荒漠藓类植物是典型的变水植物，对水分能够快速做出反应，恢复光合、呼吸等生理活性，且荒漠藓类植物对水分的敏感性显著高于维管束植物。藓类植物的生态化学计量特征易受到微环境影响，对于藓类植物生态化学计量特征是否受荒漠降水梯度的影响并不清楚。为深入了解荒漠藓类结皮氮（N）、磷（P）化学计量特征对荒漠年降水的响应特征，以齿肋赤藓（Syntrichia caninervis）作为研究对象，测定3个年降水量下齿肋赤藓植物地上、地下部分N、P元素含量，分析不同降水梯度下齿肋赤藓植物N、P元素化学计量特征。结果表明：（1）齿肋赤藓植物地上部分N、P含量显著高于地下部分，地下部分N、P元素的变异系数比地上部分高，齿肋赤藓植物地上部分氮磷比（N∶P）值为10.17~12.03，生长可能受到氮限制；（2）随年降水量的增加，齿肋赤藓植物地上部分N、P含量呈下降趋势，N∶P比均呈升高趋势；（3）齿肋赤藓植物N、P含量显著正相关，且随年降水量的增加，齿肋赤藓植物地上、地下部分的N-P幂关系指数无显著变化。古尔班通古特沙漠齿肋赤藓植物在N、P养分分配上具有较高的稳定性，且能够通过调节地上与地下部分N、P元素化学计量特征维持其生长以适应荒漠降水量的变化。
对青藏高原东北部风成砂-古土壤序列泽库剖面（ZK剖面）常量元素氧化物含量及其比值进行分析，结合14C测年，揭示其常量元素地球化学特征，探讨了青藏高原东北部全新世环境演变。结果表明：（1）剖面沉积物的化学组成以SiO2、Al2O3、CaO为主，其中SiO2和CaO的标准差较高，对气候变化较为敏感。（2）自剖面底部向上SiO2含量和残积系数呈现先减少后增加的趋势，高值指示冷干的气候意义，CaO含量和退碱系数则相反，高值指示温湿的气候意义。（3）9.4 ka BP以来青藏高原东北部的气候经历了由温湿向冷干的转变过程，可划分为9.4~4.2 ka BP气候温湿期和4.2 ka BP至今气候冷干期；其中在6.6~6.2 ka BP、2.4~2.0 ka BP和1.7~1.5 ka BP存在次一级的气候波动。
景观多样性是度量区域生态系统（土地利用/覆盖）类型数量和面积比例的集成指数，是景观生态学研究中使用频率最高的指数。农田作为干旱半干旱区人工绿洲的主要景观组成类型，是近半个世纪绿洲空间结构研究的焦点。本文采用2020年30 m分辨率的土地利用/覆盖数据，借助地理探测器模型的空间分异因子解释力（q统计量）和Moving Window法分析了宁夏沿黄人工绿洲卫宁平原灌区农田格局对景观多样性的影响。结果表明：宁夏沿黄平原区景观多样性（LDI）变化受到了农田总面积（CA）和最大农田斑块指数（LPI）的显著影响，但是它们与斑块间距离（Enn_mn）和斑块类型周长-面积分维数（Pafrac）的交互作用更显著，大于其单独影响。农田总面积和最大农田斑块指数不同级别对LDI都有显著影响；斑块间距离和斑块类型周长-面积分维数分别为67~801 m（q>0.05）和0.142~1.060时对景观多样性影响差异不显著，不在此阈值范围内则对景观多样性有显著影响。
土壤膨胀通过改变土壤结构和水文过程影响土壤系统抵抗力和恢复力。生物结皮可以加速土壤形成，改变土壤理化性质，但生物结皮的形成和发育过程如何影响土壤膨胀还不清楚。本文借助空间取样替代时间的方法和模拟降水（0、1、3、5、10 mm）法，以腾格里沙漠南缘4个年代的固沙植被带（64、39、33、0年）的5种演替阶段的生物结皮（蓝藻、藻-地衣混生、真藓、土生对齿藓和齿肋赤藓）及其土壤为研究对象，旨在阐明生物结皮的形成和发育过程对土壤膨胀的影响及其对降水的响应。结果表明：（1） 生物结皮的形成增加了土壤膨胀高度，结皮后土壤的平均膨胀高度是流沙的94倍，平均0.939 mm；（2） 不同演替阶段生物结皮均随着其发育年龄的增加显著增加土壤膨胀高度（P<0.05），主要体现在两个方面，在同一植被区，从初级阶段到高级阶段生物结皮的膨胀高度逐渐增加（P<0.05），其中土生对齿藓结皮最显著，同一种结皮在不同植被区，随植被年龄的增加，发育39年的生物结皮膨胀高度增加最显著，其中以藻-地衣混生结皮最显著（P<0.05）；（3） 降水量增加显著增加生物结皮覆盖下土壤的膨胀高度（P<0.05），藓类结皮对降水量的敏感性最强，特别是对3 mm以内的降水；（4） 冗余分析表明生物结皮演替阶段是干旱沙区土壤膨胀的最关键因子（RDA 1：88.21%，RDA 2：6.49%）。
利用阿拉善右旗1960—2015年整点风速数据，分析了日、月、年风速累积概率分布。结果表明：WeibullCum分布函数在描述风速累积概率分布时具有不同时间尺度的普适性。在多年平均逐日和逐月风速累积概率分布函数中，4个常数项存在周期性变化规律，而在1960—2015年逐年分布函数中，4个常数项分别具有周期性变化规律和减小趋势。对比2016—2020年不同时间尺度起沙风速频率统计结果和利用风速累积概率分布函数计算的结果发现，分布函数对月和年起沙风的频率具有很高的预测精度，而对日起沙风频率的预测能力不足，这是由日时间尺度上风的不确定性造成的。
作为全球海拔最高的独特自然地理单元，青藏高原对局部、区域乃至全球天气和气候系统具有显著影响。基于气象台站观测资料，对1960年以来青藏高原整体和区域尺度的降水量和极端降水量变化特征及其影响因素研究进行了回顾。结果表明：近60年青藏高原年降水量呈现上升趋势，变化速率为3.8~12.0 mm/10a，但其显著性存在争议。冬春两季降水量显著增加，春季降水量上升速率最大，夏秋两季降水量变化趋势不明显。区域尺度上，三江源区年降水量总体呈现上升趋势，变化速率为7.3~20 mm/10a；雅鲁藏布江流域年降水量呈现不明显上升趋势，变化速率为0.4~9.0 mm/10a；祁连山区年降水量显著增加，变化速率1.0~13.2 mm/10a；年降水量增长速率在青海高原为1.9~3.3 mm/10a，西藏高原为12.5 mm/10a，柴达木盆地为6.7~8.6 mm/10a，共和盆地为7.2 mm/10a。青藏高原极端降水量和极端降水日数明显增多，但是极端降水量变化空间异质性特征显著。青藏高原降水变化的影响因素很多，主要包括大尺度大气环流、高原地表状况及气候变暖。未来应采用更多类型数据源监测青藏高原降水变化，尤其是区域或流域尺度，进一步完善青藏高原降水变化机制研究。
当前，生态系统服务价值评估模型在计量范围界定和方法适用性方面仍存在局限。基于“环境经济核算-生态系统核算”明确生态系统服务计量范围，采用修正的当量因子法，构建了优化的生态系统服务价值评估模型，评估并分析了2010—2018年甘肃省生态系统服务价值变化趋势及14个市州的空间分布特征。结果表明：（1）甘肃省土地利用结构以荒漠和草地为主，研究期内农田和荒漠面积减少，森林、草地和水域面积呈不同幅度增加趋势。（2）2010—2018年甘肃省生态系统服务价值的增加率为20.68%；水域、森林和草地生态系统服务价值呈增加趋势，农田和荒漠生态系统服务价值均不同程度减少；各单项生态系统服务功能价值均呈增加趋势。（3）甘肃省生态系统服务价值在空间上呈南多北少分布特征，2018年陇南市、甘南州和张掖市的单位面积生态系统服务价值在全省位居前三。（4）甘肃省生态系统服务稀缺性问题越来越突出，各市州生态系统服务价值相对于社会经济价值的稀缺程度差异明显。以此优化模型对生态系统服务价值进行综合时空评估，可为甘肃省乃至黄河流域生态补偿和生态产品价值实现提供一定的决策依据。
干旱半干旱地区水分在土壤-植物-大气连续体（SPAC）中转换较快，地表水地下水转换时间短，水体面积变化对干旱半干旱地区浅层地下水具有重要的指示作用。利用Google Earth Engine平台处理1990—2018年共29期Landsat遥感影像，获取毛乌素沙地长时间序列下地表水体变化特征。结果表明：毛乌素沙地水体面积具有很强的季节性特征，年内两次峰值分别出现在4月和8月，比上月面积分别增加44.867 km2（28.60%）和55.477 km2（34.39%）。1990—2018年地表水体面积波动较大，研究区内水体面积从379.771 km2缩减到275.492 km2，共缩减了104.278 km2（27.46%）。研究区水体面积变化主要受降水、植被覆盖和人类活动的影响，29 a内降水量和水体面积相关系数为0.57（P<0.05），而1991—2008和2009—2017年二者相关系数分别为0.59和0.77（P<0.05）；29 a内植被覆盖和水体面积整体呈负相关，但相关性不显著，其中1990、1997、1998、2003—2007、2009、2011—2015年16 a内相关系数为0.57（P<0.05），表明毛乌素沙地人类活动影响较大。为了治理沙地，应该减少人类活动。
植物通过调节各器官的生物量分配来适应环境变化，生物量分配特征表征了各构件之间的功能权衡和植物的生长策略。本研究通过对比分析不同类型土壤中蒙古冰草（Agropyron mongolicum var. mongolicum）各构件生物量、构件分配格局及其相关关系，探讨蒙古冰草的生存策略。结果表明：在灰钙土、黑垆土和风沙土中，蒙古冰草各构件生物量分配均表现为茎>根>叶>穗，构件生物量分配模式均表现为贮藏分配>营养分配>繁殖分配，构件生物量分配模式本身与土壤类型无关。蒙古冰草对不同类型土壤的生长适应机制不同，风沙土中营养分配显著低于灰钙土和黑垆土，而贮藏分配则显著高于后两者，风沙土和黑垆土中繁殖分配比例则显著高于灰钙土。土壤pH和电导率是影响蒙古冰草根冠比、贮藏构件/营养构件、繁殖构件/营养构件和繁殖构件/贮藏构件生物量比例的主要因素；速效钾含量、pH和电导率是影响蒙古冰草叶/茎、叶/根、叶/穗、根/穗、根/茎和茎/穗生物量比例的主要因素。各构件生物量间以及构件生物量与株高间主要表现为异速生长关系，异速生长关系在不同土壤类型间存在差异。
土壤风蚀中的粉尘释放问题是国际风沙研究的核心课题之一，近年来研究进展很快，但对研究进展的介绍还不够系统和全面。基于此，对国内外土壤风蚀中粉尘释放问题的研究历史进行了较为全面的梳理，首次进行了阶段划分，提炼了各阶段的主要研究成果，介绍了当前对粉尘释放机制的一些新认识；在对粉尘释放模型重新分类的基础上，介绍了各类模型的建模过程、优缺点及其在全球粉尘模型和区域粉尘模型中的应用。本文还提出了当前粉尘释放研究的一些热点和难点问题，希望能为相关学者开展该领域研究工作提供一定的参考。
巴丹吉林沙漠西缘是黑河中下游冲洪积平原地表风沙输入沙漠内部的重要断面。在沙漠西缘选择干涸湖床、芦苇滩地、盐碱滩地、流动沙地、灌丛沙堆5种典型地表，利用MWAC沙尘收集器，开展近地表沙尘输移通量的野外观测，分析不同高度（10、25、50、85 cm）沙尘水平通量及分布特征，计算观测期间不同地表沙尘水平通量。结果表明：不同地表沙尘水平通量随高度增加而减小，与高度呈指数型函数关系。0~85 cm高度的5种典型地表沙尘水平通量存在明显差异，流动沙地>干涸湖床>芦苇滩地>盐碱滩地>灌丛沙堆，0~10 cm高度层内沙尘通量占比最大。流动沙地和干涸湖床为巴丹吉林沙漠西缘主要输沙地表。植被覆盖度、裸露空间面积以及地表物质层特性，直接影响地表沙尘的输送通量。风速会影响沙尘水平通量分布，较大风速的地表风蚀起沙的粒径较大，地表沙尘水平通量也较大。研究结果有助于了解沙漠西缘输沙断面不同地表的沙尘输移规律与区域风沙过程。
利用阿尔金山国家级自然保护区依协克帕提保护站实测的2017—2021年风速、风向数据，对阿尔金山国家级自然保护区东北部风况与输沙势进行了分析。结果表明：（1）阿尔金山国家级自然保护区东北部近5年年均风速和年均起沙风速起伏变化不大，年均风速为3.10 m·s-1，年均起沙风速为7.67 m·s-1，年均起沙风频率为8.57%，春夏季起沙风频率高于秋冬季。（2）起沙风风向的季节变化差异大，冬春季主导风向为W、SW和WSW，夏季风向以NE和E为主。（3）年输沙势（DP）均值为580.23 VU，属高风能环境（>400 VU）；年合成输沙势（RDP）均值为266.69 VU，合成输沙方向（RDD）季节性差异大，年输沙势的方向变率指数（RDP/DP）均值为0.36，属中等方向变率的锐双峰风况。（4）全年输沙势季节差异较大，春季输沙势最大，夏季和冬季次之，秋季最小。冬春夏季输沙势的方向变率指数分别为0.90、0.41和0.20，分别属于低变率、中变率和高变率。
沉积物粒度与表面微形态特征是反映沉积环境及源区等信息的重要指征。基于粒度分析和扫描电镜影像，研究广东省东海岛海岸大岭剖面的海岸风沙沉积物石英颗粒与微形态特征，以揭示其沉积环境和沉积过程。结果表明：（1）大岭剖面的粒度特征总体具有典型风成砂的特点。（2）大岭剖面沉积物石英颗粒磨圆度适中，表面具有麻点/麻面、碟形坑、新月形撞击坑、水下磨光面、鳞片状剥落等特征。东海岛大岭剖面石英颗粒先受到流水磨蚀与搬运作用，再受到风力的二次搬运和改造作用，风力作用特征显著。（3）大岭剖面整体上记录了从温暖湿润环境向寒冷干旱环境演变的历史。
沙尘暴对人类生存的自然环境和社会经济健康发展造成严重影响。近70年来，中国西北沙尘暴天气总体减少，但自2021年开始，沙尘暴发生频率和范围明显增加。沙尘暴的发生和发展是气流与地表可蚀性物质的互馈过程，因此，沙尘在源区的起动过程决定了沙尘暴发生发展的整个过程。尽管目前对沙尘的运动过程进行了大量的数值模拟、遥感解译等研究，但野外实测资料缺乏，难以阐明沙尘暴期间的风沙活动强度及沙尘运动的物理机制。利用2021年1月在额济纳旗附近戈壁的野外实测输沙量和PM10等沙尘资料，解释沙尘物质在源区的运动特征，阐明戈壁风沙运动机理，为沙尘源区风沙灾害防治提供理论依据。结果表明：（1）沙尘源区沙尘暴期间风速可大于19.6 m·s-1，远高于同期当地国家气象站数据（10.5 m·s-1）。（2）PM10浓度100 mg·m-3，远高于同期当地国家环境监测站数据。（3）戈壁输沙量可达10 kg·m-1·h-1，最大输沙量位于地表以上0.07 m高度，这一过程导致戈壁沙尘能够远距离运动。（4）1 m高度平均粒径为0.07 mm，意味着戈壁风沙流以极细沙、粉沙和黏粒为主，PM10含量可达8%，粗沙含量可达9%，运动粗沙碰撞破坏戈壁地表，导致更多的沙尘物质进入空气。（5）车辆碾压戈壁地表导致输沙率是原始地表的2倍，PM10浓度增加2.90倍，PM10含量增加1.29倍，说明保护原始戈壁地表不受破坏，是减少戈壁地区风沙灾害的重要手段之一。
黑河流域是中国西北地区生态安全重要屏障，厘清该地区生态系统服务的梯度效应对制定差异化生态保护政策具有重要意义。基于InVEST模型和CASA模型等方法，利用多源遥感数据量化2018年黑河流域典型生态系统服务，结合海拔、坡度、地形起伏度和地形位指数因子分析各生态系统服务的梯度效应，根据地形分布指数划分生态分区。结果表明：（1）黑河流域产水、土壤保持、植被固碳和食物供给服务空间分布差异明显，高值区在上游祁连山区，低值区在下游荒漠区。（2）各生态系统服务在各地形梯度上存在明显层级分布，总体上随地形梯度等级的提升而呈先增加后下降的趋势。（3）流域多重生态系统服务重要区空间分布差异明显，生态系统服务重要性随着地形梯度等级的提升而提升。（4）基于地形分异规律，黑河流域可划分为核心生态保护区、山地生态提升区、可持续发展区和生态防护治理区。
围绕塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴及沙尘暴前后地表沙物质的粒度特征，对塔中地区的沙尘样品开展了粒度参数计算、粒度组分分离和函数模型拟合分析。结果表明：（1）表沙样品的平均粒径为143 μm，细沙和极细沙含量占87.02%；沙尘暴过后表沙样品的平均粒径为97 μm，极细沙和细沙含量占79.44%。（2）沙尘暴样品的平均粒径为82 μm，粉沙和极细沙含量占80.89%。（3）沙尘暴过后表沙样品的平均粒径减小46 μm，黏粒、粉沙和极细沙含量增加，表明沙尘暴携带的大量细粒物质对表沙的粒度特征有重要影响。（4）沙尘暴样品粒度随高度的变化主要受控于风速，风速阈值7.7~8.4 m·s-1，不同高度平均粒径与平均风速的函数关系，在三维空间中采用二阶多项式曲面模型能够很好地拟合。
科尔沁沙地是中国四大沙地之一，也是京津冀风沙源的重要组成部分，其荒漠化加剧不仅直接对京津冀地区的气候环境产生了恶劣影响，还严重威胁了自然资源的可持续性。本文以MEDALUS模型为基础，利用遥感和地理信息系统技术，对科尔沁沙地土地荒漠化风险进行了评估。利用土壤质量指数、植被质量指数、气候质量指数和管理质量指数，构建了科尔沁沙地土地荒漠化敏感指数图。结果表明：科尔沁沙地土地荒漠化敏感指数极高区域2 986.60 km2，占研究区总面积的2.02%；高区域6 678.00 km2，占4.52%；中等区域89 633.18 km2，占60.71%；低区域48 352.20 km2，占32.75%。评估发现：（1）MEDALUS模型适用于科尔沁沙地土地荒漠化敏感性评估，其中荒漠化敏感指数极高的区域集中在科尔沁沙地腹地老哈河两侧，以翁牛特旗中东部、奈曼旗西北部和库伦旗中部为主；（2）土壤质量指数对荒漠化敏感性的影响高于植被质量指数、气候质量指数和管理质量指数，因此在科尔沁沙地防沙治沙工程中，可以从改善土壤质量入手，减轻科尔沁沙地的土地荒漠化风险；（3）以土地利用类型为主要驱动力，通辽市周边、长岭县西北部、科尔沁左翼中旗、双辽市、彰武县北部等地的荒漠化风险有所增加。地形坡度对科尔沁沙地荒漠化敏感性影响不大。
土壤碳氮储量对陆地生态系统碳氮循环及全球变化研究具有重要意义。为了阐明乌拉特梭梭（Haloxylon ammodendron）林国家级自然保护区土壤碳氮储量分布与变化规律，利用相关性分析、随机森林与SHAP解释方法确定影响土壤碳氮储量的关键因子。本研究采用可通行路线网格布点法，在保护区内布设61个调查点，采集表层土壤（0~20 cm），测定土壤碳氮储量，分析其主要影响因素。结果表明：乌拉特梭梭林保护区内土壤全碳和全氮储量在空间上均呈现西高东低、北高南低的特点，其中核心区的全碳储量（1 429.91 g·m-2）显著高于缓冲区（1 194.09 g·m-2）和试验区（986.36 g·m-2）；不同区域的全氮储量差异不显著（P>0.05），核心区、缓冲区、试验区分别为76.79、62.39、51.28 g·m-2；pH、电导率、梭梭树高度、物种丰富度、植被盖度和草本生物量在3个区域差异显著（P<0.05）。影响梭梭林保护区表层土壤全碳储量的关键因子为土壤全碳、土壤全氮、土壤含水率、电导率、容重、梭梭树高度、植物密度和pH，SHAP分析表明土壤容重、pH与土壤全碳储量呈负相关，其余因子与土壤全碳储量均呈显著性正相关；影响土壤全氮储量的关键因子为土壤全氮、土壤全碳、电导率、容重、土壤含水率、梭梭树高度、植被盖度、碳氮比和植物密度，SHAP分析表明土壤容重、碳氮比与土壤全氮储量呈负相关，其余因子与土壤全氮储量均呈显著性正相关；基于SHAP值计算的平均因子贡献率表明，保护区内较低的植物密度是限制土壤碳氮储量的关键因素。本研究同时发现，当梭梭树的平均高度高于2 m时对土壤碳氮储量的贡献有显著提升，因此加强对保护区内梭梭林的管理对提升土壤质量具有积极作用。
氧化亚氮（N2O）具有寿命长、增温潜势高且对臭氧层破坏性大等特点，陆地生态系统是其产生的主要来源。温度升高、降水变化以及由此引起的土壤中多种生物过程的改变，会促进或抑制N2O排放，进而对环境产生深远影响。基于此，本文回顾和总结了有关国内外荒漠区土壤N2O排放的研究进展，分析了荒漠土壤N2O的产生-排放过程及排放通量，并详细综述了环境因子、土壤生物和非生物因素对荒漠土壤N2O排放的影响机制。结果表明：荒漠土壤N2O排放由硝化作用和反硝化作用主导，且具有明显的季节特征，具体表现为生长季排放量高，非生长季排放量低甚至为负。在总结已有研究的基础上，展望了荒漠区土壤N2O排放的研究方向及亟待解决的问题：（1）基于同位素示踪技术及分子生物学技术探究微生物及相关功能基因对荒漠土壤N2O产生和消耗的影响；（2）探究不同时间尺度（日、月、季节以及年际）多因素交互作用下荒漠土壤N2O排放规律；（3）完善荒漠生态系统N2O排放模型，并评估其对环境变化的影响。
为阐明丸粒化技术应用对植被和土壤的影响，以阿拉善左旗腾格里沙漠飞播区为研究区，采用空间替代时间方法，对比分析了2017—2020年种子丸粒化和未丸粒化飞播区植被生长状况、土壤水分、养分和土壤微生物的变化情况。结果表明：（1）飞播种子丸粒化技术应用后，丸粒化播区植物盖度及地上、地下和总生物量分别以13.72%、395.88%、127.97%和526.16%的年增长率增加；未丸粒化播区各项指标增量明显低于丸粒化播区；（2）每个飞播年丸粒化和未丸粒化播区土壤含水量和养分之间差异性不明显；随着生长年限增加，土壤有机碳呈增加趋势，土壤全氮含量呈减少趋势，土壤全磷含量变化不大，不同飞播年限丸粒化和未丸粒化播区土壤全磷含量分别为208.67~222.5 mg·kg-1和192.83~213.33 mg·kg-1；（3）对8个样地的土壤样本提取DNA进行微生物群落分析，其中仅采自2017年及2019年丸粒化播区的样本满足后续测序要求，相比于2019年丸粒化播区，2017年丸粒化播区土壤的Simpson指数出现了些许降低，而Sobs指数、Chao1指数和ACE指数均显著增加，分别提高了46.67%、43.73%和43.91%。总体上，飞播种子丸粒化对阿拉善左旗沙漠土壤环境具有一定的改善作用。
采用盆栽两年生幼苗，研究胡杨（Populus euphratica）在盐胁迫（NaCl浓度0、100、200、300、400 mmol·L-1）和干旱胁迫（干旱0、7、14、21、28 d）条件下的生理响应过程及其响应差异。结果表明：在抗氧化酶系统方面，随着盐胁迫和干旱胁迫程度的增加，保护酶超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均呈现先增加后减小的趋势，不同保护酶的活性应对干旱胁迫和盐胁迫的反应速度和持续时间不同，胡杨通过将多种保护酶进行综合调节以形成整个抗氧化酶系统的防御功能。在渗透调节系统方面，随着盐胁迫和干旱胁迫程度的增加，可溶性糖含量持续增加，其积累对于不同程度的盐胁迫和干旱胁迫的反应速度和持续时间不同，胡杨通过持续性积累有机物质维持渗透平衡以形成渗透调节系统的长效防护功能。在细胞膜系统方面，随着盐胁迫程度的增加，丙二醛含量先减少后缓慢增加，基本维持在较低的水平，而随着干旱胁迫程度的增加，丙二醛含量持续增加，胡杨能够在盐胁迫和轻度干旱胁迫下通过细胞膜系统的适应性调节维持细胞膜结构功能的完整性以实现细胞膜系统的保护作用。在盐胁迫和干旱胁迫时，胡杨通过抗氧化酶系统、渗透调节系统和细胞膜系统进行适应性的调整，从而增强其耐盐性和抗旱性。进行胡杨盐胁迫和干旱胁迫生理响应研究对于黑河下游胡杨幼苗的培育和恢复具有重要意义。
跃移沙粒的轰击是戈壁地表粉尘释放的主要动力机制。以往对戈壁粉尘释放的包括风洞试验及野外监测的研究，由于高频测量仪器与试验方法的欠缺，无法定量化跃移沙粒能量等因素对戈壁地表粉尘释放的影响。本研究采用野外风洞，利用Sensit传感器对跃移沙粒不同能量过程进行测定，研究不同供沙条件下的戈壁近地表（0~20 cm）范围内的粉尘变化规律与地表粉尘释放动力机制。结果表明：跃移沙粒轰击作用是戈壁地表粉尘释放主要因素，也是评估粉尘释放程度的重要指征；跃移沙粒的反弹能量与粉尘释放通量相关性最强，冲击能量次之，5 cm高度撞击能量相关性最小，表明跃移沙粒轰击形成的冲击及反弹能量的转化是粉尘释放的一个重要动力过程。
沙丘的粒度组成主要由风况、沙源、沙丘形态与气流之间的相互作用等决定，粒度组成可以反映沙丘的形成过程。对毛乌素沙地20个新月形沙丘及沙丘链，25个抛物线形沙丘的迎风坡脚、丘顶、背风坡脚表层0~5 cm进行了采样，并对其粒度组成进行了分析测试，来探讨其粒度特征。结果表明：（1）相比新月形沙丘，抛物线形沙丘分选性更差，悬移组分更高；抛物线形沙丘迎风坡相比新月形沙丘分选性更差，粗沙含量更高。（2）沙丘的粒度分布模式统计中，新月形沙丘出现最多的是迎风坡最细的类型，占比65%，而抛物线形沙丘则倾向于背风坡最细类型，占比56%。（3）植被、新月形沙丘和抛物线形沙丘相反的形态以及形态与气流的相互作用是导致两种沙丘粒度差异的主要因素。
通过对敦煌黑山嘴风沙工程治理区和未治理区近地表风动力环境与土壤理化性质对比分析，研究了风沙治理工程下黑山嘴的防风固沙与土壤改良的综合效益，为今后该区域近地表风沙动力过程的深入研究和风沙灾害综合治理提供了借鉴。结果表明：相较于未治理区，敦煌黑山嘴工程治理区的平均风速、起沙风频率均明显降低，输沙强度减小，年输沙势降低85%，大风天气减少；工程治理区土壤各养分及水盐含量也在一定深度明显增加，全氮、全磷、全钾含量在5 cm土层深度增长率分别达到了322.5%、49.3%、15.1%，全氮、易溶盐对其他组分影响增大，土壤肥力显著提升；两区域土壤电导率与易溶盐含量变化趋势相同，但工程治理区两者含量在土壤表层明显增加，应警惕发生地表盐渍化。
土壤干燥化是风沙区人工林种子萌发、更新幼苗存活与生长、种子更新的关键限制因子。选取4个种植年限（7、13、19、51 a）柠条（Caragana korshinskii）种子为研究对象，通过盆栽控水模拟不同程度干旱胁迫，分析重度、中度和轻度干旱对不同年限柠条种子萌发、幼苗生长、生理及光合特性的影响。结果表明：干旱胁迫显著抑制各年限柠条种子出苗率，出苗率随干旱程度增加而降低，13 a出苗率均高于其他年限，19 a出苗率次之，51 a最低。随着干旱程度的增加，各年限幼苗株高、叶片数及总生物量均显著下降，13 a与其他年限相比减少量最小；同时，各年限幼苗根冠比均增加。不同年限柠条幼苗叶片可溶性糖含量随干旱程度增加均呈上升趋势，其中13 a含量最高，为30.19 mg·g-1；游离脯氨酸含量也随干旱的加剧呈增加趋势，其中19 a含量最高，为2 683.73 μg·g-1。各年限幼苗丙二醛（MDA）含量在干旱胁迫下逐渐升高，在重度胁迫时达到最大，51 a增幅最大。不同年限柠条幼苗叶绿素a、b及叶绿素含量在干旱胁迫下总体呈先降低再升高最后降低的趋势，下降最多的为51 a幼苗叶片。在不同程度的干旱胁迫下，各年限柠条幼苗的生长均受到一定程度的抑制，但13 a和19 a能够通过自身渗透调节物质来减轻伤害，维持正常生理代谢，保障幼苗生长发育，而51 a幼苗渗透调节能力较低，MDA含量最大，使细胞膜损坏严重，导致死亡率显著增加。隶属函数法表明，不同年限柠条幼苗抗旱能力13 a>19 a>7 a>51 a。
沙蓬（Agriophyllum squarrosum）被认为是未来的潜势作物，其野生近缘种表型和遗传变异丰富，对沙蓬驯化和遗传改良具有重要意义。利用沙蓬属（Agriophyllum）5个物种的分布点数据和9种环境变量数据，模拟沙蓬属当前及未来两个时期（2050s和2070s）不同气候情景下的潜在分布。采用刀切法筛选关键环境因子，kuenm数据包优化模型参数，最后预测分析了未来沙蓬属物种适生区的空间变化。结果表明：（1）MaxEnt模型预测沙蓬属潜在分布的精度高，AUC值为0.957±0.006，当前总适生区的面积为1 731.50万km2，其中高适生区面积为462.35万km2，沙蓬属可广泛分布在亚洲中纬度干旱和半干旱地区；（2）在未来气候变化情景下，沙蓬属潜在适生区有向高纬度和高海拔地区扩张的趋势；（3）温度是影响沙蓬属物种分布的主导环境因子。
中国西北干旱区气候暖湿化已经引起了广泛关注，但这一现象变化的幅度、趋势以及其在空间上的表现仍有待进一步的研究。河西走廊位于中国西北干旱区的东段，是“一带一路”重要区域。选择位于河西走廊平原区的武威、民勤、永昌、张掖、临泽、高台、酒泉7个站点，分析了2000—2020年气温、降水变化特征。结果表明：平均气温上升了0.53 ℃/10a，呈由东向西呈增加幅度减小的趋势；平均最高气温变化率为0.22 ℃/10a，平均最低气温的变化率为0.40 ℃/10a。2000—2020年年降水量没有出现显著的变化趋势，但年际波动增大。年<5 mm降水量为58.8 mm，占年降水量的39.69%；年5~10 mm降水量为38.3 mm，占年降水量的25.87%；年10~15 mm降水量为22.1 mm，占年降水量的14.93%；年15~20 mm为12.7 mm，占年降水量的8.60%；年>20 mm降水量为16.1 mm，占年降水量的10.90%。近20 a不同降水事件发生频率、对降水量贡献、降水日数总体上变化不大。河西走廊东段气温增加幅度大于西段，但降水量变化在东段和西段差别不大。总体看，近20 a河西走廊气候有变暖趋势，但变湿趋势并不明显。
为探究中国高寒内陆河流的健康状况，多年在黑河上中游采集大型底栖动物和水样样品，采用生物参数分布范围分析、生物判别能力分析以及相关性分析的方法，构建了由总分类单元数、水生昆虫分类单元数、前三位优势分类单元、捕食者%、敏感类群%及耐污类群%组成的黑河大型底栖动物完整性指数（B-IBI）评价体系。结果表明：（1）基于比值法得到黑河河流健康评价等级：B-IBI >3.28为健康，2.46<B-IBI<3.28为良好，1.64<B-IBI<2.46为一般，0.82<B-IBI<1.64为较差，B-IBI<0.82为极差。（2）B-IBI评价体系评价结果均表明，黑河上、中游整体健康状况处于良好状态。
简要回顾了学术界近期关于地表岩石物理风化的理论研究进展、认识和存在的问题，针对“亚临界裂纹”理论、“气候驱动“与亚临界裂纹的发育、岩石风化的影响因素——单因素作用与综合效应（本质性与普遍性）、行星尺度的物理风化——撞击驱动或热循环驱动等问题逐一进行了阐述和评论，并为下一步的研究提出新的建议。
干旱半干旱区土壤水分的主要补给来自于降水，降水决定土壤水分时空格局变化，对不同深度土壤水分的补给起到了关键作用。通过优化参数后的Hydrus-1D模型，分析出毛乌素沙地流动沙丘10、30、50、70、90、110 cm土层水分渗漏量变化特征及其对不同降雨格局的响应。结果表明：5—9月，流动沙丘不同深度土层渗漏量随着深度的增加存在一定差异，5—8月渗漏量随着土层深度的增加呈递减趋势，9月呈增加趋势。渗漏量与降水量变化一致，最大渗漏量发生在8月，110 cm处渗漏量为148.51 mm，占该月降水量的67.5%；最大渗漏速率与最大渗漏量发生在降雨量大的降水事件，降水量和土壤初始含水量共同决定了渗漏速率及渗漏时长。14.8 mm降水可渗漏到110 cm深度土层，达到最大渗漏速率的累计渗漏量为1.89 mm，占降水量的13.69%。连续降水事件有利于水分的深层渗漏补给，并且缩短了各土层渗漏速率到达峰值的时间。
