伊犁河流域横跨中哈两国，生态环境脆弱，深化对全流域植被变化的认识对于该地区生态可持续发展具有重要意义。基于MODIS的增强型植被指数（EVI）数据，深入研究了2000—2022年整个伊犁河流域植被的时空变化特征，并对比了中国境内外伊犁河流域、不同植被类型、不同高程间植被变化的差异。结果表明：（1） 2000年以来伊犁河流域植被总体呈现改善趋势，尤其是哈萨克斯坦境内的植被，然而中国境内植被有退化趋势。植被退化区域的高程集中在1000~3000 m之间；草地和耕地以改善为主，林地则相反。（2） 过去20 a间，伊犁河流域植被总体波动较小，但中国境内流域植被的波动性较大。与林地和耕地相比，草地的波动性更大。高程在2500~3000 m区域内的植被波动小。（3） 未来伊犁河流域植被状况以持续改善为主，持续改善面积约占全流域面积的52%。草地持续改善的面积占比高于耕地和林地。高程低于1000 m和高于3000 m区域的植被以持续改善为主。研究结果将有助于加深对伊犁河流域植被变化特征的理解，为流域生态环境保护提供科学参考。

昆仑山北坡区域是新时代维护国家安全的重要战略部署区和“丝绸之路经济带”核心区关键通道，战略地位十分突出。但由于历史和自然的原因，该区域经济发展相对滞后。系统分析显示，昆仑山北坡区域目前存在的水资源利用上线偏低、水利工程建设严重滞后、城镇化进程缓慢、产业布局相对单一且缺少重要产业布局，以及区域高质量发展动能不足等问题，结合区域自然环境特点和发展机遇，提出加快构建经济带城市群体系，打造多产业协同发展的昆仑山北坡经济带，大幅提升水资源上线和水利工程管控能力，为昆仑山北坡农业提质增效提供水资源保障，系统打造昆仑山北坡农-林-牧复合基地，构建多元化食物供给体系，以能补水，提升资源综合利用效率，通过兵地优势互补、资源共享，加快推进昆仑山北坡经济带建设和高质量发展等建议。研究成果可为加快昆仑山北坡经济带生态安全和高质量发展提供科技支撑。

基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像和数字高程模型（DEM）数据，结合比值阈值法与目视解译提取了1990—2020年波曲流域冰川边界，同时利用归一化水体指数与目视解译提取波曲流域冰湖数据，分析近30 a波曲流域冰川冰湖空间分布与变化特征以及母冰川-冰湖相对位置变化关系，探究波曲流域冰川冰湖协同演化及其与气候变化的响应关系。结果表明：（1） 1990—2020年波曲流域冰川加速退缩，尤其是近10 a来冰川加速退缩趋势更为显著；波曲流域冰川主要分布在海拔5500~6100 m范围内，规模上看，大规模（≥10 km²）冰川数量保持稳定，小规模（≤0.5 km²）冰川数量呈增加趋势。（2） 近30 a波曲流域冰湖数量、面积均不断增加，冰湖面积扩张率为74.24%；冰湖主要分布在海拔4900~5300 m之间，大冰湖（≥0.07 km²）面积不断扩张；小冰湖（≤0.03 km²）数量增加显著。（3） 与母冰川相连冰湖是最重要的冰湖扩张类型，该类型冰湖面积增长量占总冰湖增量的72.08%。（4） 近30 a波曲流域气温缓慢上升，降水量总体略微下降。气温上升和降水量下降是造成冰川退缩重要因素，同时冰川融水促进冰湖扩张。通过波曲流域冰川-冰湖分布面积、变化特征及其协同演化关系的探究为流域冰川面积变化趋势和冰湖溃决灾害的预测及防治提供数据支撑。

戈壁是荒漠地区主要的地表形式之一，这种下垫面特征与沙漠下垫面有较大差异，因此对于沙漠地区戈壁下垫面辐射平衡特征的研究十分有必要。利用中日沙尘暴合作项目（ADEC）塔克拉玛干沙漠南缘策勒戈壁观测站连续观测数据，分析了策勒戈壁站地表辐射平衡各分量全年、各季节与特殊天气下的日变化特征，以期为塔克拉玛干沙漠地-气系统能量交换提供更加具体的参数。结果表明：（1） 策勒戈壁站各辐射分量最大值除向上短波辐射出现在1月外，其余各分量均出现在7月。（2） 季节尺度上，各分量季节日变化最大峰值出现季节不一致，向下短波辐射和向上短波辐射最大峰值出现在春季，向下长波辐射、向上长波辐射和净辐射最大峰值出现在夏季。（3） 不同天气下，各季节晴天各辐射分量均呈现平滑的变化趋势，多云、阴天、降雨期间各分量变化不规则，降雨和降雪天气向下长波辐射和向上长波辐射明显高于其余各分量。（4） 地表反照率年均值为0.32，其中冬季降雪导致地表反照率远高于其他季节，各季节的次序表现为：冬季、春季、秋季、夏季。而反照率的日变化受太阳高度角影响，晴天呈现出平滑的“U”型，其他天气变化不规则。

及时准确地掌握灌区内作物种植分布对于灌溉水资源高效配置、农田精准管理具有重要指导意义。以宁夏青铜峡灌区为研究对象，利用多时相Sentinel-2卫星数据，通过水稻和玉米早期特征分析，提取关键的“水淹”信号和“植被”信号，构建时序归一化差异水体指数（MNDWI）和归一化植被指数（NDVI）特征值数据集，并通过样本分析关键特征阈值，构建水稻和玉米早期种植分布决策树模型，提取2022年宁夏青铜峡灌区水稻和玉米种植的空间分布。结果表明:（1） 玉米和水稻苗期的后半段5月15—31日，水淹信号和植被信号是区分二者关键时期。（2） 基于早期作物物候特征的方法，在5月16—31日获取的水稻和玉米图像制图精度高于90%，用户精度超过91%，总体精度超过90%，Kappa系数高于0.88，明显高于同时期随机森林方法的分类精度。（3） 本研究提出的方法在早期水稻和玉米种植分布提取方面具有较强的适用性，并且能够在时空尺度上以较少的实地样本进行延展，同时在时间上也更有优势。因此，该方法为青铜峡灌区水稻和玉米种植分布早期调查提供了重要的方法支撑。

利用西藏地区38个气象站点1981—2022年逐日气温资料，分析常用气候季节划分方法在西藏地区的适用性，指出各种季节划分方法的不足和局限，基于西藏物候和主要农作物生育期提出的季节划分气温阈值等指标，筛选出适于西藏地区的季节划分方法及气温阈值，分析了西藏地区的四季开始日和长短的变化特征。结果表明：（1） 常用气候季节划分方法在西藏地区应用有一定的局限性，而西藏物候季节划分方法和生育期季节划分方法适用于西藏高原地区的农事活动。（2） 基于阈值“6 ℃、15 ℃”“5 ℃、16 ℃”“6 ℃、16 ℃”和“6 ℃、17 ℃”分析典型气象站四季时间长度变化特征发现，改则冬季时间长度长于其他季节、察隅夏季时间长度长于其他季节，且拉萨、昌都、改则、察隅四季长度均呈现夏季上升和秋冬季下降的趋势。（3） 拉萨和昌都的夏季平均气温进行突变检验发现两站分别于2011年和2017年出现突变，佐证了夏季阈值取17 ℃的合理性。（4） 西藏新四季划分法指标为“6 ℃、17 ℃”，该指标划分西藏四季发现，夏季站点主要分布在雅鲁藏布江一线的较低海拔地区；春、秋季持续时间整体呈现西北部和南部偏短、中东部偏长的特征，夏季呈现中部偏长、四周偏短的特点，冬季与春秋季则相反；四季时空特征符合西藏地区实际情况。春、夏、秋、冬季平均开始日分别为3月21日、6月16日、7月25日、11月3日。

利用1961—2020年宁夏20个国家气象站气象观测资料，结合近40 a宁夏社会经济统计数据，建立宁夏干旱过程事件指标，并基于灾害风险评估理论建立宁夏年代际干旱灾害风险评估模型，分析宁夏干旱事件和主要农作物干旱灾害风险的年代际变化特征和区域差异性，并探讨造成区域农作物年代际风险变化的可能影响因素。结果表明：（1） 近60 a宁夏干旱事件的累积效应、持续时间以及强度指标具有明显的年代际变化特征，宁夏中北部和南部山区分别在1980年和2010年前后出现趋势和均值的突变；干旱事件指标及致灾危险性指标大值区空间范围均呈现出增加-减少-增加-减少的变化特征。（2） 20世纪80年代以来，宁夏不同地区玉米干旱灾害风险等级依次为引黄灌区>中部干旱带>南部山区，受玉米种植面积不断扩大和国内生产总值（GDP）持续增加影响，在中南部地区其干旱风险呈逐年代际增大趋势；小麦干旱灾害风险增加幅度为中部干旱带>南部山区>引黄灌区，致灾危险性、小麦种植面积及GDP等级较高是2010s中部干旱带部分地区干旱风险增大的主要原因。（3） 面对未来宁夏中南部地区水资源短缺和灌溉用水不足的挑战，建议通过提高人工增雨能力、开发种植品种、退耕或移民等措施，减少干旱致灾危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体暴露度，从而降低当地玉米和小麦的干旱灾害风险等级。研究结果可为地方科学规划农业生产、高效利用水资源、抗旱救灾等提供科学理论依据，促进宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设。

公园绿地和城市功能空间是城市空间的组成部分，研究公园绿地与城市功能空间耦合协调关系及其影响因素，对优化公园绿地合理布局，促进城市功能空间协同发展具有重要意义。以乌鲁木齐市中心城区为研究对象，运用核密度分析、标准差椭圆、耦合协调度模型和地理探测器等方法，在分析公园绿地与城市功能空间分布格局的基础之上，进一步探析二者空间的耦合协调关系及其影响因素。结果表明：（1） 公园绿地与城市各功能空间形成了内密外疏、圈层式递减、向西北方向扩展的空间聚集特征。（2） 公园绿地与城市各功能空间的分布重心均与城市中心发生了一定程度的偏离。公园绿地、居住空间、交通运输空间、公共服务空间呈西北—东南方向分布。休闲娱乐空间、商业空间呈东北—西南方向分布。（3） 公园绿地与城市各功能空间耦合协调的主导类型为中度失调型，耦合协调度呈现出“中部高、东西两侧和南北两翼低”的空间分异特征。其中，人口因素、交通条件是影响公园绿地与城市各功能空间耦合协调度的主要因素，社会经济则是次要因素。

随着全球气候的快速变化以及渭河流域地区城市的快速发展，渭河流域植被生态系统面临许多挑战，研究区域内植被的时空变化以及对土壤干湿状况的响应有着重要意义。基于2001—2020年的MODIS的归一化植被指数（NDVI）与地表温度（LST）数据，对渭河流域的土壤干湿状况数据进行反演，通过线性回归、残差分析和贡献度分析了2001—2020年渭河流域生长季植被覆盖时空特征及土壤干湿状况的驱动与贡献。结果表明：（1） 2001—2020年渭河流域生长季NDVI均值总体呈现波动增加趋势，平均趋势率为0.47×10^-2·a^-1，植被呈恢复趋势，其中2012—2016年生长季NDVI均值受到人类活动的抑制作用呈现下降趋势。（2） 土壤干湿状况和人类活动对渭河流域生长季NDVI的影响迥异，土壤干湿状况的影响主要表现为影响较弱与缓慢增长，人类活动的影响主要以促进植被恢复为主。（3） 土壤干湿状况和人类活动对渭河流域生长季NDVI均值变化的贡献均主要集中于同向贡献，其中负向贡献只来源土壤干湿状况，占比19.77%，同向高贡献主要来源人类活动，说明渭河流域中人类活动是植被覆盖变化的主要驱动力。（4） 渭河流域植被整体受到土壤干湿状况和人类活动的双重促进作用；抑制作用主要集中于汾渭盆地农业生态区，属于人类活动的同向高贡献率分布区，说明目前人类活动是抑制植被覆盖增长的主要原因。研究结果可为渭河流域生态保护以及可持续发展提供更加精确的科学依据。

河西走廊是我国人类活动最密集的干旱地区，明晰河西走廊国土空间格局演变特征及驱动机制有助于缓解地区国土空间开发保护矛盾。采用空间转换矩阵、景观格局指数、最优参数地理探测器等方法，从“量变”“形变”2个维度定量研究2000—2020年河西走廊国土空间格局时空演变特征及其驱动力。结果表明：（1） 河西走廊城镇空间、农业空间以及其他生态空间持续扩张，绿色生态空间剧烈减少了2758.87 km²，国土空间开发程度不断提高的同时生态保护效果尚不显著。（2） 国土空间主导转换类型是生态空间内部“荒漠-绿地”交互演变，不同主体功能区中交叉转换规模差异显著。伴随国土空间交叉转换，其景观格局呈现出破碎化、分散化、复杂化演变特征。（3） 河西走廊国土空间格局演变受到多维度影响因子驱动，其中“量变”过程受到的驱动作用包括国家政策指引、自然地理支撑、交通区位约束和社会经济催化，而“形变”则是以自然地理为基础，在交通区位和社会经济的影响下进一步发生演化。

水稻生产间接价值研究集中在生态系统服务功能上，外部性尤其负外部性研究不多，对其评估有利于生态防控和农业永续发展。基于2000—2021年全国各省水稻的面板数据，运用市场价值法和空间自相关等方法，从温室气体排放、化肥污染、农药污染、地膜污染、水资源消耗和农机能源污染方面分析水稻的负外部性价值及其时空演变特征。结果表明：（1） 全国水稻生产年均负外部性价值达2080.27×10⁸元，其中温室气体排放、化肥、农药、地膜污染、水资源消耗和农机能源污染占比分别为35.93%、20.71%、10.27%、9.04%、17.44%和6.61%。（2） 以2012年新时代为分界点，负外部性价值总量呈先增后减趋势，体现了新时代生态防控的成效。（3） 空间分布异质性强，负外部性价值主要分布在胡焕庸线以东，其中华中、华南、西南、东北和华北稻作区年均负外部性价值分别为1025.45×10⁸元、426.96×10⁸元、329.36×10⁸元、221.52×10⁸元和61.99×10⁸元；负外部性价值与地理空间存在全局正相关关系；局部自相关自东南向西北由“高-高”聚集向“低-低”聚集和不显著演变，“高-高”集聚区主要分布在华中和华南稻作区，“低-低”集聚区主要分布在华北稻作区。创新性地从研究对象和动态全局视阈评估了水稻生产负外部性，并从政府引领、市场引导和农户主导方面提出了因应策略。

作为典型的干旱区和生态脆弱区，塔里木河流域是我国粮食、棉花的重要生产基地。水资源、耕地资源与粮棉资源的良性协调发展成为流域可持续发展的关键。通过构建塔里木河流域水-耕地-粮棉系统，测算其发展指数，并以耦合协调度模型测量了系统的耦合程度，在此基础上利用Fractional Logit模型分析了水-耕地-粮棉系统协调发展的影响因素。结果表明：（1） 塔里木河流域各系统的发展指数呈现水系统>水-耕地-粮棉系统>耕地系统>粮棉系统。五地州中，巴音郭楞蒙古自治州各系统发展指数排名与流域一致，喀什地区和阿克苏地区在耕地和粮棉系统发展水平领先，水资源系统发展水平靠后，而克孜勒苏柯尔克孜自治州与和田地区则是水系统发展指数位居前列，耕地和粮棉系统发展较落后。（2） 流域内水-耕地-粮棉系统耦合协调度介于0.475~0.680之间，处于勉强协调与初级协调之间。五地州中，喀什地区最高，克孜勒苏柯尔克孜自治州最低。这一指标经过缓慢提升后在2017年后明显下降。五地州中，阿克苏地区下降最为明显。（3） 水库数量、一般公共预算支出及人口数量是影响水-耕地-粮棉系统协调发展状况的关键因素，三者每增加1个单位将分别引起耦合协调度1.0%、21.0%、35.6%的提升。

全球变暖导致干旱等极端事件频发，严重威胁生态安全和社会经济可持续发展，尤其是干旱区这一气候响应敏感区。本研究基于流域站点观测气象、水文等数据和第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）全球气候模式数据，应用分布式水文模型HEC-HMS模型，模拟并预估了塔里木河重要源流——叶尔羌河流域历史（1986—2014年）与未来（2015—2100年）径流变化趋势以及水文干旱风险。结果表明：（1） HEC-HMS模型在干旱区流域适用性较好，未来3个共享社会经济路径（SSPs）下叶尔羌河流域年径流和标准化径流指数（SRI）都将呈显著增加趋势（P<0.1），SRI上升速率约0.13~0.27·(10a)^-1。（2） 构建并对比了流域历史和未来时期4个干旱特征变量的边缘分布，未来干旱持续时间、干旱强度和烈度峰值都明显大于历史时期，干旱程度可能将不断加剧。（3） 相较于历史时期，叶尔羌河流域未来水文干旱发生的联合概率将持续减小，且未来干旱事件的重现期都将有不同程度的延长。研究结果可为叶尔羌河流域水资源管理与规避水文干旱风险措施的制定提供科学参考。

为研究和田河中下游流域地下水水化学特征及其演化规律，采用Piper三线图、Gibbs图、PHREEQC软件和数理统计等方法对该地区水化学特征、主要溶质组分来源和演化规律开展了综合研究分析。结果表明：（1） 地下水中八大常规离子含量整体偏高，尤其是Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、Ca²⁺和HCO₃^-占比较大。（2） 水化学溶解组分空间差异性明显，除少部分地区水化学类型表现为SO₄·Cl-Ca·Mg型外，大部分均以SO₄·Cl-Na型为主。地下水呈弱碱性，大部分地区水样点水质基本满足生活饮用水标准。部分绿洲平原区受人类生产活动影响，水中NO₃^-含量明显异常。（3） 在水-岩作用和阳离子交换作用下，地下水中Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-等离子组分主要物质来源于岩盐、方解石、白云石和石膏等矿物的溶解。在向下游细土平原和沙漠区径流过程中，受蒸发浓缩作用普遍控制影响，水中各离子浓度含量不断增大。（4） 在开放性较好的系统环境中，CO₂促进了各矿物的溶解，使得地下水中各离子含量不断溶解聚集，浓度增大。进入下游冲积平原区后，受细粒砂土介质层阻隔影响，地下水径流与交替强度减弱导致溶滤作用变差，蒸发浓缩作用逐渐占主导地位，进一步加大了水中离子含量和水化学类型的差异性。研究结果可为和田河流域水资源合理开发利用和生态环境保护提供理论依据。

当前中国进入高质量发展阶段，缓解城市快速扩张伴随的土地利用粗放问题对城市可持续发展具有重要意义。现有研究多单方面关注城市建设用地节约集约水平或高质量发展状态，较少讨论两系统间的耦合协调关系。通过构建多维指标体系，测度2018年宁夏22个区县城市建设用地节约集约利用水平和高质量发展状态，并采用耦合协调度、相对发展度和影响协调力分析两系统间的耦合协调关系。结果表明：（1） 2018年宁夏城市建设用地节约集约水平呈现出“中部低、南北高”的分布态势，而高质量发展水平呈现出“西北高、东南低”的空间分布格局。（2） 两系统耦合协调度空间上呈现出“中部低、南北高”的分布格局，宁夏大部分区县处于基本协调状态且两系统关系呈良性循环。（3） 创新和安全子系统对两系统的耦合协调度普遍起反向阻滞作用；绿色和协调子系统对两系统的耦合协调度普遍起正向推动作用。研究结果可为黄河流域高质量发展情境下促进建设用地节约集约利用提供实证依据。

开发区土地集约利用是新时代区域高质量发展的重要支撑，二者的关系成为当前的研究热点。以宁夏开发区为例，评价分析2018—2021年土地集约利用的时空分布特征，从经济质量、创新驱动、开放环境、绿色转型和结构优化5个维度选取影响因素，应用时空地理加权回归（GTWR）模型探究其对集约用地的驱动机理。结果表明：（1） 宁夏开发区土地集约水平呈现北部引黄灌区>中部干旱区>南部山区的分布格局，研究时段内差异缩小。（2） GTWR模型可以有效捕捉驱动机制的时空差异，绿色转型、结构优化是土地集约利用的主导驱动因素，创新驱动、经济质量是次要因素。（3） 各因子对集约用地的驱动作用呈现显著的时空分异性，固定资产投资增长率等对北部引黄灌区开发区的驱动作用更显著，工业企业总收入增长率等则是中南部开发区的主要影响因素；单位工业收入地耗对集约水平的影响小幅下降，其他因子逐渐增强。研究揭示了高质量发展目标下各开发区集约用地的动力机制，有助于为宁夏开发区土地利用的分区管控提供政策参考，也为西部黄河流域高质量园区建设贡献一份力量。