在野外调查基础上，应用探地雷达（GPR）对古尔班通古特沙漠东南部植被线形沙丘内部构造进行探测，获取了沙丘内部构造的雷达相图像信息，结合区域自然地理和沙丘形态特征分析，初步探讨植被线形沙丘内部构造的演化模式。结果表明：（1）GPR探测揭示了沙丘地表以下3—5 m深度的浅层构造信息，可识别沙丘中上部和丘顶部位的高倾角、上凸形和楔状交错层理、沙丘中下部和丘间地的低倾角-近水平层理构造，反映了沙丘上部风沙蚀积活动较强烈，而两翼中下部和丘间地以风沙加积为主。（2）从沙漠边缘到沙漠中心，植被线形沙丘浅层沉积构造组合由两坡不对称分布向对称分布变化，沙丘横剖面形态亦由两坡不对称向对称形态同步变化，但未发现沙丘侧向迁移的沉积构造证据。（3）依据不同规模沙丘内部构造变化序列，可将植被线形沙丘演化划分为灌丛沙丘、风影灌丛沙丘、垄状沙链、植被线形沙丘等4个发育阶段。随着叠置灌丛沙丘不断合并融入，线形沙丘宽度和高度持续增大，沙丘顶部风沙活动性增强，高倾角、上凸形、楔状交错层理增多。（4）在沙丘表层3—5 m以下块状层理以及GPR探测信号衰减、图像分辨率变差的成因，应在今后工作中进一步验证。此外，系统阐明研究区植被线形沙丘演化过程，尚需补充更多GPR探测资料并开展年代学研究。

沙漠倒置河床是干旱区一种特殊的河流状正地貌，这种地形倒置现象蕴含着河床由负转正的重要环境变化信息。本文遵循地貌学思路，基于全球范围内对沙漠倒置河床的研究报道以及野外勘察工作，对该地貌的空间分布、形态特征、物质组成、沉积结构以及形成机制进行了详细梳理。总体而言，世界各大主要沙漠地区均发育该地貌类型，其表层多为岩石碎屑或胶结物硬层，下伏质地相对松软的砂、黏土物质，由于河床和河岸周边沉积物的差异化侵蚀，河床被相对抬高。基于此，对火星倒置河床的成因机制、物质组成和形成时间进行了讨论。尽管对地球上沙漠倒置河床的研究已经取得一定进展，但未来研究仍需对其形成年代及其代表的气候意义进行深入分析；同时还应更多地与不同类型的火星倒置河床进行类比研究，这将对揭示火星水文活动和环境变化等科学问题提供重要依据。

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。

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。

干旱半干旱区占中国陆地面积一半以上，生态环境脆弱，对全球气候变化和人类活动的响应敏感，极端气候事件呈多发、强发态势。该区域的气候异常不仅受到大气内部变率的调制，还受海温、海冰和积雪等下垫面影响，这些物理因子对干旱半干旱区气候异常起关键性作用。文章系统性地回顾和梳理了这些物理因子对中国干旱半干旱区气候异常影响的研究。研究表明：大气遥相关作为气候异常的内部影响因子，其位相转变造成的环流异常会通过调控急流位置、行星波活动、阻塞强度、槽脊位置等造成干旱半干旱区气候异常；而海温则通过影响季风强度、沃克（Walker）环流强度、西太平洋副热带高压位置及激发大气罗斯贝（Rossby）波响应等方式对干旱半干旱区气候异常产生影响；积雪通过反照率效应和水文效应，改变地表辐射、土壤温湿度等下垫面热力状况，进而通过非绝热加热或改变大气斜压性等方式对干旱半干旱区气温和降水产生显著作用。文章在总结已有研究进展的基础上，指出不同因子之间的协同作用机制以及各因子对中国干旱半干旱区气候异常的贡献仍有待进一步研究。

根据1958年10月“第一次全国治沙工作会议”的要求，中国科学院于1959年1月组建了治理沙漠科学考察队，旋即开展野外工作，这是至今范围最广大、专业最齐全、人员最多样、行动最集中的国家级沙漠综合考察。本文简要地回顾了1957—1958年中国科学院与苏联科学院合作组织的小规模沙漠考察的结果和经验，讨论了1959年中国科学院治沙队对主要沙漠考察的成果及其积极影响。各考察分队都以获得的科学考察和观测资料为基础，主要对沙漠戈壁的分布、成因类型、沙物质源区、风沙危害、已有治沙措施、社会经济状况和农林牧业生产进行了比较系统的分析和研究。特别讨论了沙漠科学的开拓与发展是“任务带学科”原则充分实践的典范、“国家的需要就是我们第一志愿”的信念焕发出科技人员的时代热情和奉献精神、杰出科学家们的专业选择与贡献和国际合作助力中国沙漠科学的发展。

伴随交通建设的快速发展，极端环境对交通造成了复杂多样的灾害。穿越新疆库木托拜沙漠的克特公路冬季遭遇频发的风沙-风雪复合灾害，危害严重。此种灾害的发生与区域特殊孕灾环境有关（冬季有强劲的“闹海风”和丰富的风沙（雪）源），也与公路防沙体系布局和路基断面设置以及清沙（雪）堆放等人为扰动有关。本研究按照因地制宜、因害设防、顺应自然、标本兼治的防治原则，提出了加强防护能力、机械防治与植物防治相衔接的防治思路，制定了路侧地形平整、阻-固-输结合防护体系建设及后期科学管护的综合治理方案，以统筹防治春季风沙灾害与冬季风沙-风雪复合灾害。

荒漠是中国北方的重要生态系统，约占中国陆地总面积的1/5。植物群落是荒漠生态系统的有机组成部分，是构建中国北方绿色生态屏障、实施国家重大生态工程、落实“一带一路”倡议和建设生态文明的重要基础资源，在国家社会、生态和经济活动中发挥着重要作用。以塔里木-准噶尔盆地荒漠区、青藏高原高寒荒漠区、阿拉善高原-河西走廊荒漠区、西鄂尔多斯高原-阴山北麓荒漠区、内蒙古中东部半干旱荒漠区为主要调查区域，共布设2 300个调查点，以查清中国北方荒漠植物群落类型、种类组成、群落学特性、空间分布、利用现状及生境特征，测定荒漠植物DNA条形码。获取荒漠植物样本8 300份，生境数据5万份，植物DNA条形码2 300份。以此为基础，编写中国荒漠植物群落类型、特征与现状调查报告，编制荒漠植物群落类型分布图集，建立中国荒漠植物群落资源监测体系。通过构建荒漠植物群落的数据库，利用国家科技基础条件平台，实现荒漠植物群落特征数据的联网共享，可为中国荒漠治理、植物资源保护与可持续利用提供数据支撑。

目前对新月形沙丘表面流场尤其是涡流区的复杂流动结构缺乏全面的认识，新月形沙丘形态特征和来流风速对流场结构的影响需进一步研究。利用CFD数值模拟的方法，采用RNG k-ε湍流模型，研究了在不同几何参数和来流风速下新月形沙丘表面的流场特征，重点研究了背风侧涡流区的流动特征及范围与沙丘几何参数和来流风速的关系。结果表明：新月形沙丘高度越高、迎风坡坡度越大，其尾流涡流区长度越长，长度为沙丘高度的5~7倍；来流风速对尾流附着点的位置影响较小，不同来流风速导致的涡流区长度为沙丘高度的6~7倍；来流风速越大，尾流保护区长度越短，沙丘对流场的干扰范围越小。本研究深入解析了流场对新月形沙丘形态的塑造作用，进一步从流场的角度印证了新月形沙丘翼角下游小新月形沙丘形成的成因。

化学措施与工程措施、生物措施并称三大治沙措施，化学固沙措施的应用与发展受到材料的严格约束，在治沙技术发展过程中出现低谷期。近年来，随着材料学科的发展，无机类、有机类及无机-有机复合类化学新材料被广泛应用于治沙领域，化学固沙措施又上升为研究热点。满足成本低、效率高、生物相融性好的固沙材料成为化学固沙技术的关键，并且环保性是材料筛选的首要制约因素。本文综述了由天然材料加工而成、自然无害的环保型固沙材料的研究进展，并对环保型固沙材料进行分类，同时剖析了化学固沙发展存在的问题和环保型固沙材料的必要性。本研究将为开发高性能的环保型化学固沙材料提供理论依据。

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。

利用地面观测资料分析了2000—2020年中国西北地区区域性沙尘暴特征，同时基于气候动力因子、温度、降水和NDVI资料，研究西北地区区域性沙尘暴成因。结果表明：2000—2020年西北地区区域性沙尘暴年总日数呈波动下降趋势，且存在两个高（低）频期。春季是区域性沙尘暴高发季，其中4月总日数最高，达47 d；相较于上旬和中旬，春季各月下旬更易出现区域性沙尘暴。新疆南部的塔里木盆地、内蒙古中西部和甘肃河西是西北地区区域性沙尘暴高发区，总日数均在10 d以上，其余大部分地方总日数均小于8 d。北半球极涡面积指数、强度指数及亚洲区极涡强度指数均与区域性沙尘暴日数显著正相关，北半球极涡从扩张期到收缩期转变及其强度的减弱，是西北地区区域性沙尘暴减少的重要气候动力因素。西北地区年（春季）降水量和平均NDVI均与区域性沙尘暴日数显著负相关，近21年西北地区大部分地方气候趋于暖湿化，植被覆盖整体以改善为主要趋势，此种转变有利于沙化面积收缩，减少非输入性沙尘暴的发生。

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。

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。

自工业革命以来，全球环境发生深刻变化。生态脆弱区生态系统稳定性差、抗干扰和自我恢复能力弱，在全球变化背景下，自然资源供给能力下降、土地退化、生物多样性减少、灾害频发，生态系统面临巨大风险，亟需开展生态脆弱区全球变化风险应对研究。本文重点对中国典型生态脆弱区全球变化风险来源、全球变化对生态脆弱区的影响、全球变化风险应对等研究进行总结，并提出未来全球变化应对策略，以期促进中国典型生态脆弱区生态系统对全球变化响应的深入理解，提高生态脆弱区应对全球变化的能力。生态脆弱区全球变化风险源于环境变化对自然、社会、经济复杂系统的影响。全球变化对生态脆弱区的影响是显著的，以气候变化为主要标志，人类活动为主要驱动力，引起极端气候事件、灾害频发、土地退化、植被生产力降低、生物多样性减少、冰川冻土消融和水资源格局改变等环境问题，并在未来全球变化持续影响下可能加剧，而生态建设工程的实施显著改善了生态环境。今后应加强自然、社会、经济系统耦合，加强资源环境要素监测和全球变化风险评估与预警等方面的研究。

巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠分别为中国面积第二、第三大流动性沙漠，对两大沙漠连接带新月形沙丘的动态监测可以揭示该地区沙丘形成演化规律，为沙漠连接带风沙地貌发育研究提供科学支撑。通过Google Earth高清历史影像对巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带的新月形沙丘带进行监测，分析了两大沙漠交界处沙丘的移动速率和形态变化。结果表明：巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带沙丘移动速率范围5.88—19.55 m·a^-1，平均移动速率10.03 m·a^-1；移动方向范围109°—135°，平均移动方向122°。风况为沙丘移动提供动力条件，合成输沙方向与沙丘移动方向吻合。受NW、WNW方向输沙影响，新月形沙丘南翼在移动速率增加的同时长度不断伸长，显著区别于北翼。沙丘移动受控于沙丘本身形态，沙丘各形态参数（迎风坡长度、高度、宽度、周长、底面积）与移动速率呈现显著负相关关系（P<0.01）。植被覆盖以及沙丘密度的差异导致了研究区沙丘移动速率的差异。沙丘移动前后，形态参数变化具有复杂性，而沙源丰富度差异以及丘间地灌丛沙包对沙丘形态的改变，是沙丘形态变化复杂性的主要原因。两大沙漠连接带年输沙通量170—521 t·m^-1，均值为301 t·m^-1。

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。

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。

地面温度日较差（DTR）作为重要天气和气候指标，反映昼夜温差极值，比平均气温对地表辐射收支的变化更敏感，对环境变化和气候异常具有重要参考价值。沙尘气溶胶的气候效应是影响岩石圈-大气-海洋系统的重要因子，但目前的研究较少涉及沙尘气溶胶对DTR的影响机制。基于WRF-Chem模式（Weather Research and Forecasting coupled with Chemistry）揭示2002—2005年沙尘气溶胶气候效应对东亚地面温度日较差的影响。结果表明：WRF-Chem模式可以很好体现东亚气象场和沙尘气溶胶的时空分布特征。沙尘气候效应导致东亚大陆大部分地区DTR减小，沙尘直接辐射效应在其中起决定性作用。在白天，沙尘直接辐射强迫加热大气、冷却地表，减小地面总净辐射而降低日最高温度，导致DTR减小。在中国青藏高原和东北部地区，沙尘气溶胶间接效应占主导地位，导致青藏高原地区积雪覆盖减少，东北地区云水含量减小，间接导致DTR增大。

运用DPSIR模型及空间计量方法对黄河流域高质量绿色发展水平及时空演化进行测度和研究。结果表明：（1）黄河流域高质量绿色发展水平呈现稳步提高的趋势，但整体处于初级阶段，1999—2019年年均增长3.32%，内部驱动力和响应方面贡献显著，压力、状态和影响方面发展有待提高。（2）流域内各省区高质量绿色发展水平差异显著，且均呈增长趋势。（3）黄河流域高质量绿色发展水平存在空间自相关，但这一相关性逐渐减弱，并没有形成具有沿黄分布的空间集聚特征。黄河流域高质量绿色发展的空间集聚中心由四川省（1999年）转移到内蒙古自治区（2019年），尚未形成一定规模的空间集聚群。

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。

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。

沙漠内部保存的晚第四纪沉积序列，是重建过去气候环境变化的重要材料。近年来，不同测年方法被用于测定风成、湖相等各类沉积物的年龄，特别是光释光测年技术在沙漠地区的应用越来越多。然而，对不同光释光测年技术能否获得相对年轻样品的可靠年龄等问题，仍存在一些不确定性。本研究在腾格里沙漠不同点位采集了沉积物样品，开展了石英单片再生剂量法（SAR-OSL）和钾长石红外后释光法（pIRIR₁₅₀）对比测试，尤其是针对钾长石pIRIR₁₅₀进行了剂量恢复实验、衰退系数（g-值）以及残余剂量测定，进而探究钾长石pIRIR₁₅₀技术在该地区沉积物测年中的适用性与可靠性。结果表明：钾长石pIRIR₁₅₀释光信号总体晒退良好，30 h晒退后的残余剂量仅为0.07~0.27 Gy，并且在60 Gy的剂量范围内（对应研究区约两万年以内的样品），剂量恢复比率基本为1。经g-值校正后的钾长石pIRIR₁₅₀年代结果总体上出现高估，而未校正的年代则与石英SAR-OSL年代结果具有较好的一致性，表明研究区沉积物样品的g-值校正可能存在一定的不确定性。在建立年代控制的基础上，本文发现不同点位重建的局地地貌格局变化具有强烈的异质性，但在冰期-间冰期尺度上，与大范围的气候环境格局变化基本一致。在末次盛冰期及冰消期，沙丘活跃，植被退化，湖泊和绿洲面积相对缩小；而在早中全新世，沙丘流动性减弱，植被增多，湖泊和绿洲面积相对扩大。过去几百年以来，不同点位的沙丘也经历了多次活化与固定的转换，这与局地的环境变化和其他扰动等因素有关。

干涸湖盆是干旱与半干旱地区沙尘暴的主要策源地。长江源地区卓乃湖流域湖泊溃堤后，大量湖底碎屑物质出露地表成为新的沙源，不断加剧的风沙灾害严重威胁着卓乃湖的生态环境与青藏铁路的安全运营。通过对卓乃湖西岸、南岸和东侧3个部位的风沙活动进行系统观测，获得了卓乃湖溃堤后地表及风沙流中沙尘物质的粒度分布以及风沙流结构。结果表明：卓乃湖西岸是流域内风沙活动最为强烈的区域，西岸和南岸是流域内的主要起沙起尘区；东侧为沉积沉降区，风沙沉积物既包括本地沙物质，也包含来自西岸和南岸的沙尘；由于湖相沉积物粒度较细，西岸的风沙流结构随高度线性递减。结合地表和风沙流中沙尘的粒度分析特征，认为卓乃湖流域沙尘以流体起动为主，而非传统观点认为的以跃移物质的轰击起动为主。高原地区干涸湖盆的风沙活动具有独特性，在风沙防治中不可照搬低海拔地区的防治模式。

本文聚焦公路风沙问题，回顾了中国沙区公路的发展历程、现状与特点，围绕公路沿线风动力环境、沙害特征、致灾机理、风沙防治措施、防护体系结构组成和防护效益等，系统总结了中国沙区公路风沙防治取得的成果以及存在的问题。针对公路沿线流沙和戈壁地表以及区域自然特征的差异，兼顾风沙防治、绿色廊道建植与景观功效，确保沙区公路防护体系持续稳定和效能发挥，系统梳理了中国沙区公路3种典型风沙防治模式。基于中国公路网络骨架体系日益完善的切实需求和沙区公路安全运营面临的挑战，侧重加强高速公路风沙防治工程技术的提升，提出了中国沙区公路未来的研究重点和发展趋势。

中国土壤侵蚀类型多样、过程复杂，精准量化流域土壤风蚀和水蚀强度状况，掌握流域土壤侵蚀时空分布格局并辨识区域主导侵蚀类型，对统筹相应的水土保持工作具有重要意义。综合遥感监测、地面调查、模型模拟等手段，定量刻画黄河流域2000—2020年土壤风蚀和水蚀强度的时空格局与演变规律，开展土壤侵蚀类型分区，讨论不同土壤侵蚀分区治理措施的重要作用。结果表明：黄河流域土壤风蚀、水蚀强度均整体呈下降趋势，土壤风蚀、水蚀分别呈波动降低、持续降低态势。以土壤风蚀和土壤水蚀为主的区域分别占区域总面积的16.35%、83.65%，土壤侵蚀类型分区自北向南总体表现为从土壤风蚀为主向水蚀为主过渡。土壤风蚀为主的区域分布在黄河干流上游水系、鄂尔多斯内流区，分别占土壤风蚀区面积的41.53%和28.57%。土壤风蚀中度侵蚀强度所占比例最大，为24.72%。土壤水蚀为主的区域主要分布在黄河中游水系（25.04%）、渭河-伊洛河水系（22.06%）、黄河源头水系（18.60%）、黄河干流上游水系（15.49%）、湟水-洮河水系（13.35%）。土壤水蚀以微度侵蚀强度为主，占土壤水蚀区面积的49.30%，轻度（17.28%）、中度（14.98%）、强烈（11.95%）侵蚀强度交错分布。针对土壤侵蚀类型分区特点，提出了土壤风蚀区以植被恢复、农业绿洲等措施为主，土壤水蚀区以农业耕作措施、林草措施及工程措施为主进行防护和治理的方案，为黄河流域生态系统的高质量发展提供科学指导。

蛛丝蓬（Halogeton arachnoideus）死亡后仍能保持直立且发挥固沙效应。在野外实地考察和粒度实验的基础上运用相关统计方法，分析了柴达木盆地南缘地区死亡蛛丝蓬风影沙丘的形态和沉积特征。结果表明：（1）风影沙丘各参数之间相关性显著（P<0.01），其中沙丘垂向与水平尺度相关性较好，沙丘长度与宽度的拟合关系（R² =0.6）好于其他参数。（2）死亡蛛丝蓬与风影沙丘各形态参数之间呈显著正相关（0.8≥r>0.5，P<0.01，疏通度除外），蛛丝蓬长度和宽度对沙丘长度延伸的贡献度在逐渐降低，而高度的贡献度不断增大。（3）蛛丝蓬的冠幅面积、长度、疏通度与风影沙丘体积呈显著相关（P<0.01），其中冠幅面积与体积拟合关系较好（R²=0.8），它们共同作用了蛛丝蓬对沙子的截留能力。（4）蛛丝蓬风影沙丘沉积物主要粒级为极细沙和细沙，在植株的影响下风力逐渐减小，沿风向沉积物粒径逐渐变粗。

黄河上游流域作为黄河的水源地是中国重要的生态功能区，分析黄河上游流域的生态环境质量变化对于黄河流域的生态保护和经济高质量发展具有重要意义。本文基于Google Earth Engine平台，通过遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index，RSEI）对2000—2021年黄河上游流域的生态环境质量进行动态分析。结果表明：（1）黄河上游流域RSEI呈提升态势，并且具有阶段性的特点，2000—2005年为生态环境质量恶化阶段，2006—2021年为生态环境质量改善阶段。生态环境质量总体处于较差和中等水平，占区域总面积的64.78%。（2）不同河段生态环境质量存在显著的空间异质性，其中河源段的生态环境质量最好，冲积平原段的生态环境质量最差。（3）黄河上游流域生态环境质量空间集聚特征显著，高-高集聚区稳定分布于河源段附近，低-低集聚区分布在人类活动强度较大的峡谷段和冲积平原段。（4）绿度、湿度、热度和干度均对黄河上游地区生态环境质量产生显著影响，其中绿度为主导驱动因子，干度为次要驱动因子。植被覆盖度的增加、气候调节和人类活动对黄河上游流域生态环境改善有明显的促进作用。

鄱阳湖是中国最大的淡水湖。目前，鄱阳湖周边分布着若干沙山，如湖口至彭泽一带沙山、吴城镇松门岛沙山等。此前研究多认为这些沙山为风力堆积的产物，特别是沙山的中上部。然而，我们通过野外调查发现，鄱阳湖周边沙山的中上部普遍保存有水成沉积构造的砂层/粉砂层，而且这些砂层/粉砂层的吴淞高程显著高于1949年以来鄱阳湖的最高水位（22.63 m，星子水文站）。本研究选取了鄱阳湖沙山两处代表性的具有平行层理的砂层为研究对象，并采集了两个样品开展粒度分析：一个样品（XZ-1）位于星子沙岭吴淞高程~36.5 m处，而另一个样品（HGDS-7）位于湖口县沙洲村沙山吴淞高程~40.3 m处。此次样品的粒度具有以下特征：（1）样品XZ-1分选性一般，而样品HGDS-7分选性差；（2）样品XZ-1粒度频率分布曲线有一个明显的主峰和一个不明显的次峰，而样品HGDS-7粒度频率分布曲线呈现明显的双峰型；（3）样品XZ-1和样品HGDS-7的概率累积曲线分别呈现六段式和八段式；（4）如采用萨胡判别公式进行计算，样品XZ-1与样品HGDS-7的Y值分别为3.71和8.89。以上粒度分析结果和沉积构造解译一致，即此次选取的两处具有平行层理的砂层均为水成沉积层。本研究表明虽然鄱阳湖周边沙山的中上部明显高于鄱阳湖自1949年以来的最高水位，但是这些沙山的中上部并不能全部解释为风成沉积物，至少有部分夹层是水成沉积过程的产物。未来需要在鄱阳湖不同沙山开展更多研究，以进一步论证这些沙山的成因，这一方面有利于了解鄱阳湖环境演变过程，另一方面为今后江西省鄱阳湖周边的供水安全、防洪安全和生态安全提供重要科学参考依据。

1966—1976年的“文革”10年，在一定程度上影响了防沙治沙实践和沙漠科学的发展。尽管如此，依靠之前十多年打下的基础，科技和工程团队还是坚守在风沙一线，继续开展防沙治沙技术研发和工程实施、野外定位观测、室内样品化验分析与数据统计、风洞实验、成果总结和论文、著作的写作等，取得了一批标志性进展。如风沙环境风洞的建设和应用，开启国内防沙治沙风洞实验和风沙运动规律研究的先河；系统进行的铁路风沙灾害过程与防治工程技术试验和理论研究取得新的进展；1975年3月在兰州成功举办的“中国科学院治沙研究工作交流会”，及时总结和展示了理论与实践的成果和水平；系统总结科学考察、观测、实验、研究和实践的成果，在发表一批科技论文的同时，编写和出版了系列专著，在中国沙漠的分布及其一般特征、沙漠形成原因、沙漠沙物质来源（就地起沙）、风沙流运动特征、沙丘形成演变机制和塔克拉玛干沙漠风沙地貌的形成、沙丘形态特征和运动规律、风沙地貌区划和防治风沙的若干地貌问题等方面都有开拓和创新的结果，推动了中国沙漠科学的理论探讨和系统构成；在农田沙害的治理、铁路沙害的防治和沙漠铁路工程建设方面和主要防沙治沙省区如新疆、甘肃和内蒙古也都产出了系统总结成果。这10年是中国防沙治沙实践与沙漠科学整体发展的初期。

1959年9月在乌鲁木齐市召开了史称“第二次全国治沙工作会议”，进一步彰显了国家对防沙治沙工作的重视和期待。随后的几年间，中国科学院治理沙漠科学考察队和相关省（区）防沙治沙部门，开展了较为系统的考察、试验、研究和实践工作。本文围绕着定位和半定位的综合治理沙漠的试验研究，讨论了固沙植物种的选择、引种及合理配置、机械固沙、流动沙丘的水分状况与固沙造林、主要沙生植物的蒸腾强度、流沙自然固定的土壤形成过程、沙丘土壤微生物等进展和影响；围绕着防沙治沙中的若干重大科学技术问题的研究，讨论了沙漠的成因、沙丘移动规律和防风固沙关系、飞机播种的评估、沙区植被类型和演变规律以及沙生植物特性、沙区草地的合理利用、戈壁的分类及改造利用、水利资源及其利用等进展和作用；扼要阐述了从新中国成立到1965年间的防沙治沙工作，特别是形成了开拓奉献的精神和有效实用的方法，以防沙治沙的理论和实践的成果、团队和平台建设的水平，奠定了中国沙漠科学的初创和开拓的基础和条件，使之顺利进入发展阶段。

黄河流域在中国社会经济发展和生态安全格局构建方面具有十分重要的地位，同时面临着生态系统退化、水土流失、湿地萎缩等一系列生态问题。掌握黄河流域生态环境质量状况及其时空变化特征，是推进黄河流域生态保护和高质量发展的基础保障。基于长时间序列的遥感生态指数（RSEI）对黄河流域近20年生态环境质量进行动态监测和时空特征分析，并从自然因素、政策措施因素和社会经济因素3个方面对流域生态环境变化的影响因素进行分析。结果表明：黄河流域生态环境质量处于中等水平，2001—2019年RSEI平均值为0.497，增长0.04，呈现整体改善、局部轻微波动的趋势。复杂的自然因素给流域生态保护工作带来困难；而相应的生态保护政策和修复措施则起到积极作用；另外社会经济因素，如人口总数量和夜间灯光总值的大幅增长对生态环境变化产生了区域性扰动。

干旱半干旱地区是中国的农业后备战略基地，然而近年来该地区农田土壤风蚀现象严重，沙/尘释放量显著增大，威胁农业的可持续发展和生态系统平衡。目前绝大部分的天气和气候模式仅考虑了沙漠地表起沙，忽视退化农田的土壤风蚀起沙，导致起沙通量模拟存在很大的不确定性。对20世纪50年代以来干旱半干旱区农田土壤风蚀起沙特征及参数化做了详细的分析总结，回顾并梳理了干旱半干旱区农田土壤风蚀观测和数值模拟的研究脉络以及存在的问题，为提高农田起沙的模拟精度提供了有效参考，对中国干旱半干旱区农田土壤风蚀防治、土地荒漠化治理以及理解未来土地利用改变对大气污染的影响具有重要意义。

中国西北地区土地荒漠化问题严重，生态环境脆弱。厘清该地区植被覆盖时空变化特征及影响因子，对生态环境保护具有重要意义。基于MOD13A3数据，通过最大值合成法处理获得2000—2019年归一化差值植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）时序数据，采用趋势分析、Hurst指数法及地理探测器对研究区植被覆盖的时空变化特征及影响因子进行分析。结果表明：（1）2000—2019年，研究区植被覆盖整体呈增长趋势，NDVI年增长速率为0.0027（P<0.05），均值为0.252。空间分区年增长速率有差异，黄河流域片区（0.0062）>半干旱草原片区（0.0026）>内陆干旱片区（0.0018）。（2）研究区植被覆盖呈增长趋势的面积占55.77%，退化区域占3.76%，增长的土地利用类型以耕、林、草地为主。植被覆盖变化趋势具有持续性的区域面积占总面积的31.87%，其中持续性改善面积（17.04%）大于持续性退化面积（1.27%），黄河流域片区增长情况及持续性增长情况最优。（3）影响植被覆盖空间分布的主要因子按影响力依次为降水、气温、日照、相对湿度，但对各分区的影响程度略有差异。黄河流域片区、内陆干旱片区空间分布受降水影响最大，半干旱草原区受日照影响最大。（4）研究区植被覆盖变化以自然因子与人类活动共同驱动为主，自然因子对植被生长的促进作用大于人类活动，且自然因子对植被覆盖变化的贡献率更高。本研究结果可为评估气候变化背景下西北地区生态环境变化提供参考。

基于石羊河流域干流及八大支流的9个水文站和35个雨量站的逐月降水和径流数据，采用小波分析和双累积曲线等方法，研究石羊河流域径流的变化特征。结果表明：（1）石羊河流域径流量总体呈减少趋势，平均每10 a减少0.37亿m³，其中石羊河干流、金塔河、杂木河、黄羊河和古浪河的径流量减少，西大河、东大河、西营河和大靖河的径流量增加。（2）石羊河流域的9个水文站存在2~10、10~30 a的周期变化，其中杂木寺站和黄羊河水库站还存在30~60 a的长周期变化，并且9个水文站分别在24、21、21、21、43、45、22、17、21 a的时间尺度丰枯变化最明显。（3）石羊河干流和八大支流突变分别发生在1971、2014、2000、2018、1960、1959、1962、1994、1965年，其中石羊河干流、金塔河、杂木河、黄羊河和古浪河突变后径流量下降，西大河、西营河和大靖河突变后径流量增加，东大河不具有突变性。研究结果可以为石羊河流域水资源的科学管理、优化配置和后续生态工程的实施提供参考。

植被作为陆地生态系统的重要组成部分，在干旱半干旱地区的荒漠化防治及水土保持过程中起着至关重要的作用。植被覆盖度则是衡量植被及生态环境状况的重要指标。为了解2000—2020年汾河流域的植被覆盖及生态环境状况，分析了植被覆盖度的空间格局及其变异特征、探讨了植被覆盖度对生态工程的响应关系。结果表明：（1）汾河流域的植被覆盖度呈增加趋势，从2000年的55%增加到2020年的72%， 年增加速率为0.87%，主要表现为高和极高植被覆盖度（>60%）区域面积的增加。汾河流域的生态环境质量得到了极大的改善。（2）在生态工程的影响下，植被覆盖度呈增加的区域面积高达77.1%；而受城镇化及矿产资源开发的影响，有1.7%的区域植被覆盖度呈减小趋势。（3）汾河流域植被覆盖度的时空变异性强，变异系数在0.01~2.20范围波动，仅原有高山林区、河谷农业区及城镇建设区的植被较为稳定。该研究能够为制定生态环境保护和可持续发展相关政策提供一定的理论依据。

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。

沙尘天气是极端天气现象，会使空气浑浊、能见度骤降，给人类社会各个方面带来恶劣影响；沙尘气溶胶还通过改变大气辐射收支及云微物理特性对天气气候产生重要影响。围绕沙尘天气的相关研究一直是灾害天气预报领域中重要的研究方向，准确识别和预报沙尘天气在生态环境保护、气候变化等方面均具重要意义。回顾了近年来关于沙尘天气识别与预报方法相关的研究成果，对重要的方法进行了详细介绍，同时分析比较了不同方法的优缺点。最后，对沙尘天气识别与预报相关的研究成果进行了总结，并展望了有价值的研究方向。

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。

海岸是陆、海、气相互作用的地带。海岸风沙沉积是这一特殊动力环境的产物，是研究海岸环境演变及海平面变化的良好信息载体。中国海岸主要存在3种风沙沉积，分别为“老红砂”、沙丘岩及海岸沙丘。本文通过比较已报道的风沙堆积的物质组成、地层变化等，进一步总结了海岸风沙沉积的特征；选择已开展绝对测年的沉积剖面，利用概率密度函数分析了风沙沉积年代的分布特征，考察了中国海岸风沙活动历史，结合其他气候记录，探讨了不同地质历史时期海岸风沙堆积的关键影响因素。结果表明：“老红砂”沉积主要记录了冰期-间冰期尺度的风沙活动，在120 ka BP前后、73—55 ka BP等时期，风沙活动主要与海平面下降时陆架提供的丰富沙源和强盛的冬季风有关；而在105 ka BP、80 ka BP前后，风沙活动与高海平面时期丰富的沙源或季风气候的季节性增强有关；55 ka BP以来风沙活动强度降低更多地反映了沉积记录保存环境的变化，末次冰期海岸风沙沉积大多分布在现代海面之下，并不代表实际的海岸风沙活动减弱。相比之下，海岸沙丘沉积所记录的风沙活动主要发生在近3 000 a，可能与中国海岸冬季风的增强有关。