雅鲁藏布江流域中游（贡嘎县至乃东区）江心洲和河漫滩等河流地貌发育，同时也发育了不同类型的风沙地貌，是雅鲁藏布江流域风沙灾害最为严重的地区。冬春季大范围裸露的江心洲和河漫滩，为沙尘暴的发生提供沙源，也可能是北岸沙丘的物源。目前对江心洲和河漫滩面积动态变化过程及其与沙源之间的关系几乎没有研究。为此，本文通过对2019年11月至2020年8月遥感影像解译和风动力条件综合分析，探讨河床动态变化过程与沙源之间的关系。结果表明：江心洲和河漫滩面积具有明显的时空变化特征，主要受径流量的影响。江心洲面积3月最大（222.95 km²），8月最小（80.61 km²）。沙源比（河道内江心洲面积与水域面积的比值）具有明显时空变化规律，3月最大（2.00），8月最小（0.28）。河漫滩面积也具有相似的变化规律，3月78.99 km²，8月仅45.45 km²。起沙风频率冬春季大，意味着3月风沙活动强度最大，8月最小。由此可知，江心洲和河漫滩能够为研究区的风沙灾害提供物源，而强风提供动力条件。

沙尘暴对大气环境和人类健康造成严重影响，查明沙尘来源对防沙治沙具有重要意义。选择中国北方7地2021年“3·15”沙尘暴期间降尘样品，分析粒度组成和核素（²³⁵U、²³²Th、²²⁶Ra、¹³⁷Cs）含量差异。结果表明：西宁、兰州、西安、北京、济南和临沂6地降尘以粉粒为主，核素含量特征表明降尘是远距离搬运的风尘沉积或吹蚀起的附近黄土。除中卫和西安外，其余5地沙尘的¹³⁷Cs比活度远高于农耕地，低于植被覆盖度高的草地，沙尘的主要来源应不是农耕地，而是覆盖度低的侵蚀草地。西安沙尘的¹³⁷Cs比活度与农耕地相近，农耕地可能是沙尘的主要来源。中卫沙尘粒度粗，¹³⁷Cs比活度极低，沙尘来源于毗邻的腾格里沙漠。

黄河流域地势西高东低，自西向东有青藏高原、内蒙古高原、黄土高原和黄淮海平原4个地貌单元，总面积为79.6万km²。黄河流域是中国重要的生态屏障和重要经济带，黄河流域生态保护和高质量发展已上升为国家战略。沙漠化是中国北方干旱、半干旱以及部分半湿润地区主要的土地退化形式，沙漠化对黄河流域，尤其是流域中、上游地区的影响较大。为了全面掌握黄河流域的沙漠化土地空间分布特征，本研究以Landsat遥感影像为数据源，通过地理信息系统（GIS）技术，获得了黄河流域2010年的沙漠化土地分布数据。结果表明：黄河流域内沙漠化土地面积为128 667 km²，占流域总面积的16.2%；黄河上游的沙漠化土地面积最大，然后依次是黄河中游、黄河源区、黄河下游，沙漠化土地面积分别为89 341、21 426、17 894、7 km²，分别占全流域沙漠化土地总面积的69.4%、16.7%、13.9%、0.01%。黄河流域的沙漠化土地绝大部分分布于内蒙古，其沙漠化土地面积为91 398 km²，占全流域沙漠化土地面积的71.0%；其次是青海，沙漠化土地面积为17 432 km²，占全流域沙漠化土地面积的13.5%；陕西和宁夏的沙漠化土地面积分别占全流域沙漠化土地面积的8.3%和6.5%。黄河流域的沙漠化空间格局主要是降水量与沙源空间耦合的结果，流域92.6%（119 114 km²）的沙漠化土地分布于干旱、半干旱地区。从20世纪70年代以来，黄河流域的沙漠化总体上经历了快速发展—发展放缓—明显逆转的过程，沙漠化大幅度的变化主要受人类活动影响所致，在过去几十年间风速持续减小对沙漠化逆转的积极作用也应引起重视。

黄河流域是中国重要的生态区域，探究该流域生物多样性时空变化特征对区域生态保护修复具有重要意义。运用InVEST模型评估黄河流域2000—2018年生境质量并结合空间自相关模型探究其时空变化及分布特征，利用地理探测器单因子探测和交互探测方法分析生境质量空间分异特征的驱动因子。结果表明：2000—2018年，黄河流域平均生境质量指数为0.631，整体呈现小幅下降趋势，下降幅度为0.16%，在空间上表现出西高东低的分布特征；黄河流域生境质量在空间上表现高度正相关特征，表现为生境质量相似值在空间上集聚，生境质量低值区域集中在黄河流域下游、关中平原以及汾河谷地区，生境质量高值区域集中在黄河上游青藏高原地区；土地利用/覆被是生境质量空间分异最重要的驱动因子，q值为0.5560，而且任何两种驱动因子对生境质量空间分异的交互作用都要大于单个驱动因子的作用，土地利用/覆被与气温、海拔、降雨量、坡度以及NDVI的交互因子均大于0.5。

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。

黄河流域从西到东跨越多省，地形复杂，作为中国生态安全战略格局的重要组成部分，是中国气候变化敏感区和生态环境脆弱区。本文主要综述了在气候变暖背景下，黄河流域气候变化特征、影响以及成因和对策建议的最新研究进展：（1）近60年黄河流域气温呈上升趋势，平均升温速率为0.30 ℃/10a，上游升温速率最大，下游次之，冬季升温趋势最显著，夏季最小，降水量上游地区增多，中下游地区减少，蒸散量呈减少趋势。（2）在气候变化和人类活动影响下，黄河流域径流量整体呈下降趋势，源区冰川积雪消融加剧，冻土严重退化，流域植被覆盖整体呈好转趋势，上游脆弱区和中游产沙区水土流失加重，对农业影响利弊皆存，流域病虫害加剧；流域气候变暖，极端天气气候事件增多，对文化遗产安全保存带来巨大挑战。（3）黄河流域气候系统随时间演变的过程不仅受自身内部的动力、热力影响，也受大气环流、海温、青藏高原等外部强迫因子的影响，人类活动造成的大气成分和土地利用覆盖的变化是影响黄河流域局地气候的重要因子。（4）未来黄河流域气温持续上升，降水波动增加，极端天气事件将更加频繁。应对气候变化，重点在于加强黄河流域气候变化科学研究，提升极端天气气候事件的预报预警能力，联合多部门建立气象、水文、生态与数值预报及防控一体化的灾害预报预警系统，同时加强流域水资源的管理调配和有效利用，加强流域生态环境保护，制定科学合理的农业发展战略，推动黄河流域高质量发展。

沙尘天气是多发于中国北方春季的灾害性天气，严重危害农业生产、交通运输、空气质量和人民的生命财产安全，长期受到社会各界的广泛关注。利用多源多尺度数据，采用天气学分析、物理量诊断、轨迹分析等方法对2021年3月中旬西北地区东部一次持续性沙尘重污染天气的成因进行了深入分析。结果表明：（1）受强烈发展的蒙古气旋影响，蒙古国南部及中国内蒙古中西部地区于3月14日首先出现强沙尘暴天气，并将沙尘传输至中国西北、华北、东北一带，西北东部的沙尘天气维持达到5 d。（2）沙尘天气维持期，西北东部中低层以弱上升运动为主，大气层结稳定，且西北东部不断有弱锋生发展，不利于沙尘的沉降；自北向南分布的银川、中卫、兰州3站的垂直螺旋度的波动与污染浓度的变化基本一致；混合层高度较其气候平均值明显偏低，不利于大气湍流发展。（3）此次影响西北东部的沙尘主要由蒙古国输入，近20年中蒙边境、蒙古国南部的植被减少可能是此次沙尘天气的沙源主要来自蒙古国南部的原因。

人类活动和全球气候变化使得海草生态系统快速退化，形成大面积“海底荒漠”，降低了海草生态系统的生态服务功能。近年来，由于各国政府对海洋资源的逐渐重视，海草生态系统的修复进入了一个新的历史阶段。然而，目前成功修复退化海草生态系统的案例很少，急需修复生态学理论对海草修复实践进行指导。基于此，本研究系统论述了海草修复的意义、难点和问题，详细阐述了人类活动和气候变化对海草生态系统影响的交互作用及其复杂性，并整合不同研究尺度的海草修复现状和相关理论，提出针对性的海草生态系统修复对策。本研究有助于形成海草生态系统修复理论体系，为海草生态系统修复提供理论指导。

采样分析了古尔班通古特沙漠蜂窝状沙丘表层沉积物的粒度、元素和微形态特征，讨论了其沉积环境。结果表明：（1）古尔班通古特沙漠蜂窝状沙丘表层沉积物以细沙为主；与上部陆壳平均化学组成（UCC）比，常量元素产生亏损，微量元素Co富集明显；化学蚀变指数（CIA）与上部陆壳平均值接近；石英沙颗粒磨圆度适中，微形态特征以碟形坑与不规则撞击坑为主。（2）古尔班通古特沙漠东北部蜂窝状沙丘表层沉积物平均粒径最大，分选性最差，常量元素亏损严重，微形态特征最为复杂；西部CIA值最小。平均粒径从迎风坡坡脚到坡顶增大，在背风坡变小；元素与微形态特征无明显差异。（3）沉积物理化特征说明古尔班通古特沙漠处于大陆风化的早期阶段，干旱的气候条件使沙丘表层组成物质缺乏有效的化学风化，沉积环境复杂，以风成机械作用为主导。

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。

基于MODIS NDVI植被指数和气象数据集，以集合经验模态分解、趋势分析和随机森林回归分析等方法，分析了黄河流域2001—2020年植被覆盖时空变化特征，并对其气候驱动因素进行探讨。结果表明：（1）2001—2020年黄河流域植被覆盖整体呈显著增长趋势，增速为0.055/10a （P<0.05），2010年之前增速（0.067/10a）大于2010年之后的增速（0.051/10a）。（2）空间上，植被覆盖增加区域主要分布在陕北黄土高原、甘肃省东南部、内蒙古自治区河套平原等退耕还林还草生态工程实施区域，而植被覆盖显著下降区域则集中在关中平原城市群、黄淮海平原以及青藏高原等区域。（3）气温、降水和CO₂浓度等对黄河流域植被生长起到正向促进作用，且绝对敏感性依次降低，而大气饱和水汽压差、太阳辐射等对植被生长起到抑制作用。本研究结果可为评估气候变化对黄河流域植被覆盖变化的综合影响提供参考依据。

风、沉积物和地表覆盖是控制沙丘地貌的三大要素。沉积物尤其是沙源供应对沙丘地貌的影响仍有待深入研究。沙丘体积的研究促使了等效沙厚度（equivalent sand thickness， EST）概念的提出。EST研究经历了多个沙丘和亚沙丘尺度2个研究阶段。多个沙丘EST研究发现，EST与沙丘高度之间具有较好的一致性，其与方向变率的组合可以很好地区分沙丘类型，且在宏观上可以表征沙源供应。亚沙丘尺度EST研究使得利用高分辨率遥感影像研究沙丘（山）地貌及其形成过程成为可能。未来的研究应在像元尺度上对沙丘（山）地貌进行滤波，不同滤波窗口所得到的不同图层可以用来探究沙丘（山）地貌的形成过程。

沙漠地区既是中国重要的能源基地，也是生态环境脆弱区和发展落后地区，如何在保护沙漠生态环境的前提下，充分开发利用沙漠丰富资源，同时又带动地区经济发展和改善民生？首先基于生态学、管理学、自然地理学、系统科学等相关理论，结合国内外沙漠能源开发及沙漠治理、生态修复等方面最新研究进展，运用能源互联网思维，构建了包涵沙漠治理、生态修复、脱贫攻坚、乡村振兴、能源建设、经济发展等要素的生态圈结构模型，提出一个合作共赢、基于沙漠能源、以电力为核心的沙漠能源生态圈概念；然后对沙漠能源生态圈内涵及特征进行解析，并从经济、社会、生态三方面对其效益进行阐述；最后，探讨了沙漠能源生态圈发展模式，并从能源、生态、经济、国情、战略五方面阐述了沙漠能源生态圈发展愿景。

南水北调工程是实现中国水资源南北调配、东西互济，形成水资源合理配置格局的战略性工程。南水北调西线一期工程已初步确定先行从长江上游的雅砻江调水40亿m³至黄河上游的洮河，经洮河至刘家峡水库后入黄河干流。本研究从南水北调西线调水新增水资源量入手，结合新提出的黄河干流甘肃段的新型水土格局（即“弦弧”两支主要输水路线下），重点对新增水资源量的利用进行思考，并分析了新型水土格局下新增调水对黄河干流甘肃段、西北内陆区石羊河流域、内蒙古阿拉善地区和宁蒙灌区等受水区的影响。研究结果有利于水资源稀缺地区输调水资源可持续合理利用，可为黄河流域上游生态保护与高质量发展的战略规划实施提供参考。

植被自然恢复能力评估是生态恢复实践的重要内容。基于蒙古国的MODIS EVI植被指数产品、气象数据及土壤数据，依据相似生境原则，构建了植被恢复潜力计算模式，计算得到蒙古国植被恢复潜力值（VRP，可代表在自然条件下区域植被能够恢复到的最佳状况）及植被恢复潜力指数（VRPI，代表植被生长现状与最大潜力之间的差距），并用蒙古国纵贯铁路沿线长期围封区的采样分析数据进行了验证。结果表明：（1）蒙古国整体上具有较高的植被恢复潜力，植被自然恢复潜力值0.6—0.9；（2）受降水、气温、土壤等自然要素组配的空间分异影响，蒙古国植被自然恢复潜力具有较大的空间差异性，其中北部及东部地区为VRP高值区和VRPI低值区，植被轻度退化，且较容易恢复；南部及西部地区为VRP中低值区和VRPI高值区，植被退化程度较重，恢复难度相对较大。

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。

在野外考察的基础上，选择13个典型样地，研究了巴丹吉林沙漠南缘植被组成、群落特征和植被格局。结果表明：调查的样地中有荒漠植物31种，其中灌木12种，多年生草本11种，一二年生草本8种。种群密度3 000—14 000株·hm^-2，优势种在群落中地位显著，群落稳定性较差；植被斑块面积小、最大斑块指数低。沙漠南缘年降水量虽然仅100 mm左右，但有霸王（Zygophyllum xanthoxylon）、红砂（Reaumuria soongarica）和沙蒿（Artemisia desertorum）等灌木和半灌木天然植物群落分布，有白刺（Nitraria tangutorum）和膜果麻黄（Ephedra przewalskii）灌丛沙堆，沙丘上生长着沙拐枣（Calligonum mongolicum）、沙鞭（Psammochloa villosa）等种群生存，且在沙漠延伸带流动沙丘上已成功建立了梭梭（Haloxylon ammodendron）人工固沙植被，表明在巴丹吉林沙漠南缘建立以乡土植物为主的固沙植被是可行的。在未来研究中，应在山水林田湖草沙生命共同体理念下加强从区域尺度上解析水、植被和沙的关系，系统了解生态系统的原真性、完整性和连通性及生态系统稳定性维持等问题，优化生态景观格局，确定生态保护目标和建设规模，同时要加强对乡土植物适应干旱风沙机制和扩繁保育技术研究，以便为区域生态建设和生态保护提供科技支撑。

连作障碍已成为兰州百合（Lilium davidli var. unicolor）产业发展的制约因素。设置CK（对照）、SF（硅肥）、MF（微生物菌剂）、SMF（硅肥+微生物菌剂）处理，通过测定植株生长指标、土壤可培养微生物数量及物理化学性状指标，并运用隶属函数和冗余（RDA）分析方法，分析各处理对百合生长及土壤生化性质的影响。结果表明：（1）相较于CK处理，SF、MF、SMF处理均提高了兰州百合植株生长指标，增强了植株根系活力。（2）与CK相比，SF、MF、SMF处理的微生物群落结构发生了明显变化，细菌数量显著增加，真菌数量显著减少，土壤由真菌型向细菌型转变。（3）隶属函数分析表明，SMF效果最优，MF、SF效果次之，CK效果最差。（4）土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性与有机质、有效硅、速效钾含量正相关，与pH负相关。SMF处理的土壤养分状况最好，且作用效果最显著。综上所述，硅肥、微生物菌剂单施和配施均可显著促进兰州百合植株生长，改善土壤微生物群落结构，提高土壤养分含量，进而缓解兰州百合的连作障碍，且硅肥与微生物菌肥配施效果最佳。

以黄河流域116个地级市为研究单元，建构了由经济、政治、文化、社会和生态等维度构成的“五位一体”综合评价体系。运用组合权重法、加权TOPSIS法对各细分维度和综合发展进行空间差异分析，基于耦合协调模型和空间自相关法对耦合协调性和空间集聚性给予实证研究。结果表明：（1）“五位一体”综合发展在黄河流域呈现东南高、西北低的空间格局，高等、中高等地市多分布于流域东部的山东、河南大部及四川东南部，而流域西北众多地市则因自然环境恶劣、人口分布稀疏、经济基础较差等，综合发展为中等或较低水平。（2）细分维度上，黄河流域各地市间经济维度差距较大，生态维度差距较小。此外，五大细分维度呈现出较大的空间形态差异。（3）协调发展上，黄河流域多数地市“五位一体”耦合程度较低，维度间协调发展潜力较大。（4）空间集聚上，黄河流域各地市在五大细分维度上均存在较强的空间正相关，集聚程度为政治维度>文化维度>社会维度>生态维度>经济维度。

农业种植结构是区域农业生产的重要部分，是决定区域水、土资源分配的核心。以2000—2018年MODIS NDVI多时相遥感数据为基础，结合不同物候期玉米、小麦、向日葵和番瓜的野外光谱测定和种植区GPS标定，构建了基于阈值分割的作物识别方法，分析了河套灌区主要农作物种植结构变化及驱动因素。结果表明：玉米等4类作物种植面积变化趋势存在差异，其中玉米种植面积71.1×10³—199.3×10³ hm²，呈波动上升趋势（P<0.001）；小麦49.3×10³—249.2×10³ hm²，呈波动下降趋势（P<0.001）；向日葵140.2×10³—337.4×10³ hm²，呈波动上升趋势（P<0.001）；番瓜6.4×10³—68.3×10³ hm²，呈波动上升趋势（P<0.001）。研究时段内向日葵发生转换的面积最大，向日葵种植用地向玉米、小麦和番瓜转移面积为107.9×10³ hm²。作物种植面积变化驱动因素是引黄水量、地下水埋深、气温、人口活动、社会经济发展（GDP）和城市建设因素共同作用的结果。

黑河下游尾闾区作为西北干旱区典型的脆弱生态系统，其植物群落物种多样性与稳定性对维持该地区生态安全和可持续发展具有重要意义。以黑河下游尾闾区荒漠植被为研究对象，采用K-Means聚类，基于距河道距离及其对应的土壤含水量数据，将黑河下游尾闾区垂直于河道0—4 km区域可分为距河0—0.3 km（T_0-0.3）、0.3—1.7 km（T_0.3-1.7）和1.7—4.0 km（T_1.7-4.0）3个距离梯度，研究不同距离梯度下植物群落物种组成、多样性和稳定性特征，并进一步探讨了黑河下游尾闾区主要植物最适宜土壤水分需求。结果表明：（1）近河0—0.3 km区域以耐湿耐盐碱的草本为主，优势种为芦苇（Phragmites communis）、盐爪爪（Kalidium foliatum）、苦豆子（Sophora alopecuroides）和冰草（Agropyron cristatum）；距河道0.3—1.7 km区域出现的植物种类数目最多，以乔木为主，兼有灌木和草本，优势种为柽柳和胡杨；距河道1.7—4.0 km区域出现的植物种类数目最少，以极耐旱的灌木和亚灌木等荒漠植被为主，优势种为红砂（Reaumuria songarica）和梭梭（Haloxylon ammodendron）。（2）3个距离梯度下Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数和丰富度指数R均表现为距河0.3—1.7 km>0—0.3 km>1.7—4.0 km，而植物群落稳定性与物种多样性间呈现出相反的变化趋势，即群落稳定性表现为距河1.7—4.0 km>0—0.3 km>0.3—1.7 km。（3）当黑河下游尾闾区距河0—0.3、0.3—1.7 km和1.7—4.0 km区域植被最适宜土壤含水量分别为27%—31%、15%—22%和4%—7%，有利于维持该区域植物群落物种多样性与稳定性。

中国北方季风边缘区沙漠/沙地如何响应气候变化及其反馈研究对于理解干旱半干旱地区现代地表过程及其未来环境演变趋势有重要的科学意义。库布齐沙漠作为中国北方季风边缘区中东部唯一的以流动、半流动为主的沙漠，现代地表景观与周围沙地（如毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等）明显不同。晚第四纪以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程到底是否一致，其湿润期究竟发生于何时，尚存颇多争议。区域风成沉积和湖泊沉积记录研究得出的结论明显不同，存在中晚全新世和早中全新世湿度最优期的分歧。对库布齐沙漠风成沉积年代-岩性的概率密度分布（Probability Density Function，PDF）进行处理，与周边沙地风成沉积和湖泊沉积古环境记录进行了对比分析。结果表明：末次盛冰期以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程总体一致，27.6—10 ka和晚全新世（2—0 ka），风沙堆积强烈，气候相对干旱；早全新世（10—6 ka）古土壤渐次发育，沙丘逐渐被固定，湿度增加，环境状况有所改善；中全新世（6—2 ka）古土壤广泛发育，沙丘经历固定成壤，气候最为湿润。区域环境演变过程受控于低纬太阳辐射和高纬冰量变化的双重制约。

2021年3月中旬，东亚中部包括中国北方大部分地区，爆发了持续性的沙尘天气，引发了人们对于沙尘源区、防风固沙生态建设工程效益的高度关注。提出了一个新的地表起尘量估算方法，使用高精度、大范围的气象数据，计算了这次沙尘天气的地面起沙条件、大风过程中的输沙状况，估算了不同时刻的起尘量，获得了14、15日蒙古和中国北方荒漠地区的起尘贡献率。结果表明：相比过去10年，中国北方总体不容易起尘，而蒙古中东部的荒漠地区由于增温显著、降水减少，更容易扬尘；3月15日覆盖中国北方的强沙尘暴，有75%的沙尘是由于14日在蒙古的起尘，随后16、17日更大范围的沙尘天气，有84%是15日起源于中国北方和西北。两日境内外的起尘总量基本相同。

沙丘粒度特征不仅能反映沙丘沙物质的来源与动力，也可以体现地形对风沙流运移的改变。对西藏朋曲流域不同地貌部位流动沙丘表层沉积物的粒度特征进行分析。结果表明：（1）朋曲流域流动沙丘表层沉积物粒度组分以中沙（46.51%）和细沙（40.52%）为主，粗沙（5.87%）与极细沙（5.87%）次之，黏土（0.37%）与粉沙（0.85%）含量最低。流动沙丘表层沉积物平均粒径1.41—2.32 Φ，分选系数0.45—0.79 Φ，偏度0.01—0.24，峰度0.98—1.80。（2）从河漫滩到河流阶地到山坡，流动沙丘粒度逐渐变小，频率分布曲线逐渐变高变窄，粒径越来越集中，沿主导风向自西南向东北概率累积曲线斜率逐渐增大，分选性逐渐变好。（3）河漫滩至河流高级阶地流动沙丘表层沉积物随海拔升高粒径变小，坡麓至坡顶随海拔升高粒径变大，分选却变好，表明山坡上沙丘与阶地上沙丘的沙物质来自于不同河段的河床或河漫滩。

灌丛沙堆是海岸带广泛发育的风积地貌，海南岛东北部海岸发育着典型的老鼠艻（Spinifex littoreus）灌丛沙堆。通过野外考察和室内实验，并结合气象数据对海南岛文昌海岸景心角海滩老鼠艻灌丛沙堆的形成动力条件、沉积物粒度、地球化学元素特征和形态进行系统分析。结果表明：稳定的向岸风以及开阔的沙质海滩是灌丛沙堆发育的基本条件；较低的风能环境和滩肩的“贝壳碎屑物带”是景心角灌丛沙堆规模较小的主要原因；景心角老鼠艻灌丛沙堆形态以锥型和蝌蚪型为主；与沙堆迎风坡相比，背风坡坡长对沙堆的长轴影响较大，而沙堆的长轴和迎风坡坡长则对沙堆高度的影响更突出；老鼠艻灌丛水平方向上的生长更能影响沙堆形态的发育。

包兰铁路是中国第一条穿越沙漠的铁路，其中沙坡头段风沙危害最严重，防护体系对铁路的建设和安全运营至关重要。在综合分析相关文献的基础上，从研究区防沙措施及效果、防护体系结构特征、合理宽度设计等方面，总结了60余年来包兰铁路沙坡头段防护体系的研究成果，并指出防护体系当前存在的问题（生态环境脆弱，局部地段土壤水分条件恶化、人工固沙植被退化、防沙措施破损、风蚀“活化斑”现象严重等），据此提出了相应的对策建议及今后的研究重点，以期为防护体系的养护、完善及可持续管理提供科学参考。

景观破碎化改变着区域景观结构的完整性和系统的连通性，对景观的稳定性和可持续发展具有重要影响。选取新疆和田绿洲为研究区，以1970年新疆考察数据与MSS影像，1990、2000、2013、2018年4期Landsat TM/ETM+同月相数据为主要数据源，采用景观指数法、移动窗口法、梯度分析及归因分析等方法开展绿洲景观破碎化的时空格局变化及驱动因素的研究。结果表明：近50年来，景观分裂指数（DIVISION）由0.94减少到0.89，香浓多样性指数（SHDI）从1.44减少到1.28，绿洲景观破碎化整体呈现减缓趋势。其中，城市景观破碎化程度最低，沿破碎化梯度从城市中心向外围呈现出先上升后下降的趋势。此外，景观破碎化程度与农业的发展呈倒“U”型函数关系，当农业扩张在绿洲面积的40%—50%时，景观破碎化程度达到峰值。人口增长，农业扩张与社会经济发展共同影响着绿洲破碎化的时空格局。本研究不仅为干旱区绿洲景观破碎化格局的空间变化分析及驱动因素研究提供科学依据，也对绿洲生态景观的规划与可持续管理具有重要的意义。

生态化学计量学是通过研究生物有机体主要元素含量及其比值的变化关系，揭示生态系统各组分间元素循环规律的一门学科，生态化学计量也是荒漠生态系统研究的重要内容。因此，综合掌握水分和养分限制环境下C、N、P生态化学计量的关系对揭示荒漠生态系统植物的限制性元素、土壤营养的供给能力、养分的有效性等都具有重要的意义。基于此，回顾和分析了国内外荒漠生态系统C、N、P生态化学计量最新研究和动态，分别从植物、凋落物、土壤、土壤微生物、土壤酶进行较为系统的评述，讨论了植物-土壤-微生物-酶四者的关系，提出了荒漠生态系统C、N、P生态化学计量的未来研究方向，期望为全面理解固沙植被的演变过程、稳定性维持机制及其科学管理提供理论指导。

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容。通过野外实地考察及Google Earth高分辨率影像，对柴达木盆地西南缘山前沙丘区风沙地貌的空间分布格局进行分析和描述，并探究主要沙丘的形态参数特征。结果表明：（1）基于沙丘的形态-动力学分类原则，研究区沙丘共划分为12类；从发育规模来看，简单型沙丘占比大，复合型、复杂型沙丘占比小；从形态特征来看，以横向沙丘为主。（2）基于沙丘类型的空间变化特征，研究区可划分为5个亚区，风况和河流是导致沙丘类型空间分布差异的主要因素。（3）研究区各类型沙丘发育规模小，这与沙丘发育时间短、沙源供应少密切相关。新月形沙丘的形态参数宽度（w）与高度（h）之间呈良好的线性相关关系，可表达为w=9.47h+14.89。沙丘高度（h）与间距（λ）呈幂函数关系，且幂指数n均小于1。本研究丰富了柴达木盆地风沙地貌的研究内容，为后续的沙丘发育演化模式研究奠定了基础，同时对格库铁路防沙治沙和安全运行具有重要的参考价值。

气候变化影响植物物种地理分布，研究不同气候情景下物种的地理分布有助于物种保护和资源合理利用。为准确了解西藏沙棘（Hippophae thibetana）种植适宜生境，本研究收集了118个西藏沙棘种群分布点、19个气候因子和3个地形因子数据，利用MaxEnt（最大熵）模型和ArcGIS软件平台模拟了当前气候情景下西藏沙棘的适宜生境，探讨影响其生长的主导因子及阈值，并对其在4种不同气候情景下2041—2060年和2061—2080年的适宜生境进行预测。结果表明：（1）当前西藏沙棘高适宜生境和适宜生境面积分别为33.32万km²和51.65万km²，主要分布于青藏高原，集中在西藏、四川、青海和甘肃；（2）影响西藏沙棘地理分布的主导因子是海拔、最湿季降水量、最冷季平均温度，其中各因子的适宜生长阈值分别为：海拔2 500—4 800 m，最湿季降水量200—420 mm，最冷季平均温度-12—0 ℃；（3）未来不同气候情景下，西藏沙棘的高适宜生境、适宜生境和低适宜生境面积均出现缩减。该研究有助于西藏沙棘的野生资源保护、开发利用和扩大种植。

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。

深层渗漏是沙地地表水和地下水连通性的重要指标。为了深入分析不同沙地深层渗漏的特征，采用渗漏仪实时监测流动沙丘降雨对200 cm深层的补给水量。结果表明：浑善达克沙地2017—2019年降雨量为229.9±45.6 mm，年渗漏量8.2±7.4 mm、年渗漏量占同期降雨量3.1%±2.3%；毛乌素沙地2013—2015年降雨量328.1±61.1 mm，年渗漏量64.1±58.3 mm、年渗漏量占同期降雨量17.0%±13.7%。浑善达克沙地流动沙丘的渗漏主要为持续而少量的水分补给，其中< 0.25 mm的渗漏补给日数最多；毛乌素沙地主要来自于> 0.25 mm的渗漏补给，降雨量大小及其分布格局是影响沙地深层渗漏的主要因素。当降雨量较小时深层渗漏是以持续、长时、量小的补给方式为主；降雨量较大或者连续的小降雨事件不但会明显增加渗漏的补给量，而且会减小水分渗漏滞后性，使其波动与降雨变化更为一致。

荒漠生态系统是中国陆地生态系统的重要组成部分，具有独特的结构和功能。生态化学计量学重点关注C、N、P元素比例及权衡关系，已成为揭示生态系统养分循环及其限制等生态过程的有力工具。植物自身体现出对养分元素的调控能力和对环境变化的响应及适应性，土壤C∶N∶P可表征土壤养分供应能力和储量变化，植物-土壤系统中N、P的养分循环关系密切。从植物营养器官元素化学计量，区域尺度荒漠植物与土壤化学计量特征及其影响因子，化学计量平衡（C∶N∶P）在个体发育、种群动态和群落结构形成过程中的作用，以及植物-土壤系统生态化学计量学的相互关系等角度，论述近10年来中国荒漠生态系统生态化学计量学研究进展，并就今后研究内容进行展望。

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。

海流兔河流域是毛乌素沙地的代表性流域，开展以流域为单元的研究，将为毛乌素沙地的流域水资源配置提供科学依据。通过系统分析海流兔河流域的含水层展布和地下水分布特征，创新性地将含水层厚度和地下水埋深的分区进行小波图像融合后，得到了新的水文地质参数分区。结果表明：海流兔河流域的第四系及白垩系为该区域的巨厚含水层系统，其中白垩系含水层由南向北逐渐增厚，整体上该流域地下水资源量丰富。克里金指数模型适用于海流兔河流域的地下水埋深插值，该模型得到的流域地下水埋深为0—43 m，其中地下水埋深3 m以上的区域占流域的主体部分。以Symlets小波函数作为离散小波变换的图像融合技术对海流兔河流域的水文地质参数分区具有较强的适用性。

在全球气候变化背景下，未来中国北方半干旱地区的降水格局将呈现出降水时间波动增强和极端降水事件增加的趋势，必然对荒漠植被生态系统产生直接影响。油蒿（Artemisia ordosica）是半干旱荒漠生态系统重要的植被建群种，研究其生长及生物量分配在不同降雨格局下的响应特征，可以为探究全球气候变化背景下的荒漠植物的适应性机制提供理论依据。本研究通过人工控雨方法，设置降雨量（增加30%、减少30%、自然降雨）和降雨间隔（5、10、15 d）双因素交叉试验设计，监测油蒿生长发育形态参数、地上生物量、地下生物量对降雨格局变化的响应。结果表明：（1）降雨量的改变对油蒿株高存在显著影响（P<0.05），降雨量减少30%能够显著降低油蒿株高。在降雨间隔时间一致的条件下，降雨量增加30%能够显著促进地上生物量增加。（2）降水间隔对油蒿的株高、冠幅存在显著影响（P<0.05），降雨间隔由5 d延长至15 d，油蒿株高、冠幅生长受到抑制。当总降雨量一定时，降雨间隔延长（15 d）显著增加油蒿幼苗地上、地下生物量和总生物量。（3）降雨量与降雨间隔对油蒿根冠比具有交互效应，降雨量的改变对油蒿根冠比的效应依赖于降雨间隔时间的长短。改变生物量分配模式是油蒿适应水资源环境改变的重要策略，在未来降雨格局变化的趋势下，荒漠生态系统植被建设和管理中更需关注降雨量和降雨间隔时间的双重影响。

草本植物在沙地植被恢复过程中具有重要作用，研究自然恢复沙质草地草本层植物群落组成变化规律及其与土壤因子之间的关系，对植被与土壤恢复具有重要的意义。本研究对科尔沁严重退化沙地封育12、17年和20年的自然恢复沙质草地植物组成和土壤理化性质进行研究，同时分析了植物组成与土壤因子的相关关系。结果表明：随着恢复年限的增加，土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和缓效钾含量显著升高，群落物种丰富度逐渐增加，禾本科植物所占比例升高，菊科和藜科植物比例降低；一年生和二年生植物占比下降，多年生植物占比上升；草本层植物高度、盖度与地上生物量显著增加，物种丰富度、优势度和多样性指数分别增加30.16%、10.86%和21.81%；沙质草地植被恢复过程中植物群落特征主要受土壤含水量（贡献率为30.77%）和土壤速效养分（速效氮、速效磷和速效钾的贡献率分别为16.67%、13.74%和7.69%）的影响，说明土壤含水量和土壤速效养分是影响科尔沁沙质草地退化植被恢复的主要影响因素。

采用生物测定法研究了荒漠植物沙蒿（Artemisia desertorum）浸提液对自身种子萌发与幼苗生长的化感作用。结果表明：（1）沙蒿根、枝叶、枯落物浸提液对自身种子萌发均有抑制作用，且随处理浓度的升高而增强；化感效应由强到弱依次为枝叶、根、枯落物浸提液。（2）根、枝叶浸提液对幼苗生长产生抑制，而枯落物浸提液具有促进作用，主要表现在根干重和根长方面，地上部分中苗干重较为敏感，初步推断沙蒿不同浸提液对自身幼苗生长产生的影响主要以地下根系为主，从而改变其生长状况并影响幼苗干物质积累。（3）沙蒿浸提液对自身幼苗生理指标的影响存在差异，根、枝叶浸提液主要为化感抑制作用；中、低浓度的枯落物浸提液具有促进作用，以保护膜系统效应最为明显，说明对幼苗膜系统的保护可能是沙蒿枯落物化感物质多种效应的生物起点。沙蒿活体植株内存在的化感物质是影响（抑制）自身幼苗生长发育的主要因素，而枯落物腐烂、分解释放的化感物质能为自身幼苗成活提供良好的养分条件，为幼苗生长创造优越的地下微环境，增强其在恶劣生境中的竞争能力，扩大种群并逐渐形成优势群落。