降水集中指数（Precipitation Concentration Index, PCI）能很好地表征降水年内的集中度，在相关研究中被广泛应用。本文基于1981—2024年雅鲁藏布江（以下简称雅江）流域15个气象站逐月降水和平均气温观测资料，采用线性方程、Pearson系数及Mann-Kendall、Cramer等5种突变检验方法，分析近44 a雅江流域PCI、季节降水量、降水频率和降水强度的时空变化特征以及PCI变化原因。结果表明：（1） 雅江流域PCI自东向西递增，年降水量、降水频率和降水强度由东向西递减。（2） 近44 a雅江流域PCI平均每10 a减小0.26，降水在年内的分配趋于均匀；1—7月和10月降水量呈增加趋势（7月增速最快），其他月份降水量为减少趋势（9月减少的最多）；2月、4—7月降水量占年降水量的比例（MPAP）表现为增加趋势（5月最大），其余月份MPAP趋于减小（9月减幅最大）。（3） 雅江流域因春、夏、冬三季和全年降水强度增大，致使其降水量增多；秋季降水频率减少导致降水量减少。年降水强度的增加是由于西藏高原-1指数和西太平洋暖池强度指数显著增加造成的。PCI下降与增暖背景下季节性差异减小有关。（4） PCI仅在2000s偏低，其他3个年代均偏高，并在20世纪90年代初期发生了突变；年降水量、频率和强度的突变时间分别出现在21世纪前10 a初期和20世纪90年代中后期。

选取2022年青藏高原东部地面气象站逐日降水数据，对中国区域融合降水分析系统CMPAS（China Meteorological Administration Multi-source Precipitation Analysis System）、中国气象局陆面数据同化系统CLDAS（China Meteorological Administration Land Data Assimilation System）、中国第一代全球陆面再分析产品CRA（China Meteorological Administration’s Global Atmospheric Reanalysis）的降水资料进行评估，采用误差指标和分级评估法，分区域检验三种降水产品在青藏高原东部的适用性。结果表明：（1） 对青藏高原东部而言，在分析年尺度降水时，CMPAS降水与观测误差最小、相关性最强、明显优于另外两种资料。应优先选用CMPAS降水产品。（2） 从年内变化来看，CMPAS各月降水量与观测最为接近、误差小、相关性高，CRA各月降水量较观测均偏多，CLDAS多数月份较观测明显偏少。在分析青藏高原东部月尺度降水时，CMPAS效果最好。（3） 青藏高原东部两次大范围降水过程中，CLDAS对过程累积雨量的反应最为准确，CMPAS能准确反应最大降水中心、最大降水中心雨量、小到大雨等级降水、降水集中出现时间及落区。在分析青藏高原东部降水过程时，CMPAS效果最佳。研究结果为青藏高原东部站点稀疏区的精细化监测提供数据支撑，为网格降水产品在天气气候业务、气象防灾减灾中的应用打下坚实基础。

利用MODIS积雪产品数据，研究了蒙古高原2003—2022年间积雪融化期的时空变化特征，并以15 d为时间间隔跟踪分析了融雪线向高纬度方向的移动及其对气温的响应过程。结果表明：（1） 2003—2022年积雪占蒙古高原总面积的55.59%~87.61%。其中2018年积雪覆盖面积最少，2009年最多。此外，在时间上20 a来蒙古高原积雪融化时间以0.18 d·(10a)^-1的速率呈显著提前趋势（P<0.05），而稳定积雪区呈推迟趋势。（2） 空间上，蒙古高原北部地区的积雪融化时间明显晚于南部地区。而稳定积雪区主要分布于融雪时间普遍较晚的蒙古国西部和内蒙古东北部地区，其中64.9%的区域呈提前趋势。（3） 通过对蒙古高原冬季（自1月起）每半月尺度的观测研究发现，融雪线与-5 ℃、0 ℃等温线的移动趋势先后出现同步性。且融雪线位置与温度的相关性除2018年外其整体都处于0.72~0.98的较高区间，这表明温度是影响融雪线位置的关键因素。

干旱区流域下游灌区盐渍化的问题加剧了土壤退化、作物减产及河水咸化，制约着农业生产与生态环境的稳定。其形成受地下水埋深及灌排管理不当的影响，科学制定土壤水盐调控措施是解决上述问题的关键。本文在阿克苏河下游河岸带典型田块开展试验，基于动态观测和野外调查数据，采用HYDRUS-1D软件建立非饱和模型，模拟棉花生育期内土壤水盐运移规律，确定合理调控方案并探讨地下水稳定蒸发深度与河岸带土壤结构的关系。结果表明：土壤含水率、TDS识别与验证精度分别为0.862、0.752，均方根误差分别为0.033、0.008，表明模型可靠性较高；灌溉入渗补给占土壤水总补给量的85%，带入盐分127.164 mg·cm^-2，土壤水向潜水排泄占总排泄量的59.67%，排出盐分267.78 mg·cm^-2，水量均衡差为9.2%，脱盐率为33.89%；考虑作物需水规律和土壤盐分动态变化情况，将70 cm作为最佳的灌溉水量的同时控制地下水埋深在220 cm左右，可有效降低根系层土壤盐分；砂夹壤结构中壤土层位置对地下水的临界蒸发深度（150 cm）影响小，主要影响土壤稳定蒸发深度与实际蒸发量，壤土层越靠近地表，稳定蒸发深度越浅，实际蒸发量越小。研究结果可为干旱区盐渍化防治以及水资源的合理配置提供参考。

蒸散作为水循环的关键环节，对水资源调控和生态保护至关重要，尤其在干旱区水资源消耗和再分配中起着重要作用。本文以阿克苏河流域为研究区域，利用2001—2022年MOD16蒸散量产品数据，系统分析了实际蒸散量（AET）与潜在蒸散量（PET）的时空变化规律，并探讨了其影响因素，为区域水资源管理和生态环境保护提供了科学依据。结果表明：（1） MOD16产品数据与ET₀数据较为一致（R²=0.8133），产品精度满足阿克苏河流域蒸散量时空分布研究要求。（2） 多年平均AET和PET分别为168.36 mm和1569.03 mm，AET总体呈现上升趋势，PET呈下降趋势。AET与PET在空间分布上差异明显且变化趋势相反。（3） 近22 a来，阿克苏河流域AET显著增长且主要集中在耕地、林地及绿洲，而PET整体减少但在绿洲边缘及河道附近增加，AET稳定性差而PET相对稳定，两者Hurst指数均显示未来趋势可能发生变化，其中AET有56%区域具有反持续性，PET有89%区域具有反持续性。（4） AET与PET变化与气候因子变化具有内在联系，其中风速和相对湿度是影响区域AET和PET变化的主要驱动因素。该研究可为干旱区水资源管理与科学利用提供重要参考。

新疆且末县绿洲区存在高硼地表水和地下水，严重影响居民身体健康。为初步探明且末县绿洲区水化学特征及硼的主要来源，2023年共采集了24组水样（4组地表水、20组地下水），运用Piper三线图、Gibbs图，相关性分析、氢氧同位素、APCS-MLR（绝对主成分-多元线性回归）模型等方法对且末县绿洲区地表水与地下水的水化学特征及其硼的来源进行初步分析，定量评估了不同因子对水中硼和其他水化学组分的贡献。结果表明：（1） 且末县绿洲区地表水与地下水整体呈弱碱性，pH均值为8.22，地下水主要为微咸水，阴阳离子主要为SO₄^2-、Na⁺。（2） 水化学类型较多，地表水和地下水均以SO₄·Cl-Na·Mg型为主。（3） 研究区内地表水中硼的均值为2.34 mg·L^-1，超标率为100%；地下水中硼的均值为1.73 mg·L^-1，超标率为70%。（4） APCS-MLR受体模型分析揭示了水化学组分及硼的来源主要有溶滤-富集因子（F1：58.21%）、原生地质因子（F2：15.42%）、人类活动因子（F3：11.18%）和未知源。区内水中硼超标现象明显，地质环境对水中硼的富集具有较大影响。

沙垄作为沙漠的基本地形单元，不同坡位的地表水热环境深刻影响了生物土壤结皮的发育和空间分布格局。地衣结皮广泛分布于沙漠表面，然而不同坡位地衣结皮将如何影响土壤磷循环，其关键影响因素是什么等科学问题仍不清楚。基于此，本文以古尔班通古特沙漠为研究区，系统分析了不同坡位地衣结皮层和下层0~5 cm土壤磷组分及相关酶活性变化特征。结果显示：土壤中的稳定性磷（HCl-Pi、HHCl-Po、HHCl-Pi和Residual-P）占到全磷（TP）含量的75%以上，其次为中度不稳定性磷（NaOH-Pi和NaOH-Po）和不稳定性磷（Resin-P、NaHCO₃-Pi和NaHCO₃-Po）。坡位对稳定性磷具有显著影响，土层对中度不稳定性磷具有显著影响（P<0.05）。稳定性磷、TP、有机磷（Po）和无机磷（Pi）的含量均表现出在结皮层中坡底显著高于东坡和西坡，在下层0~5 cm土壤中西坡显著低于坡底和东坡（P<0.05）。而NaOH-Pi的含量均呈现出在结皮层中东坡和西坡显著高于坡底，在下层0~5 cm土壤中西坡显著高于东坡与坡底。在土壤酶方面，东坡具有结皮层最低和下层0~5 cm土壤最高的碱性磷酸酶活性（ALP）和β-葡萄糖苷酶活性（GC）。随机森林模型分析表明，坡位带来的水分和温度变化分别是影响地衣结皮土壤不稳定性磷和稳定性磷含量的最关键因子。这为丰富荒漠生态系统土壤磷循环相关理论提供了科学支撑。

为探明有机肥配合中微量元素后在风沙土中的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响，采用室内培养试验和田间试验，研究了有机肥和添加中微量元素后的有机肥在风沙土的分解率及残留率及其不同施用水平对土壤有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、矿质结合态有机碳、微生物碳以及氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸含量的影响。结果表明：与施用有机肥相比，室内培养试验下添加中微量元素的有机肥降低了土壤有机碳的矿化量；田间试验下添加中微量元素的有机肥进一步提高了土壤中活性有机碳（1.79%~1.99%）、低活性有机碳（2.20%~4.91%）、矿质结合态有机碳（3.89%~7.95%）、微生物量碳含量（1.71%~8.10%），同时提高了土壤氨基葡萄糖（3.46%~6.32%）、氨基半乳糖（1.21%~13.32%）、胞壁酸（2.41%~6.14%）和微生物残体碳含量（2.70%~4.99%）；降低了土壤高活性有机碳（0.71%~1.48%）和颗粒有机碳含量（4.91%~5.86%），但差异不显著；说明添加中微量元素后的有机肥在一定程度上可以减缓有机肥在风沙土中的矿化，提高土壤中活性有机碳、低活性有机碳、矿质结合态有机碳、微生物量碳含量，促进有机碳的周转和固存。

探究柴达木盆地植被绿度变化气候影响定量预评估，有助于统筹推进山水林田湖草沙气一体化保护和系统治理。本文基于MODIS NDVI数据、气象数据、气候变化预估数据集，监测了2000—2023年柴达木盆地NDVI≤0.3的植被绿度变化，分析了不同绿度植被气候驱动因素，预估了未来不同绿度植被变化趋势。结果表明：近24 a来，柴达木盆地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ植被分别占低绿度植被的49.33%、19.81%、30.86%，其中植被面积S_sum、S_Ⅰ、S_Ⅱ极显著减少（P<0.001），S_Ⅲ极显著增加，植被明显趋好；水热条件对低绿度植被的降水影响2~3 a、气温5 a的累积效应显著（P<0.01）大于当年，暖湿化气候促进草地良性发展；未来RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种排放情景下，柴达木盆地低绿度植被总体呈减少趋势，未来气候条件有利于植被恢复和扩展。该研究结果可为柴达木盆地生态环境保护和荒漠化治理措施的制定提供科学依据。

凋落物分解在陆地生态系统碳循环和养分循环中起着重要作用，而气候条件是决定凋落物分解的主要因素。目前，对于高寒草原生态系统凋落物分解的研究不足，为探究气候变化背景下气象因子对紫花针茅（Stipa purpurea）凋落物分解及养分释放过程的影响，本文以高寒草地紫花针茅内生真菌共生体植株为研究对象，采用凋落物分解袋法，分析带内生真菌（E+）与不带内生真菌（E-）紫花针茅凋落物分解特征以及凋落物组分的变化情况，并探讨气象因子对紫花针茅内生真菌共生体凋落物分解的影响。结果表明：E+紫花针茅凋落物分解速率高于E-，具有更短的分解周期；随着时间的延长，紫花针茅凋落物E+和E-凋落物全氮含量呈上升趋势，木质素含量由E+显著高于E-逐渐变为二者之间差异不显著，纤维素含量则逐渐变为E+显著低于E-（P<0.05）。无论E+和E-，紫花针茅凋落物重量以及质量损失速率与月平均气温和月平均地面温度呈显著相关关系（P<0.05），紫花针茅凋落物分解速率与降水量呈正相关，紫花针茅凋落物全氮含量与月平均气温、月平均地面温度和降水量呈显著正相关（P<0.05），木质素和纤维素含量与月平均气温、月平均地面温度和降水量呈负相关。日照时数对紫花针茅凋落物分解的影响较大，在分解过程中与日照时数相关性较强的是木质素、纤维素以及凋落物重量。总体来看，内生真菌能加速紫花针茅凋落物的分解进程，无论是E+还是E-，气象因子对紫花针茅凋落物分解的影响基本一致。

在全球大气氮沉降逐渐降低的背景下，长期氮添加对高寒草原生态系统的遗留效应尚不明确。因此，本文通过在天山中部的巴音布鲁克高寒草原开展长达16 a的控制实验，探讨了长期氮添加对草原植物群落的遗留效应。结果表明：（1） 优势物种功能性状方面，停止施肥4 a后，高氮处理（N15，15 g N·m^-2·a^-1）对天山赖草（Leymus tianschanicus）的植株高度（+20%）、叶面积（+16%）和比叶面积（+5%）仍存在正向遗留效应，对寒生羊茅（Festuca kryloviana）的植株高度（-23%）和比叶面积（-1.5%）仍存在负向遗留效应，且寒生羊茅的遗留效应随恢复时间逐渐减弱。（2） 群落水平上，长期氮添加对根茎型禾草存在正向遗留效应，对丛生型禾草存在负向遗留效应，进而对群落的盖度和地上净初级生产力存在显著的正向遗留效应，且遗留效应表现出逐年减小的趋势。N15水平下，群落盖度的增加幅度由32%降低至18%，群落地上净初级生产力的增加幅度由64%降低至44%。（3） 土壤化学性质方面，氮添加对土壤全氮含量存在显著的正向遗留效应，对土壤全磷和有机碳含量的遗留效应不显著，而土壤pH的负向遗留效应逐年减弱。N15水平下，2024年土壤pH的抑制效应（-1.4%）较2023年（-3.4%）明显缓解。土壤全磷和有机碳含量与植被特征的相关性较低，4种土壤因子对植被变异的综合解释程度较低。本研究表明，在大气氮沉降降低或停止的背景下，历史氮沉降仍对草原生态系统产生持续的遗留效应，且部分指标的遗留效应随恢复时间逐渐减弱。

新疆沙冬青（Ammopiptanthus nanus）是中亚荒漠区特有的濒危常绿灌木，具有极强的抗寒抗旱能力，是探究植物适应极端环境机制的模式物种，也是荒漠生物多样性保育研究的重点对象。本文以黑色和绿色两种颜色新疆沙冬青种子为研究对象，研究新采收种子与3种贮藏方式后的种子萌发与活力。结果表明：新采收种子萌发率随着培养温度增加而提高，且新采收种子活力达100%。两种颜色的种子在干冷、干热贮藏方式下萌发差异显著，绿色种子萌发率显著高于黑色种子（P<0.05），而在湿冷贮藏下萌发差异不显著。湿冷贮藏促进种子萌发，而干冷、干热贮藏抑制其萌发。3种贮藏方式对两种颜色的种子活力影响较小，贮藏后活力均达95%以上。温度与湿度是影响新疆沙冬青种子萌发与活力的重要生态因素，种子萌发差异是其适应恶劣生境的进化策略，有利于提高其生存与繁衍能力。湿冷贮藏有效提高种子萌发率与维持活力，为种质资源保护与苗圃育种提供技术指导。

入侵植物已严重影响着全球生态系统功能和生物多样性。而现有研究主要集中于植物单一时相的监测与分类，对关键物候期的多时相持续性监测，特别是针对早期物候期监测的研究相对较少。因此，本文以新疆巴音布鲁克草原入侵植物甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）为研究对象，采用无人机多光谱遥感数据和机器学习算法，对甘肃马先蒿的关键物候期（苗期、初花期、盛花期和结实期）空间分布进行了提取。结果表明：（1） 生长初期（苗期和初花期）的空间分布结果与盛花期具有较高的空间重合率，采用随机森林算法能够有效实现早期甘肃马先蒿的分布制图；（2） 甘肃马先蒿的空间分布规律具有显著的年际变化特征，年际间的空间分布重合率不足15%；（3） 在生长季（结实期除外）基于555 nm波段和720 nm波段计算的归一化植被指数重要性最高，其次为可见绿波段。研究结果表明无人机多光谱遥感技术在甘肃马先蒿早期物候期监测的可行性，为早期预警和防控提供了技术支持。

水供给服务维系着人类社会的生存与发展，是推进中国生态文明建设和流域高质量发展的关键。以新疆伊犁河谷为研究区，基于统计年鉴数据和遥感数据，利用水供给服务供需模型、水资源安全指数（FSI）、供需匹配等方法，分析研究区2005—2020年水供给服务供需的平衡特征及其匹配状况。结果表明：（1） 伊犁河谷水资源安全指数呈“升-降”波动，供需平衡呈现“一般赤字-一般盈余-赤字持续”三阶段演变。空间分异显著：伊宁市、伊宁县、霍城县、察布查尔锡伯自治县、新源县五县市持续赤字；尼勒克县、特克斯县、昭苏县三县及霍尔果斯市（2020年）维持盈余，其中2010年出现阶段性盈余拐点。（2） 水供给服务的供需匹配呈现三种主导类型：“低供给-高需求”“低供给-低需求”和“高供给-低需求”。供需匹配类型空间分布具有东、中、西梯度分异，同模式县市呈现空间集聚与产业趋同特征，且受区域经济结构驱动显著，具体表现为：生态本底优越的畜牧区维持高供给能力，而耕地密集型农业区持续面临高需求压力。基于上述研究结果，划定出生态涵养区、生态调控区、生态改良区等生态管理分区以促进流域生态系统可持续管理及水资源高效利用。

中国东北季风边缘区沙地对气候变化响应敏感，是研究风沙演化历史的理想场所。本文对科尔沁沙地（KE）和浑善达克沙地（HS）的两个典型风成沉积物剖面进行光释光定年分析，结合剖面沉积相所指示的环境信息，重建区域风沙演化历史，并探讨影响风沙堆积的因素。结果表明：（1） KE剖面在9.8~3.0 ka期间发育深黑色砂质古土壤，指示了风沙活动较弱；近0.2 ka以来剖面发育了较厚的浅灰色砂质古土壤，暗示了区域风沙活动较强，导致表层较厚的沉积物不断地被“翻新”而难以形成沉积年代较老的沉积物。（2） HS剖面在13.4 ka、1.2~0.5 ka及0.5 ka以来沉积灰黄色风沙层，指示了风沙活动较强；在11.6~1.9 ka前后发育深黑色砂质古土壤，指示了风沙活动较弱。（3） 13.4 ka以来研究区域古气候与风沙演化大致经历了三个阶段：13.4 ka至早全新世整体转暖，风沙活动较强；早-中全新世温暖湿润，风沙活动弱；晚全新世气候波动转冷，风沙活动较强。（4） KE与HS剖面深黑色砂质古土壤发育时间差异可能反映了沙地边缘区局地地形、气候等因素对风沙堆积和古土壤发育具有重要影响。

干旱区砂壤地农田土壤肥力低、持水性差、渗漏量大、农作物产量低，探明砂壤地农田土壤水分运移规律，对节约水资源、提高农作物产量意义重大。以黑河中游新垦的砂壤地玉米农田为研究对象，设置了平地覆膜灌溉、起垄覆膜灌溉和膜下滴灌灌溉三种模式的小区试验，采用HYDRUS-2D模型对不同灌溉模式下玉米农田土壤水分运移过程进行模拟。结果表明：（1） 本研究中HYDRUS-2D模型的模拟值与实测数据呈现出较高的吻合度，R²达到0.864以上，同时RMSE均保持在0.006 cm³·cm^-3以下，验证了该模型在砂壤地农田土壤水分动态模拟方面的可行性和可靠性。（2） 起垄覆膜灌溉模式较平地覆膜灌溉模式在灌溉水量减少2099 m³·hm^-2的条件下，可提升约20%的作物根区土壤体积含水量，并降低13.3%的渗漏损失；而膜下滴灌灌溉模式较平地覆膜灌溉模式能够减少50%的灌溉用水量，渗漏量减少50.7%。（3） 膜下滴灌灌溉模式以“勤灌、少量”的特点，使得水分能够更为直接高效地补给作物根区，更大程度上提升了玉米根区土壤体积含水量，并使渗漏量进一步削减。因此，黑河中游砂壤地农田宜采用膜下滴灌模式进行灌溉，以实现节水增产的目的。（4） 本文构建的HYDRUS-2D模型参数体系也可为我国北方同类型砂壤地农田的灌溉水动态模拟提供参考依据。

近年在新疆伊犁发现危险性害虫虹彩窄吉丁Agrilus viduus Kerremans，目前该虫已传入野果林腹地，对野苹果和野杏造成了危害。通过野外普查、定点观察和室内饲养，初步明确了该虫在野果林地区的分布范围、生活史、危害特征和寄主植物种类。该虫在伊犁新源县、巩留县、霍城县、特克斯县域内均有分布，已进入了这些县区分布的野果林。该虫1年发生1代，5月上中旬开始活动，7月上旬开始羽化，7月下旬为羽化高峰期，7月中旬成虫开始产卵，8月上旬羽化陆续结束，11月上旬以2~3龄幼虫开始越冬。危害形式主要以幼虫蛀食寄主植物的韧皮部、形成层和木质部，幼虫种群数量高时可致死寄主。该虫在野果林中可危害野杏Armeniaca vulgaris、野苹果Malus sieversii以及其他种类的野生果树资源。该虫产卵特性较特殊，卵成堆产于树皮表面，然后用分泌物覆盖卵形成卵鞘。虹彩窄吉丁卵鞘分布与树木的高度相关，主要分布在树高120~240 cm范围；卵鞘分布还与枝条粗细相关，多分布于直径2~3 cm枝条上。通过查阅文献和实际调查，可判断该虫是新疆野果林的新入侵害虫，危险性大，应引起相关主管部门的重视，需要根据其生物学特性，利用物理防治、生物防治和化学防治相结合的方法进行应急根除。