAI）排名前5的野生兽类物种依次为藏野驴（Equus kiang，RAI=85.85）、灰尾兔（Lepus oiostolus，RAI=82.26）、岩羊（Pseudois nayaur，RAI=44.04）、野牦牛（Bos mutus，RAI=35.26）和狼（Canis lupus，RAI=26.41）。（2）拍摄到1182张野生鸟类有效独立照片，鉴定出10目21科50种野生鸟类，Shannon-Wiener多样性指数为4.31，Pielou均匀度指数为0.76；排名前5的野生鸟类物种依次是暗腹雪鸡（Tetraogallus himalayensis，RAI=9.81）、漠䳭（Oenanthe deserti，RAI=8.04）、红嘴山鸦（Pyrrhocorax pyrrhocorax，RAI=7.25）、黑颈鹤（Grus nigricollis，RAI=6.33）和角百灵（Eremophila alpestris，RAI=5.42）。（3）国家I级和II级重点保护野生动物分别为11种和18种；《中国生物多样性红色名录》列为濒危物种6种，易危7种，近危13种；石貂（Meles fonia）、豺（Cuon alpinus）、白翅百灵（Alauda leucoptera）和乌鸫（Turdus mandarinus）为阿尔金山保护区新增记录。（4）日活动节律表明，岩羊、野牦牛和狼为昼行性动物，灰尾兔为偏夜行性动物，藏野驴则为昼夜兼性动物。研究结果为创建昆仑山国家公园和野生动物资源监测提供基础数据，也为加强阿尔金山保护区的保护与管理提供科学依据。
气候干湿是表征气候特征的重要指标，土壤干湿是一个复杂的、多维的水文气候概念，二者有其差异性，也有一定一致性。在全球变暖背景下，有必要进一步深入研究二者演变趋势与差异。鉴于此，对中国气候干湿与土壤干湿变化特征及其差异进行分析，明确气候干湿与土壤干湿的异同。采用湿润度指数对中国气候干湿整体状况及区划情况进行研究，并对同时段土壤干湿趋势进行分析。研究表明：（1）近60余年中国不同气候区分界线未发生明显变化，但不同的气候态与1961—1990年气候态时段相比，中国北方自西向东存在一个面积广大的气候变干带，其湿润度指数存在着轻微变小的趋势，只是变化程度尚未达到改变气候分类的程度。（2）中国不同气候区气候干湿与土壤干湿在年内变化有所差异，湿润区与半湿润区二者一致性明显好于半干旱和干旱区；不同气候区潜在蒸散与降水差值的月变化存在明显差异，对干旱与半干旱区而言，3—9月与3—6月为气候干期，该时段干旱发生的可能较大；半湿润气候区7—8月进入水分盈余阶段，而湿润气候区，除个别月份，全年基本处于水分盈余状态。（3）中国区域气候干湿变化与土壤湿度多年变化存在着明显的差异，不同气候区多年湿润度指数均呈轻微增加趋势，但土壤湿度大部呈变干趋势，侧面说明中国不同气候区农牧业生产潜在干旱风险在增高。研究结果有助于全面认识气象干湿与土壤干湿，促进对二者关联的进一步研究；同时有助于加强干旱风险的防控意识，提高农牧业生产的抗旱应对举措。
湖泊面积变化是流域气候变化和人类活动的指示剂，明确湖泊面积时空动态过程是评估湖泊生态环境变化及其影响的基础。基于Landsat系列卫星影像，利用监督分类法提取1986—2021年乌梁素海面积；采用一元线性回归、M-K趋势、突变检验对乌梁素海流域的气温、降水量、相对湿度、潜在蒸散发进行了趋势、突变分析；收集流域人类活动数据，运用相关性和多元线性回归分析了气候变化和人类活动对湖泊面积变化的影响。结果表明：（1）乌梁素海面积从316.19 km2波动增加到332.34 km2，增加了5.11%；流域气温显著上升、降水增加幅度小且不显著，相对湿度和潜在蒸散发呈增加趋势，流域气候整体变暖。（2）湖泊面积与气温、降水量呈正相关，与相对湿度、潜在蒸散发呈负相关，流域人口、国内生产总值、农作物播种面积与湖泊面积均呈显著正相关。（3）2002—2021年湖泊面积扩大，GDP贡献率为76.83%，人口贡献率为18.37%，潜在蒸散发贡献率为7.73%，湖泊面积变化受人类活动影响更大。
在全球变暖的背景下，昆仑山北坡极端暴雨频发且影响巨大，由于对其的观测和研究相对匮乏，使得该区域暴雨监测和预报难度大。理解其发生机理和关键影响系统是提高其监测预报的有效途径，对该区域防灾减灾意义重大。利用高时空分辨率的气象观测资料、GPS/Met大气可降水量（PWV）资料、风云卫星资料（FY-2H）和ERA5再分析资料，对2021年6月14—17日昆仑山北坡一次极端暴雨过程进行大尺度环流背景场和中尺度对流系统特征分析。结果表明：（1）此次暴雨过程，暴雨站数多、累积降水量大、局地性强并且极端性强，在和田地区出现3个极端暴雨中心，分别发生了短时强降水和连续性降水。其中短时强降水过程持续时间短，最大小时雨强达29.4 mm；连续性降水持续时间达3 d，小时雨强小于5 mm。本次极端暴雨发生的有利环流背景是双体型南亚高压在对流层高层维持，中亚低涡形成发展。在高低空急流共同作用下，高层强辐散、低层辐合促进大气垂直运动发展，500 hPa偏南气流、700 hPa切变线以及850 hPa偏东气流相互配合为暴雨提供有利动力配置。（2）对流层中层以西南路径和西南+南方路径水汽输送为主，低层主要以低空偏东急流携带水汽输送为主，中低层水汽输送路径形成耦合，促进本次极端暴雨的发展加强。极端暴雨发生前持续的水汽输送和强的水汽通量辐合中心，使得暴雨区大气可降水量（PWV）在降水前出现显著增湿聚集过程，PWV达30 mm。（3）列车效应型+合并加强型中尺度对流云团不断在暴雨站点上空生成发展并移过，是触发短时强降水的直接影响系统，站点位于对流云团黑体亮温（TBB）梯度最大处。中-β和中-α尺度对流云团发展维持以及涡旋状中尺度对流云带的持续覆盖，是导致暴雨站点发生连续性降水的关键系统。
以三江源地区2021—2022年闪电定位资料以及1984—2022年雷电灾害数据，计算出地闪密度、地闪强度和雷电灾害密度，采用层次分析法以及ArcGIS空间网格法分析技术对三江源地区雷电灾害的危险性进行评估，并结合三江源地区草原森林分布，分别计算出草原和森林雷电危险性分布。结果表明：（1）三江源地区雷电灾害6月伤亡最严重，多集中在12:00—20:00之间，16:00受灾人最多，17:00雷击死亡人最多，玉树州囊谦县、杂多县、玉树市，果洛州甘德县伤亡占比高。（2）三江源地闪密度高值集中在果洛州和玉树州南部地区；地闪强度高值集中在果洛州东部、南部和玉树州南部地区；雷电灾害密度高值集中在果洛中东部和玉树中南部地区；雷电灾害危险性高值区分布在玉树州囊谦县着晓乡、毛庄乡、东坝乡、娘拉乡、吉尼赛乡和玉树市下拉秀镇，果洛州班玛县、久治县、哇尔依乡和玛沁拉加镇。（3）草原雷电危险性高值区主要集中在玉树州西部和南部、果洛州南部和中东部。森林危险性高值区集中在玉树州东南部、果洛州南部和东北部。（4）三江源地区玉树州、果洛州草原森林雷电灾害与海拔高度呈负相关，与地形起伏度和地形坡度呈正相关。通过对三江源地区玉树州和果洛州草原森林雷电灾害危险性分析评估，为雷电灾害预防提供有利依据。
生物土壤结皮是旱地生态系统的重要组成部分，在土壤表面生物和非生物因子的相互作用中发挥着重要作用。研究了腾格里沙漠南缘不同类型生物土壤结皮及其下0~2 cm和2~5 cm层土壤理化性质、微生物群落组成和酶活性，分析了土壤微生物群落组成和酶活性随结皮演替的变化特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明：（1）随着结皮向着以藓类为优势的群落演替，结皮层及下层土壤有机碳、全氮、全磷、电导率（EC）及黏粉粒含量均呈显著增大趋势，但随着土层深度的增加而显著减小；pH、容重及砂粒含量则呈相反趋势。（2）结皮层总PLFAs、细菌和真菌PLFAs均表现为藓结皮>地衣结皮>藻结皮，藓结皮与藻结皮相比分别增加了24%、15%和39%；与藻结皮相比，藓结皮真菌和细菌PLFAs的比值（F:B）增加了20%。结皮下0~2 cm和2~5 cm土层微生物群落组成表现出相似的规律，但各参数均随土层深度的增加而显著减小。（3）结皮层及其下0~2 cm和2~5 cm层土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、纤维素酶、淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均随结皮演替而显著升高，但其活性均随土层深度的增加而显著减小。（4）土壤微生物群落组成和酶活性与土壤有机碳、全氮、全磷、EC和黏粉粒含量呈显著正相关，而与pH、容重及砂粒含量呈显著负相关。结构方程模型分析表明结皮演替引发的土壤化学属性的变化是微生物群落和酶活性的关键驱动因子。
石羊河流域土地荒漠化问题严重，生态环境十分脆弱。以石羊河流域2000—2020年逐月NASA GIMMS归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）、气温、降水量、日照时数和蒸发量等资料为基础，采用趋势斜率、累积距平和信噪比、相关系数、多元回归等方法，分析研究了石羊河流域的植被指数变化及驱动因子。结果表明：（1）受海拔高度、地形地貌和气候差异的影响，石羊河流域NDVI的空间分布为上游>全流域>中游>下游。（2）全流域及上、中游年NDVI呈明显增长趋势，下游呈轻微增长趋势，趋势斜率为上游>全流域>中游>下游，各季节NDVI也呈增长趋势，夏、秋、冬季基本为明显增长。全流域及上、中、下游年NDVI在2010年或2011年发生了突变。（3）影响石羊河流域NDVI变化的气候因子依次为降水量、气温、蒸发量、日照时数。石羊河流域NDVI变化是气候变化与人类活动共同驱动的结果，全流域及上游气候因子对NDVI的贡献率比人类活动大，中、下游气候因子和人类活动对NDVI贡献相当。突变后人类活动的贡献率比突变前明显增大，气候因子的贡献率相对削弱。研究结果可为石羊河流域植被恢复及生态环境保护提供科学依据。
生态安全在保护生物多样性和维持生态系统服务中发挥着重要作用。目前生态安全格局构建研究多注重将自然保护区视为生态源地，而忽略具有潜在生态服务的斑块以及斑块连通性的影响。为此，提出一种改进的生态安全格局构建方法，以环塔里木盆地绿洲区为例，通过耦合碳储存、水源涵养、土壤保持、防风固沙4种生态系统服务和景观连通性优化生态源地，构建综合阻力面并利用电路理论确定研究区生态安全格局。结果表明：（1）环塔里木盆地绿洲区处于低生态安全地带，区域内水资源短缺和沙漠化严重。（2）环塔里木盆地绿洲区共识别22个生态源地，面积69622.24 km2，以及33条生态廊道，长度4722.39 km。源地呈现南部分散、北部密集的格局，且南、北源地间连通性较差。（3）形成“两屏、一环、多片区”的生态安全格局优化布局方案，明确生态功能分区，改善区域生态环境。研究结果可为国土空间规划提供参考借鉴。
了解生态系统服务的时空变化及其内部复杂关系对管理生态系统服务是至关重要的。以石羊河流域为研究区，评估流域2010、2015年和2020年6种生态系统服务，分析栅格和乡镇尺度上生态系统服务权衡协同及生态系统服务簇的时空变化，利用增强回归树模型探讨研究区生态系统服务簇的驱动机制。结果表明：（1）各类服务空间分异明显，产水量、碳储量、土壤保持和生境质量呈“西南高-东北低”的空间格局，粮食供应主要集中于流域中部和北部的耕地区，休闲娱乐高值区分布于流域南部及中部和北部人口密集地区；研究期间内各类服务均有不同程度提高，其中土壤保持的增幅最大，碳储量和生境质量增幅较小。（2）2个尺度上生态系统服务权衡协同作用呈相似性，但权衡协同作用强度不同，总体上表现为12对协同关系，3对权衡关系。（3）2个尺度上生态系统服务簇的空间格局相似，流域南部分布除粮食供应外其他5种服务为主的服务簇，流域中部和北部民勤绿洲地区分布与粮食供应和休闲娱乐为主的服务簇，其他地区的生态环境相对恶劣，分布其中的服务簇内各项服务供应较低；研究期间内服务簇存在明显的空间和数量转移变化。（4）多种因素在研究区生态系统服务簇的变化中起着重要作用，影响因子在不同年份的影响程度略不相同，其中土地利用类型、归一化植被指数、年降水量和海拔是生态系统服务簇变化的重要驱动因子。
在风险复杂化与区域协同化的背景下，探讨多中心、多层级、多节点的韧性空间网络结构组织模式对城市群韧性建设、风险防范及可持续发展具有现实意义。基于社会网络理论，以黄河流域三大城市群为例，运用修正后的引力模型测算城市韧性发展空间关联关系，在此基础上利用社会网络分析黄河流域三大城市群韧性空间关联网络的结构特征。结果表明：（1）黄河流域三大城市群城市韧性水平呈现增长势态，韧性网络联系强度逐渐增强，韧性整体网络日趋完善。（2）黄河流域三大城市群韧性水平空间联系网络日益紧密，省会城市辐射效应明显，优势地位突出，但子群间发展不均衡。黄河流域三大城市群已形成典型网络式空间格局，其中山东半岛城市群形成以省会济南市为中心出发点，以沿海城市青岛市、烟台市为次级中心点辐射带动整个城市群的“一主二副”韧性空间网络格局；中原城市群形成以郑州为中心，外围的开封市、洛阳市等城市为次级中心点的“放射状”韧性空间网络格局；关中平原城市群韧性联系密切区域主要呈现以省会西安市和咸阳市相连接的“双核”韧性空间网络格局。
解析黄河流域城乡收入差距与城镇化水平的时空演变特征以及探讨两者间的关系，对破解城乡及地区间发展不平衡，缩小城乡收入差距，促进城乡融合发展有重要意义。以黄河流域76个地区为研究对象，运用泰尔指数、核密度估计、空间计量模型及GIS与数理分析方法，分析2005—2020年城乡收入差距与城镇化水平的时空演化特征，揭示前者对后者的响应程度，并检验分析城乡收入差距的其他影响因素。结果表明：（1）2005—2020年黄河流域城乡收入差距呈缩小趋势；各地带城乡收入差距呈“下游<中游<上游”阶梯递增趋势；各地区之间的城乡收入差距呈现缩小与收敛的态势。分地区看，阿坝、安康、临汾等35个地区的城乡收入差距呈“倒U型”趋势变化，安阳、宝鸡、包头等35个地区的城乡收入差距呈近线型递减趋势变化。空间分布上，黄河流域城乡收入差距由北向南呈上升趋势，自西向东趋于降低。（2）2005—2020年黄河流域城镇化水平表现出由较低水平转变为中高水平的特征，城镇化水平提升明显。（3）黄河流域城镇化水平对城乡收入差距的影响呈“倒U型”的非线性特征，城镇化水平超过一定的阈值后，对城乡收入差距的影响由正向促进转变为负向抑制作用。城镇化水平对城乡收入差距的影响存在空间异质性特征，其中黄河流域上游、中游区域城镇化水平对城乡收入差距的影响呈“倒U型”特征，黄河流域下游区域城镇化水平对城乡收入差距的影响呈负向线型特征。邻近地区的城镇化水平存在空间溢出效应，本地城镇化水平、邻近地区城镇化水平对本地城乡收入差距的影响均存在显著非线性倒“U”型关系。研究结果可为缩小黄河流域城乡收入差距，推进城乡融合提供借鉴与参考。
基于当量因子法估算2000—2020年南疆地区生态系统服务价值（Ecosystem services value，ESV），应用生态-经济协调度（Ecological-economic harmony，EEH）模型从县域尺度分析南疆地区生态-经济发展协调水平及其空间分布特征，最后通过生态贡献率模型揭示各县域ESV变化主要贡献因子，并结合其ESV损益状况和生态-经济协调水平进行差异化的可持续发展分区。结果表明：（1）2000—2020年南疆地区ESV整体呈先上升后下降趋势，总量缩减167.99×108元；草地和水体的ESV占总量的70%以上，单项ESV调节服务（57.1%）>支持服务（27.5%）>文化服务（10.0%）>供给服务（5.4%）；草地和农田是多数ESV实现增益（减损）县域的主导地类。（2）2000—2020年南疆地区37个县域ESV均有不同程度减损，ESV实现增益县域共计9个；约80%的县域为生态-经济初始恶化区，其余县域表现为生态-经济协调稳定状态。（3）南疆地区整体呈轻度生态-经济不协调状态，少数生态-经济协调稳定县域主要分布于南疆中、东部地区。综合分析将南疆县域划分为林草生态-经济不可持续区、农田生态-经济不可持续区、水体生态-经济不可持续区、林草生态-经济持续稳定区和农田生态-经济持续稳定区5种类型。
