在GIS 和遥感技术支持下， 结合景观格局数量分析方法， 利用1973 年MSS、1983 年航空遥感土地利用图、1990 年TM、2000 年TM 和2005 年CBERS 遥感影像对新疆塔里木河 干流区土地利用/ 覆被变化过程进行了定量分析。结果表明， 1973-2005 年塔里木河干流区土 地利用/ 覆被发生了显著变化， 耕地和城乡居民及建设用地面积显著增加， 林地、草地和湿地面积减少， 未利用地表现出先增加后减小的趋势。研究区土地利用类型转移的主要方向是 林地和草地转化为耕地、耕地转化为城乡居民及建设用地、草地转化为未利用地。土地利用变化经历了“显著变化—缓慢变化—显著变化—急剧变化” 的过程。景观格局分析表明， 在 人类活动的影响下， 研究区景观破碎度、多样性增大， 优势度减小。草地和未利用地对整个景观的控制作用减小， 景观结构趋于多样和均匀。驱动力分析表明， 人口增长和经济发展因 素是塔里木河干流区土地利用/ 覆被变化的最直接驱动力， 同时还受产业结构因素和政策因素及人类干扰强度的影响。

冰芯电导率是大气环境变化的替代性指标。对我国天山东部三个研究点奎屯哈希勒根 48 号冰川、乌鲁木齐河源1 号冰川以及哈密庙儿沟平顶冰川粒雪芯中pH 值和电导率的近期环境记录进行了分析研究。结果显示， 三个研究点粒雪芯反映的近期pH 值和电导率变化趋势不同： 奎屯电导率随冰芯深度增加表现出升高趋势， 哈密庙尔沟平顶冰川和乌鲁木齐河源 1 号冰川随冰芯深度增加表现出一定下降趋势； 冰芯电导率平均值在哈密庙儿沟冰川最大， 而其他两个点相对较小， 这与矿物粉尘浓度和离子浓度的分布一致； 雪冰电导率与粉尘及离子相关性分析表明， 电导率主要受中亚粉尘活动影响, 同时与Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等相关性很高。 通过比较显示， 天山东部与我国西部其他研究点以及极地雪冰电导率的差异可以很好地反映大气环境的空间差异。

采用交叉小波变换方法， 分析了黄河源区实测径流量与区域降水量、蒸发量以及最高、 最低气温之间的时频域统计特征， 讨论了黄河源区径流与区域气候变化之间的多时间尺度相 关。结果表明， 黄河源区径流和区域气候变化具有多时间尺度结构， 两者都存在准2a、4a、 6~8a、12~14a 和20a 以上尺度的显著变化周期， 不同尺度周期振荡能量的强弱和时域分布的位相差异是两者相关不稳定和存在时延相关的重要原因。径流与区域降水量之间正相关振荡的凝聚性最强， 区域降水量对径流变化起主控作用， 前期降水异常对后期径流变化具有持续 性影响。径流变化与区域蒸发量存在显著负相关振荡， 年际尺度相关存在不稳定和时延现象。 年代际尺度上径流与最高气温的负相关比其与最低气温的正相关凝聚性更强， 最高气温升高 对增大流域蒸发量导致径流补给的减少作用大于最低气温升高引起冰雪融水补给的增大作用； 两者年际尺度相关不稳定， 径流对气温变化的响应时间不同。分析认为， 区域降水量是黄河源区径流变化的主导因子， 最高气温是重要因子； 在区域降水量逐年减小的背景下， 气温升高进一步加剧了径流量的减小。区域蒸发量和最低气温变化对径流量也有不同程度的影响， 气候因子的综合作用是黄河源区径流变化的根本原因。

结合塔里木河中下游74 个植被样地和74 眼地下水位监测井(2005-2007 年) 数据， 将 地下水位按不同埋深划分为0~2 m， 2~4 m， 4~6 m， 6~8 m， 8~10 m 和>10 m 6 个梯度， 对不同地下水埋深下的群落盖度、物种多样性进行了分析， 并探讨了主要植物种分布频率与地 下水埋深的关系。结果表明： 在地下水位2~4 m 时， 物种多样性最高， 其次为4~6 m， 再次为0~2 m； 当地下水位在6 m 以下时， 物种多样性锐减。塔里木河中下游主要植物最适宜水位在2~4 m 之间； 这些植物能够正常生长的地下水埋深区间为3~6 m。这表明， 塔里木河下 游植被恢复的地下水位应确保达到6 m 以上。

利用中国新疆地区1960-2005 年109 个设有蒸发皿蒸发观测的常规气象站资料， 并结 合不同驱动场和不同陆面模式的模拟结果， 对蒸发皿蒸发及模拟的实际蒸发的年、各个季节 的变化及其它们的相互联系进行了详细的分析和讨论。结果发现， 在过去的46 年里， 年蒸发 皿蒸发总体上都表现为明显的下降趋势， 而实际蒸发在总体上显著上升， 与蒸发皿蒸发的变 化趋势相反。在80 年代中后期, 蒸发皿蒸发、实际蒸发和降水的转折点(1986 年) 一致， 进 一步说就是无论在转折点的前后， 降水增加的转折性变化与模拟的实际蒸发的转折性增加变 化一致， 而与蒸发皿蒸发减小的转折性变化相反， 这表明， 在新疆地区， 蒸发皿蒸发和实际 蒸散之间具有相反的变化关系， 这支持Brutsaert and Parlange 提出的蒸发皿蒸发和实际蒸散 之间具有互补相关关系(变化趋势相反) 的理论。分析气温、降水、湿度、云量和日照时数等 环境变量的变化趋势发现： 降水、云量等表征大气中水分特征的变量表现为明显的上升趋势， 这也间接的证明了蒸发皿蒸发和实际蒸散之间存在相反的关系， 而与各个环境变量之间相关 系数的分析则表明， 气温日较差、风速、低云量和降水是与蒸发皿蒸发和实际蒸发关系最紧 密的环境因子， 它们的变化可能是导致蒸发皿蒸发和蒸散量变化的原因。

水资源对城市化的约束力已经成为干旱缺水地区决定城市化发展速度， 进而决定城市化和社会经济发展规模的重要外营力之一， 科学度量并探讨其时空变化， 对水资源可持续利用与城市化正常推进具有重要意义。以定性与定量分析相结合的方法建立了水资源对城市化 约束强度的综合测度指标体系， 采用熵技术支持下的层次分析法构建出水资源对城市化约束强度的综合测度模型， 并对1985-2005 年河西走廊水资源对城市化约束强度的时空变化进行了分析。结果表明， 河西走廊水资源对城市化的约束强度在空间上总体表现为自东向西逐渐减小， 在时间上表现为由较强约束类型变为强约束类型， 总体呈不断增加态势， 但近年来略有缓解。虽然河西走廊水资源开发利用潜力综合指数与城市化系统综合发展指数都较低， 面临缺水和发展的双重矛盾， 但目前河西走廊大部分地区水资源对城市化的约束强度仍属于较强或强约束类型， 仍然能够通过合理调控实现可持续发展。

利用青藏高原60 个气象站1960-2005 年的土壤温度观测资料， 采用Mann-Kendall 法和功率谱方法对不同深度土壤温度的时间变化进行趋势突变和周期检验， 并以主成分方法考察 其空间分布特征。分析结果发现青藏高原浅层土壤温度自1970 年以来升高趋势明显， 1969-1970 年为明显的突变点； 40~320 cm 的深层土壤温度存在3.25 年的显著周期变化； 浅 层土壤温度空间特征则主要体现为全区一致型和南北反向变化型。同时以浅层土壤温度梯度 (10~20 cm) 的变化特征讨论了青藏高原地气间能量的交换关系以及浅层土壤温度梯度对高原 多年冻土的响应， 认为高原地气温差和浅层土壤温度梯度之间存在一种涨落机制， 体现的是 高原地气间的耗散结构关系； 而浅层土壤温度梯度分布特征对高原多年冻土有明显的响应。

利用西藏羊卓雍湖流域气象、水文观测站1961-2005 年逐月的平均气温、降水量等资 料， 分析了近45 年流域气温、降水的年际和年代际变化特征和异常年份， 以及羊湖水位变化趋势及影响因子， 结果表明： 近45 年流域年平均气温以0.25 ^oC/10a 的速率显著升高， 增温主要表现在秋、冬季。近25 年， 流域平均降水量除冬季呈减少趋势外， 其他各季节表现为显 著的增加趋势， 增幅为11.4~30.0 mm/10a， 夏季增幅最大； 年降水量以54.2 mm/10a 的速率明显增加。20 世纪60 年代至90 年代， 除夏季外， 其他3 季表现为逐年代增温趋势。在夏季， 降水量除80 年代偏少外， 其他3 个年代偏多； 而冬季相反， 80 年代降水偏多， 其他3 个年代偏少。流域年平均气温异常偏高年出现过3 次， 且发生在20 世纪90 年代末至21 世纪初； 60 年代后期和70 年代初降水多异常年份。自1997 年发电以来， 降水量呈增加趋势， 流域平均降水量达409.7 mm， 明显高于平衡降水量， 水位呈较明显的上升趋势。降水增多、日照减少， 以及气温明显升高、冰雪融水增加是造成水位上升的主要原因。