宇宙射线中子技术（Cosmic-Ray Neutron Technology，CRNT）是反演百米范围土壤墒情的新手段，在生态、农业、水文和气象领域应用前景广阔。该技术联合移动设备可实现土壤水分“升尺度”监测，更好地服务现代化大型农林牧场的生产活动。本研究基于移动式CRNT在宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区开展区域尺度土壤墒情观测试验，选择14个大样地采集378份土样用于中子强度率定和土壤水分验证。研究区内根据测得的中子强度，经大气压强、空气湿度和入射中子强度校正后，最终率定中子强度N0为375 cpm，验证结果表明CRNT土壤水分测量精度较高，其均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）=0.01 g·g-1，CRNT适用于干旱区土壤墒情监测。在研究区内反演的土壤水分介于0~0.15 g·g-1，将宇宙射线中子仪有效探测深度范围内的土壤水分转化为土壤水资源储量，该区域0~30 cm土壤水资源储量约27.1 mm，靠近水库湖泊或植被茂密区测得的土壤水分偏大。本研究能丰富区域土壤水资源评估手段，为干旱区陆地表层生态系统的科学研究提供技术参考。
沙漠地表的氮氧化物（NOX）排放过程，对沙漠地区的大气活性氮循环具有重要作用。然而，目前对于沙漠地区NOX排放的定量评估仍然十分有限，制约了对其产生的环境影响的深入理解。本研究基于物质守恒定律，利用Sentinel-5P卫星搭载的TROPOMI传感器获取的NO2垂直柱浓度（NO2VCD），综合考虑区域内NOX的大气水平输送、扩散、化学转化、沉降及人为排放等因素，估算了2021年夏季中国北部沙漠及其周边地区的土壤NOX排放通量。研究结果显示：（1） 该地区土壤NOX平均排放通量为17.6 ng·m-2·s-1，其变化范围处于 0~85 ng·m-2·s-1之间，低值集中在沙漠腹地，而外围戈壁等区域排放通量相对较高。（2） 在不同沙漠区域中，巴丹吉林沙漠及周边区域平均排放通量为13.1 ng·m-2·s-1，显著低于腾格里沙漠及周边区域的26.0 ng·m-2·s-1（P<0.0001）。本研究较合理地估算了沙漠及其周边地区的土壤NOX排放通量，为深入理解沙漠生态系统对大气化学的贡献提供了科学依据，并为相关领域的后续研究奠定了基础。
水土资源承载力分析对合理开发利用水土资源和促进两者协调发展具有重要的理论和现实意义。本文以内蒙古黄河南岸灌区为研究对象，在DPSIR模型框架下构建包括驱动力、压力、状态、影响和响应5个准则层的水土资源承载力指标体系，采用基于组合赋权法的云模型对灌区水土资源承载力进行综合评价，并运用障碍度模型诊断制约该地区水土资源承载力的主要障碍因子。研究发现：（1） 组合赋权法优化了指标综合权重计算，使评价结果更科学合理。（2） 2023年内蒙古黄河南岸灌区水土资源承载力处于平衡状态，表征水土系统与社会经济处于动态协调状态。（3） 各子系统的影响呈现显著异质性，驱动力子系统障碍度权重占比达33.19%，而响应子系统障碍度权重占比仅为4.43%。（4） 水土资源匹配系数是主要制约因素。应重点优化驱动力子系统指标，同时兼顾压力、状态和影响子系统指标的改进。本研究建立的DPSIR-云模型耦合方法为干旱区水土资源承载力评估提供了新的方法论框架，并对持续提高内蒙古黄河南岸灌区水土资源承载力具有参考价值。
为揭示四翅滨藜（Atriplex canescens）幼苗对盐碱胁迫的适应能力，采用盆栽控制试验方法，研究四翅滨藜幼苗生物量、根系生长、光合生理特性、水分利用效率对不同浓度盐碱胁迫的响应。结果表明：（1） 0~100 mmol·L-1盐碱溶液胁迫下，对四翅滨藜幼苗细根长度、细根表面积、比根长、比根面积、根组织密度、总根系长度、总根体积、总根表面积和总根平均直径均有显著促进作用。（2） 溶液浓度大于150 mmol·L-1后，随着盐碱胁迫浓度增加与胁迫时间延长，各项生物量和根系参数均显著减小。（3） 随着盐碱胁迫时间延长，净光合速率、蒸腾速率和气孔导度持续下降，下降程度与溶液浓度呈正相关。（4） 瞬时水分利用效率和内在水分利用效率随着胁迫时长逐渐增大。研究揭示了四翅滨藜幼苗在应对不同浓度盐碱胁迫与不同胁迫时长下的生长关系，为盐碱地治理提供四翅滨藜幼苗适应性生长的科学依据。
为了解新疆甘家湖梭梭林国家级自然保护区内梭梭种群的结构与动态，在自然保护区内设置了52块20 m×20 m的样地，通过样地调查和数据统计，编制梭梭种群静态生命表，绘制存活曲线，分析梭梭种群的数量动态变化。结果表明：（1） 梭梭种群年龄结构为增长型，Ⅰ~Ⅳ龄级（基径0~12 cm）个体数占种群总个体数的81.05%。（2） 梭梭种群死亡率在Ⅴ龄级（12~15 cm）、Ⅵ龄级（15~18 cm）与Ⅶ龄级（18~21 cm）较高，波动变化明显，其存活曲线为Deevey-Ⅱ型。（3）梭梭种群动态变化指数大于零（Vpi>V′pi>0），且种群在外部环境干扰下承担的最大风险概率（Pmax）为0.09，说明梭梭种群为增长型并具有一定的抗干扰能力。（4） 梭梭种群在未来的2~10个龄级后，除Ⅱ龄级（3~6 cm）个体经过2个龄级后有所减少外，其余龄级个体数均呈现不同程度的增加趋势。
本研究旨在探讨平茬措施对天山北坡浅山带灌木群落生长及碳收支能力的影响。在黑果小檗（Berberis atrocarpa）、宽刺蔷薇（Rosa platyacantha）和金丝桃叶绣线菊（Spiraea hypericifolia）灌木群落内，分别设置4种不同平茬高度处理：全部平茬（QP）、留茬高度为株体原高度的1/2（LG1/2）、留茬高度为株体原高度1/4（LG1/4）、未平茬对照（CK），监测灌木群落生长指标（地径、冠幅、枯枝比、新枝长）、碳收支及土壤微生物和酶活性变化。研究结果表明：（1） 灌木群落的生长指标对QP处理响应最为明显，新枝高度增加109.2%并且枯枝比降幅达到88.1%，QP处理的差异性显著增加。（2） QP、LG1/2、LG1/4平茬处理分别提高了灌木群落的净生态系统CO2交换（NEE）195.3%、157.6%、177.4%，分别降低生态系统呼吸（ER）51.2%、51.7%、66.5%，降低了土壤呼吸（RS）67.4%、49.6%、12.2%，3种平茬处理的灌木群落碳交换均与对照呈现出显著性差异。（3） 平茬处理明显提高灌木群落土壤碳含量和酶活性，土壤碳交换与土壤生物因子（微生物量碳、土壤有机碳、土壤酶活性）显著正相关。综上所述，合理的平茬措施能有效提升天山北坡浅山带灌木群落的生长及固碳能力，全部平茬在该区域内对促进灌木群落生长和提高碳汇功能最为有效，对减缓区域大气中CO2的增长具有积极作用。
本研究基于水资源、社会、经济和生态4个维度构建水资源承载力评价体系，并采用改进的逼近理想解排序模型（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution，TOPSIS）对中国西北省会城市及典型城市2010—2022年的水资源承载力进行评价。研究首次引入贝叶斯优化算法进行水资源优化配置，并据此计算各产业的水资源可支撑发展阈值。研究结果表明：（1） 中国西北省会城市及典型城市2010—2022年的水资源承载力平均值在0.3~0.5之间，处于中等水平，除石嘴山市、西安市和银川市外，其余城市的水资源承载力均呈现显著提升趋势（P<0.05）。（2） 水资源维度对水资源承载力的影响最大，其次为社会和生态维度，经济维度影响最小。（3） 基于2022年数据的优化配置结果显示，农业用水量与生态用水量有所减少，而工业用水量与生活用水量显著增加。各城市在最优用水配置下的预估综合效益与总GDP均优于现状，其中石嘴山市的优化效果最为显著，综合效益得分提升41.49%。本研究可为中国西北省会城市及典型城市的水资源可持续开发利用与合理优化配置提供科学依据。
本研究以准东五彩湾矿区周边表层土壤为研究对象，采用克里金插值法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法和正定矩阵因子模型等多种方法，系统揭示了研究区Hg、Cr、As、Pb、Cu、Zn、Cd 7种重金属的空间分布、污染水平、生态风险及来源。研究结果表明：7种重金属的污染水平从高到低依次是Hg>Cr>As>Pb>Cu>Zn>Cd。其中，Hg、As、Cr和Pb分别有100%、100%、98%和86%的点位高于新疆土壤背景值，显示出明显的潜在污染风险。进一步解析污染源发现，研究区表层土壤重金属的主要来源包括工业排放源（23.3%）、交通排放源（14.6%）、燃烧源（19.0%）、自然源（19.9%）和大气沉降源（23.2%）。研究结果可为新疆煤矿开采区重金属污染土壤的修复与治理提供理论依据与数据支撑。
