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。

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。

土地资源是人类生存发展最基本的生产要素，研究土地利用变化驱动因素及未来土地利用情景模拟对区域可持续发展具有重要意义。本文以黄河流域甘肃段为研究区，基于多源数据，采用土地利用转移矩阵、地理探测器（GeoDetector）和混合元胞自动机（MCCA）模型等方法揭示黄河流域甘肃段土地利用演变特征，并开展2035年土地利用多情景模拟。结果表明：（1） 2000—2020年，研究区土地利用覆被以耕地、林地、草地为主，林地草地覆盖度较高，耕地面积显著下降，且耕地和草地之间的转换最为明显。（2） 影响黄河流域甘肃段土地利用变化的主导因素包括高程、气温、降水、距农村居民点距离和人口密度，各驱动因素交互作用后的q值均有所增大。（3） MCCA模型在研究区土地利用模拟过程中有良好的模拟精度，总体精度达到0.903；2035年不同情景模拟结果各异，自然演变情景耕地、未利用地收缩，其余地类均扩张；耕地保护情景保持了耕地现状存量，草地面积下降明显；生态优先情景林地、草地面积上升显著；经济发展情景表现为更积极的开发模式，建设用地显著扩张。研究结果可为黄河流域甘肃段土地管理及高质量发展提供参考。

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。

随着全球变暖，中国西北地区出现了暖湿化现象。祁连山地处西北干旱区，东西跨越干旱、半干旱和极干旱气候区，气候也发生了明显变化，对区域生态及水文过程产生了显著的影响。本文基于1961—2022年祁连山以及周边地区常规气象站及雨量站观测的气温降水资料，分析了祁连山气温降水的时空变化特征以及降水与海拔的关系。结果表明：祁连山气温和降水在60 a来呈显著增加趋势，气温年际变化在祁连山中段最大，降水年际变化在祁连山东段最大，在西段最小，山区降水年际变率最大出现在8月。祁连山地区气温增加倾向率约0.36 ℃·(10a)^-1，高于全国水平0.21 ℃·(10a)^-1，冬季升温速率最大为0.45 ℃·(10a)^-1，西段区域升温速率最大为0.5 ℃·(10a)^-1；中段区域降水增加速率最大为11.86 mm·(10a)^-1。祁连山以及周边地区降水增加速率随海拔高度增加。山区降水存在两个峰值，夏季降水量极大值出现在海拔2600~2800 m的高度带，海拔3600~3800 m出现第二个峰值。不同山系降水量随海拔变化大多呈单峰型分布；其中达坂山迎风坡降水量最大，青海南山降水量最小。祁连山地区的气候总体上呈现出暖湿化倾向。年平均最低温度的增加快于最高温度的增加趋势，最低温度在祁连山西段增加最为明显，最低气温的快速上升会对祁连山冰川、生态系统产生影响。

探究樟子松林土壤和根内真菌泛化种和特化种群落结构、功能差异及其与土壤理化性质的关系，旨在揭示影响樟子松林生态系统功能的关键微生物学机制。以呼伦贝尔沙地樟子松天然林和人工林（24 a、35 a、44 a）为研究对象，采用高通量测序技术解析土壤和根内真菌泛化种和特化种群落结构和功能类群差异。 结果表明：（1） 土壤和根内真菌泛化种共同保留169个OTU，土壤真菌特化种保留了603个OTU，根内真菌特化种保留了216个OTU；土壤真菌泛化种优势属为口蘑属Tricholoma和乳牛杆菌属Suillus，根内真菌泛化种优势属为口蘑属、乳牛肝菌属和Cadophora，土壤真菌特化种优势属为青霉属Penicillium，根内真菌特化种优势属为Acephala。（2） 土壤真菌泛化种共生营养型真菌占比28.49%~47.21%，优势生态功能群是外生菌根真菌，随林龄呈先增加后减少的趋势；土壤真菌特化种腐生营养型真菌占比17.01%~40.01%，与天然林相比，人工林腐生营养型真菌相对丰度低于天然林，并且随林龄增加，腐生营养型真菌呈先下降后回升的趋势；根内真菌特化种共生营养型占比43.25%~54.45%，优势生态功能群是外生菌根真菌，随林龄增加呈增加趋势，天然林相对丰度高于人工林。（3） 樟子松天然林土壤有机质、有效磷含量显著高于人工林（P<0.05），随林龄升高，人工林土壤有机质、全磷、有效氮和有效磷显著增加（P<0.05），土壤pH降低但不显著（P>0.05）；泛化种与土壤有机质、铵态氮和全钾显著相关（P<0.05）；根内特化种除了与上述因子显著相关（P<0.05）还与土壤全氮显著相关（P<0.05）；土壤特化种则与全钾、速效氮及硝态氮显著相关（P<0.05）。樟子松林真菌群落结构的驱动因子呈现显著的生态位分化特征，研究结果有助于深入理解呼伦贝尔沙地樟子松林土壤和根内真菌生态功能，为樟子松林的可持续管理与保护提供科学依据。

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。

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。

准确的作物产量预报对于政府提前了解作物产量信息、合理规划农业生产以及保障国家粮食安全至关重要。气象因子是影响作物产量的重要因素，基于气象因子建立的气象产量预报方法和技术体系为作物产量预报提供了重要参考。气象产量预报主要采用统计学方法实现，该方法简单易行、准确率高，是目前中国区域应用最广泛的气象产量预报技术。本文综述了气象产量预报中常用的统计学方法（关键气象因子、气候适宜度和历史丰歉气象影响指数）在中国区域的应用现状。通过广泛地搜集和调查，详尽地给出了各统计学方法所应用的作物品种和研究区域，选取的气象因子类型、数量和时间尺度，气象指标的多种计算方法，以及采用的建模技术等应用现状；阐述了各统计学方法在不同区域、不同作物中的应用效果；评述了统计学方法的集成模型效果，比较了各统计学方法的预报准确率。通过这些深入调查，明确了作物气象产量统计预报中存在的问题。其中，关键气象因子方法虽然易于业务化且模型参数获取方便，但由于主要考虑光照、温度和水分的影响，可能会忽略其他气象因子及气象灾害的作用；气候适宜度方法能够充分考虑到作物生长所需的光温水资源，但该方法主要关注气象要素的平均态，且时间分辨率较低，难以反映短时灾害性天气对作物产量的影响；历史丰歉气象影响指数方法可以客观地预报气象条件对作物产量丰歉趋势的影响，但在确定真正的相似年方面存在挑战。这些问题导致了预报结果的不稳定性。为了克服这些局限性，未来的研究可通过融合更多来源的数据（如卫星遥感、无线传感器网络、物联网等），引入先进的数据分析技术和新的统计方法（如机器学习和深度学习算法），结合作物生长机理模型，建立基于农业、气象、遥感、人工智能的集成技术体系，构建适用于不同时空尺度、高效、高精度的产量混合预报模型，通过开展针对不同区域和不同作物的适用性分析，进一步提高农业气象精细化、准确化和全面化的服务能力。

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。

为了更好地了解全球气候变化背景下，高海拔地区季节变化对生态和环境的响应机制，研究西藏季节早晚和长短等级划分指标变得尤为重要。根据1981—2023年西藏地区38个气象站点气温日资料，选择四季划分气温阈值6 ℃、17 ℃、17 ℃、6 ℃，探讨气候季节早晚和长短等级划分指标及其演变规律。结果表明：（1） 38站春、夏、秋、冬四季开始日期平均出现在4月21日、6月17日、7月17日、10月17日，时间长度平均为56 d、29 d、92 d、188 d。（2） 当年气候季节起止时间、时间长度整体上呈现“冬季标准差最小、夏季标准差最大”的特征。（3） 气候季节起止时间、时间长度早晚等级呈现“正常等级天数>略偏早晚、偏早晚等级天数>显著早晚、异常早晚等级天数”的特点，A指标更符合早晚和长短等级划分指标的阈值。（4） 西藏地区春夏季的开始日期有提前的趋势，秋冬季则有推迟的趋势。（5） 春季开始日期、冬季结束日期、夏季时间长度以正常等级为主，夏秋冬季开始日期、春秋季结束日期以早等级为主，春秋季时间长度以短等级为主，冬季时间长度以长等级为主，夏季结束日期以晚等级为主。研究结果可为气候资源管理、生态环境保护、人类生产生活等提供参考。

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。

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。

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。

研究不同土地利用方式下农田土壤有机碳组分及微生物量碳的含量特征对指导伊犁河谷土壤资源的合理利用与管理具有重要意义。通过野外实地调查、样品采集、室内分析与地统计相结合的方法，研究伊犁河谷旱地、水浇地、水田、果园、撂荒地5种土地利用方式土壤有机碳（SOC）、颗粒有机碳（POC）、可溶性有机碳（DOC）、轻组有机碳（LFOC）、易氧化有机碳（EOC）和微生物量碳（MBC）的含量特征，比较分析土地利用变化对伊犁河谷农田土壤有机碳组分及微生物量碳的影响。结果表明：土壤TN、AN、AP和AK含量均表现为：水田>水浇地>旱地>果园>撂荒地；水田土壤养分含量显著高于其他4种土地利用方式；土壤SOC含量具有明显的差异特征，主要体现为：水田（25.62 g·kg^-1）>旱地（13.80 g·kg^-1）>水浇地（12.19 g·kg^-1）>果园（11.58 g·kg^-1）>撂荒地（8.81 g·kg^-1），且均达到显著性差异水平（P<0.05）。土壤SOC、DOC、POC、LFOC、MBC含量均呈现出：水田>旱地>水浇地>果园>撂荒地的特征，其差异达到极显著水平，而EOC含量则表现为：水田>水浇地>旱地>果园>撂荒地的特征，其差异达到极显著水平。水田土壤SOC、DOC、POC、LFOC、MBC、EOC含量均显著高于其他4种利用方式。5种土地利用方式土壤SOC与POC、LFOC、DOC之间存在极显著的正相关，其相关系数分别为0.622，0.36，0.489（P<0.01)，说明土壤SOC含量是影响土壤POC、LFOC和DOC含量的重要因素。

陕甘宁地区气候舒适度评价对区域红色旅游资源开发、促进生态文明建设具有重要意义。利用陕甘宁地区1953—2020年逐日平均气温、风速、相对湿度等气象要素数据，基于气候舒适度综合评价模型，通过GIS空间插值、综合区划法对其气候舒适度时空分布特征进行了系统评价。 结果表明：时间分布上，5—9月陕甘宁地区气候总体较舒适，12月—翌年2月气候总体不舒适。空间分布上，陕北地区气候较为舒适，而西南部西海固地区较不舒适。在全球变暖背景下，年均舒适日数呈增多趋势，2000年后年均不舒适日数明显下降。综合区划上，西南部及中部高海拔区域气候较不舒适，其他地区气候较舒适。气候舒适度指数每变化1个单位，红色旅游客流量指数变化0.593%。延安因红色旅游资源丰富、气候适宜，其吸引力指数远超其他地区。未来需动态优化红色旅游规划，以适应气候变化和游客需求。研究为区域旅游开发和红色旅游活动提供了参考。

植物基固沙剂是一种以全植物成分为主的环保型固沙剂，其能够有效固沙，且不会对土壤产生污染，分解成分对植物生长有促进作用。为明晰植物基固沙剂固结层的物理特性及其对沙质耕地土壤水分运移规律的影响，本文选取3种植物基固沙剂（沙蒿、亚麻、刺槐）及6种施用量（0.5 g·m^-2、1.0 g·m^-2、2.0 g·m^-2、3.0 g·m^-2、4.0 g·m^-2、5.0 g·m^-2）开展水分入渗与蒸发模拟试验，并以喷洒等量纯净水的风沙土为对照（CK）。结果表明：（1） 施用植物基固沙剂可改变土壤物理特性，固结层抗压强度表现为：刺槐>亚麻>沙蒿>CK，喷施刺槐、亚麻、沙蒿固沙剂后固结层平均抗压强度分别较CK增加了109.38%、95.06%、58.46%，同种固沙剂抗压强度随其施用量的增加而增加。随着固沙剂用量的增加，土壤容重逐渐增大，最大用量较CK提高3.76%；总孔隙度、饱和持水量、最小持水量均呈现递减趋势，最大较CK降低44.55%、47.65%、53.62%。（2） 喷施植物基固沙剂可有效减缓水分的入渗速率，表现为亚麻固沙剂（29.53 min）≈刺槐固沙剂（29.52 min）>沙蒿固沙剂（29.03 min）>CK（26.08 min），随着施用量的增加，刺槐和亚麻固沙剂入渗时间呈现U型变化趋势，沙蒿固沙剂呈现逐渐增大的趋势。（3） 喷施植物基固沙剂可有效减缓土壤水分蒸发速率，3种固沙剂均表现出2.0~4.0 g·m^-2施用量效果较为显著。（4） 当固沙剂施用量为2.0~4.0 g·m^-2时, 既可保证保水效果又能有效预防水分入渗过慢的问题。该研究为新型固沙剂的探索及在沙质耕地土壤风蚀防治方面提供理论依据。

水供给服务维系着人类社会的生存与发展，是推进中国生态文明建设和流域高质量发展的关键。以新疆伊犁河谷为研究区，基于统计年鉴数据和遥感数据，利用水供给服务供需模型、水资源安全指数（FSI）、供需匹配等方法，分析研究区2005—2020年水供给服务供需的平衡特征及其匹配状况。结果表明：（1） 伊犁河谷水资源安全指数呈“升-降”波动，供需平衡呈现“一般赤字-一般盈余-赤字持续”三阶段演变。空间分异显著：伊宁市、伊宁县、霍城县、察布查尔锡伯自治县、新源县五县市持续赤字；尼勒克县、特克斯县、昭苏县三县及霍尔果斯市（2020年）维持盈余，其中2010年出现阶段性盈余拐点。（2） 水供给服务的供需匹配呈现三种主导类型：“低供给-高需求”“低供给-低需求”和“高供给-低需求”。供需匹配类型空间分布具有东、中、西梯度分异，同模式县市呈现空间集聚与产业趋同特征，且受区域经济结构驱动显著，具体表现为：生态本底优越的畜牧区维持高供给能力，而耕地密集型农业区持续面临高需求压力。基于上述研究结果，划定出生态涵养区、生态调控区、生态改良区等生态管理分区以促进流域生态系统可持续管理及水资源高效利用。

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。

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。

光伏发电符合能源产业发展方向，我国光伏电站在西北干旱地区建设最为广泛，但西北干旱地区生态环境较为脆弱，目前，对于干旱区光伏电站运营过程中可能产生的环境影响尚不清楚。以青海省海南州共和塔拉滩光伏发电园为研究区，基于2023年3月—2024年2月光伏电站内光伏区和自然空地区生态环境指标的观测数据，并结合2000—2020年研究区域的遥感监测数据，综合分析了光伏电站的运营对局地大气、土壤、植被等生态环境要素的影响。结果表明：光伏电站的运营对局部大气起到增湿、增大温度极端值、减缓风速的作用，平均增湿3.87%、减少风速0.25 m·s^-1，温度极端值变化1.72 ℃；对局部土壤起到增温、减湿、降低土壤CO₂含量的作用，平均升温1.83 ℃、湿度减少4.81%，土壤CO₂降低156.94 ppm。光伏电站运营能够促进电站所在区域植被覆盖度增加和植被生长，对生态系统固碳能力起到正向促进作用，光伏电站及其周围区域NDVI均值增速比海南州地区快0.001 kg C·m^-2·a^-1。光伏电站的运营可明显改善周边生态环境，起到空气增湿、土壤增温、防风固沙、促进植被生长的作用，促使局地生态环境不断向好。

鄂尔多斯由于干旱事件频发，严重影响到当地的经济发展。研究鄂尔多斯的干旱时空演变特征对抗旱减灾工作的开展十分必要。本文采用1961—2020年鄂尔多斯85个格点的逐月降水数据，利用游程理论分析了标准化降水指数（Standardized Precipitation Index，SPI）和降水量距平百分率指数（Precipitation Anomaly Percentage，Pa）在该地区的适用性，并进一步采用反距离插值等方法分析干旱时空演变特征，结果表明：（1） Pa指数对鄂尔多斯干旱的描述具有很强的敏感性和准确性。（2） 干旱年际变化频率高，夏旱发生频率最高，为16.7%，冬旱发生频率最低，为13.3%，其中，干旱发生率随干旱等级升高而逐渐降低。（3） 鄂尔多斯西部比东部更易发生严重干旱，不受旱灾影响的概率逐渐由42%增大为75%。（4） 春夏两季的干旱情况对整年的干旱情况影响最大，秋冬两季的干旱形势有所好转，并且冬季好转更明显。

新疆沙冬青（Ammopiptanthus nanus）是中亚荒漠区特有的濒危常绿灌木，具有极强的抗寒抗旱能力，是探究植物适应极端环境机制的模式物种，也是荒漠生物多样性保育研究的重点对象。本文以黑色和绿色两种颜色新疆沙冬青种子为研究对象，研究新采收种子与3种贮藏方式后的种子萌发与活力。结果表明：新采收种子萌发率随着培养温度增加而提高，且新采收种子活力达100%。两种颜色的种子在干冷、干热贮藏方式下萌发差异显著，绿色种子萌发率显著高于黑色种子（P<0.05），而在湿冷贮藏下萌发差异不显著。湿冷贮藏促进种子萌发，而干冷、干热贮藏抑制其萌发。3种贮藏方式对两种颜色的种子活力影响较小，贮藏后活力均达95%以上。温度与湿度是影响新疆沙冬青种子萌发与活力的重要生态因素，种子萌发差异是其适应恶劣生境的进化策略，有利于提高其生存与繁衍能力。湿冷贮藏有效提高种子萌发率与维持活力，为种质资源保护与苗圃育种提供技术指导。

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。

鉴于像素级分类在光谱特征相近情况下难以准确识别冰川变化，特别是表碛覆盖区的光谱特征与周围山地、岩石相似度高，导致其提取精度较低。为此，本文以音苏盖提冰川和雅弄冰川为研究区，基于Google Earth Engine平台，结合光谱指数、微波纹理和地形特征，采用面向对象（OB）的机器学习算法进行冰川自动提取，并与基于像素（PB）分类方法进行对比。 结果表明：（1） 基于多特征融合的OB分类方法有助于提高冰川提取精度。其中，OB_RF分类的总体精度、Kappa系数和F1分数分别为98.1%、0.97和98.67%，优于OB_CART和OB_GTB方法。与PB_RF分类相比，总体精度、Kappa系数和F1分数分别提升了1.7%、0.024和5.57%。（2） 2001—2022年音苏盖提冰川和雅弄冰川年平均退缩率分别为0.08%、0.13%。（3） 音苏盖提冰川表碛区主要分布在海拔5000 m以下，而雅弄冰川表碛区主要分布在海拔4800 m以下，2001—2022年两条冰川表碛覆盖区均呈现向上扩张趋势。

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。

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。

基于GRACE和GRACE-FO重力卫星数据反演2002—2022年黄河流域陆地水储量，并计算标准化水储量赤字干旱指数（Water Storage Deficit Index，WSDI），分析了2002—2022年黄河流域的干旱特征。结果表明：在2002—2022年期间，黄河流域全域、上游和中下游陆地水储量的长期减少趋势约为5.43 mm·a^-1、1.03 mm·a^-1和8.36 mm·a^-1。在2002—2022年间，黄河流域全域、上游和中下游分别发生干旱事件6次、11次和8次。在干旱强度上，黄河流域上游多见中度及以上干旱，中下游多见轻度干旱，全域多见轻度干旱。2022年黄河流域干旱事件集中发生在上游和中下游交界处，黄河流域上游是干旱事件主要发生区域，除黄河源区外，全年均处于干旱状态；黄河流域上游和中下游交界处的内流河流域和汾河流域干旱现象明显；黄河流域下游仅有少数月份受干旱影响。在2022年内，干旱事件中心从前套流域逐步迁移到西套流域。

近年来，众多学者对我国西北地区沙尘暴的研究主要集中于大尺度、区域性，对城市沙尘暴研究较少。为了解城市沙尘暴的变化特征，本文以兰州为例，分析城市沙尘天气变化特征。结果表明：（1） 兰州2009—2023年浮尘、扬沙、沙尘暴日数在时间序列水平上呈多段波动变化趋势，沙尘天气总日数在时间序列水平上整体呈0.66 d·a^-1微弱递减趋势。（2） 兰州沙尘天气集中发生在春季，在3月断崖式上升后逐月递减，主要以浮尘为主，其次为扬沙、沙尘暴。（3） 2009—2023年兰州年均沙尘天气发生频次与风速呈正相关，是影响沙尘天气的主要气象因子，与相对湿度呈微弱负相关，与其余气象因素无明显相关关系。（4） 浮尘日数存在2~3 a、4~7 a、8~23 a 3种时间周期尺度，呈多段不显著波动趋势，其中，8~23 a对应两个峰值，振幅最强，是浮尘波动的主周期。

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。

研究旨在预测白皮松潜在适生区分布及气候变化对其的影响，明确其未来适宜的分布范围，为白皮松保护和其在生态工程建设中的应用提供参考。基于白皮松83个野生分布点及气候因子数据，利用MaxEnt模型和ArcGIS软件，模拟白皮松当前和未来3种（2080—2100年，低温室气体排放情景、中温室气体排放情景和高温室气体排放情景）气候变化情景（SSP126、SSP370、SSP585）下的潜在适生区分布。MaxEnt模型模拟结果AUC（受试者工作特征曲线下面积值）值均>0.973，预测结果精度较高。当前气候条件下，白皮松的潜在适生区主要分布在陕西省、山西省南部、甘肃省东南部、河南省和湖北省西北部等地，总面积约74.5×10⁴ km²，未来气候变化背景下，核心适生区面积均有不同程度的缩减，温度为白皮松潜在适生区分布的主限制因子；中、低温室气体排放情景下，白皮松潜在适生区分布的限制因子仍以温度为主；高温室气体排放情景下，全球温度升高加快，降雨量成为影响白皮松适生区分布的主要限制因子，白皮松适生区质心向东偏移，尤其在温室气体高排放浓度下更敏感，迁移距离更远。本文结合白皮松当前和未来潜在适生区的变化，提出了对白皮松保护的建议，且对利用白皮松进行生态工程建设提供参考价值。

对兼具重要生态功能的欠发达地区土地利用转型态势进行探究，对于推动城乡融合、实现区域可持续发展具有重要意义。本文基于甘肃省2000—2020年5期土地利用数据，从时空维度分析土地利用类型数量分布、空间布局及相互转移情况，并采用FLUS模型，模拟了2035年惯性发展、城乡融合、规划约束和生态修复四种情景下土地利用转型情况。结果表明：（1） 2000—2020年，甘肃省土地利用类型以耕地、草地和未利用地为主，且不同地类在空间分布上呈现出显著的区域异质性；其综合土地利用动态度呈先上升后下降再上升的趋势。（2） 受到西部大开发战略的持续推进和退耕还林还草等政策的影响，甘肃省土地利用转型主要表现在耕地向草地、林地转移，以及建设用地向耕地、草地转移。（3） 在城乡融合和规划约束两种情景下，土地利用模拟结果较为合理，兼顾了耕地保护和区域生态环境修复，可满足未来发展需求，为甘肃省未来国土空间治理提供了参考。

磷污染作为水系统的重要组成部分，过度积累会引起水体富营养化，而河岸带作为连接陆地与水体的过渡区域，其对于控制磷的流失至关重要。故采用SMT法及Psenner分级提取法研究了黄河兰州段河岸带沉积物中的磷形态及分布特征，再结合平衡浓度评价法、单因子及生物有效磷污染指数评价法对磷释放风险进行了研究。结果表明：研究区沉积物总磷平均含量处于较高水平（1240.07 mg∙kg^-1），其中磷形态以无机磷为主，而无机磷则以钙磷主要赋存形态。研究区沉积物磷平衡浓度均高于上覆水溶解性活性磷浓度，这表明沉积物是作为上覆水的“磷源”存在的；而根据磷的单因子污染指数及生物有效磷污染指数评价结果可知，尽管该地区总磷污染以重度污染为主，但区域内生物有效磷污染评价结果显示，黄河兰州段的磷生态污染状况相对较好。

构建生态安全格局，精准识别生态修复关键区域，是推进国土空间生态修复的前提和保障。陇南市作为国家重点水源涵养区和长江上游生态安全屏障，其生态安全至关重要。本研究采用InVEST模型评估生态系统服务功能，结合形态学空间格局分析（MSPA）方法和电路理论构建陇南市生态安全格局并分析其演变规律。 结果表明：（1） 2000—2022年生态源地面积增加，其中康县、徽县和成县增加显著，呈现出南多北少的空间分布格局。（2） 平均阻力值呈先下降后上升的变化趋势，生态廊道长度呈先增加后减小，研究期内生态廊道净减少长度约508.94 km，空间上由中部向东南部移动的趋势。（3） 生态夹点主要位于阻力低值区域，以林地、耕地和草地为主，面积逐年减少，同期净减少面积约144.84 km²；生态障碍点数量和面积均有所减少，集中在武都区、礼县和宕昌县。研究结果可以为制定陇南市生态修复规划和区域经济高质量发展提供科学依据。

利用2020年7月10日甘肃省陇南市站点逐小时降水观测及ERA5再分析资料，分析了强降水时空分布、环流形势及水汽输送等特征，并引入大气湿位能（Moist Static Energy，MSE）研究了对流活动的不稳定能量来源。结果表明：（1） 此次强降水过程具有强度大、局地性明显和对流性强等特征；500 hPa受高原短波槽影响，冷暖空气交汇明显，700 hPa为偏南气流并配合有气旋性切变，具备较好的水汽和动力抬升条件。（2） 强降水发生伴随MSE充放能过程，强降水到达峰值前MSE不断累积，大气处于充能状态；到达峰值后MSE明显减弱，大气处于放能状态。（3） 不同垂直高度的大气充能机制存在差异，对流层低层MSE垂直输送起正贡献，水平平流为负贡献；中层水平平流为正贡献，且以经向平流为主，垂直输送为负贡献；高层MSE增加主要由纬向平流引起。（4） 对流层低层MSE受水汽垂直输送的影响；中层MSE受水汽相关的潜热能控制，MSE增加主要为偏南风异常造成水汽经向平流；高层MSE由内能项主导，MSE增加主要由西风叠加西暖东冷的温度梯度造成纬向平流所致。

高分时序遥感对于监测冰川变化具有重要作用。本文利用2016—2022年Sentinel-2多时相卫星影像和D-UNet语义分割模型提取依连哈比尔尕冰川变化信息，并与时相相近的Landsat遥感数据的提取结果对比，比较Sentinel-2和Landsat在冰川制图的精度差异，在此基础上选择75条典型冰川分析近期研究区冰川总面积和冰川末端的变化特征。结果表明：（1） Sentinel-2冰川制图总体精度为95.0％，相同条件下比Landsat-8提高5%~10%。（2） 2016—2022年研究区冰川年平均面积退缩率为0.75%±0.69%，其中，海拔4600 m以下的区域为冰川面积减少的区域，海拔越低面积退缩率越大。（3） 近6 a 75条典型冰川末端的平均高度上升了17.75 m，长度平均退缩了11.39±2.36 m·a^-1，其中，偏西、东北和南的退缩最为显著，分别为15.49±2.36 m·a^-1、13.95±2.36 m·a^-1和13.14±2.36 m·a^-1，冰川末端退缩速率随海拔的升高而降低。

本文围绕韧性发生的过程和耕地系统提升韧性所要具备的能力，建立了一套适用于干旱区的耕地系统韧性评价指标体系，旨在将韧性理论应用到耕地系统中，评价新疆耕地系统韧性以及20 a间时空演变特征，提出在韧性视角下新疆耕地可持续利用的政策建议。以栅格网格为尺度，使用综合指数法对新疆耕地系统韧性水平进行测算。结果表明：（1） 2000—2020年新疆耕地面积呈增加态势，其主要分布在水资源丰沛的区域；（2） 新疆耕地系统韧性有小幅度的提升，但整体水平仍偏低，且空间异质性强，20 a间高值区呈现向南部转移的趋势，且主要分布于大河冲积形成的河谷三角洲地带；（3） 20 a间新疆耕地系统的抵御能力和适应能力均有所提高，但转型能力有所下降。在空间分布上，南疆地区耕地的抵御能力和转型能力不断提高，适应能力基本呈现“北高南低”的分布格局。由于影响各地区耕地系统韧性的因素不同，因此，根据2020年耕地系统韧性值将耕地利用系统分为5个分区，并针对每个分区面临的问题，提出了具体提升方案，为今后区域内的耕地可持续利用发展提供参考。

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。

农业光热资源是塔里木盆地西部大开发国家战略中核心的优势资源。然而，目前鲜见对塔里木盆地农业光热资源开发潜力进行综合定量评估。在对塔里木盆地农业光热资源时空演变特征分析的基础上，构建了综合的评价指标体系，采用熵权-TOPSIS法和Mann-Kendall检验等方法对塔里木盆地农业光热资源的开发潜力进行量化评估。结果表明：（1）1990—2020年塔里木盆地的农业光热资源中年日照时数、年太阳辐射总量、≥10 ℃活动积温和年平均气温都呈现上升趋势，而≥3 h有效日照天数和年蒸发量则呈现下降趋势。（2）塔里木盆地的农业光热资源存在显著的空间不均衡性，不同指标呈现不同的空间分异特征，形成了显著的高农业光热资源和低农业光热资源聚集分布的空间特征。（3）塔里木盆地农业光热资源开发潜力存在显著空间差异，开发潜力评分均值为0.199，最高的策勒县（0.578）是最低的柯坪县（0.094）的6倍多，形成“多核心”的分布态势。研究结果可为塔里木盆地的农业光热资源开发利用提供参考，助力提升当地资源利用率。

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。