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。

Google Earth Engine（GEE）是目前最先进的地理大数据分析和可视化平台，使遥感监测地表植被突破了数据获取难、本地存储量大、处理效率低的限制。基于GEE云平台计算Landsat系列卫星影像，研究了1987—2019年民勤绿洲NDVI的时空变化，并通过一元线性趋势分析、稳定性分析、Hurst指数对变化趋势进行了分析和预测。结果表明：（1）1987—2019年民勤绿洲NDVI年均值从0.172上升到0.230，多年平均值为0.244，1989—2007、2010—2016年呈上升趋势，1987—1989、2007—2010、2016—2019年呈下降趋势。年内NDVI-0.017—0.333，高值集中在每年4—10月。空间上来看，绿洲外围NDVI明显增大，绿洲向荒漠扩张。（2）1987—2019年民勤绿洲大部分区域NDVI基本不变，坝区、泉山区绿洲外围、湖区南部和青土湖呈增大趋势，坝区中部民勤县城区、湖区北部绿洲边缘呈减小趋势，基本不变、增大、减小区域分别占总面积的81.90%、16.25%和1.85%。（3）1987—2019年民勤绿洲NDVI变化稳定性高的区域主要位于坝区东南部、泉山区东部、湖区北部荒漠区域；波动性高的区域主要位于坝区、泉山区绿洲外围、湖区南部和青土湖。（4）未来民勤绿洲大部分区域NDVI变化趋势保持基本不变，坝区、泉山区绿洲外围、湖区北部和青土湖，NDVI未来有可能增大，坝区中部民勤县城区、湖区北部向荒漠过渡地带，NDVI未来有可能减小，基本不变、未来有可能增大、减小的区域面积分别占71.62%、12.96%、15.42%。

风况是影响风沙地貌发育的重要因子，在一定程度上决定了沙丘类型。为探究区域风沙地貌发育与风况之间的关系，对哈勒腾河流域不同区域一个完整年度的风况进行分析。结果表明：流域年平均风速为2.78 m·s^-1，起沙风集中在春夏季，平均风速为7.78 m·s^-1，起沙风事件平均持续时间为4.1 h；流域输沙势122—254 VU，属中低风能环境，风向变率0.51—0.58，呈中等风向变率。区域风况表现有所差异，西部为中等风能环境，中部和东部为低风能环境。从西到东沙丘类型由穹状沙丘、新月形沙丘等简单类型向格状沙丘、金字塔沙丘等复杂类型过渡，风况变化与沙丘形态复杂程度具有一致性，沙丘整体沿合成输沙方向自西向东移动。结合风况与沙丘分布，推测流域风沙地貌是东部山体风化碎屑物经河流搬运和风力分选改造形成的。该研究结果对于全面认识区域风沙地貌分异规律以及理解风况与沙丘关系具有重要意义，能够为进一步研究沙丘演化及沙丘间相互作用提供基础资料。

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。

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。

分析了毛乌素沙地东部、西部和库布齐沙漠现代风成沙样品的粒度组成。结果显示：毛乌素沙地东部和西部风成沙粒度特征具有显著差异，西部风成沙粒度较小、分选较好；库布齐沙漠风成沙粒度特征与毛乌素沙地西部相似；沙源碎屑物质的机械组成应是影响毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度特征的主要因素；就地起沙是毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙的重要来源，且其贡献比例具有区域差异性；受复杂沙源和风力-河流混合搬运方式的影响，平均粒径（M_z）和分选系数（σ）并没有呈现出显著的与盛行风向一致的空间变化规律。

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。

土壤风蚀是全球干旱和半干旱地区生态环境安全的重要威胁。植被通过降低风速和捕获土壤颗粒能够有效地降低土壤风蚀发生的风险。目前，人们对于植被控制土壤风蚀的最优格局和盖度的理解仍然有待深入。借助野外移动风洞，测量了地表输沙率和风沙流结构对草本植物沙打旺（Astragalus adsurgens）盖度的响应程度。结果表明：（1）当植被盖度较小时，风沙流结构的分布曲线遵循指数函数分布规律，随着植被盖度增大，其曲线形态变化差异大。（2）植被覆盖能够有效地降低土壤输沙率并抬高风沙输移发生的高度。（3）地表空气动力学粗糙度与植被盖度服从对数函数变化规律，其增长率随植被盖度的增大而逐渐减小并最终趋于零，下垫面空气动力学粗糙度存在阈值现象。（4）沙打旺控制土壤风蚀的最佳盖度约为30%，能够有效地抑制20 cm高度以下约90%的风蚀量。

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。

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。

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。

为探究黑河中游荒漠绿洲过渡带典型灌丛植物防风固沙效应，通过野外调查观测，定量分析了固沙植物梭梭（Haloxylonam modendron）、泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）、沙拐枣（Calligonum mongolicum）对风沙流流量及风沙流结构的影响规律，并应用空气动力学原理分析了影响机制。结果表明：固沙植物防风效果表现为梭梭>沙拐枣>泡泡刺，且在迎风面和背风面差异显著，梭梭与其他灌丛植物相比防风效果更加显著，风速降幅可达到62.9%，有效防护距离最大；梭梭、泡泡刺、沙拐枣的阻沙效率分别为60.7%、51.0%、46.3%，且各灌丛植物在相同风速下输沙率随高度呈阶梯式递减；灌丛植物输沙率与风速符合指数函数或多项式函数关系，风速超过7.0 m·s^-1时输沙率增加速度最为剧烈。梭梭的阻风效果优于泡泡刺和沙拐枣，但其近地表防风蚀效果一般，泡泡刺因为低矮密集的植株结构表现出较好的防风蚀性，但有效防护距离最小，且在高度较大时防风效果较差。

历史文化、思维模式和研究进程的差异使国内外沙漠旅游的研究视角、研究内容、研究方法等存在显著差别。从几个方面系统梳理了国内外沙漠旅游研究成果：（1）研究视角上，国内学者主要从生态环境角度、经济学角度和社会学角度分析沙漠旅游资源开发价值研究、旅游市场需求、环境承载力等焦点问题。国外学者研究视角比较广泛，使用地貌学和考古学分析资源价值，从人类学和民族学分析对当地社区的影响，从气候学角度分析客流分布特征。（2）研究内容上，国内外研究焦点均集中在旅游资源开发、景区可持续发展、游客行为特征等方面，但国外学者还注重对旅游地演化模式与客源地特征的探究。（3）研究方法上，国内学者大多采用定性研究，定量研究主要为构建指标体系、建立模型、调查问卷；国外学者以定量研究为主，田野调查和调查问卷是主要资料来源，进行数据定量建模、区域对比讨论和典型案例分析。

矿山遗迹地的生态修复是促进人与自然和谐共生、实现绿色低碳发展的重要举措。干旱区矿山遗迹地立地条件差，植被覆盖率低，采矿活动造成的土壤侵蚀强烈，确定科学合理的恢复模式是生态修复成功与否的关键。以宁夏中卫市的典型石灰岩矿山遗迹地为研究对象，通过对比7种生态修复植物在不同土壤基质重构措施下的土壤温、湿度和有机质，以及植物的存活率和新生枝相对生长速率（Relative growth rate of new shoots， RGRs）等指标，筛选出适宜干旱区石灰岩矿山遗迹地生态修复的最优模式，构建了土壤改良-植被重建联合的生态恢复方案。结果表明：（1）土壤基质重构措施是石灰岩矿山生态修复的前提条件，有效地改善了植物定植环境，不同土壤基质重构模式的植物存活率表现为：土+有机肥>砂+土+有机肥>砂+土+复合肥；（2）土壤有机质的范围为0.56~2.84 g·kg^-1，植物种和土壤基质及二者的交互作用对土壤有机质含量具有极显著影响（P<0.001）；（3）RGRs的范围为1.51~1.87 mm·cm^-1·month^-1，不同植物种的RGRs存在显著性差异；（4）通过系统聚类分析得到本研究区最适宜的生态修复模式为砂+土+有机肥（沙拐枣或短穗柽柳）。本研究从土壤改良-植被重建角度提出的联合生态修复方案可为干旱区矿山生态修复提供理论依据和实践参考。

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。

对一种镁水泥新型材料制作的沙障的防风固沙效益进行了风洞模拟试验，对蜂巢形与正方形的镁水泥板沙障的流场结构、输沙量和蚀积情况进行对比。结果表明：（1）正方形和蜂巢形镁水泥板沙障均形成减速区，蜂巢形沙障减速区范围更小，沙障上方形成加速射流，蜂巢形沙障内部更容易形成气旋。（2）最明显的减速发生在第1个障格内，第2个障格内风速降低幅度减弱，第3个障格内风速降低幅度增强，在第3个障格后，风速降低幅度继续增强，直至到达一定距离，风速降低幅度开始减弱，随着距离增加趋于稳定。随着风速增加，沙障的减速区域并无明显减少。（3）布设镁水泥板沙障后，蜂巢形沙障总输沙量减少率低于正方形，风速≥12 m·s^-1时，沙面上方输沙量分布规律归纳为2个部分：低于沙障高度时，输沙量分布遵循指数衰减函数分布；高于沙障高度时，输沙量分布遵循高斯分布。（4）蜂巢形沙障障格内沙面较正方形更为平稳，结合野外观测和材料成本方面，蜂巢形镁水泥板沙障在防风固沙领域有广泛的应用前景。

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。

黄河流域是国家生态安全的重要屏障，其沙漠化治理是夯实流域高质量发展基础的关键环节。在2000年以来中国北方沙漠化整体逆转的背景下，本研究对黄河流域2000—2020年的沙漠化过程进行了遥感监测，并采用定量方法揭示了驱动流域沙漠化过程的主要因素及其相对贡献率。结果表明：（1）黄河流域的沙漠化土地主要集聚在流域中上游，且以中度和重度沙漠化土地为主；2000—2020年流域沙漠化土地净减少7 529 km²，减少了5.6%，其中，极重度沙漠化土地持续减少了47.1%，而轻度、中度和重度沙漠化土地有所增加，且增加趋势于2010年后明显放缓；空间上，沙漠化土地进一步向流域上游缩聚。（2）沙漠化逆转区在流域内分布广泛，面积为35 542 km²，占比26.5%；沙漠化发展区分布相对零散，面积为2 823 km²，占比2.1%；沙漠化逆转与发展分别以向较其自身沙漠化程度轻一级和重一级的沙漠化土地的转移为主，且2010年后转移趋势同样明显放缓。（3）黄河流域2000—2020年的沙漠化动态区内，由气候变化和人类活动共同驱动的面积占比为89.67%，由单独的气候变化和单独人类活动驱动的面积占比分别为7.30%和3.03%。总体上人类活动的相对贡献率（54.91%）高于气候变化的相对贡献率（45.09%），但人类活动的相对贡献率随着气候变化相对贡献率的上升而有所下降。本研究可为黄河流域生态保护和高质量发展战略中关键的沙漠化治理提供决策依据，并为实现黄河流域高质量发展提供重要理论支撑。

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。

基于国家级和自治区级非物质文化遗产（简称非遗）资源空间数据，集成相关自然地理环境和社会经济文化数据，采用最邻近分析、核密度估计和全局空间自相关分析，研究新疆非遗的空间分布规律和集聚特征，采用地理探测器模型深入探究影响新疆非遗空间分布的自然因素、经济因素和社会文化因素。结果表明：新疆非遗空间分布呈现北多南少的特征，主要集中在喀什、伊犁、塔城、巴州和乌鲁木齐等地（市、州）；新疆非遗在空间上具有明显的集聚特征，不同类型非遗的集聚程度也有差异，在空间上形成了乌鲁木齐-吐鲁番-库尔勒为核心的一级组团、伊宁和喀什为核心的二级组团以及以塔城、哈密和阿克苏为中心的若干三级组团。新疆非遗空间分布受自然因素、经济因素、社会文化因素的综合影响：社会文化因素（0.5494）>经济因素（0.4597）>自然因素（0.2285）。自然因素和经济因素、社会文化因素的协同效应对非遗空间分布的影响更明显。

土地荒漠化是疏勒河流域面临的关键环境问题，加强该区域的荒漠化敏感性评估对有效控制荒漠化至关重要。通过集成多源GIS与遥感数据，构建土壤、植被、气候和管理定量评估指标，利用地中海荒漠化与土地利用模型（MEDALUS）计算环境敏感性指数，识别荒漠化敏感区，在此基础上分析荒漠化敏感性的成因，并引入变异系数法确定荒漠化敏感性的主要影响因素。结果表明：目前疏勒河中下游荒漠化态势严峻，17.70%的区域属于极高敏感区，54.34%属于较高敏感区。荒漠化敏感性的空间格局是中部高、北部低，主要由与人类活动有关的管理质量指数决定。从绿洲内至绿洲外荒漠化敏感性逐渐升高，大致呈层状分布，表明人类活动对荒漠化影响显著，建议加强和巩固绿洲外围的防护体系建设。

黄河流域甘肃段水资源供需矛盾突出，地下水环境承载负荷较高，针对该区域开展地下水可持续性评估可为全省乃至整个黄河流域的高质量发展提供重要参考。在地下水监测数据验证的基础上，利用GRACE、GLDAS数据对黄河流域甘肃段2002—2022年的地下水储量变化量与地下水可持续性进行了分析。结果表明：期间区域地下水储量季节性波动显著、年际变化较大，地下水储量呈下降趋势；地下水系统整体可靠性和脆弱性较高，可恢复性与可持续性较低。空间上，区域内地下水系统的可持续性指数（Sustainability Index，SI）呈现整体降低、区域增加和较高持续性区域范围缩减、中心转移的特点（SI为0~0.5）；时间上，研究期间可持续性指数呈波动下降趋势，但下降速率持续放缓，部分年份可持续性指数有所升高。影响地下水可持续性下降的主要因素为人类活动开采消耗地下水（如农田灌溉和工业用水）；政策因素（如水资源管理举措）在一定程度上减缓了地下水下降速率与持续恶化趋势。未来应考虑采用节流保护、开源控制的举措，促进黄河流域甘肃段地下水资源可持续性的逐步提升。

土壤盐渍化是威胁干旱区土地的重要环境问题。利用遥感技术对土壤盐渍化进行动态监测，分析土壤盐度水平与空间分布，有利于掌握土壤盐渍化现状，为土地资源可持续利用提供理论依据。现有研究多在田间尺度，随着土壤环境问题涉及的范围越来越大，区域斑块信息的提取已无法满足宏观地模拟和展示整体土壤环境的空间分布。以阿拉善地区为例，结合遥感光谱指数与实测土壤盐分数据，运用偏最小二乘回归（PLSR）方法，构建区域尺度范围的土壤盐渍化反演模型，实现大面积地区土壤盐度的精准模拟和定量监测。结果表明，构建的模型验证精度达到0.8788，达到极显著水平，预测结果与实际情况相符，可以较准确地模拟研究区土壤盐渍化状况。受地形、气候、景观类型、农业活动以及土地管理等因素的综合影响，阿拉善地区约20%的区域土壤呈现出不同程度的盐渍化，其中黑河下游河岸带、雅布赖山西侧及贺兰山西侧冲积扇土壤盐渍化程度最为严重。本研究可为大面积区域土壤盐分状况的快速监测及遥感定量反演提供可行的方法，同时为该区域不同程度盐渍化土壤的治理和土地利用管理提供依据。

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。

快速、准确获取不同荒漠类型的分布信息，对于环境保护和生态修复有着重要意义。然而，受光谱与分辨率等因素影响，目前关于不同荒漠类型信息提取研究存在明显不足。选择青海省都兰县作为典型区，基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine，GEE）并结合多源数据对研究区荒漠进行了分类，对比评估了不同分类特征组合应用于3种机器学习方法（RF、SVM、CART）的分类性能。结果表明：（1） RF的性能要优于CART和SVM，使用RF分类器并以光谱特征、雷达特征、地形特征、纹理特征为分类依据的总体分类精度最高，整体准确度为95.68%，Kappa系数为0.95，F_M得分为94.28%，获得的都兰县荒漠面积为29 039 km2。（2） 在特征重要性得分评估中，海拔与VH对荒漠分类的贡献比较突出，其他特征则差异不大。（3） 在使用光谱数据的基础上，雷达特征对识别砾质荒漠与壤土荒漠的贡献突出，而地形特征则更适用于识别其他类型的荒漠。

盐胁迫是影响干旱区植物生长的重要非生物胁迫，会干扰植物能量代谢过程，进而对植物的生长发育产生不良影响。盐胁迫条件下植物是否具有稳定的能量供应与其耐盐性能密切相关。本文从植物种子萌发、营养生长和生殖生长等3个阶段入手，浅析土壤盐分增加造成的渗透胁迫、离子胁迫、营养亏缺、氧化胁迫和光合损伤等对植物能量产生与消耗的影响，以期为提高干旱区植物的耐盐性能和合理利用盐碱地提供理论依据和参考。

青藏高原沙尘的来源是高原环境与气候领域的重要问题。以往研究发现，高原沙尘来自局地释放和外源沙漠输送，但外源沙漠对于高原的沙尘季节贡献还存在定量分析和源区感热分析的不足。采用WRF-Chem模式（Weather Research and Forecasting coupled with Chemistry）对青藏高原以及周边地区的沙尘季节分布与传输进行研究。结果表明：高原外部沙尘源区的沙尘柱浓度与感热呈现一致的季节变化趋势。东亚沙源（古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、戈壁沙漠）与南亚沙源（塔尔沙漠）释放的沙尘占青藏高原沙尘气溶胶总量的80%以上。塔克拉玛干沙漠对于青藏高原沙尘的贡献最大，在4个季节中均可达到40%以上。塔尔沙漠在春夏季对高原沙尘的贡献较为显著（25%左右）。

自20世纪中叶以来，沙漠旅游兴起，受到大众的喜爱，生态环境的改善也促使很多观光型的沙漠主题景区开始向度假型转变。中国的沙漠型旅游景区逐年增多，也开始向着高品质、多元化发展，但在发展过程中也面临诸多困境，如沙漠型景区建设成本高、融资困难，游客停留时间短，旅游产品单一，宣传力度不足等。通过相关的网站数据分析和国内外优秀案例对比，对沙漠旅游存在的问题进行了前瞻性思考，提出了拓宽融资渠道、加强产品创新、合理配置活动项目和住宿设施、打造风景道、借助新媒体进行推广等对策。

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。

以黄河流域 66个市级单元为研究对象，基于新发展理念选取34项指标构建高质量发展指标体系，利用熵值法计算得到黄河流域高质量发展水平，以高质量发展水平、高质量发展平均增量和平均增速为变量，利用ESDA法分析2000—2020年黄河流域高质量发展空间关联和格局演化特征。结果表明：（1）2000—2020年黄河流域高质量发展水平相似市域空间相关，高质量发展水平在波动中有所提高，发展趋于均衡。（2）2000—2015年，黄河流域高质量发展平均增量和平均增速的空间关联较为显著，均呈现出强集聚—弱集聚—较强集聚演变特征，增长状态相似市域彼此邻近；但2015—2020年增长状态相似市域随机分布，空间不相关。（3）高质量发展平均增量和平均增速格局变化较大，高值区均由东部向中部再向西部转移，高值区数量大于低值区数量，黄河流域高质量整体发展较快。平均增量冷热点区呈现相对分散—集中分布—分散布局的态势，平均增速相似市域由相对分散向集中连片演化，不同等级冷热点圈层分布。（4）发展基础相对较差的区域增长速度较快，城市群仍是带动黄河流域高质量发展的重点区域。未来应坚持新发展理念，创新城市群合作模式，推动黄河流域高质量一体化发展。

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。

开展土壤质量评价是有效保护土壤的关键环节，对保障生态系统稳定和区域生态安全及可持续发展至关重要。柴达木盆地是青藏高原土壤风蚀最严重的地区，风蚀导致的土壤系统的变化深刻影响着青藏高原生态安全屏障和水源涵养功能。本研究基于对柴达木盆地典型风蚀区表层土壤的理化性质分析，利用主成分分析法建立最小数据集，构建土壤质量综合指数并进行土壤质量评价。结果表明：（1）柴达木盆地土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、容重、碳酸钙含量仅达到全国第二次土壤普查六级土壤肥力分级标准下的四级到六级水平指标评分空间分布上，有机质、全氮、有效磷、全磷、砂粒含量东高西低，速效钾、砾石含量则西高东低。（2）柴达木盆地土壤质量评价最小数据集（MDS）包括容重、有机质、全磷、速效钾、砂粒含量5个指标，基于最小数据集构建的土壤质量综合指数（MDS-SQI）具有较好的代表性和适用性。（3）盆地整体土壤质量较差，且呈现出东部土壤质量优于西部的分布规律。将研究区的土壤质量由高到低划分为Ⅰ~Ⅴ级，Ⅰ~Ⅱ级土壤样点主要分布在东部地区，且所占面积较小，中部和西部地区主要分布Ⅲ~Ⅴ级样点。（4）MDS-SQI和风蚀强度显著负相关，柴达木盆地土壤风蚀的防治是遏制土壤质量继续恶化的重要措施。

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。

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。

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。

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。

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。

中国西北干旱区以荒漠生态系统为主体，是中国典型脆弱生态系统。沙埋对该区域植物生存和生长、植被分布和组成以及荒漠生态系统功能和结构有重要影响。以典型荒漠植物梭梭（Haloxylon ammodendron）、柽柳（Tamarix chinensis）、白刺（Nitraria tangutorum）、沙拐枣（Calligonum mongolicum）为研究对象，对比研究了轻度沙埋和非沙埋植物在生理和生长方面的差异，并从土壤盐分、土壤水分、土壤温度等方面探究了造成这种差异的原因。结果表明：轻度沙埋环境下，梭梭、柽柳、白刺、沙拐枣的光合速率普遍高于非沙埋植株，蒸腾速率显著低于非沙埋植株，水分利用效率也均高于非沙埋植株。轻度沙埋梭梭、柽柳、沙拐枣、白刺株高明显低于非沙埋植株，但地径、冠幅、叶面积指数普遍高于非沙埋植株。主要原因是轻度沙埋植物下方土壤黏粒含量、土壤湿度高于非沙埋植物下方，轻度沙埋植物下方土壤温度、含盐量低于非沙埋环境。

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。