正在兴起的大规模低轨卫星星座（简称星链）和人工智能技术为地理学研究范式变革提供了历史性机遇，推动地理学继定性地理、定量地理、数字地理之后迈入“星链智能地理”的新纪元。在“星链智能地理”的发展框架下，未来地理学研究可依托星链提供的高时空分辨率监测数据，在多尺度（特别是全球尺度）上精准捕捉地理要素的高时频动态变化；通过耦合物理模式和人工智能技术，可实现自然与人文要素相互作用复杂过程、系统状态和界面变化的模拟实验，深化对变量耦合、多过程级联效应及遥相关机理等地理学核心问题的认识。为推动“星链智能地理”发展，亟须打造依托星链的新一代数据采集共享平台，无缝绘制全球地理资源要素“动态一张图”；构建物理和AI耦合的地理模拟器，实现地理要素、图景变化及影响的智能模拟预估。
青藏高原植被具有高海拔及垂直地带性分布特征，这给植被遥感精细分类带来了诸多挑战，主体表现为特定植被类型之间的遥感可分性较差，解决之道是有效融入其他非遥感特征。本文发展了一种逐步融入粗空间分辨率植被与环境特征的植被遥感精细分类新方法，以提高分类的准确性和精细度。新方法首先筛选出对植被分类改善贡献更大、特征差异更明显的植被与环境特征，并利用这些特征采用广义相加模型计算获得各类别的先验概率，同时利用遥感特征进行机器学习分类以获得各类别的后验概率，最后将粗空间分辨率的先验概率利用贝叶斯算法对高空间分辨率的后验概率进行调整，从而计算出最终的精细分类结果。基于10 m空间分辨率的Sentinel-2遥感数据、90~10000 m空间分辨率的植被与环境数据以及地面调查数据，选择青藏高原的祁连山区、黄河源区和横断山区对新方法进行应用，获得了10 m空间分辨率的植被精细分类结果。相较于仅使用遥感特征的分类结果，新方法的分类精度提升8%~24%。新方法为提高植被分类的准确性和精细度提供了有效的技术支撑，对青藏高原及其他类似地区的植被精细分类具有重要参考价值。
径流观测不确定性是水文学研究领域尚未解决的关键问题之一。当前研究多集中于观测不确定性的来源及其影响解析等，但关于观测不确定性对径流情势特征指标变化趋势的影响研究较少。本文利用1971—2020年黄河水源涵养区5个水文站（黄河源区黄河沿、唐乃亥和兰州站，渭河咸阳站和伊洛河黑石关站）日径流观测序列，结合正态分布误差模型和趋势检验，检测了观测不确定性影响下五大径流情势特征（量级、事件发生频率、变率、历时和出现时间）16个指标的变化趋势，并采用不确定性宽度、指标斜率显著性变化的个数占比、变异系数和偏离程度量化了观测不确定性的影响。结果表明：① 所有站点径流情势呈现低流量显著增加，高流量、平均流量、变率和历时显著减少的特征；黑石关站平均流量和高流量量级、变率和历时显著减少，频率显著增加；咸阳站低流量量级和出现时间显著增加，高流量量级、频率和变率显著减少；黄河源区低流量量级和高流量出现时间显著增加，低流量频率、高流量量级和变率显著减少。② 观测不确定性对28.75%的径流情势特征指标的变化趋势影响明显，其中11.25%的指标变化趋势由显著变为不显著和17.5%的指标由不显著变为显著；对其他指标的变化趋势没有影响，其中变化趋势仍保持显著的指标占比为18.75%，变化趋势仍不显著的指标占比为52.50%。③ 观测不确定性对频率指标的变化趋势影响最大，影响次之为历时指标、变率指标和出现时间指标，而对量级指标的影响最小。
预估气候变化和水库运行对流域水文情势的影响，对于变化环境下流域水资源安全、生物多样性保护和水生态修复治理具有重要意义。本文基于经偏差校正的气候模式数据，应用改进水库模块的SWAT模型和水文指标法，预估了21世纪气候变化和水库运行对长江流域水文情势的影响。研究表明：① 相较于原模型，改进水库模块的SWAT模型对典型水文站日径流和水文情势指标的整体模拟效果有较好提升，其中日径流模拟值与观测值的NSE（Nash-Sutcliffe Efficiency Coefficient）和KGE（Kling-Gupta Efficiency Coefficient）分别提升0.01~0.26和0.01~0.08；② 未来气候变化使长江流域径流呈上升趋势，其中1—4月份流量增加较为明显（最大增幅为17%），同时增加了汛前流量变异性（最大增幅为18%）、极端洪峰流量发生次数、极端洪峰流量历时和流量正变化率；③ 水库运行增加了枯季径流（最大增幅为67%），减少了极端洪峰流量的发生次数（最大变化幅度为-16%），并缩短了极端洪峰流量（-10%~-4%）和极端枯季流量（-51%~-38%）的历时，提升了径流的稳定性。长江上游控制性水库群运行部分抵消了未来气候变化对径流的影响，但受调蓄规则和库容总量的局限其对径流的调控能力仍很有限，未来需要充分考虑气候变化的影响规划水库建设或动态优化水库调蓄规则。
“亚洲水塔”水资源供给对流域国家的经济生产至关重要。在“亚洲水塔”地区，气候变化与经济发展改变了水资源的供需平衡，传统研究多集中于水塔缓解流域下游地区的水压力状况，而更深层次量化水塔对经济发展的惠益尚未涉及。为此，本文基于跨部门影响模型比较计划（ISIMIP）的水数据，构建缓解水压力指数并结合改进的适应性区域投入产出模型（ARIO）从生产视角评估其经济效益，以探究二者的关系。结果表明，“亚洲水塔”缓解流域国家水压力具有与地理位置相关的空间依赖性，中亚是其地区时序变化的核心动力。“亚洲水塔”对所有流域国家缓解水压力的经济效益高达国内生产总值（GDP）的13.06%，并表现出显著的空间分异性，受惠国主要聚集于中亚与南亚地区，包括不丹、尼泊尔、塔吉克斯坦与吉尔吉斯斯坦等国家（经济效益均大于GDP的80%）。经济效益不仅取决于水压力的缓解程度，也受到受惠国的经济结构影响，特别体现在孟加拉国。同时，“亚洲水塔”的边际经济效益随着水压力缓解度的增强呈现加大趋势，标志着“亚洲水塔”供水减少对“高收益国家”影响程度会远大于“低收益国家”，差异高达2.63倍，特别是低发展的不丹等国家。反之，“亚洲水塔”的供水增加会使部分低发展国家得到最多的经济惠益。依赖性叠加经济生产推动“亚洲水塔”更重要。综上，呼吁流域国家联合行动保护重要的“亚洲水塔”，制定综合考虑供需平衡的长期水资源规划，以期为促进环“亚洲水塔”经济圈，特别是低发展国家的可持续发展提供参考。
作为理解当代可持续性挑战的概念框架，全程耦合强调了人地系统动态互动的多区域联系，将其用于探究区域内外的水供需相互作用能够为水资源可持续管理提供理论支撑。本文基于该框架，应用环境扩展的投入产出法与WWZ增加值分解法，量化了中国虚拟水贸易中发送—接收系统以及外溢系统的全程耦合强度与联系，并评估了虚拟水贸易对区域产生的影响。结果表明：① 2012—2017年中国各省份内部消费虚拟水量平均占总虚拟水量的78.05%；各省份以远距离虚拟水贸易为主，平均是周边虚拟水贸易强度的4.96倍；制造业和农业所消费的虚拟水最多。② 与外溢系统相关的上游和下游虚拟水溢出量呈增多趋势，平均占总贸易虚拟水量的46.28%；江苏和吉林产生了最多的上游虚拟水溢出，新疆和黑龙江产生了最多的下游虚拟水溢出。③ 2017年上游虚拟水溢出最大的驱动力为制造业和建筑业，下游为制造业和农业；远距离贸易产生了较多的上游和下游虚拟水溢出。④ 虚拟水贸易使中国SDG 6.4目标的实现提升了5.75%，远距离贸易产生的贡献高于周边贸易；虚拟水贸易最有利于缓解经济发达水资源禀赋差的省份用水压力，但对部分经济非发达省份产生了负面影响。
20世纪以来，热带气旋活动在全球气候变暖背景下发生了明显变化，登陆中国热带气旋的特征和趋势如何变化仍需进一步明确。基于中国气象局热带气旋最佳路径数据集资料，分析了1949—2022年登陆中国热带气旋的时空特征及变化趋势，并探讨了厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）和太平洋年代际振荡（PDO）对登陆热带气旋活动的影响。结果表明：① 年均登陆中国的热带气旋约8.85个，总体呈显著减少趋势且随纬度降低降幅增大，但登陆热带气旋占生成总数的比例以及台风及以上等级热带气旋登陆占比均有增加；7—9月登陆中国热带气旋的数量占全年的76.3%，其中8月份最多。② 空间特征上，热带气旋登陆中国的位置主要集中在18°N~26°N，约占总数88.2%，30°N以北区域登陆的热带气旋频数锐减；登陆热带气旋的生成位置重心向西北方向移动趋势显著，愈加靠近中国，2010—2022年热带气旋生成位置的重心相比1949—1969年西移4.5个经度、北移2.0个纬度。③ ENSO与生成和登陆中国热带气旋频数的年际变化存在相关性，厄尔尼诺年促进了强热带气旋的形成，并且使得登陆热带气旋的生成位置更加偏向东南，拉尼娜年则相反；PDO也在一定程度上影响了热带气旋的生成，当处于PDO的暖位相时，生成热带气旋的数量较冷位相偏少且位置偏西。本文进一步厘清了1949年以来登陆中国热带气旋特征的变化趋势，并揭示了ENSO和PDO对热带气旋活动的影响，研究结果可为开展热带气旋模拟评估和防风减灾工作提供科学依据。
东亚季风影响着数亿人的生活，因此了解其在深海氧同位素第五阶段（MIS 5，130—70 ka BP）的演化特征，对于更好地理解亚洲气候变化非常重要。本文以黄土高原中北部环县剖面155—20 ka BP黄土—古土壤序列为研究对象，开展岩石磁学、环境磁学和漫反射光谱研究，以揭示MIS 5期间黄土高原季风降雨与温度变化的关系。岩石磁学结果表明，环县黄土—古土壤序列的磁性矿物以成土细粒磁铁矿/磁赤铁矿为主，多数颗粒粒径从超顺磁（SP）/单畴（SD）到准单畴（PSD），即从< 30~1000 nm。环境磁学和漫反射光谱研究表明，黄土高原在MIS 5比MIS 6和MIS 2~4具有更高的降雨量和温度，这表明在轨道（冰期—间冰期）时间尺度上，地质历史时期季风降雨与温度之间存在耦合关系。同时发现在MIS 5期间温度呈降低趋势而降雨量没有降低趋势，表明黄土高原中北部季风降雨与温度在MIS 5期间的变化趋势是非耦合的。
秦岭北麓峪道深切秦岭主脉，是洞察秦岭地质、地貌、生态与水文演化的“天然窗口”。据此，本文利用Google Earth遥感影像、DEM数据及水系矢量数据，结合ArcGIS、GlobalMapper等多模态空间识别与数据解译，获得秦岭北麓峪道空间分布与发育特征，并探究其与关中水系承袭关系。研究结果表明：① 依据峪道地貌、长度、道路及水系提出峪道统计标准，并结合等高线地形、数字海拔模型进行区划判读，统计出峪道实际为206条；② 基于遥感解译可视性和峪内存在水系原则，抽取76条代表性峪道统计，按照长度≥15 km、5~15 km、<5 km划分大、中、小型峪道，西安段发育最为密集，以中型峪道为主（44.74%）；③ 峪道走向多为N0°~NE30°，与汾渭断陷走向近似垂直；峪口海拔呈正态分布，集中于500~800 m之间；峪道间距呈“大峪夹小峪”韵律分布；④ 峪道中线海拔为600~1500 m，坡度为0°~20°，峪口宽度为30~90 m，峪口形态多为“U”型、“V”型及倒梯形；⑤ 秦岭北麓峪道与渭河水系具有密切承袭关系，“长安八水”之六发源于秦岭北麓，呈“多源汇流”特点。研究结果可为秦岭标志性地理标签—峪道研究提供本底数据支撑。
陆表水资源的减少，尤其是干旱区湖泊及其毗邻湿地的退化可能会导致产生新的盐/沙尘暴热点。全球变化背景下，西北地区陆表水体退化对区域气溶胶时空格局的影响尚不清晰。本文基于MODIS地表反射率数据（MOD09A1）提出了基于多种遥感指数动态阈值的水体识别方法对区域水体进行提取，在此基础上联合MAIAC气溶胶光学厚度（AOD）产品，系统分析了区域长时序陆表水体与AOD的动态变化；随后使用偏最小二乘路径模型（PLSPM）综合评估了不同时空尺度下陆表水体退化对盐/沙尘气溶胶的影响机制。研究发现：① 2000—2020年西北地区陆表水体呈持续增长趋势，陆表水资源98%以上分布在青海、新疆两省区。② 西北地区的AOD呈显著的季节性特征，所有省区AOD值均在春季达到了峰值，而在秋季为全年最低，高值主要集中分布在塔克拉玛干沙漠和黄土高原地区。③ 在以自然景观为主的整个西北地区及青海湖和艾比湖典型湖区，陆表水体面积的增（减）能够直接且显著地抑制（促进）气溶胶的增长。研究结果对理解干旱区不同地理单元盐/沙尘气溶胶的释放、传输过程与机制具有重要意义，同时也为干旱区水土资源管理及生态保育提供科学依据。
青藏高原东北部若尔盖盆地古河道沉积物特征提供了丰富的区域环境演变信息。本文选择具有代表性的黄河牛轭湖古河道沉积剖面（NYQ-B）进行系统环境磁学分析，并结合光释光测年数据，对黄河牛轭湖古河道沉积剖面记录的环境演变信息进行研究。结果表明：该剖面中沉积物磁性矿物主要以PSD和MD磁铁矿为主，风化、成壤和早期成岩等作用是影响磁性矿物的主要因素。其中，磁性矿物含量最低值出现在古洪水泛滥沉积层和古河床沉积层，最高值在现代土壤层。古牛轭湖相A层沉积于(3.24±0.26)—(2.96±0.24) ka，该时期气候条件温暖湿润，较高的χ、SIRM值和χARM/χ、χARM/SIRM值，反映了沉积物中含有丰富的因经历强风化作用而形成的细颗粒物质。古牛轭湖相B层磁学性质指示了(2.87±0.27)—(1.84±0.20) ka趋于干冷的气候特征。NYQ-B剖面记录的两期古洪水事件分别发生在(2.96±0.24)—(2.87±0.27) ka和(1.84±0.20)—(1.70±0.16) ka，分别对应全新世大暖期向晚期干旱时期转折阶段和黑暗时代冷期。这两个时段气候相对寒冷干燥，青藏高原山地冰川普遍推进，冰雪融水的贡献相对有限，而气候转折和突变时期大气环流异常停滞、中低纬系统之间相互作用引发的暴雨是导致古洪水事件的主要原因。研究结果丰富了环境磁学在古河道沉积序列研究中的应用，有助于理解黄河源水文特征及其对全球气候变化的响应规律。
通过优化国土空间布局促进陆地生态系统减排增汇，从而推动碳中和目标实现是切实可行的方案。然而，如何在区域尺度上精确识别陆地生态系统碳汇水平及其空间分异特征，继而采取有效的国土空间开发保护调控措施，还存在许多尚未解决的问题。为此，本文以浙江省为例，采用集成生物圈模型（IBIS），实现公里网格精度下陆地生态系统碳汇模拟，并且基于未来不同气候变化情景下的模拟结果，识别并划定了碳汇保护区空间范围。结果表明，碳汇保护区内陆地生态系统固碳优势明显，其内部林地、灌木和草地系统的单位面积净生态系统生产力（NEP）均值分别比外部同类生态系统NEP值高出15%、10%和5%左右。当面临中等及以上社会脆弱性以及辐射强迫情景时，碳汇保护区固碳优势进一步提升。此外，通过将碳汇保护区与研究区现有生态保护红线进行比较，发现有超过一半的区域尚未被纳入生态保护红线范畴。相较于生态保护红线，碳汇保护区范围内的NEP总量每年预计将高出超过7 MtC，同时林地平均碳汇效率高出15~22 gC/m2。本文定量化研究了在国土空间格局优化及现有生态保护红线制度中，加入并强化生态系统碳汇功能考量的重要性和必要性，并提出相应的政策建议。
动物的驯化为人类提供了稳定可靠的食物来源，野牦牛是青藏高原的特有物种，在高原地区人类生活中有着不可替代的作用。本文搜集了现今青藏高原野牦牛分布数据291个，利用MaxEnt模型模拟了全新世（11.0—3.0 ka BP）每间隔500 a以来青藏高原野牦牛适生区的时空演变，适生区模拟精度均达到0.9以上。结果表明影响高原上野牦牛适生区的主要环境因子有最冷季度平均温度、降水量变异系数、最湿季度降水量和每年积雪天数。从时空分布来看，全新世早期（11.0—9.0 ka BP）分布面积最小，主要分布在哈拉湖、藏北高原东部、藏南高山谷地东段及昆仑山西段山地高原区等地；全新世早中期（9.0—6.0 ka BP）分布面积介于全新世早期和全新世中晚期之间，主要分布在祁连山脉、藏北高原西部及青南高原等地区。全新世中晚期（6.0—3.0 ka BP）分布面积达到最大值，主要分布在青海湖盆地、藏北高原、羌塘高原、长江—澜沧江上游等地。全新世以来野牦牛的适生区整体呈现逐渐扩大的趋势，其原因可能与气候环境演变有关。结合极端环境指数和野牦牛适生区指数综合计算，推测野牦牛潜在驯化时间在4.5—4.0 ka BP左右，潜在驯化区在青海湖盆地和长江—澜沧江上游及横断山脉。
生态正义是实现人与自然和谐共生的重要内容，也是促进自然旅游地生态保护与生计发展相协调的有效路径。本文构建了生态正义对自然旅游地农户生计恢复力影响的理论框架与指标体系，以安徽黄山区为例，运用TVP-VAR模型和门限回归模型，从生态资源配置正义、生态权利享有正义和生态责任分担正义3个维度，探究2000—2021年生态正义对农户生计恢复力的动态影响与门限效应。研究发现：① 生态正义对农户生计恢复力的中期正向影响显著，短、长期呈现正负影响交替的倒“V”型时变特征；生态资源配置正义的短期正向影响最强，生态权利享有正义的中期正向影响最强，生态责任分担正义的影响强度随时间的变化具有边际效率递减特征；② 生态正义与生态责任分担正义对农户生计恢复力的调节作用受生态建设环境变化影响更大，生态资源配置正义对旅游发展环境变化冲击的敏感性更强；③ 生态正义、生态资源配置正义和生态权利享有正义对农户生计恢复力均存在单门限效应，门限值分别为33.021、51.377和33.021；生态责任分担正义存在双门限效应，当生态正义水平跨过第二门限值43.250时，对生计恢复力的正向影响最为显著。
农村老年人贫困问题是实现共同富裕目标的重要挑战，发展恢复力作为生计与贫困研究的新视角，对定量分析农村“银发贫困”问题，提出农村老年人贫困治理对策具有重要意义。本文构建老年人相对贫困风险—发展恢复力整合框架，以重庆武陵山区石柱县为例，测度2010—2020年农村老年人相对贫困风险与发展恢复力，揭示其分异性及时空变化特征，诊断相对贫困风险与发展恢复力关联类型和反馈路径，解释发展恢复力的决定因子。研究表明：① 研究区老年人的相对贫困风险增长19.3%，健康风险、自然灾害风险较高，市场风险和健康风险上升趋势较突出。传统和保障生计类型的农村老年人相对贫困风险水平较高；相对贫困风险水平具有空间异质性，中海拔山区相对贫困风险水平增加较明显。② 各生计类型间老年人发展恢复力水平及增幅差异明显，多元和临工生计类型的农村老年人发展恢复力优势性突出。研究区的发展恢复力空间分异明显，西北至东南呈现“高—低—高—低”多梯度分布态势。③ 相对贫困风险与发展恢复力共同驱动农户状态变化，并形成正负向两种反馈路径。④ 发展恢复力形成受多层面要素共同影响，社区环境影响发展恢复力的历史积累和后续发展，政策保障提供了抵御风险冲击的安全底线，代际支持发挥风险分担机制，老年人生产经营状况和心理偏好是发展恢复力形成的内生驱动力。
