随着全球水资源短缺问题的日益加剧，准确评估水资源承载力已成为实现区域可持续水资源管理和应对气候变化挑战的关键。鉴于水资源-生态-社会系统的复杂性，单一评价方法难以全面揭示其多维交互与动态变化过程。本文综述了水资源承载力评价中耦合模型方法的应用现状与研究进展，通过系统分析法、综合评价法以及机器学习等主要评价方法，揭示其在水资源承载力评价中的优势与局限性，并特别探讨了这些方法在干旱区应用时面临的挑战。本文从动态反馈机制、非线性建模能力、数据驱动性以及适用性等方面对不同方法进行了横向对比，分析了各方法在干旱区应用的适用性与局限性，并探讨了耦合模型的可行性，为解决干旱区水资源承载力问题提供了新的思路。未来研究应聚焦于多模型集成与数据驱动优化，以提升模型的泛化能力和适用性，推动水资源管理从静态评价向动态模拟和精准预测转变，为干旱区乃至全球的水资源可持续利用提供科学支持。

近年在新疆伊犁发现危险性害虫虹彩窄吉丁Agrilus viduus Kerremans，目前该虫已传入野果林腹地，对野苹果和野杏造成了危害。通过野外普查、定点观察和室内饲养，初步明确了该虫在野果林地区的分布范围、生活史、危害特征和寄主植物种类。该虫在伊犁新源县、巩留县、霍城县、特克斯县域内均有分布，已进入了这些县区分布的野果林。该虫1年发生1代，5月上中旬开始活动，7月上旬开始羽化，7月下旬为羽化高峰期，7月中旬成虫开始产卵，8月上旬羽化陆续结束，11月上旬以2~3龄幼虫开始越冬。危害形式主要以幼虫蛀食寄主植物的韧皮部、形成层和木质部，幼虫种群数量高时可致死寄主。该虫在野果林中可危害野杏Armeniaca vulgaris、野苹果Malus sieversii以及其他种类的野生果树资源。该虫产卵特性较特殊，卵成堆产于树皮表面，然后用分泌物覆盖卵形成卵鞘。虹彩窄吉丁卵鞘分布与树木的高度相关，主要分布在树高120~240 cm范围；卵鞘分布还与枝条粗细相关，多分布于直径2~3 cm枝条上。通过查阅文献和实际调查，可判断该虫是新疆野果林的新入侵害虫，危险性大，应引起相关主管部门的重视，需要根据其生物学特性，利用物理防治、生物防治和化学防治相结合的方法进行应急根除。

菟丝子属（Cuscuta）植物因茎全寄生的特点全属均被列为检疫植物，探究菟丝子属植物在中国潜在空间分布特点对其防治有重要作用。本研究选取杯花菟丝子（C. cupulata）、原野菟丝子（C. campestris）、单柱菟丝子（C. monogyna）3种菟丝子属植物为研究对象，结合其已有地理分布记录932条、野外考察记录144条和20个环境变量，应用最大熵模型和ArcGIS，预测其在当前和未来（2041—2060年、2061—2080年）SSP2-4.5温室气体排放浓度场景下的潜在适生区分布，并将当前气候情景下菟丝子属3种植物的适生区与土地利用数据进行叠加分析。结果表明：（1） 受试者工作特征曲线下的面积（AUC）均大于0.9，预测精度较高。（2） 影响菟丝子属3种植物适生区分布的主要环境因子存在差异，但均是气候因子占主导，地形因子的贡献率相对较小。（3） 当前气候情景下杯花菟丝子与单柱菟丝子适生区多分布于我国北方，而原野菟丝子适生区除了在北方有分布外亦在东南沿海有大面积覆盖，并且未来3种菟丝子属植物均表现出向我国北部扩张的趋势。（4） 当前时期菟丝子属3种植物的适生区大部分土地已经被开发利用。

大气可降水量（PWV）是表征大气中水汽含量的重要指示因子，明确PWV与降水的转化机制对水资源高效利用具有重要意义。本文以新疆为研究区，基于多源数据计算PWV，并以探空数据为参考，评估ERA5全球大气再分析数据计算PWV的优劣，借助降水转换率（PCE）揭示PWV与降水的转化关系。结果表明：（1）ERA5计算的PWV精度较高，与传统依托探空数据确定的PWV的相关系数和均方根误差分别为0.98和2.6 mm。（2）1960—2020年新疆PWV总体呈增加趋势，增幅为0.1 mm·(10a)^-1；小波频谱显示研究区PWV变化周期以短周期为主，分别为2.6 a、6 a。（3）从点尺度来看，PCE随站点降水量的增加而升高；从线尺度来看，PCE的变化规律在经度方向上呈“U”型，在纬度方向上大致呈“L”型；从面尺度来看，PCE的高值区主要分布在林地、坡度为25°~35°范围及海拔5000 m以上的区域，分别为7.17%、5.8%和5.1%；（4）降水丰枯异常典型年PCE差异明显，辐合强、水汽上升运动强烈的特丰水年，引起了较高的PCE，平、枯水年PCE较低。（5）北极涛动指数和太平洋十年振荡是影响全疆PCE的主要因素，由于不同区域间因气候和地形等因素的差异，PCE受控因子存在一定的差异。研究结果可为新疆地区空中水资源利用及降水转化评估提供理论参考。

干旱区流域下游灌区盐渍化的问题加剧了土壤退化、作物减产及河水咸化，制约着农业生产与生态环境的稳定。其形成受地下水埋深及灌排管理不当的影响，科学制定土壤水盐调控措施是解决上述问题的关键。本文在阿克苏河下游河岸带典型田块开展试验，基于动态观测和野外调查数据，采用HYDRUS-1D软件建立非饱和模型，模拟棉花生育期内土壤水盐运移规律，确定合理调控方案并探讨地下水稳定蒸发深度与河岸带土壤结构的关系。结果表明：土壤含水率、TDS识别与验证精度分别为0.862、0.752，均方根误差分别为0.033、0.008，表明模型可靠性较高；灌溉入渗补给占土壤水总补给量的85%，带入盐分127.164 mg·cm^-2，土壤水向潜水排泄占总排泄量的59.67%，排出盐分267.78 mg·cm^-2，水量均衡差为9.2%，脱盐率为33.89%；考虑作物需水规律和土壤盐分动态变化情况，将70 cm作为最佳的灌溉水量的同时控制地下水埋深在220 cm左右，可有效降低根系层土壤盐分；砂夹壤结构中壤土层位置对地下水的临界蒸发深度（150 cm）影响小，主要影响土壤稳定蒸发深度与实际蒸发量，壤土层越靠近地表，稳定蒸发深度越浅，实际蒸发量越小。研究结果可为干旱区盐渍化防治以及水资源的合理配置提供参考。

为探明有机肥配合中微量元素后在风沙土中的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响，采用室内培养试验和田间试验，研究了有机肥和添加中微量元素后的有机肥在风沙土的分解率及残留率及其不同施用水平对土壤有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、矿质结合态有机碳、微生物碳以及氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸含量的影响。结果表明：与施用有机肥相比，室内培养试验下添加中微量元素的有机肥降低了土壤有机碳的矿化量；田间试验下添加中微量元素的有机肥进一步提高了土壤中活性有机碳（1.79%~1.99%）、低活性有机碳（2.20%~4.91%）、矿质结合态有机碳（3.89%~7.95%）、微生物量碳含量（1.71%~8.10%），同时提高了土壤氨基葡萄糖（3.46%~6.32%）、氨基半乳糖（1.21%~13.32%）、胞壁酸（2.41%~6.14%）和微生物残体碳含量（2.70%~4.99%）；降低了土壤高活性有机碳（0.71%~1.48%）和颗粒有机碳含量（4.91%~5.86%），但差异不显著；说明添加中微量元素后的有机肥在一定程度上可以减缓有机肥在风沙土中的矿化，提高土壤中活性有机碳、低活性有机碳、矿质结合态有机碳、微生物量碳含量，促进有机碳的周转和固存。

降水集中指数（Precipitation Concentration Index, PCI）能很好地表征降水年内的集中度，在相关研究中被广泛应用。本文基于1981—2024年雅鲁藏布江（以下简称雅江）流域15个气象站逐月降水和平均气温观测资料，采用线性方程、Pearson系数及Mann-Kendall、Cramer等5种突变检验方法，分析近44 a雅江流域PCI、季节降水量、降水频率和降水强度的时空变化特征以及PCI变化原因。结果表明：（1） 雅江流域PCI自东向西递增，年降水量、降水频率和降水强度由东向西递减。（2） 近44 a雅江流域PCI平均每10 a减小0.26，降水在年内的分配趋于均匀；1—7月和10月降水量呈增加趋势（7月增速最快），其他月份降水量为减少趋势（9月减少的最多）；2月、4—7月降水量占年降水量的比例（MPAP）表现为增加趋势（5月最大），其余月份MPAP趋于减小（9月减幅最大）。（3） 雅江流域因春、夏、冬三季和全年降水强度增大，致使其降水量增多；秋季降水频率减少导致降水量减少。年降水强度的增加是由于西藏高原-1指数和西太平洋暖池强度指数显著增加造成的。PCI下降与增暖背景下季节性差异减小有关。（4） PCI仅在2000s偏低，其他3个年代均偏高，并在20世纪90年代初期发生了突变；年降水量、频率和强度的突变时间分别出现在21世纪前10 a初期和20世纪90年代中后期。

将农作物灌溉用水纳入全球贸易链并分析其可持续性，对于确保水资源和粮食安全至关重要。受制于经济利益与水资源开发利用之间的矛盾，农作物贸易中虚拟水可持续性的问题尚未得到足够重视。本研究基于粮农组织提供的农作物生产与贸易链矩阵数据，采用实物贸易流分析、空间相关分析及多尺度地理加权回归等方法，系统解析了2000—2019年全球农作物虚拟水贸易的可持续性时空分布、空间关联特征以及净出口水量的驱动因素。 结果显示，近20 a来全球农作物的可持续和不可持续净出口虚拟水量（尤其是棉花）均呈现出逐年波动上升趋势（约0.20 Gm³·a^-1），但随着农业技术水平提升，不可持续虚拟水量在虚拟水贸易总量中的占比有所下降，从42.31%下降至41.40%。空间分析结果表明，通过全局和局部莫兰指数分析，2000—2009年全球农作物不可持续净出口虚拟水量表现出显著的空间聚集特征，但近10 a该聚集趋势逐步减弱并趋于分散。净出口虚拟水量的增长主要受耕地面积变化的驱动，而农业增加值对贸易中的虚拟水量具有显著的负向影响。本研究结果强调了持续推行严格粮食安全政策的重要性，以促进全球农作物虚拟水贸易的可持续发展，并进一步减少不可持续用水比例。

为探究不同土壤微生物群落特征对放牧强度响应的差异性，选取天山北坡中段不同放牧强度的草地为研究区域，通过野外调查与室内分析，探讨土壤微生物群落特征随放牧强度的变化规律及其与土壤因子的内在关联。结果表明：放线菌门（Actinobacteria）和子囊菌门（Ascomycota）分别为细菌和真菌的优势菌门。与重度放牧相比，轻度放牧显著提升了微生物群落的α多样性（P<0.05），并促进了土壤微生物生物量碳、氮、磷含量的积累。冗余分析与Mantel检验表明，土壤微生物群落特征与土壤全氮呈正相关，与土壤容重呈负相关（P<0.05）。结构方程模型显示，放牧通过增加容重和降低土壤养分对微生物的多样性、丰富度、生物量及OTUs特征产生负向影响（P<0.05），且微生物群落多样性对放牧的响应具有更高的敏感性。综上，轻度放牧有利于改善微生物群落，合理调控放牧强度是保障微生物群落稳定发展的可行策略。

土壤盐渍化风险评估监测对于精准治理盐渍土、保障农业与生态可持续发展具有重要意义。本文以大荔县为研究对象，依据土壤盐分驱动机理和过程，结合土壤盐分表征状态，利用CRITIC赋权法构建了综合盐分指数、综合土壤指数、综合植被指数和综合地理指数，并采用AHP-熵权法组合权重法构建土壤盐渍化风险评估模型。监测发现：大荔县土壤盐渍化风险主要以轻度为主，其中2021年盐渍化风险等级较高，中度及以上盐渍化风险总面积达到近4 a最大值，占比约为50%。2020—2023年土壤盐渍化风险等级变化特征以风险升级型为主，且东部的黄河流域周边土壤盐渍化风险等级稳定性较差。耕地是治理分区内预警区和修复区的主要土地覆被类型，主要分布在大荔县东部。通过相关性验证发现土壤盐渍化风险评估结果与同期实测土壤电导率样点之间呈显著强相关关系，土壤盐渍化风险评估模型能够有效地表征大荔县土壤盐渍化时空演变特征。此外，土壤盐渍化风险加重主要受集中强降雨、气温升高、地下水位升高、地表蒸散量增加、农业生产等多因素的影响。因此，大荔县土壤盐渍化风险评估能够为精准、高效地治理盐渍土提供科学的理论依据及数据支撑，有效地促进农业生产结构调整及生态可持续发展。

选取2022年青藏高原东部地面气象站逐日降水数据，对中国区域融合降水分析系统CMPAS（China Meteorological Administration Multi-source Precipitation Analysis System）、中国气象局陆面数据同化系统CLDAS（China Meteorological Administration Land Data Assimilation System）、中国第一代全球陆面再分析产品CRA（China Meteorological Administration’s Global Atmospheric Reanalysis）的降水资料进行评估，采用误差指标和分级评估法，分区域检验三种降水产品在青藏高原东部的适用性。结果表明：（1） 对青藏高原东部而言，在分析年尺度降水时，CMPAS降水与观测误差最小、相关性最强、明显优于另外两种资料。应优先选用CMPAS降水产品。（2） 从年内变化来看，CMPAS各月降水量与观测最为接近、误差小、相关性高，CRA各月降水量较观测均偏多，CLDAS多数月份较观测明显偏少。在分析青藏高原东部月尺度降水时，CMPAS效果最好。（3） 青藏高原东部两次大范围降水过程中，CLDAS对过程累积雨量的反应最为准确，CMPAS能准确反应最大降水中心、最大降水中心雨量、小到大雨等级降水、降水集中出现时间及落区。在分析青藏高原东部降水过程时，CMPAS效果最佳。研究结果为青藏高原东部站点稀疏区的精细化监测提供数据支撑，为网格降水产品在天气气候业务、气象防灾减灾中的应用打下坚实基础。

沙漠化是当今世界面临的严峻生态和环境问题，严重制约区域经济和生态环境的可持续发展。近些年，黏土矿物被广泛用于风沙土改良中，膨润土以其独特的2:1层状结构使其在风沙土的改良方面有较好的应用前景。本文通过不同配比膨润土[未添加膨润土（B0）、2%膨润土添加（B2）、4%膨润土添加（B4）]研究其对风蚀沙化土壤理化性质及植被生长的影响。结果表明：（1） 膨润土添加增加了土壤粉黏粒含量，提高了风沙土的保水和持水能力（12%~88%）。（2） B2和B4膨润土添加的风沙土抗剪强度较B0处理分别增加了150%和205%。（3） 膨润土的添加能使沙地表面形成结皮，这有利于流沙的固持。（4） 其中B4膨润土添加的风沙土显著提高了植物的盖度、生物量和株高，分别增加了32%~33%、56%~85%和71%~107%。综上，膨润土的添加不仅提高了沙地持水能力，改善了土壤物理性质和流沙表面的固定，而且促进了植物的生长。

空中云水含量对于改善区域水资源具有重要的影响，利用1979—2022年ERA-5逐月再分析资料和EOF分解等方法，深入分析了塔里木盆地夏季云水资源的时空分布特征。结果表明：（1）塔里木盆地大气水汽含量呈西多东少、北部略多于南部的空间分布特征，盆地整层水汽含量近44 a呈增加趋势。（2）EOF两个模态显示，夏季盆地水汽输送主要以全区一致型为主，西南部多东北部少型次之。（3）盆地夏季总云量、云水含量呈南北多，中间少的分布，山区云量多于绿洲和沙漠区。盆地夏季云冰水含量北部多于南部，云液水含量南部多于北部。盆地云液水含量最大集中在帕米尔高原，云冰水含量峰值位于天山山区。（4）昆仑山山区及昆仑山北坡地区以含水性中低云为主，天山山区云水厚度更深且云冰水含量较大。2000年后昆仑山、昆仑山北坡云水含量呈明显增加趋势，天山山区云水含量呈减少趋势。研究结果可为塔里木盆地开展空中云水含量评估和人工影响天气作业提供一定的科学依据。

利用MODIS积雪产品数据，研究了蒙古高原2003—2022年间积雪融化期的时空变化特征，并以15 d为时间间隔跟踪分析了融雪线向高纬度方向的移动及其对气温的响应过程。结果表明：（1） 2003—2022年积雪占蒙古高原总面积的55.59%~87.61%。其中2018年积雪覆盖面积最少，2009年最多。此外，在时间上20 a来蒙古高原积雪融化时间以0.18 d·(10a)^-1的速率呈显著提前趋势（P<0.05），而稳定积雪区呈推迟趋势。（2） 空间上，蒙古高原北部地区的积雪融化时间明显晚于南部地区。而稳定积雪区主要分布于融雪时间普遍较晚的蒙古国西部和内蒙古东北部地区，其中64.9%的区域呈提前趋势。（3） 通过对蒙古高原冬季（自1月起）每半月尺度的观测研究发现，融雪线与-5 ℃、0 ℃等温线的移动趋势先后出现同步性。且融雪线位置与温度的相关性除2018年外其整体都处于0.72~0.98的较高区间，这表明温度是影响融雪线位置的关键因素。

通过遥感蒸散发模型估算实际蒸散发量的方法已被广泛使用，但精度提升仍是研究热点。作物生长模型在模拟作物蒸腾方面具有良好的机理性和精度。本文结合WOFOST作物生长模型和三温遥感蒸散发模型，提出了一种新的玉米农田遥感蒸散发估算方法。核心思路是本地化WOFOST模型，在验证其模拟精度后，利用其模拟的作物蒸腾数据，构造伴随率定函数，率定三温模型的蒸腾组分，然后合并率定后的土壤蒸发组分，得到玉米农田实际蒸散发估算值。以涡度相关系统观测的实际蒸散发量为参照，评估了该方法的估算精度和适用性。 结果表明，未经率定的三温模型蒸散发、作物蒸腾和土壤蒸发的相关系数分别为0.61、0.71、0.12，均方根误差为1.76 mm·d^-1、1.91 mm·d^-1、3.02 mm·d^-1，纳什效率系数均为负。仅率定土壤蒸发后，相关系数提高至0.77，但误差仍然较大（1.91 mm·d^-1），纳什效率系数为-0.74。利用WOFOST模拟的作物蒸腾率定三温模型后，估算值与实际观测的相关系数显著提高至0.89，均方根误差降至0.65 mm·d^-1，纳什效率系数达到0.79，表明该方法有效提高了三温遥感蒸散发模型的估算精度，并对其他遥感蒸散发模型的精度提升具有参考意义。

基于1980—2020年中国土地利用数据和社会经济统计面板数据，对耕地非农化与非粮化时空演变特征进行系统分析，揭示其变化规律及驱动机制，以期为耕地可持续利用和稳定粮食安全提供依据。采用标准差椭圆、趋势分析估计综合评估非农化、非粮化动态演变特征，构建非农化、非粮化综合指标体系，构建偏相关模型量化各因子相对贡献。结果表明：（1）时间上，我国非农化形势总体不断趋好，而部分地区非粮化表现出加剧趋势。（2）空间上，东北和中东部地区的非农化问题较为突出，西北、华南以及东南沿海部分地区非粮食生产的比例相对较高。非农化演变存在沿东北-东南方向“极化现象”，非粮化中心呈现出从西南向东北移动的发展态势。（3）经济因素是非农化主导驱动作用，且近10 a来影响程度有所降低。农业生产条件是非粮化的基础因素，同时粮食每亩产值、城乡收入差距等经济因素的推动作用逐渐增加。1980—2020年中国非农化、非粮化时空演变特征与影响因素研究可为科学实施耕地保护决策提供参考。

当前生物多样性减少，对生态系统服务产生不利影响，探究三江源土地利用和生境质量时空演变特征对区域内生态保护修复具有重要意义。本研究基于PLUS模型和InVEST模型生境质量模块，多情景模拟预测土地利用变化和估算生境质量。 结果表明：（1） 历史时期内，草地向未利用地转移面积为9663.53 km²，转移面积占比最大，未利用地向草地转移面积仅为3659.27 km²，三江源地区草地向未利用地退化现象比较严重。（2） 2030年土地利用与生境质量多情景预测结果显示，均是生物多样性保护优于草地保护优于水资源保护优于自然发展情景。（3） 未利用地向草地转移对提高生境质量的贡献率最高为0.7167，其次是未利用地向水域转移贡献率为0.2603。推进生物多样性保护策略，解决草畜矛盾并加大对未利用地的治理，减少草地向未利用地的转移，有利于减缓生境质量降低。

干旱区砂壤地农田土壤肥力低、持水性差、渗漏量大、农作物产量低，探明砂壤地农田土壤水分运移规律，对节约水资源、提高农作物产量意义重大。以黑河中游新垦的砂壤地玉米农田为研究对象，设置了平地覆膜灌溉、起垄覆膜灌溉和膜下滴灌灌溉三种模式的小区试验，采用HYDRUS-2D模型对不同灌溉模式下玉米农田土壤水分运移过程进行模拟。结果表明：（1） 本研究中HYDRUS-2D模型的模拟值与实测数据呈现出较高的吻合度，R²达到0.864以上，同时RMSE均保持在0.006 cm³·cm^-3以下，验证了该模型在砂壤地农田土壤水分动态模拟方面的可行性和可靠性。（2） 起垄覆膜灌溉模式较平地覆膜灌溉模式在灌溉水量减少2099 m³·hm^-2的条件下，可提升约20%的作物根区土壤体积含水量，并降低13.3%的渗漏损失；而膜下滴灌灌溉模式较平地覆膜灌溉模式能够减少50%的灌溉用水量，渗漏量减少50.7%。（3） 膜下滴灌灌溉模式以“勤灌、少量”的特点，使得水分能够更为直接高效地补给作物根区，更大程度上提升了玉米根区土壤体积含水量，并使渗漏量进一步削减。因此，黑河中游砂壤地农田宜采用膜下滴灌模式进行灌溉，以实现节水增产的目的。（4） 本文构建的HYDRUS-2D模型参数体系也可为我国北方同类型砂壤地农田的灌溉水动态模拟提供参考依据。

风水交互作用对风沙地貌的形态和空间分布格局具有十分重要的塑造作用，如何量化河流对风沙地貌的影响一直是风沙地貌研究的难点。选取塔克拉玛干沙漠的和田河流域及其两侧风沙地貌作为研究对象，基于高分辨率遥感影像、DEM和NDVI数据，通过典型横断面相关特征参数对比、风沙地貌格局和河道形态参数的变化分析等方面的研究。结果表明：（1）在和田河与风沙地貌交汇区，NDVI值0.05可作为判别河流对风沙地貌格局影响的临界值，据此确定了和田河对风沙地貌的影响范围，面积约为20700 km²，宽度介于6~121 km。（2）和田河的河道形态变化较小，难以引起河道长距离的侧向迁移，对两侧风沙地貌的影响区域不会发生显著变化；风水交互作用过程中河流起主导作用，其中南段属于完全由河流主导型、北段属于主要由河流主导型。（3）可识别的风沙地貌分布格局为：从河道向两侧依次为灌丛沙丘、线形沙丘、横向沙垄和格状沙丘，这一格局是长期风水交互作用的结果。研究结果对于理解类似地区河流对风沙地貌格局的影响具有借鉴意义。

以民勤县荒漠区生态公益林中五种典型植物群落沙丘芦苇+芨芨草（Phragmites communis+Achnatherum splendens）、碱蓬+白刺（Suaeda glauca+Nitraria tangutorum）、霸王+白刺（Sarcozygium xanthoxylon+Nitraria tangutorum）、珍珠猪毛菜+梭梭（Salsola passerine+Haloxylon ammodendron）、红砂+梭梭（Reaumuria songarica+Haloxylon ammodendron）为研究对象，通过野外植物群落调查和土壤采样，研究了植物群落结构、植物物种多样性及其与土壤因子之间的关系，结果表明：（1） 民勤县荒漠区生态公益林植物物种组成相对简单，仅有10科19属22种，红砂+梭梭群落物种组成相对丰富。红砂+梭梭群落Margalef丰富度指数（R）、Simpson优势度指数（D）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）为5种植物群落中最大，5种群落Pielou均匀度指数（Jsw）范围为0.55~0.99且五种群落之间无显著差异。（2） 从5种群落土壤理化性质来看，红砂+梭梭群落土壤容重最小、土壤有机碳含量最高。（3） α多样性指数和土壤因子的关系通过冗余分析（Redundancy Analysis，RDA）发现，土壤容重（SBD）、土壤有机碳（SOC）含量对α多样性的解释率较高，分别为56%、14.3%。因此，红砂+梭梭群落的物种丰富度相对较高，土壤理化性质相对较好，能够改善民勤县荒漠区植被生态，对民勤县荒漠区生态公益林植物群落多样性保护和提高具有积极意义。

土壤多功能性是生态系统多功能性的重要组成部分，研究不同林龄天山云杉人工林土壤多功能性及其影响因素可以更好地理解土壤的综合能力，为森林生态系统的管理和评估提供参考。以30 a、40 a、50 a和60 a天山云杉人工林为研究对象，基于与土壤碳、氮、磷等相关的15个指标量化土壤多功能性，研究不同林龄天山云杉人工林土壤多功能性差异。通过因子分析，揭示土壤多功能性的主要影响因素。结果表明：（1） 土壤含水量、全氮、碱解氮随着林龄增加先降低后升高，日平均温度和有机质含量随着林龄增加逐渐减小。（2） 土壤脲酶随着林龄增加呈倒“N”字形趋势，纤维素酶、蔗糖酶随林龄增加先升高后降低，过氧化氢酶活性随林龄增加逐渐降低。（3） 土壤多功能性随林龄增加先增加后减小，主要受碱解氮和脲酶影响。因此，林龄是影响天山云杉人工林土壤多功能性的重要生态因子，同时调节土壤理化性质、酶活性等，研究结果对新疆天山北坡地区天山云杉人工林的可持续经营具有重要意义。

为获取偏远地区较为准确的降水分布情况，本文结合雷达高分辨率和卫星大范围探测优势，通过融合雷达和卫星反演的降水，获取高精度的定量降水估计分析产品（QPE）。以新疆地区2023年8月12日、13日两天强对流过程为例，采用云分类、Z-R关系的方法，利用雷达反射率进行雷达降水反演；将Himawari 9卫星亮温和IMERG降水输入BP神经网络模型来建立平均亮温和平均雨强关系，随后将Himawari 9卫星瞬时亮温输入BP神经网络模型来反演时刻降水；同时提出方案一利用统一修正值来融合雷达和卫星反演降水，在此基础上进一步考虑雨强等级融合的方案二进行对比，最后得到新疆地区高精度降水反演产品。 结果表明：（1） 通过亮温划分云类型可以对雷达范围内降水进行细致估算，利用亮温差异在一定程度上则可以降低非降水云的影响。（2） 卫星反演降水的均方根误差为1.793 mm·h^-1，决定系数为0.572，模型精度较为合理，二分类评分结果说明模型可以较为准确地反演超过70%的降水区域。（3） 两种方案融合降水对短时小雨精度提升有限，短时中雨上方案二优于方案一，短时大雨上方案二比方案一略有下降。说明高空卫星观测和近地面降水不同步有一定影响。（4） 在95%置信区间下，两种方案较卫星反演的均方根误差和决定系数差异显著性检验P值均小于0.005，方案二较方案一的P值大于0.05。两种融合降水的方案均显著改善了卫星降水精度，但考虑雨强等级融合的方案二对统一修正值融合的方案一精度提升较小。

为从生物量积累和分配的角度探究沙柳（Salix psammophila）对不同沙地环境条件的适应策略，揭示影响沙柳生物量分配的主要环境因子，为沙柳种群稳定性建设和可持续经营提供参考,选取沙丘迎风坡、背风坡、丘间地和平坦沙地4种立地类型的沙柳林为研究对象，测定各样地内沙柳代表株的丛生枝基径、长度和茎叶生物量，用标准主轴回归建立茎、叶生物量与基径、枝长的异速生长方程，以探明沙柳丛生枝尺度上茎叶生物量积累分配与个体尺寸的依赖关系；进一步通过主轴漂移的方法，检验茎叶生物量异速生长方程在不同立地类型条件下的差异，进而探讨环境条件对沙柳生物量积累和分配的影响。结果表明：（1）随丛生枝个体增大，沙柳茎生物量积累速率高于叶生物量积累速率，这一规律在各个立地类型间表现一致；（2）沙柳丛生枝茎、叶生物量分配在不同立地类型间差异显著，沙丘（迎风坡、背风坡）的叶生物量占丛生枝条生物量的比例显著高于丘间地和平坦沙地（P<0.05）；（3）造成沙柳生物量及其分配出现立地类型差异的主要土壤因子是土壤含水率，其中全剖面含水率（0~100 cm）与丛生枝生物量显著相关（P<0.01），深层土壤含水率（60~100 cm）与丛生枝地上生物量分配显著相关。沙柳的生物量积累与分配在不同立地类型间具有显著差异，深层土壤含水率比全剖面土壤含水率对生物量分配的影响更显著，基于本研究结果，未来可以通过适当人工干预以满足沙柳生长的水分要求，实现沙柳人工林种群的稳定发展。

风沙活动引起地表侵蚀或堆积，影响光伏电站的安全运行。为阐明沙漠光伏电站地表风蚀的发生机制，通过风洞实验与数值模拟，分析了不同风速条件下（6 m∙s^-1，8 m∙s^-1，10 m∙s^-1），光伏板在正、反风向下的风速流场特征及蚀积变化规律。结果表明：（1）光伏板改变了近地表风速和流场，形成了板前气流抬升区、板下气流加速区、板后涡流减速区及板尾气流恢复区；板下近地表风速显著增加，易掏蚀，而板后风速降低，易堆积。（2）反风向时，光伏板板下“狭管效应”导致气流加剧，风蚀明显大于正风向气流，而板后堆积与背风侧的涡流减速有关。（3）光伏电站边缘光伏阵列板下风蚀最为严重，而电站内部光伏阵列则风蚀较轻；随着光伏组件高度增加，板下风蚀有所减轻。研究结果可为沙漠光伏电站沙害防治和高效生产提供科学依据。

基于2022—2023年19个探空站点的资料，探究西北地区对流层低、中和高层逆温时空变化特征。结果表明：（1） 在月变化上，西北地区低、中和高层的逆温特征具有一致性，在12月和次年1—2月最大，6—8月最小。（2） 在空间分布上，低、中和高层的逆温特征空间分布差异显著。低层逆温中，新疆北部地区低层逆温频率最大，为40%~60%；陕西北部地区低层逆温厚度最厚，为90 m以上；新疆大部分地区低层逆温强度较强，为2~3 ℃。中层逆温中，青海中层逆温频率最大，为40%~50%，中层逆温频率呈现出青海地区向外递减趋势。高层逆温中，新疆北部地区高层逆温特征尤为显著，高层逆温频率呈现以新疆北部地区为中心，向四周递减的分布趋势。（3） 西北地区低层逆温的发生与地面辐射、地形有关，中层逆温的发生与暖平流、下沉运动有关，高层逆温的发生可能与温带对流层顶和臭氧有关。（4） 受太阳辐射和地面辐射冷却影响，西北地区夏季0 ℃层高度以下，逆温强度强；0 ℃层高度以上，逆温强度弱。

探究不同林龄油松固沙林土壤真菌群落结构及功能与土壤化学性质、酶活性的关系，为油松固沙林合理经营和管护提供理论依据。以科尔沁沙地流动沙地为对照（0 a），选择固沙18 a、34 a、48 a、56 a油松林地为研究对象，采用高通量测序技术解析土壤真菌群落结构和功能类群差异。结果表明：（1） 从油松固沙林土壤中获得2517个OTU，隶属于真菌的14个门、48个纲、127个目、286个科、579个属；优势菌门为子囊菌门（Ascomycota，47.91%~67.34%）、担子菌门（Basidiomycota，18.45%~43.70%）和被孢霉门（Mortierellomycota，1.41%~8.36%）；优势属为Biappendiculispora、硬皮马勃属Scleroderma、棉革菌属Tomentella、Knufia、糙缘腺革菌属Amphinema。（2） 由韦恩图和NMDS分析表明，造林对土壤真菌群落结构影响较大，各林龄土壤真菌丰富度（ace指数、chao指数）显著增加（P<0.05），且与有机质、全氮、全磷、脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶、蔗糖酶、中性蛋白酶呈显著正相关关系（P<0.05）。（3） 真菌群落主要以共生营养型和腐生营养型为主，造林后共生营养型相对丰度均较对照增加，腐生营养型相对丰度较为稳定。造林对土壤真菌群落结构及功能发挥着重要的调节作用，研究结果丰富了固沙林土壤微生物群落研究内容，为科尔沁沙地油松固沙林土壤健康评价提供依据。

随着经济和社会的高速发展，人类活动同自然环境之间的竞争显著增强，在社会发展与环境保护之间如何抉择成为重要问题。首先，本文构建水资源-社会经济-生态环境复合系统耦合协调度模型，明晰黄河流域内蒙古段1998—2022年系统协调发展状况，其次，利用改进LSTM（Long Short-Term Merory）模型基于四种综合调控方案对系统未来5 a发展情况进行预测。结果表明：（1） 黄河流域内蒙古段各盟市的水资源、社会经济、生态环境子系统评价指数分布区间分别为[0.47~0.57]、[0.47~0.87]、[0.42~0.58]，表明区域水资源、生态环境子系统整体协调状况处于中等水平，社会经济子系统虽相对较高但仍有发展空间。（2） 黄河流域内蒙古段各盟市水资源-社会经济-生态环境系统耦合协调度发展在0.67~0.80之间呈逐步上升状态，整体变化幅度为19%。（3） 通过对未来情景预测发现，阿拉善、巴彦淖尔与乌兰察布三盟市采用水资源-社会经济联合调控改善力度最大，乌海市采用社会经济-生态环境联合改善力度最大，包头市、呼和浩特市与鄂尔多斯市采用水资源-生态环境联合调控改善力度最大。

客观、准确、及时地评价生态环境质量时空变化及驱动力对生态环境保护方案与政策的制定具有重要意义。以阿拉善左旗为例，基于Google Earth Engine（GEE）平台构建了干旱区改进的遥感生态指数（Remote Sensing-based Ecological Index，RSEI），分析了近30 a（1991—2021年）RSEI的时空变化及其驱动力。结果表明：（1）近30 a阿拉善左旗RSEI呈波动上升趋势，其中2012年RSEI最大（0.360），2007年最小（0.264）。（2）近30 a阿拉善左旗生态环境改善区面积（RSEI>0.2，3.15%）大于退化区（RSEI<-0.2，2.48%），无变化区面积最大（-0.2<RSEI<0.2，94.37%）。RSEI较差的区域主要分布在裸地区域，而林地、草地、耕地、不透水面区域RSEI逐渐变好。（3）1991—2021年Global Morans’I指数在0.600~0.650之间，表现出较高的聚集特征。（4）从线性混合效应模型的结果来看，引起RSEI变化的原因，人类活动占89%，气候变化占11%。综上所述，近30 a来阿拉善荒漠区生态环境质量整体逐步改善，腾格里沙漠北缘局部地区生态环境质量提升显著，人类活动尤其是飞播造林工程起到了关键作用。

地表基质分类是开展地表基质调查监测的基础，同时也是揭示地表基质与地表覆盖层的协同耦合关系的关键，有助于从地表覆被和地下空间要素两个层次认识地表基质与生态环境的作用机制。本研究以干旱区典型的内陆河流域——新疆三工河流域为靶区，依据干旱区山地-绿洲-荒漠景观异质性分布特征，在地表基质的分布区域、海拔范围及主要地表覆被的基础上，构建了一套地表基质三级分类分区体系。整体划分为4个地表基质一级类、17个二级类及28个三级类。根据土壤理化性质及植被根系分布特征，地表基质调查深度在南部山区以50 cm；中部平原区以3 m；北部沙漠区小于10 m为宜。此外，基于垂直带生态系统NPP的分异性特征，验证了分类体系的合理性，体现了地表基质层孕育支撑土地覆被的作用关系。研究成果为未来干旱区自然资源调查监测和科学管理决策提供理论与技术支撑。

河西走廊不同生活型植物叶片功能性状的变异特征及其权衡关系对保持该地区生态系统稳定具有重要意义。为了解不同生活型植物对干旱环境的适应机制及其生态适应策略，沿河西走廊由东南向西北自然降水递减梯度设置东段、中段、西段调查样地，选取26种优势荒漠植物，其中灌木14种，草本12种，分析了14项叶片关键功能性状的变异特征和区域格局，探讨了叶片功能性状间的权衡关系与适应策略。结果表明：（1） 河西走廊荒漠植物优势种叶片束缚水含量（BW）、碳磷比（C:P）、植株高度（H）、叶片自由水含量（FW）变异系数超过100%。（2） 河西走廊东、中、西段不同区域植物表现出多样化的生存策略，东段灌木、草本植物在叶经济谱（LES）中的位置更靠近“缓慢投资-收益”型物种一端，中段灌木位于LES“缓慢投资-收益”型物种一端，草本则更靠近“快速投资-收益”型物种一端，西段灌木在资源丰富条件下采取“快速投资-收益”型策略，草本植物则在不利的土壤条件下采取“缓慢投资-收益”型策略。综上所述，植物生存策略受多种生态因素影响，通过性状间的优化组合与资源权衡分配实现对干旱环境的适应。

利用Google Earth Engine（GEE）云计算平台，基于改进的CASA模型对鄂尔多斯2001—2020年间的植被净初级生产力（NPP）进行估算，并运用Sen斜率分析和MK趋势分析方法对NPP的时空变化进行深入分析，同时估算了其固碳能力。结果表明：（1）鄂尔多斯2001—2020年间植被NPP呈现明显的季节变化，最高值出现在7—8月，年平均NPP为78.04 g C·m^-2·a^-1，整体呈波动上升趋势。（2）在空间分布上，NPP存在明显的异质性，东北部较高，西北部较低，高值区集中在达拉特旗和准格尔旗，低值区则主要分布在杭锦旗。（3）生态工程的实施与NPP变化并不完全同步，整体呈现先慢后快的特点，大部分区域在2011年后NPP变化速率显著提升，但杭锦旗等生态环境恶劣地区的改善较慢，有一定滞后性。（4）鄂尔多斯固碳量在2011年呈大面积负值，但2020年固碳量空间异质性显著增强，东部较高、西部较低，杭锦旗西部恢复仍需加强，而达拉特旗固碳能力显著提升。

探究柴达木盆地植被绿度变化气候影响定量预评估，有助于统筹推进山水林田湖草沙气一体化保护和系统治理。本文基于MODIS NDVI数据、气象数据、气候变化预估数据集，监测了2000—2023年柴达木盆地NDVI≤0.3的植被绿度变化，分析了不同绿度植被气候驱动因素，预估了未来不同绿度植被变化趋势。结果表明：近24 a来，柴达木盆地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ植被分别占低绿度植被的49.33%、19.81%、30.86%，其中植被面积S_sum、S_Ⅰ、S_Ⅱ极显著减少（P<0.001），S_Ⅲ极显著增加，植被明显趋好；水热条件对低绿度植被的降水影响2~3 a、气温5 a的累积效应显著（P<0.01）大于当年，暖湿化气候促进草地良性发展；未来RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种排放情景下，柴达木盆地低绿度植被总体呈减少趋势，未来气候条件有利于植被恢复和扩展。该研究结果可为柴达木盆地生态环境保护和荒漠化治理措施的制定提供科学依据。

新疆且末县绿洲区存在高硼地表水和地下水，严重影响居民身体健康。为初步探明且末县绿洲区水化学特征及硼的主要来源，2023年共采集了24组水样（4组地表水、20组地下水），运用Piper三线图、Gibbs图，相关性分析、氢氧同位素、APCS-MLR（绝对主成分-多元线性回归）模型等方法对且末县绿洲区地表水与地下水的水化学特征及其硼的来源进行初步分析，定量评估了不同因子对水中硼和其他水化学组分的贡献。结果表明：（1） 且末县绿洲区地表水与地下水整体呈弱碱性，pH均值为8.22，地下水主要为微咸水，阴阳离子主要为SO₄^2-、Na⁺。（2） 水化学类型较多，地表水和地下水均以SO₄·Cl-Na·Mg型为主。（3） 研究区内地表水中硼的均值为2.34 mg·L^-1，超标率为100%；地下水中硼的均值为1.73 mg·L^-1，超标率为70%。（4） APCS-MLR受体模型分析揭示了水化学组分及硼的来源主要有溶滤-富集因子（F1：58.21%）、原生地质因子（F2：15.42%）、人类活动因子（F3：11.18%）和未知源。区内水中硼超标现象明显，地质环境对水中硼的富集具有较大影响。

沙垄作为沙漠的基本地形单元，不同坡位的地表水热环境深刻影响了生物土壤结皮的发育和空间分布格局。地衣结皮广泛分布于沙漠表面，然而不同坡位地衣结皮将如何影响土壤磷循环，其关键影响因素是什么等科学问题仍不清楚。基于此，本文以古尔班通古特沙漠为研究区，系统分析了不同坡位地衣结皮层和下层0~5 cm土壤磷组分及相关酶活性变化特征。结果显示：土壤中的稳定性磷（HCl-Pi、HHCl-Po、HHCl-Pi和Residual-P）占到全磷（TP）含量的75%以上，其次为中度不稳定性磷（NaOH-Pi和NaOH-Po）和不稳定性磷（Resin-P、NaHCO₃-Pi和NaHCO₃-Po）。坡位对稳定性磷具有显著影响，土层对中度不稳定性磷具有显著影响（P<0.05）。稳定性磷、TP、有机磷（Po）和无机磷（Pi）的含量均表现出在结皮层中坡底显著高于东坡和西坡，在下层0~5 cm土壤中西坡显著低于坡底和东坡（P<0.05）。而NaOH-Pi的含量均呈现出在结皮层中东坡和西坡显著高于坡底，在下层0~5 cm土壤中西坡显著高于东坡与坡底。在土壤酶方面，东坡具有结皮层最低和下层0~5 cm土壤最高的碱性磷酸酶活性（ALP）和β-葡萄糖苷酶活性（GC）。随机森林模型分析表明，坡位带来的水分和温度变化分别是影响地衣结皮土壤不稳定性磷和稳定性磷含量的最关键因子。这为丰富荒漠生态系统土壤磷循环相关理论提供了科学支撑。

在全球大气氮沉降逐渐降低的背景下，长期氮添加对高寒草原生态系统的遗留效应尚不明确。因此，本文通过在天山中部的巴音布鲁克高寒草原开展长达16 a的控制实验，探讨了长期氮添加对草原植物群落的遗留效应。结果表明：（1） 优势物种功能性状方面，停止施肥4 a后，高氮处理（N15，15 g N·m^-2·a^-1）对天山赖草（Leymus tianschanicus）的植株高度（+20%）、叶面积（+16%）和比叶面积（+5%）仍存在正向遗留效应，对寒生羊茅（Festuca kryloviana）的植株高度（-23%）和比叶面积（-1.5%）仍存在负向遗留效应，且寒生羊茅的遗留效应随恢复时间逐渐减弱。（2） 群落水平上，长期氮添加对根茎型禾草存在正向遗留效应，对丛生型禾草存在负向遗留效应，进而对群落的盖度和地上净初级生产力存在显著的正向遗留效应，且遗留效应表现出逐年减小的趋势。N15水平下，群落盖度的增加幅度由32%降低至18%，群落地上净初级生产力的增加幅度由64%降低至44%。（3） 土壤化学性质方面，氮添加对土壤全氮含量存在显著的正向遗留效应，对土壤全磷和有机碳含量的遗留效应不显著，而土壤pH的负向遗留效应逐年减弱。N15水平下，2024年土壤pH的抑制效应（-1.4%）较2023年（-3.4%）明显缓解。土壤全磷和有机碳含量与植被特征的相关性较低，4种土壤因子对植被变异的综合解释程度较低。本研究表明，在大气氮沉降降低或停止的背景下，历史氮沉降仍对草原生态系统产生持续的遗留效应，且部分指标的遗留效应随恢复时间逐渐减弱。

在沙漠环境中实施植物固沙工程，土壤水热状况是影响固沙植物健康生长的关键因素。竖管地表滴灌是为缓解土壤干旱和地表高温对固沙植物幼苗的复合胁迫而提出的一种节水控温保育新技术，其土壤水热分布及迁移状况尚不清晰，推广应用到植物固沙区缺乏理论基础。为探明竖管地表滴灌模式下灌溉参数（滴头流量和灌溉水温）和竖管参数（竖管直径和竖管埋深）对土壤水热分布及迁移状况的影响，基于HYDRUS-2D软件，构建了竖管地表滴灌土壤水热迁移数学模型，通过室内试验，验证了所建模型及其求解方法的可靠性。在此基础上，采用单因素分析法，考虑滴头流量（1、2、3 L·h^-1）、灌溉水温（10、20、30 ℃）、竖管直径（9.6、11.6、13.2 cm）及竖管埋深（15、20、25 cm）4个影响因素，设计9组模拟方案，获得竖管地表滴灌不同影响参数组合下的土壤水热分布特征及迁移规律。 结果表明：（1） 整个灌水过程湿润体内取9个有代表性的点位，其土壤水热变化均是通过以水调温实现的水热耦合，灌水初期竖管内土壤水热动态变化最为明显，尤其是管内地表层；随着灌水时间的延长，管内土壤水热状况逐渐稳定，水分通过管底孔向四周渗透，管外各点位土壤水分快速增加并趋于稳定，而温度则受灌溉水温的影响而略有增减。（2） 滴灌期间竖管直径对土壤水热状况的影响不显著，竖管埋深主要是影响土壤的水分状况，对土壤热环境的影响也不明显。不同竖管埋深情况下管外土壤湿润体水分分布以管底为分界线，其上部同一点位处的土壤含水率随埋深的增大而减小，其下部同一点位处的土壤含水率则随埋深的增大而增大。（3） 滴头流量对土壤温度分布的影响相对有限，但其是影响土壤水分状况的关键参数，滴头流量越大，管外同一点位处的土壤含水率越高。（4） 灌溉水温对土壤水分分布的影响相对微弱，但其是影响土壤温度状况的直接因素，灌溉水温越高，管内外同一点位处的土壤温度越高。（5） 在竖管直径和埋深固定难以调整的情况下，通过调整滴头流量和灌溉水温，可有效实现根区土壤水热调控。该研究可为固沙植物竖管地表滴灌工程设计、运行和管理提供科学依据。

为研究黄河上游龙羊峡至积石峡流域两岸巨型滑坡地表形变特征及形变量预测，本研究以位于黄河上游贵德地区境内的席芨滩巨型滑坡作为研究区，利用小基线干涉测量（Small Baseline Subset Interferometric Synthetic Aperture Rader，SBAS-InSAR）技术对席芨滩巨型滑坡开展地表形变监测，探讨了2019—2022年滑坡地表形变速率及其变化特征。 结果表明：（1） 区内滑坡体最大地表形变速率为-96 mm·a^-1，最大累计形变量为464.71 mm，滑坡体前缘与后缘存在明显形变区域，其地表形变速率为-96~16 mm·a^-1。（2） 基于SBAS-InSAR技术得到区内滑坡体地表布设的特征点的累计形变量，其最大累计形变量为-140.50 mm。（3） 采用长短期记忆（Long Short-Term Memory，LSTM）神经网络模型进行特征点累计形变量预测，并与支持向量机（Support Vector Machine，SVM）、BP（Back Propagation）神经网络模型进行对比，LSTM神经网络模型计算得到预测结果反映出相对较高的预测精度，其绝对误差为5 mm以内，拟合优度（R²）高于0.8，反映出采用LSTM神经网络模型应用于滑坡体地表累计形变量预测有效性。研究结果可为进一步开展黄河上游巨型滑坡地表形变监测、潜在滑坡早期识别提供数据支撑和实际指导。

本研究采用裸土高光谱反射曲线细节所提取的特征变量评价不同荒漠类型可分性，选择石羊河下游盐漠、砾漠、泥漠和沙漠为研究对象，运用累积差值、一阶微分、包络线去除、植被指数计算、主成分分析法等，辨别不同荒漠类型的高光谱反射特征，提取关键分类变量，量化不同荒漠类型区分度。结果表明：（1） 各荒漠类型在446~600 nm和2150~2285 nm处存在差异明显的吸收谷。（2） Carter指数1、绿度指数（GI）、绿色归一化植被指数（GNDVIh2）等在不同荒漠类型间存在显著差异。（3） 改进叶绿素吸收指数（MCARI）、土壤调整植被指数（SAVI）、2265 nm与1790~1810 nm反射率在主成分指标构建中的权重值较大。（4） 各荒漠类型区分度：沙漠&盐漠>沙漠&泥漠>泥漠&盐漠>砾漠&盐漠>沙漠&砾漠>泥漠&砾漠。研究结果可为西北干旱区荒漠遥感监测提供地面验证和数据支持。

本研究以荒漠-绿洲过渡带3种典型固沙植物泡泡刺、梭梭和沙拐枣作为研究对象，在入渗水量分别为10 L、15 L和20 L条件下（模拟小雨、中雨和大雨），采用野外染色示踪方法与计算机图像处理技术，分析染色图像垂直和水平剖面优先流分布规律和特征参数，选取特征参数作为评价指标，通过均方决策法探明典型固沙植物根区土壤优先流发育程度，为荒漠-绿洲过渡带固沙植被恢复及水资源有效利用提供参考依据。结果表明：（1） 荒漠绿洲过渡带固沙植物根区存在土壤优先流现象，且主要类型为孔隙流，固沙植物种类不同，其根区优先流的垂直和水平分布特征也不同，但随着入渗水量的增加，优先流均发生侧向入渗。（2） 在不同入渗水量条件下，3种固沙植物根区土壤染色面积比随土层深度的增加呈非线性减小趋势，梭梭和沙拐枣根区土壤染色面积比曲线变化呈“S”型，且水分呈非均匀下渗现象。（3） 优先流评价指数P_FI由大到小为梭梭（0.685）、泡泡刺（0.543）、沙拐枣（0.502），梭梭根区土壤优先流发育程度最高。

植物-土壤-微生物系统的C、N、P含量内稳性是调控脆弱生态系统养分循环的关键机制。针对科尔沁沙地风沙土C、N、P化学计量失衡及有机改良效应不明的问题，通过田间试验，对比了生物炭与秸秆添加对燕麦种植系统元素计量特征的影响。试验设置对照组（CK）、生物炭添加组（低量B1:3%、中量B2:5%、高量B3:10%）和秸秆添加组（低量S1:3%、中量S2:5%、高量S3:10%），并基于生态化学计量学与内稳性理论，解析了植物（燕麦）、土壤和微生物的C:N:P的响应特征。结果表明：（1） 中高量生物炭（B2和B3）显著优化了系统的养分循环，在调控C、N、P分配方面优于秸秆。具体表现为：生物炭对燕麦茎叶的C、N、P含量无显著影响，但显著提高根系C、N、P含量，尤其B3梯度下，根系C、N、P含量较对照组分别提高了45.2%、65.2%、71.4%，较秸秆S3梯度分别高出28.7%、60.2%、14.5%。同时，生物炭显著提升土壤和微生物C、N、P含量，较对照组分别提高240.2%、157.8%、81.2%和95.3%、88.7%、134.7%，较秸秆S3梯度分别高出118.4%、81.4%、17.5%和61.2%、21.7%、43.5%。此外，生物炭显著降低茎叶、根系及微生物的C:N和C:P，同时提高土壤C:N和C:P，表现出双向调节作用，而秸秆处理未显现此效应。（2） 生物炭和秸秆添加下，根系的内稳性较弱，对外源养分输入的响应更为迅速，而茎叶和微生物的内稳性较强。（3） 植物和微生物的C、N、P元素内稳性整体表现为C>N>P，比值内稳性表现为N:P>C:P>C:N。综合而言，生物炭通过增强植物（燕麦）对N、P的吸收和同化，显著提升了植物-土壤-微生物系统的固碳和元素内稳性，其中高量（B3）生物炭效果最为显著。本研究为沙地农业系统的可持续管理及生物炭资源化利用提供了重要的理论依据和实践指导。