随着全球气候的持续增暖，中国的气候带和生态地理区域呈现出一定程度的变化。本文在已有生态地理区划方法的基础上，利用1991—2020年641个气象台站气候数据，以及高精度的生态地理要素资料，对中国生态地理区域进行了优化，更新了中国生态地理区域图（2023版），将制图比例尺提高至1∶400万。研究结果将中国划分为11个温度带、22个干湿区、50个自然区。与2007版的生态地理区划结果相比，1991—2020年中国生态地理区域的总体格局虽没发生明显变化，但是局部地区的温度带界线、干湿区界线、生态地理区（自然区）界线已经发生了不同程度的变化。首先，温度带的界线变化在东部较明显，特别是长江中下游地区北亚热带和中亚热带之间温度带界线北移较明显；其次，干湿区的界线出现了变动，在第二级地形阶梯的北部半干旱与干旱区的界线有稍微西移，青藏高原上半干旱与半湿润区之间的界线则稍有东南移，都反映半干旱区范围稍有扩大；最后，自然区的界线变化在局地差异较大。本文深化了1991—2020年气候变化和生态地理资料更新对生态地理区域边界变化认识，为指导不同区域生态保护修复工作提供宏观的区域框架。

农村散煤使用对冬季重污染等贡献显著，更会直接污染室内空气，影响人群健康。除了“煤改电、煤改气”之外，清洁煤和成型生物质也被认为是降低散煤污染的有效途径，在一些政策和行动中被推广。然而，目前还缺乏不同取暖模式下居民室内空气质量差异及取暖排放贡献的定量研究，是清洁取暖环境效益评估中的短板。本文在北方农村地区开展了覆盖1600户整个取暖季的细颗粒物（PM_2.5）实地监测，分析了居民室内PM_2.5污染的空间差异及不同取暖方式的影响。研究表明，北方农村取暖季室内PM_2.5浓度均值为102 μg/m³，但户间差异很大，从19 μg/m³到497 μg/m³。使用传统散煤和生物质取暖的家庭，取暖季室内PM_2.5浓度高达162 μg/m³和144 μg/m³。而使用清洁煤或成型生物质取暖的家庭，室内PM_2.5显著降低，约为84 μg/m³，且有56%的时间日均浓度超过国家标准（50 μg/m³）。电或气取暖的家庭，室内PM_2.5浓度最低。受人为活动强度和气象条件等因素影响，居民室内PM_2.5浓度的户内变异也很明显，使用固体燃料的家庭相对变异系数约为76%，远大于使用清洁燃料的家庭（53%）。室内传统固体燃料燃烧排放对室内PM_2.5的贡献约60%，而随着取暖燃料的清洁化，室内燃烧源贡献逐渐降低。若仅考虑降低室内PM_2.5，使用成型生物质或清洁煤替代传统散煤可取得显著的减污效果，电替代的降污效果最大。研究为认识室内空气污染变化规律和空间异质性，全面客观地评估清洁取暖对人群健康影响提供了基础数据和科学支撑。

对农作物和畜牧业生产系统中的剩余秸秆和粪便进行生物能源化利用，不仅有利于缓解作物—牲畜系统农业剩余物排放对环境造成的压力，还能通过最终产品的使用来抵消相关的温室气体排放。本文构建了一个作物—牲畜—生物能源一体化的综合系统框架，基于生命周期评价法估算了2010—2019年中国及各省份作物和畜牧生产系统中各过程的温室气体排放清单；对比了作物—牲畜—生物能源综合系统和传统系统在不同生产环节的排放差异，评估了综合系统对农业源温室气体排放的环境影响。研究结果显示：① 作物秸秆管理、牲畜肠道发酵和作物生产能源消耗贡献了基准情景下中国主要的农业源温室气体排放，作物和牲畜系统中温室气体来源呈现出显著的地区差异。② 环境影响强度在部分地区或省份呈现波动变化趋势，其中，华东地区的排放强度下降幅度较大（-0.73×10^-2），新疆的增幅最大（0.63×10^-2）。③ 作物和畜牧生产系统中可利用的剩余秸秆和粪便数量可观，综合系统对农业源温室气体排放起到缓解作用，全国范围内缓解程度不同，最大时可减缓约67%的环境影响。

水生态环境监测是生境保护的前提和基础，针对长江流域水系点多面广、复杂多样、瞬息万变等特点，对监测手段提出了更高的要求。目前，针对大型地表水系的水质监测方式仍以人工取样结合实验室化学分析或现场手持式仪器分析为主，存在方法滞后、手段单一、频次偏低、面源缺失等问题。因此，迫切需要新体制监测技术，突破实时快速、面源定量等现实需求，为长江水系统综合模拟提供可靠数据源。在此背景下，本文提出了一种具有完全自主知识产权的精细光谱探测与计量分析技术，开发了地基、空基等体系技术与装备，在相关项目支持下，开展了体系化技术的示范应用，在长江干流关键断面、三峡示范区和鄱阳湖示范区进行了空—地立体监测，取得了良好效果。监测数据经云平台接入“长江模拟器”，为其综合运行提供了快速实时数据支持，也为未来流域大型水系综合监测提供了新方法和应用典范。

面向美丽中国生态文明建设所需，亟待有效实现流域精细治理的科学决策，以根据流域综合治理愿景目标，优化流域管理措施（BMP）的空间布局方案（即BMP情景）、制定符合实际需求的实施路线图。对此，“流域系统模拟—情景优化”方法框架近年展现出广阔应用前景。本文介绍了该框架在应对实际应用需求中尚存的一系列问题，开展了体系性的方法研究：① 提出新的流域过程建模框架，以兼顾建模灵活性和高性能计算、高效实现流域系统模拟；② 提出以坡位单元作为BMP空间配置单元、并在情景优化过程中可进行单元边界动态调整的BMP情景优化方法，可有效考虑流域综合治理的经验知识，保障优化结果合理性；③ 提出考虑分阶段投资约束的BMP情景实施次序优化方法，可推荐出符合实际落地需求的实施路线图；④ 设计研发用户友好的参与式流域规划系统，供各方利益相关者协商决策。通过典型小流域应用案例验证了上述新方法、工具和原型系统的有效性和实用价值。

滨海湿地作为海陆交互作用关键区域，具有高度生态敏感性，日益加剧的气候变化与频繁的人类活动对其资源可持续利用带来了巨大挑战。生态系统文化服务（CESs）作为桥接自然环境与人类社会的无形纽带，在海洋与海岸带综合管理中发挥重要作用。为此，本文在建立CESs参与滨海湿地资源可持续管理理论框架基础上，将多源社交媒体照片与MaxEnt模型相结合，以9处中国国际重要滨海湿地为例开展实证研究。研究结果表明：① 从各CESs均值水平来看，生物多样性服务能力最强的滨海湿地为广西山口红树林湿地（0.222），其高水平面积为61.218 km²，占比27%；历史服务能力最强的是福建漳江口红树林湿地（0.336），其高水平面积为9.037 km²，占比17%；科教服务能力最强的是天津北大港湿地（0.092），其高水平面积为70.981 km²，占比11%；游憩服务能力最强的是福建漳江口红树林湿地（0.350），高水平区面积为9.037 km²，占比17%。② 从各CESs空间分异格局来看，生物多样性服务高水平较显著区位于广西山口红树林湿地东部和中部地区；历史服务高水平较显著区位于福建漳江口红树林湿地西部和东部地区；科教服务高水平较显著区位于天津北大港湿地西部地区；游憩服务高水平较显著区位于福建漳江口红树林湿地河口地区。③ 从环境变量对CESs贡献率来看，距自然保护区距离、土地利用类型和距鸟类栖息地距离是影响生物多样性服务格局分异的主要因素；而距基础设施距离、距道路距离和距鸟类栖息地距离均对9处滨海湿地历史服务、科教服务和游憩服务产生显著影响。④ 根据区域和国家战略、CESs均值高低及CESs类型权衡，本文将9处滨海湿地划分为生态修复导向型、生态文化振兴型和生态产业融合型3类发展模式，以期为海洋与海岸带综合治理研究及实践提供新思路。

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响，因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法，揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变规律，量化了石漠化治理等因素对生物多样性的贡献。结果表明：中国西南喀斯特地区石漠化以轻度石漠化和中度石漠化为主，石漠化总面积减少了10.25万km²，减少速率为0.49万km²/a；喀斯特地区生物多样性总体呈增加趋势，生物多样性综合指数均值为0.40，总体维持在中等水平；石漠化治理和生物多样性呈正相关关系，其对生物多样性的贡献为26.39%；气候变化和人类活动对生物多样性的贡献分别为52.78%、47.22%。结果表明，石漠化治理对生物多样性表现出积极贡献，对后续生态修复工程的实施以及生物多样性的保护具有一定指导意义。

蓝碳作为解决全球气候变化问题的长期方案之一，其和谐的供需动态关系对促进区域碳平衡和可持续管理具有重要意义。随着海岸带社会经济的快速发展，海岸带景观破碎化显著，直接影响其系统中能量流、物质循环等生态过程。然而，海岸带景观破碎化对固碳服务供需关系及流的影响尚不明确。基于此，本文在建立海岸带景观破碎化对固碳服务流影响框架基础上，综合土地利用数据、碳储量采样数据和夜间灯光数据，运用移动窗口法、InVEST模型及网络模型，以中国北方典型淤泥质海岸带——辽河三角洲为例开展实证研究。结果表明：① 1995—2020年随着辽河三角洲景观破碎化加剧，固碳服务需求量增加3044万t，固碳服务供给量先增后减，整体变化不显著，固碳服务供需差从1995年449万t增加到2020年3376万t；② 不同人类活动强度导致的景观破碎化对固碳服务流流量的负面影响存在差异，其中对农业围垦区更为显著，对工业港口围垦区的影响呈先增后减趋势，而对芦苇湿地作用甚微；③ 景观破碎化对固碳服务流空间格局的影响体现在固碳服务流网络密度及连通性上，其引起服务流中断、服务流方向改变；④ 芦苇保护区和农业围垦区具有重要生态功能，应严格控制生态红线提升碳汇能力；工业港口围垦区应加强生态廊道建设，提升景观连通性，恢复碳汇功能。本文揭示景观破碎化与固碳服务流的关系，研究结果可为中国保护性战略重点区乃至全球其他类似淤泥质海岸带的生态修复和碳汇能力提升提供科学依据及管理参考。