地理学是一个由众多分支组成的学科体系，学科交叉是其学科特性。无人机应用的快速发展使得低空开发和低空经济进入地理学的研究视野，并在地理学研究实践中与其他学科产生了大量的交叉融合。近年来，社会经济发展需求推动了地理学将低空纳入其研究对象体系中，拓展了地理学的研究内容。这是一项需求牵引、充满挑战、艰巨而又全新的工作。本文认为低空是一个复杂巨系统，作为地理学的研究对象从理论上具有综合性和区域性两大地理学特征，具备采用地理学理论和方法进行低空研究的科学基础和依据。应用地理学进行低空研究的发展趋势是与航空学、信息地理学、自然地理学和人文地理学等学科的深度交叉、渗透、融合。在分析低空研究与上述学科关系的基础上，本文尝试性地提出未来地理学视角下低空研究体系的初步布局。本文抛砖引玉，期望在一定程度上推动地理学界同仁进一步关注低空开发和低空经济发展，促进地理学在新时期发展，满足实践需求，形成新的学术增长点。
河道流量数据为水文水资源领域科学研究与水利工程规划设计提供重要的科学依据。缺实测资料地区河道流量估算是过去几十年水文学界重点解决的科学问题之一。基于遥感观测的河道流量估算方法是解决水文资料缺乏的有效手段，同时也是定量遥感与水文水资源学科交叉研究的重要领域。本文系统总结了河道水面宽度、水面高程等与河道流量紧密相关水力学变量的遥感反演方法研究现状，梳理了经验关系法、与水文模型结合和与河流水动力模型结合等基于卫星观测的流量估算数学方法研究进展。在此基础上，阐述了河道流量遥感估算研究中流量估算结果误差评估、多星协作提升观测频率与方法普适性评估等难点问题与未来发展趋势。最后，探讨了遥感估算流量方法的应用前景。
生态系统服务流指示实际被使用的服务，是连接生态系统服务供给与需求的纽带。理解生态系统服务流的概念内涵、厘清其量化方法是推动生态系统服务流有效实践应用的基本前提。近年来生态系统服务流概念愈发受到重视，但仍然缺乏连接概念内涵、量化方法和实践应用的系统性梳理。因此，为强化生态系统服务供需评估的实践性意义，本文基于过程、数量和空间3种视角梳理生态系统服务流的概念内涵，据此明晰生态系统服务流的量化方法，探讨生态系统服务流系统研究框架。研究认为，应该建立“生态系统服务供需评估—生态系统服务管理行动—人类福祉提升愿景”系统性研究框架，聚焦生态学意义与地理空间过程、利益相关者角色和面向人类福祉提升的可持续决策系统，将生态系统服务流研究推向更广阔的发展前景与实践空间。
横断山区是中国山洪灾害发育最集中、灾情最严重的区域之一，也是西南重大工程、美丽乡村建设的重点部署区。然而，现有研究对横断山区的山洪灾害发育特征与形成模式尚缺乏系统梳理和总结，制约了西南山区防洪理论和技术体系的发展完善。本文聚焦横断山区山洪灾害形成、运动、成灾的物理过程，提炼了横断山区山洪的主导孕灾条件（多重湿润季风环流条件、高位能地形地貌条件与高异质性下垫面条件）和灾害发育特征（时空分异、能量集中、链生性与群发性），从灾害全过程的视角提出了横断山区山洪灾害的三大形成模式：高水力坡降主导的生—水—土耦合的山地产汇流模式、山洪运动过程的强水沙耦合运动模式、承灾体较高暴露度导致灾害损失严重的成灾模式。最后，基于现有研究存在的问题提出了横断山区山洪灾害研究面临的四大未来科学挑战，以期推动横断山区乃至全国的山洪理论体系建设、区域山洪灾害风险精准评估与精细化预警预报等防灾减灾基础研究工作。
特大暴雨是极端天气，其引发的洪涝灾害给社会经济带来严重损失。铁路是国民经济的大动脉，铁路枢纽既是线路连接的中枢，也是客货流集散的中心。发生在枢纽地区的特大暴雨，在网络关联效应等规律的支配下，将灾害影响通过线路向外传导并放大，从而波及整个铁路网。本文基于列车停运数据，系统分析了郑州“7·20”特大暴雨灾害对中国铁路运网的冲击过程和灾情传播机制。结果表明：① 从冲击初期到冲击中期，中国铁路运网受冲击节点逐渐增多，停运强度从暴雨冲击中心向外围递减，停运线路从局部线路向关联网络扩散，停运网络从受冲击中心中原地区沿“米”型网络向外围蔓延；冲击末期，停运节点数量减少，停运强度降低，停运强度高值节点和停运网络从外围向暴雨冲击中心收缩。② 不同承灾体面对同一冲击时，运网形态和结构作出的响应存在分异，高铁更敏感，其恢复力更强。③ 停运网络层级性显著，择优链接效应明显，灾情首先传导至直接关联节点和关联线路再进行扩散；层级性减弱时择优链接效应也随之减弱，集聚性降低，区域小集团数量减少，一体化程度增强，传输效率提升；层级性增强则相反。④ 由于运网的一体性、关联性、沿线传导性等特征，导致运网受灾害冲击时，不仅仅在灾害中心发生停运现象，还会涉及相关节点、线路及其关联区域。本文可为提升中国铁路运输综合防灾、减灾能力，实现安全、可靠运营提供科学依据。
沙地是半干旱区重要的地理单元，水流是传输沙地地表物质的主要动力之一。提取地表径流网络并定量估算地表水流对地表物质的输入和侵蚀作用，对于理解毛乌素沙地地表过程具有重要意义。本文利用10 m空间分辨率Sentinel-2卫星遥感影像和哥白尼数字高程模型（COPDEM），结合水体指数和河道烧录法自动提取了毛乌素沙地河流网络。利用降水、潜在蒸散发数据，基于Budyko模型，初步建立了半干旱区年均水蚀量估算方法，定量评估了毛乌素沙地地表物质年均水侵蚀量。结果表明，毛乌素沙地各流域河网密度最大的是佳芦河，其次为秃尾河和无定河，苦水河河网密度最小。在水力作用下，1992—2021年流入毛乌素沙地的泥沙量为0.07亿t/a，流出的泥沙量为0.45亿t/a，年均水侵蚀量为0.38亿t。解译遥感影像获得半干旱区河网分布、基于水文气象数据估算地表水蚀量，实现了半干旱区遥感图像解译—气候数据分析—径流量和地表水蚀量模型建立—地表水蚀定量评估的融合，为定量评估观测资料受限的半干旱地区地貌变化提供了新技术。
青藏高原地区的大气污染防治不仅是打赢蓝天保卫战的有力举措，也是维护青藏高原生态安全屏障、实现高原经济高质量发展和可持续发展的必然要求。基于长时间序列和高空间分辨率的PM2.5数据，采用空间自相关模型分析青藏高原县域尺度PM2.5浓度的静态空间关联特征，结合传统和空间Kernel密度估计探究PM2.5浓度的分布动态演进和长期转移趋势，最后运用空间马尔可夫链刻画青藏高原县域尺度PM2.5浓度的空间转移特征。结果表明：① 青藏高原县域尺度PM2.5浓度起步较高且空间锁定特征显著，新疆南部、青海省的柴达木盆地、西宁市和海东市内区县始终是PM2.5高排放地区；② 青藏高原县域尺度PM2.5浓度呈现显著的空间关联特征，局部空间关联主要以H-H和L-L两种同质性空间关联类型为主；③ 青藏高原县域尺度PM2.5浓度呈现整体下降的分布动态演进特征，局部差异仍显较大，考虑相邻地区的空间影响时，表现出空间收敛模式和显著的空间正相关性；3期时间滞后条件下，PM2.5浓度高值区的虹吸效应增强，地区之间的相互作用影响着青藏高原PM2.5浓度的未来空间分布。④ 青藏高原县域尺度PM2.5浓度的空间转移趋势稳定，难以实现县域尺度单元上的跳跃式转移。本文可为识别青藏高原县域尺度PM2.5浓度空间动态演进特征，实施精准化的大气污染防治政策，进而促进高原地区大气污染防控和生态文明建设提供理论参考。
国土空间发展格局事关经济发展、社会福祉与生态安全，而资源效率成为空间冲突加剧、资源约束趋紧背景下科学优化国土空间布局的基础支撑。本文基于全国市域国土资源效率值设计国土空间开发保护情景方案并评价不同偏好下的国土空间发展潜力，进而定量刻画“点—轴—面”一体化的国土空间布局蓝图。结果表明：① 中国国土资源效率稳步上升但整体水平偏低，区域间发展不均衡。② 研究期内中国国土空间发展潜力持续提升，开发导向下潜力水平相较更高，且不同情景下潜力高值区围绕城市群地区向外轴向扩散。③ 中心点与发展轴线的分布格局经历了由“三足鼎立”向菱形结构演化的过程，其中沿海通道、京哈—京广通道及沿江通道的主体地位突出。④ 战略点向关键轴线有序集聚，优势区在胡焕庸线两侧呈明显分化。组合国土空间结构要素分别形成开发优先、维持现状与保护优先3类情景下“五横三纵，八核三区”“四横三纵，六核三区”与“三横四纵，五核三区”的国土空间布局蓝图。本文研究结果可为实现高质量国土空间发展格局与美丽国土愿景提供技术依据和理论支撑。
空间集聚是地理学的一个重要概念。研究建设用地资源空间集聚对减污降碳协同的影响，为省级政府协同推进减污降碳提供地理学方案。本文首先构建了以建设用地空间集聚为核心的Kaya恒等式与ImPACT恒等式，作为研究的理论分析框架，然后借鉴格鲁贝尔—劳埃德指数测算了减污降碳协同水平，并用赫芬达尔指数等识别省域建设用地空间集聚，借助中国省级面板数据，检验了两者的关系。研究发现：① 建设用地规模对减污降碳产生负向协同效应，但其空间集聚有助于产生减污降碳正向协同效应。② 建设用地空间集聚一方面通过技术创新减污，另一方面通过能源节约降碳；而技术创新在建设用地空间集聚促进降碳的过程中发挥一定的遮掩效应。③ 建设用地空间集聚对减污、降碳及减污降碳协同分别呈“U”型、倒“U”型和“U”型的驱动过程，但促进作用占主导，当建设用地空间集聚达到一定水平，将产生减污降碳正向协同效应。④ 建设用地空间集聚对减污降碳协同的影响具有地区异质性。在东中部地区有助于降碳，但未实现减污，进而未产生减污降碳正向协同效应，西部地区有助于减污和降碳，并产生了减污降碳正向协同效应。
电力部门是中国实现碳达峰、碳中和目标的关键部门，剖析城市尺度电力生产总碳强度的时空特征及影响因素，对于细化电力生产减排政策、引导区域协同降碳具有重要意义。本文利用21543座6000 kW及以上电厂的微观数据，结合能源、经济、社会多源统计数据，核算了2003年、2010年和2017年中国城市电力生产总碳强度，并运用探索性空间数据分析、IDA-LMDI分解、STIRPAT模型等方法，揭示了城市尺度电力生产总碳强度的时空演化规律及影响因素。结果表明：① 2003—2017年中国整体电力生产总碳强度加速下降，但内部差异持续扩大；城市尺度空间分异明显，“博台线”东北半壁长期高于西南半壁；空间集聚程度显著提升，东北和华北地区是总碳强度下降的关键点。② 火电能耗因子是前期电力生产总碳强度下降的主导因素，后期发电结构因子成为重要影响因素，其他电力系统因素影响较小但空间差异明显。③ 各社会经济因素对电力生产总碳强度的影响随时间变化，通过作用于电力需求、电力政策、电力技术、清洁电力发展空间的复杂系统引起电力系统特征变化。④ 电力生产总碳强度与人均GDP在2003年和2010年存在倒“U”型曲线关系，2017年呈线性正相关关系，这是由于新能源电力快速发展突破了适用于火力发电的环境库兹涅茨曲线传统解释框架。未来电力生产部门减排工作应充分考虑空间异质性，并需持续关注新兴电力技术突变对传统理论框架的影响。
退耕还林还草工程（GGP）是中国投资最大、涉及面最广、群众参与程度最高的生态修复项目，也是国土变绿和陆地碳增汇的主要驱动力，然而对其碳增汇潜力及其对碳中和目标的可能贡献仍缺少系统性评估。本文在回溯2000—2020年京津冀地区GGP碳增汇作用基础上，设置由不同气候变化、经济社会、生态规划组合而成的可持续发展、基准、区域竞争3种未来情景，预测双碳目标年（2030年和2060年）GGP的碳增汇潜力及其贡献率。结果表明：① 2000—2020年京津冀地区GGP的碳汇增量超过48.03 Tg C，其中面积占比23.9%的退耕还林碳增汇能力达123.7%。② 2030年京津冀地区GGP年碳汇增量可达5.33~6.20 Tg C a-1，与2020年相比增加95.8%~127.7%，仅能抵消全地区近0.3%的碳排放总量，但对于抵消县域尺度碳排放量的贡献率可达30%。③ 2060年GGP年碳汇增量约4.35~4.88 Tg C a-1，与2020年相比增加59.7%~79.3%，能抵消全地区5.1%~7.2%的碳排放总量，且在县域尺度上对碳排放量的抵消可达到8倍。综上所述，需要正确认识生态修复对京津冀地区双碳目标的作用，特别是西北部生态涵养区的县域可将GGP作为实现碳中和的主要路径。
全球变暖导致干旱事件频发，强度不断增大，对陆地生态系统碳收支产生了重大影响。本文评估了2000—2019年澜沧江—湄公河（澜湄）流域的干旱趋势，并通过标准化异常指数（SAI）、标准化降水蒸散指数（SPEI）、潜在蒸散（PET）、饱和水汽压差（VPD）和土壤水分（Soilw）评价了干旱对该流域净生态系统生产力（NEP）的影响。结果表明：① 2000—2019年澜湄流域向暖干化发展，主要受降水减少的影响，近1/4的区域遭受了中度以上干旱，其中2009—2016年间干旱事件频发，干旱热点地区位于澜沧江上游和湄公河中下游地区；② 尽管澜湄流域碳汇整体上随着气候变暖而增加，但干旱年份植被光合作用降低，生态系统呼吸增加，导致2005年、2010年和2019年湄公河流域生态系统碳源汇发生转变，其中2010年干旱使得GPP减少5.68%，生态系统呼吸增加3.15%，NEP呈现重度异常；③ 干旱对流域NEP普遍具有滞后效应，整体滞后时间为1~4个月，面积占比为57.82%；④ 不同水文气候要素对NEP的影响表现出显著的空间差异，其中澜湄流域NEP与VPD整体呈负相关，云南省、缅甸西部、柬埔寨和越南南部的NEP与SPEI呈正相关，而青藏高原NEP主要受到土壤干旱的影响。干旱对澜湄流域生态系统碳固定的影响存在显著的空间异质性，量化干旱对碳固定的影响可以为气候变暖背景下澜湄流域不同地区的生态管理提供参考。
历史土地集约利用重建是深入探究气候变化机制和影响的基础。本文从地方志和期刊论文中提取了清代以来华北平原不同地区（点）、不同时段的作物熟制及种植组合信息，据此重建了清代、中华民国（1912—1949年）、20世纪50年代、20世纪60年代、20世纪70年代、20世纪80年代以来6个时段华北平原作物熟制及主要种植组合的时空演变，并探讨了其驱动力。结果表明：① 清代至20世纪50年代华北平原作物熟制较稳定，以一年一熟和两年三熟为主，一年一熟主要集中在平原北部，两年三熟则多分布在河南和山东省。在灌溉和农业技术的驱动下，20世纪60—70年代华北平原大部分地区作物熟制演进为一年两熟、一年两熟与两年三熟混合，20世纪80年代以来则以一年两熟为主。② 清代至20世纪50年代华北平原作物种植组合较稳定，一年一熟主要为谷、高粱等作物春种秋收，两年三熟作物组合以春玉米、冬小麦、豆类为主。20世纪60年代以来，一年两熟制作物组成在山东、河南、河北为冬小麦—夏玉米，在淮北为冬小麦—水稻；两年三熟制作物组合中夏作物由豆类发展成玉米/谷类。③ 清代以来，华北平原始终具备发展两年三熟、一年两熟的热量条件。热量变化并不是驱动华北平原清代以来熟制演变的主导因素，1949年中华人民共和国成立以来农业生产条件的改善和生产关系的变革推动了多熟制的快速发展。
人—地—粮适配性发展是关乎国计民生的重大问题，亦是反映区域粮食安全可持续发展的重点议题。本文对2004—2020年中国人—地—粮复合系统适配性进行评价，运用空间变差函数、马尔科夫链、GTWR模型等揭示其时空动态特征与影响因素。研究结果表明：① 2004—2020年中国人—地—粮复合系统适配水平在波动变化中总体呈缓慢增长态势；2004—2014年适配水平具有“粮食主产区>粮食主销区>产销平衡区”的特征，2014年后主销区连年下降，跌至第3。② 适配水平空间差异逐渐变大，空间相关性因素成为空间变异的主导因素，东北—西南方向上的空间变异程度持续强化且具有明显的迁移特征。③ 动态演化特征下，系统适配类型具有“路径依赖”与“自身锁定”效应，邻域背景在其动态变化过程中起着重要作用，即越与适配水平较高的区域邻接，其向上级类型区转移的概率越大，反之亦然。④ 适配性受农户资本状况、产业结构、种植结构、政府支农力度及国际贸易水平的共同作用，且各因素的影响效果存在显著时空异质性，其中，产业结构调整能够有效促进粮食主产区适配发展，种植结构调整、国际贸易水平的正向效应主要表现在粮食主销区，而财政支农的正向作用力随时间递增。
罹患大病对患者及其家庭造成严重影响，治疗大病是基本的民生保障需求，因此大病问题是“健康中国”建设关注的一个重要对象。中国大病的发生和治疗均存在显著的空间分异性，采用地理学的视角和方法进行研究有助于改进各地的大病预防和全国的医疗资源配置。本文收集中国有代表性的大病互助平台公示的病例样本，以地级地区做为基本分析单元，采用空间相关性分析、地理探测器、多因素回归、地理不平等分解、出生世代分析等方法，得到如下研究结果：① 肺癌、胃肠道癌、乳腺癌、脑卒中、急性心肌梗塞和甲状腺癌6种高发大病的空间聚集性均很强；② 自然地理因素和人文地理因素对大病发生的解释力较强，但不同大病的影响因素有较大差异；③ 各地区的大病医疗资源差距较大，而患者在选择异地就医的目的地时，综合考虑了地理位置远近和医疗服务水平；④ 各地区大病“治疗发生比”在“胡焕庸线”两壁的差距很大；⑤ 全国大病“治疗发生比”的不平等程度正在随着更晚出生患者的增加而扩大，随着新医院的建立而缩小。最后，本文提出因地制宜地完善大病的预防、控制和治疗的政策建议。
