光合有效辐射（Photosynthetically active radiation，PAR）是植物光合作用的主要能量来源，其散射组分能够增强植被冠层光能利用率，从而增加碳吸收。因此，散射PAR是生态系统生产力模型的重要驱动因子。本文尝试估算我国1981-2010 年的散射PAR，通过空间化得到近30 年月尺度10 km分辨率的散射PAR空间数据集，并分析了其空间分布特征和时间变化趋势。结果表明：（1）1981-2010 年散射PAR多年平均值的空间分布具有明显的空间异质性，总体上东北部较低，南部和西部较高。全国范围内的多年平均值在6.66~15.27 mol m^-2 d^-1之间，且夏季散射PAR最大，冬季最小。（2）1981-2010 年全国所有像素散射PAR年平均值表现出明显的上升趋势，上升幅度为0.03 mol m^-2 d^-1/10a；但前10 年下降趋势明显，且1982、1983、1991 和1992 年存在明显异常。春季的散射PAR呈现微弱的下降趋势，其他季节均呈上升趋势。（3）1981-2010 年散射PAR时间变化率的空间分布具有明显的季节变化和区域差异，我国大体呈现南部区域上升，北部区域下降。

本研究利用1901-2009 年全球温度和降水数据以及全国1266 块森林样地主要森林类型数据作为基础数据，应用能值理论和生态系统服务功能理论，建立了中国森林能值与服务功能价值之间的函数关系，并且研究了1990 年和2009 年中国森林服务功能价值密度的变化。结果表明：应用函数关系模拟1994 年中国森林生态系统服务功能价值的结果与Costanza 评估结果在空间分布上具有较高的一致性。2009 年全国有林地栅格数目比1990 年增长14.02%，其平均森林生态系统服务功能价值密度增加了54.46 USD/hm²。北京、上海、江苏、天津、河北平均森林生态系统服务功能价值密度分别降低了86.87%、85.45%、81.99%、46.48%和23.07%。河南、湖南、吉林、江西、黑龙江和浙江平均森林生态系统服务功能价值密度分别下降了71.35%、58.65%、52.70%、34.56%、23.36%和22.03%。广西、西藏、甘肃、内蒙古、四川、云南、宁夏森林破坏也比较明显，这些省份的平均森林生态系统服务功能价值密度下降了2.89%~22.36%。根据全国第四次和第七次森林清查报告显示，近年来我国森林面积持续增加。但研究结果显示很多省份的森林生态系统服务功能价值密度仍然降低，这说明森林生态系统仍然没有完全恢复。中国森林生态系统服务功能普遍低于全球森林生态系统服务功能值的平均水平，说明我国森林生态环境并不理想，人类活动对生态系统产生巨大的负面影响。

在¹³⁷Cs 环境示踪研究中，区域¹³⁷Cs 背景值（CRI）的获取存在许多困难和不确定性。在总结传统¹³⁷Cs 区域背景值获取方法基础上，本文提出了适用于大尺度区域和长距离路线考察的区域¹³⁷Cs 背景值获取技术路线，即在参考有关地理背景信息和长时间序列遥感信息、科学划分子区基础上，根据理论模型计算得到区域¹³⁷Cs 背景值潜在值域，并开展基于¹³⁷Cs 土壤剖面分布形态特征的蚀积过程分析，最终确定¹³⁷Cs 区域背景样地和区域背景值。以上述技术流程为指导，本文作者在内蒙古高平原中东部地区开展案例研究，结果表明：兴安盟东部、南部暗栗钙土研究区的CRI 为2447 Bq·m^-2，通辽市中部、南部和赤峰市东部风沙土研究区的CRI 为2430 Bq·m^-2，赤峰市西北部黑钙土研究区的CRI 为2384 Bq·m^-2，锡林郭勒盟南部栗钙土研究区的CRI为2368 Bq·m^-2。

利用1980-2010 年东北三省分县玉米播种面积与产量统计、耕地分布、农业灌溉分布以及作物适宜性分布等多源数据，结合基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型（Spatial Production Allocation Model，SPAM），在5'×5'的像元尺度模拟了春玉米种植面积与产量的时空分布，并重点分析了两者在纬向、经向，以及高程上的时空变化规律。结果显示：（1）玉米种植面积在2000 年前向北扩展至北纬44°~48°间，2000 年后在中南部出现大规模发展（北纬42°~44°），并进一步向东扩展至东经123°~127°间，同时还表现为向低海拔（高程100 m以下）和较高海拔（高程200~350 m）扩展的态势；（2）单产在纬向上的增加区主要集中在北纬42°~48°，经向上的单产增加则相对均匀，高程上单产提升区主要集中在海拔350 m以下。（3）像元内玉米种植比例整体上由中低种植比例为主逐步演变为中高比例占据主体，并且中高种植比例像元对应的玉米单产水平整体上较高，反映了市场经济驱动下的玉米种植集聚化和规模化的发展趋势。

黑河流域作为中国西北地区第二大内陆流域，其景观类型完整、流域规模适中、社会生态环境问题典型，已成为寒区、旱区水文与水资源研究的热点地区。本研究结合1：5 万地形图、Landsat TM/ETM+遥感影像及数字高程模型数据，运用面向对象的图像信息自动提取方法，建立冰川信息提取知识规则，对近50 年黑河流域的冰川变化进行遥感分析。结果表明：（1）20 世纪60 年代黑河流域内的967 条冰川到2010 年左右，减少为800 条冰川，减少数量明显；冰川面积由361.69 km²退缩为231.17 km²，共减少130.51 km²，退缩率为36.08%，平均每条冰川面积退缩0.14 km²。（2）黑河流域冰川分布及变化存在显著的区域差异性，黑河冰川退缩率比北大河大16%左右；冰川末端主要分布在4300~4400 m、4400~4500 m和4500~4600 m海拔区间内。（3）与西部其他山地冰川相比，黑河流域冰川退缩率较高。（4）根据流域内6 个气象站资料分析表明，降水增加对冰川的补给无法弥补气温上升导致的冰川消融所带来的物质损失，是黑河流域冰川普遍萎缩的关键因素。

盐沼前缘陡坎是潮滩环境中盐沼与粉砂—淤泥质光滩交界处的独特地貌形态，研究其形成过程与机理有助于理解盐沼湿地对潮滩发育及其稳定性的影响。根据江苏中部海岸盐城自然保护区核心岸段互花米草盐沼前缘陡坎形态参数（凹槽长度、凹槽宽度和陡坎高度）的分析，发现不同的形态参数组合对应于不同的陡坎演化阶段。根据陡坎形态特征差异，可将盐沼前缘陡坎韵律性形态发育过程分为三个阶段，而这三阶段的交替旋回过程与近岸波向的季节性变化有关。陡坎处的地貌特征与前缘光滩的沉积物特征表明陡坎形态特征形成与波浪作用有关，且显著的陡坎韵律性形态能够部分地应用边缘波理论来解释。

建立统一的戈壁分类和编目体系，是进一步深入研究戈壁的理论基础，也是合理开发利用戈壁资源的前提。到目前为止，只有少量文献或著作提到戈壁或戈壁类型，关于戈壁编目的研究更鲜有报道。为了促进戈壁研究的规范化，本文在参照现有戈壁分类基础上，结合戈壁科学考察成果，根据戈壁的形成原因、地表物质组成与植被类型，分三级建立了戈壁分类体系，并对每一级每一类的戈壁特征进行了较为详细的阐述。在戈壁分类基础上，提出戈壁编目设想，以期为进一步深入开展戈壁研究奠定基础。

通过对巴丹吉林沙漠丘间湖泊和古日乃、雅布赖、阿拉善右旗等地及其周围浅层地下水离子化学成分分析，探讨了沙漠地区湖水与地下水化学成分特点、水化学类型、空间变化和湖水补给来源。结果显示，巴丹吉林沙漠湖泊水的pH、盐度、TDS和电导率均远远大于地下水。湖水样品中Na⁺和Cl^-含量占绝对优势，大多数盐度较高的湖泊属于Na(K)-Cl-(SO₄) 型，个别盐度较低的微咸湖属于Na-(Mg)-(Ca)-Cl-(SO₄)-(HCO₃) 型。地下水的化学类型多数为Na-(Ca)-(Mg)-Cl-(SO₄)-(HCO₃)型，属微咸水，个别为Na-Cl-SO4型的咸水。沙漠东南部湖群水的pH值、盐度、TDS和电导率比较低，呈微碱性，属微咸湖；而北部湖群水的pH、盐度、TDS和电导率远远大于东南部湖群，呈中等碱性，为盐水湖。湖水离子化学特征显示沙漠东南部湖群自南向北的演化趋势为：微咸湖→咸水湖→盐水湖。湖水离子化学成分短时间序列变化指示，近9 年宝日陶勒盖、巴丹东湖、巴丹西湖、诺尔图、呼和吉林湖水中的大多数离子的含量有所降低，表明其近9 年来淡水补给量增多。湖水化学成分与湖水位高度显示，巴丹吉林沙漠湖群湖水流向是由东南流向西北。水化学成分和水位分布高度表明，该区沙漠湖水主要来自当地降水补给和来自沙漠东南缘雅布赖山和南缘的黑山头山地降水的补给，而来自祁连山区来水补给的可能性很小。

盐碱地资源的开发利用对粮食生产具有重大贡献。但水资源的缺乏、气候变化使盐碱地开发利用工作更具挑战性。文章系统总结了近年来盐碱地可持续利用研究取得的重要进展：(1)盐碱地可持续利用的技术研发、排盐水环境安全处理及技术配套管理研究；(2) 盐碱地可持续利用的农户技术选择行为研究；(3) 盐碱地可持续利用的科学研究方法。提出盐碱地可持续利用进一步研究的建议：加强多学科交叉融合的研究；强调农户技术选择行为研究；增强研究方法的科学性。

国内外考古学和第四纪地质学研究的大量证据表明，4000 a BP前后是史前洪水频发的时期，这次史前洪水事件的性质、规模、起因以及它对人类文化演进的影响一直是国际学术界关心的问题。我国有关4000 a BP前后史前洪水的研究始于20 世纪90 年代，在随后的十几年间，先后在青海喇家遗址、河南新寨遗址、锉李遗址、孟县遗址、山东尹家城遗址等处发现了这次洪水事件的地质和考古遗迹。这些古洪水遗迹的发现，受到国内外学者的高度重视。中原地区是华夏文明的发祥地，尽管这一地区4000 a BP前后洪水事件的遗迹已有发现，但数量偏少，研究程度不够深入，远不能满足人们对古洪水、古气候研究的需求，也不能满足对华夏文明起源研究的需求。为此，在过去工作基础上，结合最新的考古发掘，我们近年来继续在中原地区开展4000 a BP古洪水的研究，相继发现了多处这次洪水事件的地质和考古记录，其中以河南西部的偃师二里头遗址、河南北部的焦作西金城遗址和山西南部的绛县周家庄遗址最具代表性。这三处遗址分别位于不同的地貌部位，研究表明，以上三处出现的史前洪水，都与当时比较湿润的气候环境有关，同时，受地貌条件的影响，它们又具有不同的洪水过程，对人类的影响也存在一定的差异。

在位于河套盆地内部的西山咀凸起区发现了典型的湖滩岩、湖蚀平台和一套较完整的湖相沉积地层。基于海拔高程的推断，地貌和地层沉积记录指示西山咀地区曾经存在过一个海拔达到1080 m上下的古湖面。完整的沉积地层反映西山咀凸起区经历了深湖相—滨湖相—冲洪积相—风成堆积的演变过程。光释光测年结果表明，在距今65 ka 前后，“吉兰泰—河套”古大湖在西山咀地区曾经连通；但在距今约50~30 ka 湖面再没有上涨。这一研究表明：在MIS 3 阶段某一时期，该地区的古湖面发生衰退。随后，再没有发育高于“吉兰泰—河套”古大湖最高湖面的湖泊。

利用国产环境减灾星多光谱、热红外数据以及美国中分辨率MODIS数据建立了2010 年春季我国西南地区的干旱及其影响的遥感监测与评估方法。主要包括：1) 旱情遥感监测，利用环境减灾星多光谱数据和热红外数据构建旱情遥感综合指数监测西南地区的旱情;2) 地表可用水资源遥感监测，主要利用2010 年3 月中旬及去年同期的多光谱数据，对位于云南、贵州、广西境内的三个典型水体的水面面积进行了动态监测，以评估地表水面面积及水位的变化;3) 干旱对农作物的影响，主要通过农作物生长过程曲线分析各省(市) 区的作物受旱情的影响过程，并利用耕地面积与遥感监测作物种植成数、分类成数，以及耕地受旱比例计算作物受旱面积，通过田间实验对不同生育期冬小麦受到水分胁迫条件下的减产结果，确定不同旱情等级对应的粮食减产比例，计算各省(市) 的冬小麦减产数量。结果表明旱情最严重区域在广西西北部、贵州西南部和云南的中部与东北部，冬小麦、油菜、甘蔗等作物生长过程受到明显抑制，受旱面积分别达到9.13×10⁵ hm²、5.43×10⁵ hm²与9.00×10⁵ hm²，冬小麦产量损失达到8.3×10⁵ t，约占2009 年四省市冬小麦总产量的13.7%、全国冬小麦总产量的0.8%和全国粮食总产量的0.16%，对我国粮食总产量影响不大，但云南和贵州的冬小麦减产分别达到48%和31%，对区域粮食供应影响较大。

根据收集到173 个林线数据，采用纬度、经度和基面高度的三元一次方程拟合欧亚大陆东南部林线分布，计算各自的标准回归系数和贡献率，以此来确定山体基面高度(山体效应的简明表达形式) 对林线分布高度的影响。结果表明，纬度、经度和山体基面高度对林线分布高度的贡献率分别为30.60%、26.53%、42.87%。以北纬32o为界线，对其以北、以南区域也分别进行了分析，基面高度的贡献率达到24.10%和39.11%。分析不同尺度和区域山体基面高度作用于林线的贡献率不难发现：在欧亚大陆东南部以基面高度代表的山体效应对于林线高度的影响显著，明显地超过了纬度和经度。基面高度的作用受气候条件和海陆位置影响较小，不论大陆内部或沿海，基面高度分异对山地垂直带分异的影响都相对独立和稳定。该结果定量地表明了山体效应对林线分布高度的重要作用。

在对渭北高原地区土地利用调研的基础上，选择6 个耕作土壤剖面和8 个苹果园土壤剖面为研究对象，通过对这些剖面的构型、质地、元素组成、理化性质和微形态的研究，分析了土地利用变化对土壤演化的影响和机理。结果表明，耕地转为苹果园后，土壤构型从Ap-Bc-A-Ck-C 逐渐变为AB-(Bc)-A-Ck-C;土壤表层(0~35 cm) 的磁化率、有机质、常量元素(Si、Al、Fe、K、Mg、Ca、Na) 和微量元素(Cu、Co、Ni、Zn、V、Cr、Pb、As) 含量趋于增加，CaCO₃含量和pH趋于降低;35~90 cm，CaCO₃含量趋于增加，而磁化率、有机质、常量元素和微量元素含量趋于降低;90 cm深度以下土壤性质变化不大;土壤孔隙的数量减少而平均孔径和孔隙率增加，粘土矿物总含量增加，而残积粘土/淀积粘土比值降低，次生碳酸盐的空间位置从主要出现在0~35 cm深度变为在0~90 cm范围内普遍出现。这些表明土地利用方式从耕地改为苹果园，土壤剖面构型发生了明显分异，土壤性质的变化主要发生在90 cm以上，土壤表层(0~35 cm) 的变化大于土壤下层(35~90 cm)。

利用山西省境内分布较为均匀的52 个地面气象站1970-2009 年的霜日观测资料，采用线性倾向估计法、累积滤波器法结合非参数统计检验方法分析了初终霜日的基本特征及其变化趋势;利用M-K法分析了霜日的突变特征。结果表明：初霜日、终霜日的出现以及无霜期的长短与地理因素密切相关，随着纬度逐渐偏北、海拔逐渐升高，初霜日提前、终霜日推后、无霜期缩短。从全省平均情况看，初霜日呈现显著的推后趋势，无霜期呈现显著的延长趋势，而终霜日的变化则以波动为主，线性变化趋势不显著。从突变检测情况看，初霜日、终霜日和无霜期在40 年间均存在一次明显突变，初霜日的突变点出现在2000 年，终霜日和无霜期的突变点出现在1997 年。从变化趋势的空间分布看，初霜日显著推后的区域大片集中在晋中东部、吕梁北部和忻州西部，以及分散在运城南部、临汾西北部和大同南部。终霜日显著提前的区域位于晋中东部山区、吕梁山东部和忻州西部。无霜期显著延长的区域位于西北部黄河沿岸、省境中东部和运城南段。变化趋势为初霜日提前、终霜日推后和无霜期缩短的区域未通过显著性检验。

将乐业地质遗迹划分为7种景型,10种景域,19种景段,32种景元,若干处典型地质遗迹实体。同时在对公园区域成景背景进行分析和研究的基础上,按不同地质时期及形成于该时期的典型岩溶地貌,将公园成景过程划分为:峰丛期、地下河和洞穴期、天坑期、现代岩溶作用期。而受构造运动多期由极强→较强→趋弱→平稳周期性演变的宏观控制和影响,及受气候因素、地层岩性和岩溶过程的具体控制和影响,产生不同的"构造—地表过程—气候"响应过程:(1)S岩溶地块,沿地表地下同时发育;(2)碎屑岩地块,多发育于地表;但两者的成景过程沿同一方向演变:各向分散独立成景→各向单一网络式成景→统一网络式成景。期间碎屑岩地块总是S地块的侵蚀基准面和排泄区域,相互制约和影响着各自不同的成景方向、强度和规模,与孤岛和大海间相互制约和影响的过程极为相似,在此基础上提出乐业地质遗迹的孤岛型成景模式。

基于对哀牢山是云南东西部自然界线的认识,对比分析哀牢山—元江河谷东西两侧5个纬度带、近几十年的重要自然要素、农业种植结构、农民收入来源及区域经济发展水平特征,结果表明:西部较东部地形高差较大、≤15°宜农土地比重较少、水汽和热量资源更丰富,形成东西部间显著自然环境差异;东部较西部的经济作物、旱作种植比重更高,表明东西部在农业生产结构方面存在明显分异,而各部的种植结构(以旱作种植比例为例)在各纬度间呈近纬向的相似性变化;东部较西部的人均农业产值、农民纯收入及人均GDP更高,表明东西部经济发展水平存在较大时空差异,而东西各部内则存在较好的相似性。从区域社会经济发展方面佐证了哀牢山作为云南东西部界线的存在。

结合2008年和2009年野外实地调查与室内分析的资料,运用方差分析等方法对伊犁河谷高山草甸、草甸草原、典型草原、荒漠草原、温性针叶林等9种不同植被条件下的土壤有机碳含量分布及其储量进行了分析估算。研究结果表明:伊犁河谷土壤有机碳含量因植被类型变化而不同。在0～50cm土层范围,高山草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,其次是温性针叶林和典型草原,含量最低的是隐域植被和荒漠植被土壤。除隐域植被外,各植被类型下土壤有机碳含量基本呈随着土层深度增加而降低的变化趋势。有机碳密度同样是高山草甸、草甸草原和温性针叶林土壤有机碳密度较高且比较相近,荒漠植被下土壤有机碳密度最低。伊犁河谷草地表层土壤有机碳含量高、密度大,因此应重视对伊犁河谷草地的保护,尤其要保护草地表层土壤以降低浅层土壤有机碳发生变化的可能性,维护土壤碳库的稳定性。

运用统计学方法对1950-2007年的水沙数据以及不同流路各水文站同流量(3000m³/s)水位变化进行了分析,结果表明:黄河下游河道表现出淤积—冲刷交替出现的变化过程,当进入下游的含沙量为18.6kg/m³时,河道冲淤表现为动态平衡。艾山以下河道的冲淤变化过程除受水沙条件控制外,还受到流路变迁的影响。流路变迁初期河道发生溯源冲刷作用,中后期河道发生溯源淤积作用。各站同流量水位变化,神仙沟流路主要为下降,河道以冲刷为主;刁口河流路主要为升高,河道以淤积为主;清水沟流路有升有降,河道冲淤互有,总体表现为淤积。流路变迁对河道横断面形态的影响主要在利津以下。

水库对坝下游泥沙通量影响的定量估算是一个国际前沿的科学问题。本文利用长江干流上寸滩、宜昌、汉口、大通四站及其间的支流控制站的水沙监测数据,结合对干流两侧不在支流控制站监测范围的"未测区"水沙贡献的估算,建立了悬沙收支平衡和悬沙输运经验关系,从而定量分析了三峡水库一、二期蓄水对大坝下游(至河口)悬沙通量的影响。结果表明:(1)三峡水库一期(2003-2005年)和二期(2006-2007年)蓄水期间水库的悬沙淤积比分别为64%和83%。(2)受坝下游河床冲刷和支流来沙补给的影响,三峡水库一、二期蓄水分别导致宜昌站悬沙通量下降62%和82%,汉口站悬沙通量下降37%和54%,大通站悬沙通量下降28%和40%。(3)与蓄水前的5年(1998-2002年)相比,蓄水后的2003-2007年上述三站悬沙通量分别下降354×10⁹、172×10⁹和163×10⁹kg/a,其中三峡水库蓄水的贡献分别占41%、55%和45%。以上认识对科学和客观的评价河流建坝的环境效应提供了启示。