2014年4月23-25日中国北方地区经历了一次大范围的强沙尘天气过程.利用13个城市的空气质量和气象数据结合后向轨迹模式和MODIS deep-blue气溶胶光学厚度数据,研究沙尘天气过程对中国北方城市空气质量的影响,特别是对PM_2.5质量浓度的贡献。结果表明:来源于塔克拉玛干沙漠及其周边地区的沙尘途经甘肃西北部和内蒙古中西部的沙漠区进而影响下游城市。MODIS deep-blue气溶胶光学厚度的空间分布能够较好地反映出沙尘的水平运动特征。沙尘天气过程可以使中国北方城市PM_2.5和PM₁₀质量浓度分别增加7.5%～1 141.2%和344.0%～2 562.1%,可以有效地降低SO₂、NO₂和CO气体污染物的浓度,而对O₃的浓度影响较小。银川、大同和库尔勒沙尘天气过程期间平均SO₂、NO₂和CO浓度较非沙尘天气过程期间降低最明显,分别降低约80.0%、78.7%和62.1%。

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。

业务化农业干旱监测系统是农业干旱监测和预测以及农业风险评价和防范的有力工具，为了更好地促进农业干旱业务化监测的发展，系统回顾了基于气象变量、土壤湿度、植被状态和多变量等4类常用干旱指数，详细分析了美国、中国、欧洲和联合国粮食及农业组织等业务化农业干旱监测系统的特征，讨论了业务化农业干旱监测系统中存在的问题：如数据的质量及融合不稳定、综合干旱指数的构建不确定、监测的时间分辨率有待提高、缺乏考虑水文条件以及作物的生长过程等影响的问题。展望了未来农业干旱业务化监测，应从利用多源数据监测干旱、构建综合指标时需考虑区域时空差异及不同指标间的累积性和滞后性、加强机器及深度学习在综合指标构建中的作用、发展日时间尺度监测干旱以应对骤旱事件的发生、强化作物生长过程模型和先进的技术手段在干旱监测中的作用等方面深入发展。

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。

碳是贯穿自然和社会的首要元素之一，碳循环是自然和社会系统的重要纽带。陆地生态系统的自然固碳途径有2种，一种是植物碳同化，另一种是土壤碳同化，人们一直关注植物的有机固碳，对于土壤的无机固碳重视不够。本文回顾了中国荒漠区固碳能力强的C₄木本植物和土壤无机固碳研究进展。通过解剖结构观察、δ¹³C值和气体交换特征全面分析得出，荒漠植物梭梭（Haloxylon ammodendron）和沙拐枣（Calligonum mongolicum）为典型的C₄木本植物，梭梭同化枝有大量的含晶细胞，沙拐枣同化枝有大量的黏液细胞。干旱区荒漠的非生物固碳能力至今缺乏合理解释。通过对戈壁、沙漠和壤质荒漠土壤无机碳密度和碳储量分析，提出了土壤碳同化（soil carbon assimilation）概念，并给出了土壤碳同化途径的3个阶段，解释了土壤无机固碳这一现象；与植物碳同化比较，土壤碳同化是荒漠固碳的主要途径。最后，展望了荒漠C₄木本植物和土壤碳同化的研究方向及对中国2060年前实现碳中和目标的可能贡献。

利用CALIPSO卫星遥感资料研究中国西北地区气溶胶的三维分布，分区域按类别讨论气溶胶的出现频率和气溶胶光学厚度（AOD），并在此基础上，结合MERRA-2再分析数据探讨形成原因。结果表明：中国西北地区气溶胶含量较高，以沙尘和污染性沙尘为主，主要分布在塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和甘肃-内蒙古一带。气溶胶的出现频率季节变化不大，大气中气溶胶含量及其三维分布则有明显的区域性差异和季节变化。夏季，由于大气上升运动明显，气溶胶分布较高，部分气溶胶可以被输送到天山山脉、青藏高原主体，甚至8 km的高空。塔克拉玛干沙漠的气溶胶以自然沙尘为主，主要分布在4 km以下，受地形影响该地区局地环流明显，三维分布主要取决于局地排放和垂直输送，AOD的季节变化与沙尘排放一致，春季>夏季>秋季>冬季。古尔班通古特沙漠和甘肃-内蒙古一带的气溶胶消光系数较小且分布零散，气溶胶种类复杂，除了自然沙尘还有大量的污染性沙尘（出现频率约为0.15，AOD约为0.03，甚至可以大于自然沙尘）、污染性大陆气溶胶和烟尘。这是因为，这些地区受局地排放和远距离输送的共同影响，上游气溶胶在西北风的作用下输送而来和局地排放的气溶胶混合并继续向下游输送，沙尘气溶胶经过远距离输送变性为污染性沙尘。

丛枝菌根真菌是重要的微生物资源，能与绝大部分植物根系形成共生关系，其共生体系在生态环境建设和荒漠化防治中具有较高的应用价值。丛枝菌根真菌能够增加植物对营养元素的吸收，促进植物生长，增强植物的抗旱、耐盐碱、抗病以及重金属耐性，提高植物对胁迫环境的适应性。从丛枝菌根真菌的植物生理学作用、对荒漠化地区植物群落的影响、在荒漠化地区的实践应用等角度，探讨了丛枝菌根真菌在荒漠化地区的重要性及应用潜力，以期为荒漠化地区植被恢复与重建提供新思路。

干涸湖盆是西北干旱区广泛分布的地貌类型，也被认为是重要的沙尘源区，但目前对该类地表的土壤风蚀过程与特征研究较少。干涸湖盆沉积物和植被盖度的空间差异性导致沙尘释放过程和风蚀过程具有时空差异性。为了探讨干涸湖盆的土壤风蚀特征，选择阿拉善高原东南部的干涸湖盆为研究区域，沿主风向（西北-东南）方向，选择4个区域，野外实地收集湖相沉积物和灌丛沙丘样品，进行粒度特征分析。结果表明：（1）干涸湖盆地表沉积物粒度存在明显的空间差异性，一方面反映了物源的差异性，另一方面反映了风蚀过程的差异性。（2）受植被和风程长度的影响，上风向和下风向风蚀较弱，而中部地区风蚀最大。

采用多元统计和水文地球化学分析对中国西北地区敦煌绿洲地下水微量元素分布特征及其成因进行了研究。结果表明：地下水中大多数微量元素含量较低，水质总体良好。地下水微量元素具有明显的地带分布规律，从山前洪积扇扇顶补给地带，到中下游细土平原径流排泄区，多数金属元素含量增加，部分在中游出现极大值。蒸发浓缩作用和水岩相互作用控制了研究区地下水中Sr、V、Cu、Zn、Ni和Cr等多种金属元素的溶解迁移；工农业生产对Be和Sc有明显的影响；Pb的分布体现了降水的元素输入特征；地下水中的氧化还原环境一定程度上控制了地下水中的Ba。

近年来，以对天然荒漠进行开垦和耕作为标志的人类活动加速了中国西北干旱荒漠区的绿洲化进程，但这种土地利用方式的改变对干旱荒漠土壤微生物群落特征的影响及其机理尚不清楚。本研究利用qPCR和Illumina Miseq高通量扩增子测序技术对新疆阿拉尔绿洲开垦5年的棉花田（FS）和毗邻的天然荒漠（ND）的土壤细菌、古菌和真菌群落的生物量、多样性和群落结构进行了对比研究，揭示了驱动荒漠土壤微生物群落结构演变的主要因子。结果表明：（1）荒漠开垦为农田后，土壤细菌和真菌群落的生物量显著增加，而古菌群落生物量显著降低；细菌群落多样性明显提高，古菌群落的Shannon多样性指数显著降低，而真菌群落多样性没有显著变化。（2）盐渍化荒漠具有不同于其他干旱荒漠的土壤微生物群落结构，开垦显著改变了其土壤细菌、古菌和真菌的群落结构。其中，放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、螺旋体菌门和浮霉菌门细菌、乌斯古菌门和芽枝霉门真菌的相对丰度显著增加，而盐纳古菌门的相对丰度则显著降低。（3）土壤电导率（EC）、总有机碳（TOC）、全氮（TN）、全磷（TP）是影响细菌群落结构的关键因子；古菌群落结构的主要影响因子为植被盖度、地上生物量和丰富度、TP和AP；EC是影响真菌群落结构的关键因子。综上所述，盐渍化荒漠开垦后由于其原生植被群落、化学肥料的使用和土壤属性（EC、TP和AP）的改变不同程度地改变了荒漠土壤微生物群落特征。相对而言，细菌群落对土地利用方式的改变响应最为敏感，而古菌和真菌群落的多样性和结构则保持相对稳定。

巴丹吉林沙漠是中国第二大流动沙漠，被列入世界自然遗产提名地名录，具有独特的美学价值，但目前尚缺乏沙漠美学价值的系统论述。本文基于野外考察、影像和文献资料，将美学原理与风沙地貌学理论结合，探讨巴丹吉林沙漠高大沙山地貌的美学价值，侧重其独特的线条美。将高大沙山地貌的线条分为直线、曲线和交织线条，分别解析其美学的表现形式和所包含的科学内容。巴丹吉林沙漠高大沙山地貌的潜在美学价值值得挖掘，对沙漠资源特别是旅游资源的开发乃至沙漠科学知识的普及具有重要意义。

厚田沙地是亚热带湿润地区的典型风沙化土地，分析不同地貌部位沉积物的粒度特征，有助于探讨其分布规律与影响因素。结果表明：厚田沙地沉积物主要由中沙和粗沙组成，平均粒径为1.28 Ф，分选性较差，呈正偏和窄峰态分布，整体表现为距赣江越远，细颗粒含量增多，粗颗粒含量减少，平均粒径逐渐变细。不同地貌部位沉积物的粒度特征存在较大差异：迎风坡风力作用强劲，侵蚀强烈，导致细颗粒较少、平均粒径较粗，表层相对20 cm深度更粗；背风坡由于风力涡旋而沉积较多细颗粒，平均粒径较细，表层相对20 cm深度更细；前丘顶与平沙地不仅受到风力侵蚀，也是人工活动强烈区，导致平均粒径变化较大，但大部分表层比20 cm深度更粗。

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。

沙物质粒度特征是反映物源、沉积环境等的关键指标。粒度解析方法的多样性制约了多源数据的系统整合和分析。采集3组风成沉积物样本（总计222个），分别用Folk-Word图解法、Friedman矩法、McManus矩法计算平均粒径（M_z）、分选系数（σ）、偏度（SK）、峰度（K_g）。结果表明：3组样品中使用图解法和矩法计算的M_z、σ均呈显著正相关，与沉积环境无关；SK和K_g基本不具相关性，与沉积环境和粒度频率曲线的形态关系密切。从统计学上看，K_g应当与σ的数值意义相反，即二者负相关，故Friedman矩法适用性强。在粒度分析过程中，应充分考虑不同计算方法的差异，建立不同的定性分级标准。

生物土壤结皮是由土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等孢子植物类群与土壤颗粒形成的有机复合体，在全球干旱区地表广泛分布，是干旱地表生物覆被层的主要构建者。生物土壤结皮是荒漠植物群落演替的先锋类群，能够提高荒漠地表的稳定性，固定碳和氮等营养元素，增加土壤肥力，并在保持土壤水分方面发挥重要作用，因此在干旱区受损地表的生态修复方面具有广阔的应用前景。通过分析组成生物土壤结皮的物种更替与维持其结构的胶结方式转变之间的生态关系，阐释了生物土壤结皮固沙的生物学基础，提出在人工结皮恢复实践中，应选择以本地优势物种（如具鞘微鞘藻、齿肋赤藓和银叶真藓等）为目标种的生态学原则，并通过对目标物种的纯化、培养，完成由实验室至温室的扩繁过程，实现逐级扩大生产，为野外固沙应用提供充足种源。阐述了结皮野外接种恢复的最适物种组成、物理化学方式结合的组合模式，提出应从地表稳定性、土壤养分和结皮物种多样性等方面进行生长状况评估，梳理了中国在结皮人工恢复领域的研究进展和面临的问题与挑战，阐释了利用人工培养生物土壤结皮开展生态修复的应用前景。

青海湖盆地因其独特的地理位置和气候环境，对气候变化响应敏感，是研究环境变化重要的场所。本研究在青海湖湖东沙地获取两个剖面，采用AMS¹⁴C测年，结合岩性、粒径组分和常量元素氧化物及其比值等多指标分析方法，重建了湖东沙地8.4 ka BP以来的环境演变过程。结果表明：除少量沉积物处于中等化学风化阶段外，大部分沉积物处于物理风化和初级化学风化阶段，说明自8.4 ka BP以来研究区气候环境总体上相对寒冷干燥。在千年尺度上，研究区不同时间段的气候环境存在较大的差异。8.4—4.2 ka BP气候相对温暖湿润；其中，8.4—6.2 ka BP河湖相和风成相沉积互层，表明存在明显的百年尺度气候波动；6.2—4.2 ka BP化学风化和淋溶作用较强，表明季风降水较多，径流较强，发育了较为稳定的湖泊沉积环境。4.2 ka BP以来湖泊消失，化学风化和淋溶作用减弱，沉积物从砾石转变为砂质黄土，显示气候较为冷干且波动较大。对比分析表明，中晚全新世以来青海湖湖东沙地的气候变化特征与东亚季风边缘区其他区域基本一致，并主导了区域沉积环境的演变过程。

草原是陆地生态系统的关键组成部分，为维持区域生态安全发挥着极为重要的作用。土壤多功能性（soil multifunctionality，SMF）是衡量土壤系统提供多种功能的综合指标，对评估草原生态系统功能和区域可持续发展具有重要指导意义。然而，目前SMF研究仍处于初步阶段，研究对象多为农田生态系统，对于草原等自然生态系统的研究较少。此外，对草原生态系统SMF与植物和土壤微生物的关系以及全球变化对草原生态系统SMF影响机制的认识十分有限。因此，本文从SMF的概念和内涵、量化指标及方法、植物和土壤微生物与SMF的关系、全球变化对SMF的影响以及SMF的空间变异性5个方面论述SMF的研究进展，梳理了草原生态系统SMF的变化特征及影响机制。根据当前研究中存在的问题提出了今后研究应重点关注的内容：（1）统一规整SMF量化体系；（2）SMF在不同空间尺度上的转换机制；（3）不同类型草原生态系统SMF驱动机制；（4）土地利用变化、降水增加、气候变暖和氮沉降等全球变化交互作用对SMF的影响；（5）地上植物功能与SMF的联系和互馈机制；（6）根系功能性状对SMF的影响和植物在不同组织水平对SMF的贡献；（7）微生物稀有种群以及植物-土壤动物-土壤微生物多营养级联动对SMF的影响。

物源是风沙研究的主要内容。雅鲁藏布江中游风沙区是西藏自治区的主要沙丘分布区和受风沙灾害影响的主要区域。但目前对该地区沙尘物源的研究甚少，从而限制了我们对该地区风沙地貌形成演化过程、防沙治沙工程合理布局和沙尘暴预报预警工作的开展。沉积物理化性质是沉积物物源判别的主要证据。为此，收集了雅鲁藏布江中游河岸、河漫滩、河漫滩沙丘、林地和山麓沙丘沉积物样品，对其进行粒度、常量元素和微量元素（<63 μm）分析，对该地区沙尘物源进行判别。结果表明：（1）不同类型地表沉积物粒度特征存在明显空间差异。沙丘沉积物以>63 μm沙为主（>91%），而河岸和河漫滩粉沙和黏土含量与沙的含量几乎相同。（2）不同地表沉积物的常量元素相似。SiO₂含量最大，MgO含量最小；Fe₂O₃在河岸、河漫滩和林地富集，而在沙丘亏损，其他元素均为亏损。（3）不同地表微量元素差异较大，Ti、Sr和Ba总体为亏损，其他元素为富集。（4）不同地表沉积物的元素比值和风化过程相似，说明了研究区地表沉积物具有相同的物质来源。河岸和河漫滩具有形成风沙灾害的物质条件，是风沙灾害的主要物源。

植物多样性是生态系统结构和功能的基础，气候变化已对其产生了深刻的影响，甚至于严重威胁。植物多样性的减少或丧失必然会影响生态系统结构和功能的稳定性，导致严重的生态、经济和社会后果。植物多样性对气候变化的响应受控于气温和水分的动态平衡。本文系统总结了气候变暖和降水格局变化对植物多样性的影响，分析了气候变化对不同生态系统、群落类型、尺度范围（全球尺度、区域尺度、局地尺度）内植物多样性的影响，并归纳了差异的主要影响因素。最后对未来的研究方向做了展望。

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。

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。

浑善达克沙地是中国沙漠化最严重的地区之一。本文从土地沙漠化过程及驱动力、沙漠化的生态环境影响、沙漠化防治与资源的可持续利用等方面总结了20世纪80年代以来浑善达克沙地土地沙漠化相关研究的指标、方法和主要发现，并展望了进一步研究的方向。在浑善达克沙地开展的土地沙漠化相关研究于2003年以后突变式增加。20世纪80年代末期到2000年是区域沙漠化的快速发展期，之后植被得到有效恢复，沙漠化减缓。气候变化是触发区域沙漠化的关键自然因子，而过度放牧和植被建设是区域沙漠化发展或逆转的直接人为主导因素。土地沙漠化是浑善达克沙地及周边地区沙尘天气频发的主要诱因，也影响了牧草供给、侵蚀控制等多种生态系统服务。固沙植被的生理特征、不同治沙模式和技术的效益评估等研究为防沙治沙提供了理论支撑。未来研究需进一步聚焦国家需求，准确提炼科学问题，丰富研究尺度和科学方法，以正确认识复杂的沙漠化过程，为沙漠化土地的可持续利用提供科学支撑。

浑善达克沙地植被在维护草原与沙地生态系统稳定、保护京津冀地区生态安全方面发挥着重要作用。因水分条件的不同，浑善达克沙地植被从东到西具有明显的地带性，物种组成和群落结构差异明显。本研究在野外样方调查的基础上，对浑善达克沙地不同降水条件下的植被类型进行了划分，分析了不同水分条件下群落的物种组成和多样性特征。结果表明：（1）浑善达克沙地植被类型丰富，可划分为5个植被型组、12个植被（亚）型、27个群系。（2）物种组成多样，共有维管植物46科149属256种，草本植物占75%以上。（3）东西部空间差异明显，由东部的疏林草原、中部的典型草原向西部的荒漠草原过渡。中东部优势科为菊科、禾本科、豆科等，西部的优势科为苋科和禾本科。

为了探明干旱区不同固沙植物的土壤水分入渗特性，在黑河中游的甘肃省临泽县北部的沙漠-绿洲过渡带内选取3种固沙植物为研究对象，采用双环刀常水头试验法测定土壤水分入渗过程，并进行不同模型的模拟与分析。结果表明：（1）土壤水分入渗率与土壤初始含水率负相关，且在入渗初期相关性显著。（2）3种固沙植物的初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率均表现为梭梭（Haloxylon ammodendron）>沙拐枣（Calligonum mongolicum）>泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa），且差异性显著（P<0.05）。（3）不同固沙植物的土壤水分入渗过程模拟显示，Philip模型最优，Horton模型次之，Kostiakov模型最差，Philip模型更适合研究该区域不同固沙植物的土壤水分入渗过程。研究可为干旱区土壤水分的合理利用及退化生态系统的植被恢复与重建提供科学依据。

地处中国北方农牧交错带东南端的科尔沁沙地，本应是水草丰美的疏林草地景观，然而脆弱的生态环境基质条件叠加气候变化与不合理的人类活动影响，使其成为现代沙漠化最严重的区域之一。在中国防沙治沙的实践进程中，科尔沁沙地率先实现了沙漠化逆转，但在全球变化背景下该区的防沙治沙形势依然严峻。本文重点梳理了科尔沁沙地在过去几十年防沙治沙中形成的独具特色的治理模式及成效，归纳了科尔沁沙地歼灭战攻坚行动启动以来各省区的行动方案，探讨分析了新时代防沙治沙面临的主要问题与挑战，并针对性地提出了生态可持续修复的对策建议，以期为科尔沁沙地生态环境高水平保护修复与经济社会高质量发展提供科技支撑。

通过甘南玛曲高海拔沙化草地实地铺设和实验室加速老化试验，探索在高原极端环境下透风率20%—49%聚乳酸（PLA）网格沙障的使用寿命和防沙效果。结果表明，PLA网格沙障不仅耐辐射、耐老化，且防沙效果好，可成为严酷气候环境下替代草方格的一种新型沙障。

臭柏（Sabina vulgaris）是毛乌素沙地的主要固沙植物。臭柏群落中广泛分布的生物土壤结皮对维持沙地生态系统稳定具有重要意义。细菌是生物土壤结皮的重要组成部分，在维持生物土壤结皮结构和功能方面发挥着重要作用，但细菌群落组成及多样性随生物土壤结皮发育的变化尚不完全清楚。采用Illumina测序技术，分析了毛乌素沙地臭柏群落不同发育阶段生物土壤结皮（微生物结皮、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮）与裸沙的细菌群落组成及多样性，探究影响细菌群落结构的主要环境因子。结果表明：在毛乌素沙地随生物土壤结皮发育，细菌群落的多样性显著增加（P<0.05），苔藓结皮细菌群落多样性最高。生物土壤结皮的细菌群落以变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）为优势菌群，这4个门的相对丰度均占各发育阶段生物土壤结皮细菌总丰度的78%以上。随生物土壤结皮发育，细菌群落组成发生显著变化，抗逆性较强的寡营养类群，如厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度逐渐降低（P<0.05）；富营养类群，如放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度逐渐增加（P<0.05）；蓝藻门（Cyanobacteria）在藻结皮阶段的相对丰度显著高于其他发育阶段（P<0.05）。群落组成的变化预示着生物土壤结皮细菌群落的生态功能由结皮发育初期通过促进土壤颗粒胶结来增加土壤表面的稳定性，转变为结皮发育后期通过固定碳氮和凋落物分解来促进生态系统的物质循环。细菌群落是生物土壤结皮发育过程中水分和养分变化的敏感指标，结皮层含水量、全碳、有机碳、全氮、硝态氮和全磷含量是促使生物土壤结皮细菌群落组成发生变化的主要环境因子。

沉积物中的炭屑在探讨火(灾)的基本特征及其与植被和人类活动关系方面具有重要意义。采用孢粉学提取方法，对柴达木盆地北缘的湖泊表层沉积物进行了微体炭屑的分析工作，用以探讨其空间分布及其与区域植被和现代人类活动之间的关系。结果表明：不同粒径的炭屑浓度均呈现出自西向东升高的趋势，与区域植被覆盖度自西向东增加的趋势一致。其中，小粒径的炭屑以近圆形占多数，表明区域性火事件中燃烧的木本植被占主导地位；粒径较大的长条形炭屑在盆地东部区域占优势，表明地方性火事件向东增加，草本植物燃烧逐渐增多，与自西向东草本植物的增多相吻合，且燃烧由区域向近源转换。此外，该地区人口数量也有自西向东增加的趋势，推测人类生产生活用火对炭屑浓度有很大的贡献量，与大颗粒炭屑浓度向东升高有较好的对应关系。表层沉积物炭屑的空间变化特征不仅很好地反映了相应地区的火的信息，还对区域植被和人类活动等要素具有较好的指示意义。

结合野外调查和文献资料，系统研究了腾格里沙漠昆虫种类分布和区系，并分析了荒漠区昆虫群落特征。结果表明：腾格里沙漠分布的昆虫共819种，属于16目，173科，594属。昆虫的区系中,古北种645种，占78.75%；东洋种27种，占3.30%；广布种147种，占17.95%。昆虫分布农林区730种，荒漠草原区385种，固定半固定沙区335种，流沙区62种。荒漠区昆虫群落分为流动沙丘型、固定和半固定沙丘型和荒漠草原型3种群落类型。

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。

认识沙地植物群落物种多样性及其与环境的关系，对维护沙地生态系统的结构与功能具有重要意义。本研究基于浑善达克沙地83个样地的群落数据及环境数据，通过数量生态学方法对群落物种多样性及其影响因子进行分析，探讨浑善达克沙地物种多样性特征及其环境解释。结果表明：（1）主要群落有榆树（Ulmus pumila）群落、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）群落、黄柳（Salixgordejevii）群落及长梗扁桃（Prunus pedunculata）群落等，其中榆树群落分布在降水和土壤养分都比较高的区域，小叶锦鸡儿群落适生生境为降水较少且土壤贫瘠的区域；影响该区群落分布的主要环境因子依次为生长季降水量、生长季温度、土壤全氮和全钾含量，降水量的差异显著影响群落分布格局。（2）浑善达克沙地植物多样性的分布呈现出一定的规律性变化。物种多样性指数均随经度和海拔的增加而增加；Patrick指数与Shannon-wiener指数随纬度的增加呈现减少的趋势；Simpson指数与Pielou指数随纬度增加而增加；Patrick指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数与生长季降水量、土壤有机碳和有效氮含量呈显著正相关，与生长季均温、≥0 ℃积温、生长季风速呈显著负相关，所有环境变量与Pielou指数均无显著相关性。研究结果阐明了浑善达克沙地物种多样性及植物群落分布的规律以及与关键环境因子之间的关系，有利于提高沙地植物多样性和稳定性，增强沙地植被的生态功能。

地质遗迹是黄河流域旅游资源供给体系的重要组成部分。运用平均最近邻、核密度估计和空间自相关等方法探究黄河流域1 481处重要地质遗迹的空间分布格局，建立黄河流域地质旅游开发潜力评价指标体系，借助熵权-TOPSIS模型深入探究黄河流域各市州盟的地质旅游开发潜力。结果表明：（1）黄河流域重要地质遗迹为集聚型分布，但不同类型和等级的地质遗迹集聚程度差异显著；（2）黄河流域地质遗迹整体呈中游稠密、上下游稀疏，一主双副、带状延伸的格局，黄河中下游晋豫交界地带是绝对的地质遗迹核心分布区；（3）全局尺度上正相关的集聚分布态势明显，但局部空间上不同类型、等级的地质遗迹空间关联特征差异显著；（4）黄河流域地质旅游开发潜力的空间分异和极化分布趋势明显，潜力高和较高的市州盟数量较少，潜力低和较低的市州盟约占46.09%，空间上呈现由黄河下游向上游梯度递减的格局。

沙漠化是中国面临的主要生态环境问题之一。持续遏制沙漠化、修复沙化土地是中国生态建设的紧迫任务。通过人工植被种植、机械固沙、化学固沙和工程固沙的方式进行生态恢复和沙漠化防治是中国主要的治沙方法和途径，但也存在一定的局限性，如水分限制和环境污染等。在生态文明建设和绿色发展的背景下，对固沙和沙化土地治理方法提出了更高的要求。生物土壤结皮（Biological soil crusts，BSCs）广泛分布在中国沙区，能够在气候干旱、辐射强、降水量极低的沙漠地区生长，不仅能够减少沙面的侵蚀，还能增加土壤肥力，提高土地质量，控制沙面径流入渗平衡。蓝藻是BSCs形成的先锋物种，并在BSCs发育后期的物种形成和演替中发挥着重要作用。然而，自然条件下BSCs形成往往需要10~20 a，因此通过人工培育加速BSCs形成，即人工生物土壤结皮固沙技术，可显著缩短固沙时间、加速生态恢复速率。基于近年来中国学者对人工BSCs，尤其是人工蓝藻结皮的研究，从固沙蓝藻种选择、培养方式/模式、人工蓝藻结皮属性、影响因子以及其应用进行综述，分析当前研究的主要进展，并展望未来人工蓝藻结皮的研究方向，以期为中国人工BSCs的研究提供依据。