生态基础设施是城市所依赖的自然系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务的基础，它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念，而是更广泛地包含一切能提供自然服务的城市绿地系统、森林生态系统、农田系统及自然保护地系统。如同城市的市政基础设施一样，城市的生态基础设施需要有前瞻性，更需要突破城市规划的既定边界。为了达到这个目的，必须从战略高度规划城市发展所赖以持续的生态基础设施。中国城市化进程呈燎原之势，大量重大国土和景观改造工程史无前例，东部区域犹甚。京杭大运河作为南水北调工程东线的主要组成部分，跨流域大规模调水工程将会带来巨大的景观生态影响，都为建设中国东部生态基础设施和可持续国土安全计划带来莫大挑战和机遇。本文提出大运河区域生态基础设施建设战略和实施途径，可为南水北调工程和中国东部区域可持续生态基础设施建设提供参考，并且为大运河区域生态基础设施建设及遗产廊道保护提出具体实施途径，包括区域景观格局的构建和景观元素的设计导则。
对风沙危害防治的主要工程措施及其物理机理进行了深入研究，从理论上得出格状沙障内最大风蚀深度与方格边长之间的解析关系，利用流体力学理论计算了不同草头高度h0所对应的最大间距Lmax，得出格状沙障中心沙粒的起动风速随沙障规格和深宽比h/L的增加而减小，建立了栅栏下风侧风速为来流风速的百分率与栅栏下风向距离的关系，并对不同孔隙度尼纶网栅栏的风沙阻导效应、直立植物及戈壁砾石覆盖防沙措施的粗糙特征、化学工程固沙措施等进行了广泛研究。通过对已有研究成果的综合评述，剖析了风沙工程学面临的主要问题与任务，指出与生态环境治理、资源开发及可持续发展问题紧密结合，是风沙危害防治研究发展的方向，并亟待加强与生态环境恢复—资源高效开发一体化的风沙危害防治措施的理论研究与技术示范。
人工湿地有着独具特色的净污机理、功能，正在不断地受到全球的重视。本文在国内外研究的基础上，简要介绍了人工湿地污水处理技术的机理、类型，对其优势与不足进行了系统的分析。作者对我国研究、应用现状和存在问题进行了阐述，认为我国发展人工湿地处理污水具有广阔的发展前景，对目前应当开展的工作提出了战略性的观点。
生态环境条件的好坏，是制约我国社会、经济和人民生活可持续发展的重要问题之一，特别是在生态环境脆弱的西北干旱区的内陆河流域。本文以黑河流域为例，根据最新的野外调查数据，结合该流域已有的研究文献资料，分析了黑河流域生态环境退化的现状和主要特征。研究结果表明，黑河流域生态环境退化主要是由于人类不合理的经济活动造成的，具体表现在土地的沙漠化、水资源的变化、土壤盐渍化和植被退化等方面。在此基础上，初步提出了防止流域生态环境恶化的综合治理对策。
运用耦合了包含土壤－植被－水文－积雪参数化的陆面过程的非静力平衡中尺度模式MM5，将水平分辨率提高到1km，在“我国西北干旱区绿洲不同水量灌溉对环境影响的数值模拟”一文的基础上，通过数值模拟的方式，运用保持土壤体积含水量稳定的方法确定灌溉制度的方法研究了我国西北干旱区绿洲7月下旬在不同灌溉制度滴灌下土壤、径流与近地层大气的不同变化状况。结果表明：1. 当按50m3/hm2/天的水量进行隔天灌溉，或隔4天灌溉一次，土壤体积含水量不能保持稳定，需要补充灌溉才能保证其稳定，所以这样的灌溉制度不适合于7月下旬的河西绿洲。2. 均匀施灌10天，每天施灌50m3/hm2；施灌5天，隔一天施灌100m3/hm2，以及隔4天施灌一次，每次灌水250m3/hm2这三种灌溉制度中，前者形成的径流最小，土壤湿度变化幅度也最稳定，所以是最优的灌溉制度。但是现实生活中由于设备、人力等一系列客观条件限制，每天平均施灌的灌溉制度难以实现，可以采取相近的灌溉制度，如隔天施灌，尽量缩短两次灌溉间隔时间，每次所需的灌溉量很小，使得滴灌水量最大程度地转化为土壤水，减少地表径流的产生。所以说，为了不造成水资源的浪费，应该在选取合适灌溉水量的基础上，依合理的施灌制度进行灌溉，这样的水其利用率会比较高，达到节水灌溉的功效，从而为干旱区节约有限的水资源。
本文对稀土元素在农用领域的研究进展及其在土壤、水体和植物中的分布、迁移与归宿特征作一系统总结，并对该领域的发展趋势进行了简要的说明。随着自然和人为因素造成的环境中稀土元素的增加，进而产生对生态环境和人类健康的影响，已引起全社会的关注。土壤中稀土元素的存在形态是生态环境效应和生物利用性的的重要参量。目前的实验结果在不同地区和不同土壤剖面中稀土元素的存在形态不尽相同，推测主要与其母质的组成及所处气候等环境条件相关。最近国际上已对稀土元素的水化学过程进行了较广泛的研究，水体中稀土分布受水体的化学参量（如pH, 有机质等）和水化学过程影响，含量高低与人为活动有直接关系。植物中稀土元素的分布通常与土壤中稀土的含量多少相一致，在外施稀土的条件下，在施用后短期内稀土在各器官分布与施用部位密切相关，目前对植物体内稀土元素存在位置和赋存状态的实验结果差别明显，对植物中稀土元素的超富集机理不清等问题尚待进一步探究。
植被－环境关系是全球变化与陆地生态系统关系研究的关键，由于受人类几千年活动的影响，全球原始自然植被所剩极少，植被的破坏掩盖了植被与环境之间的关系。如何重演反映环境决定特点的潜在自然植被，是植被－环境关系研究的起点。本文对潜在自然植被的概念、研究的时空尺度进行了论述，指出潜在自然植被研究2个发展阶段的特点：（1）传统的以经验为主的定性研究；（2）以潜在自然植被预测模型为基础的定量研究。在此基础上，提出今后我国潜在自然植被研究的重点应放在：针对我国自然植被分布的特点，构建适用于我国特定区域的潜在自然植被预测模型，对不同时空尺度下的潜在自然植被类型及其地理分布进行模拟与制图；单纯将气候作为潜在自然植被预测模型自变量的方法正逐渐为综合的环境变量方法所取代，并强调了潜在自然植被研究必须考虑与大气环流模式的耦合。
本文以1967年、1987年、2000年三期遥感资料和1∶25万数字高程模型（DEM）及多种历史文献资料为基础，分析了大渡河上游地区18665 km2范围内的土地利用/土地覆被变化与驱动力。结果显示：1967～2000年，研究地区以林地为主导的覆被格局转变为以草地为主。其中，有林地面积的大幅度减少发挥着关键作用。33年间，有林地面积减少了319774 hm2，所占比例从30.92%下降为13.78%。通过对景观格局变化特征的分析，尤其是有林地斑块在破碎化过程中规则性的增强，同时结合历史资料分析，论证了政策因素在该地区土地利用/土地覆被变化中所发挥的主导作用。文中应用Logistic逐步回归方法，通过空间分析，在15个生物物理和社会经济因素中筛选出对不同地类具有重要影响的关键因素，并确定了它们之间的定量关系和影响大小。
自1990年印度农业研究会、美国农业部和美国Rodale研究所在新德里举行的首次国际土地持续利用研讨会上提出土地持续利用思想以后，国内外众多学者和研究机构对土地持续利用展开了广泛的研究。在明确土地持续利用概念和内涵的基础上，本文回顾、总结了国内外土地持续利用研究进展：首先阐述了土地持续利用研究的目标和内容，其次从土地合理利用的系统分析、土地合理利用评价和综合研究模型三个方面论述了国际土地持续利用研究进展，并且对国内近年来土地持续利用的研究内容进行分类总结和评述，最后阐述了目前研究中的问题和今后研究展望。
城市居民居住区位选择行为影响着居住空间结构，城市社会分异、种族隔离、人口迁居和住宅郊区化在很大程度上都是居民住宅区位再选择行为作用的结果，因此，研究居住区位对探讨城市内部空间结构等问题具有重要意义。本文主要分析了西方城市居民居住区位再选择行为模型构建的基础和研究视角，并且重点介绍和评述了西方居住区位决策与再选择的主要模型。
以河北新乐市为例，运用生态足迹模型（Ecological Footprint）对当前生态经济协调发展的状态进行了定量评估，结果表明：（1）供需总量呈现出非均衡特点，生态赤字严重存在，目前的协调状态不容乐观；（2）供需结构呈明显不对称性，区外输入成为维持系统均衡发展的必要条件；（3）研究区具有较高的自然资源利用率。最后对该类地区产生生态赤字的原因和减小的可行性作了简要分析，并运用生态足迹计算结果和Ulanowicz的发展能力公式，测算了区域生态足迹多样性指数和发展能力，指出增加生态足迹多样性是提高发展能力的一条重要途径。
通过设置不同土壤水分条件和不同生育期受旱处理，研究土壤水分条件对冬小麦生长发育的影响。从器官水平上详细考察了水分条件对小麦物质积累、分配以及产量的影响，并建立产量和耗水量关系。在相对适宜的土壤水分条件，茎秆所占比例较小，为24%，穗部则占56%；而过度灌溉和水分亏缺条件下，茎秆所占比例较大，分别为36%和37%，穗部比例相对较小，仅为43%和48%。各种条件下均以茎秆对产量的贡献量大。相对适宜的土壤水分条件，茎秆对产量的贡献量最大，为0.308g/茎；水分亏缺条件下，叶鞘对产量贡献量较适宜土壤水分条件的叶鞘贡献量要大，分别为0.18克/茎和0.09克/茎；而过度灌溉条件下各器官对产量的贡献量均较小。根据实测产量和蒸散耗水量模拟的产量、水分利用效率与蒸散耗水量的关系可知：禹城地区在现有的肥力水平和栽培管理措施下冬小麦的理论最大产量为6240kg/hm2，蒸散耗水量为473mm，而获得最高水分利用效率的蒸散耗水量为403mm。由于该地区地下水埋深浅，地下水对冬小麦生育期需水量的补给作用明显，试验年份冬小麦拔节期至成熟期地下水补给量占同期耗水量的22%。
作为两种截然不同的生态系统过渡区，城乡结合部是土地利用/土地覆被变化最激烈地区之一，城乡结合部的土地利用情况日益受到人们重视。本文以无锡市为例，利用3S技术提取城乡结合部的范围和土地利用/土地覆被状况信息，提出了确定无锡市城乡结合部范围边界的半自动提取模型和结合部土地利用类型半自动提取模型，并对无锡市城乡结合部土地利用结构及其变化进行分析，揭示了无锡市城乡结合部土地利用/土地覆被变化特征，据此提出城乡结合部土地合理利用的建议。
基于1987、1994和2000年三期TM遥感图像，将徐州矿区土地利用类型划分为建成区、耕地、林地、水体、塌陷地和其他土地等6类，编制了3个不同时段的土地利用结构变化图；提取并分析了土地利用结构转移变化的矩阵信息和土地利用结构的动态变化。研究表明：采煤塌陷土地面积在不断扩大，年均增加率为6.33%，塌陷地复垦速度仍赶不上塌陷速度。着眼于技术、规划、资金和管理等方面的综合视角，探明塌陷土地复垦的工程技术措施和对策，对于进一步加大土地复垦力度，促进矿区土地资源可持续利用，具有重要的现实意义和价值。
云南金沙江流域生态环境极为脆弱，在人为作用下土地利用/土地覆被变化较为显著，水土流失严重，生态环境日益恶化，目前已被我国政府列为全国生态环境建设的重点区域。本文选择金沙江中游中山高原与干热河谷区较为典型的宾川县作为研究实例，采用航片判读、实地调查与GIS等方法编制1960、1980和2000年土地利用与土壤侵蚀图，据此分析了该县1960 ~ 2000年的土地利用/土地覆被变化及其引发的土壤侵蚀变化特征，重点揭示区域土地利用/土地覆被变化的基本规律及其引发的土壤侵蚀变化过程，并提出土壤侵蚀治理的工程与技术措施。
黄河兰州以上区域水资源量占黄河流域水资源的一半以上，研究黄河上游兰州以上区域降水时空结构变化具有重要意义。本文利用黄河兰州以上19个降水站点1959~1998年系列数据，采用EOF技术分析了黄河上游降水的时空结构特征与变化。结果表明：黄河上游兰州以上区域降水存在四种典型降水类型，即“全部一致型”、“南北型”、“东西型”和“相间复杂型”。但第一特征向量为主导，其时间变化系数与年降水量基本一致，说明黄河流域兰州以上降水主要受青藏高原大尺度气候影响，具有降水偏多（少）一致性特征。从时间尺度上降水有减少的趋势；并伴随3、6、和11年的周期变化，而且在1986和1991年发生突变。
文章以潮白河流域为样区，根据58个雨量站1990年的降雨观测数据，采用反距离权重法、克立格法、样条函数法、趋势面法等插值方法，分析了站点数量变化、时间尺度变化、栅格像元的尺度变化、插值方法的差异对降雨数据空间插值结果的影响，剖析降雨插值中的不确定性。结果表明：（1）插值站点数量越大，区域降雨插值的不确定性越小；（2）像元尺度在50m~1000m间变化对降雨插值的不确定性只有微弱的影响；（3）对应于时间尺度由年到月到日的变化，降雨插值的不确定性随时间尺度的减小而显著增大；（4）不同插值方法影响到降雨空间插值的不确定性水平。为了减少降雨信息空间插值的不确定性，根本途径是要引入第三方相关变量，并将其整合到现有的插值算法中。高相关性变量的选取及其与插值模型的整合方式将成为降雨插值研究的主导方向。
随着区域土地利用研究的日益深入，区域土地利用的转化及其驱动机制成为学术研究的新热点。国内外区域土地利用转化的研究表明，人文因素是区域土地利用转化主导驱动力的观点已得到共识，但其驱动机制及其驱动力的传导机制仍需进一步探讨。本文通过文献资料搜索和实地调研，揭示了90年代以来温州市土地利用转化的基本特征。指出土地利用转化的关键性人文因素主要是政策驱动力、经济驱动力与城镇化发展驱动力，这三种驱动力共同存在，相互作用，但同时也具有各自的主导传导机制。为此国家在实施区域土地利用宏观调控时，应当因地制宜，更加关注主导人文驱动力在具体区域环境下的重要程度及其结合过程。
土地资源优化配置已成为土地科学领域前沿的重要课题，而近年来受到国内外学术界重视的土地利用/土地覆被变化研究正可为此提供支持，并相互促进。如何正确认识二者之间的关系，并有效的利用这种关系，无论对我们研究土地利用/土地覆被变化，还是实现土地资源优化利用都异常重要。本文对二者的研究目标及内容进行对比分析，并在此基础上详细阐述了二者的结合方式和途径，提出土地利用/土地覆被变化能为土地资源优化配置提供数据、理论、研究方法支持，同时土地资源优化配置研究有益于土地利用/土地覆被研究的深化，二者的结合可促进土地可持续利用。
全球气候变化和土地利用变化影响着陆地碳源/汇的变化。造林作为一种土地利用变化，可以增加陆地碳汇，减缓大气中CO2的积累。文中首先对陆地碳汇及其形成原因进行综述，肯定了造林在陆地碳汇中的重要作用，然后阐述了造林对陆地碳汇的影响途径、造林后植被碳和土壤碳的变化及相互联系，并对全球造林活动对陆地碳汇贡献潜力作简要介绍，最后指出当前研究中的不足及今后的努力重点。造林是重要的临时陆地碳库，加强对造林碳汇的客观研究，对我国具有重要的政治意义和科学实践意义。
相关资料和事实表明，全球气候发生了很大的变化。二氧化碳是温室效应中最重要的温室气体，碳减排工作是缓解温室效应的一项重要措施，为当前科学研究热点之一。本文主要从经济和技术两个方面，较为系统和全面地介绍了当前碳减排方面的研究进展。经济层面的研究，包括数量化模型、碳税机制和碳减排附加效应几个方面。专业技术方面的研究，包括对碳行为的源汇和贮量的计算研究、碳循环研究、以及减少碳排放的工业技术的运用等。文章还简要提出了中国在碳减排研究方面应采取的几点措施。
碳主要在通气状态下释放出CO2以温室效应的形式影响全球变化。当前，农田土壤固碳过程是土壤碳循环研究中的一个前沿领域，其中农田土壤再分布过程能否导致土壤固碳已引起科学上、政治上以及社会上广泛的兴趣。本文从不同的尺度阐述土壤再分布过程对土壤有机碳的影响。分别阐述土壤侵蚀和再沉积过程在全球碳循环，陆地碳库研究中的作用，土壤侵蚀与农田景观土壤有机碳动态、活性组份以及碳通量之间的关系，土壤再分布过程引起的土壤固碳机理。在此基础上指出今后迫切需要解决的问题。
作为地球的“第三极”，青藏高原越来越受到世界的关注，本文就青藏高原的环境效应问题进行了研究和探讨。青藏高原的隆起和抬升，形成了其自身独特的自然环境特征，促成了独特的高原季风系统，造就了中国现代季风格局，影响着全球气候的变化和亚洲植被格局的分布，导致了亚洲干旱地带的北移和植被地带的不对称分布，形成了世界上著名的高原地带性植被格局。对中国东部、西北干旱区、亚洲的气候和植被格局乃至全球气候变化都具有深刻的影响。
城市景观是深受人类活动影响的景观类型，同时城市生态系统也深深地刻上了人类影响的烙印。随着人类社会日益城市化，未来的景观将越来越强烈地受到人类经济、社会活动的改造。人类活动一方面可以直接作用于城市生态系统，另一方面，更广泛而深远的影响却是通过城市景观格局和土地利用方式改变区域物质能量流，进而影响区域生态过程，这种城市景观通过空间格局对生态系统特征和过程造成的影响，可以称之为城市景观的生态效应。本文考察了中外学者近年来就城市景观的生态效应所作的理论和实证研究，包括景观要素与格局及土地利用/土地覆被对城市动植物群落、气候、水文、土壤等造成的影响。作者通过评述近年来城市景观及其格局的生态效应研究进展，认为尽管目前对景观格局及其生态过程的结合尚未完善，但已经有越来越多的研究者注意到这个问题，并通过在不同尺度、不同切入点的实证研究，为建立城市景观格局与生态过程的有机结合提供基础。这些研究的结论及其所揭示的规律将作为城市空间规划与管理的依据，推动城市和人类-自然系统的可持续发展。
本文以地理学、景观生态学有关尺度的研究为基础，应用层次理论，在大、中、基本三种尺度上，就有关地理空间研究的一个重要方面—地理空间的尺度-结构分析模式进行了探讨。初步建立了一种有关地理空间结构与功能表达的空间等级序列，该等级序列能够反映地球表层在不同尺度上的空间结构组成以及它们之间的相互转换关系，以其为基础开展地理空间研究有利于发现不同地理现象的内在成因及其发生机理（在基本尺度上），有利于发现区域不同地理现象的表现形式及其变化过程的动力学机制（在中尺度上）。与传统地理学对于地理空间研究的宏观有余而微观不足的特点相比，该等级序列能够实现地理学的“宏观机制”研究与“微观机理”研究的结合，是现代地理科学有关“定性与定量综合集成”研究的基础。
区域规划的空间信息具有动态性和复杂性，面向对象技术作为一种有效的空间数据建模技术，为区域规划空间信息整合提供了思路。本文以面向对象的基本理论和方法为基础，提出采用面向对象技术建立区域规划空间信息时空数据模型，并对所建立的主要地理特征类进行定义与描述。
分割是面向对象影像分析的前提，景观空间异质性特征给遥感信息获取提出了多尺度的要求。影像分割的多尺度分析以尺度效应与对象异质性最小原则为前提，描述多尺度效应分析的必要性与可行性。基于区域合并的分割原理与方法，为多尺度影像分析提供理论与技术支持，在两个样区进行多尺度影像分割技术的应用实践，分析基于区域合并的多尺度分割数据的几何丰富度与语义丰富度。
空间是地理学研究的主题。随着信息技术在人与社会经济系统中更广泛的应用，传统的地理空间正在发生快速的转型。在了解西方关于新空间形态解释的基础上，论文重点对当前信息技术影响下的新空间形态进行了探索性研究。论文首先提出了实空间、虚空间及灰空间的三元空间假设，然后分析了虚空间、灰空间各自的内涵、构成和类型。最后，论文对三元空间之间的异同进行了比较，并认为三元空间并存与共生将是一个持续的现象。
长江流域出现致洪大暴雨与青藏高原上中尺度对流系统(MCSs)的东移密切相关。为了寻找MCSs移动和传播的规律，我们将MCSs的移动路径与其中心附近一定范围内的环境物理量场之间建立联系，构造出MCSs东移空间数据挖掘数据库。在这个数据库中，包含由9个环境物理量生成的18个属性项，除此，还包括由MCSs本身的空间特征量构成的5个属性项，即TBB强度、面积、地理位置、形状等，共计23个属性项。利用1998年6月至8月日本地球静止气象卫星（GMS）的青藏高原逐时红外遥感云图计算出的云顶黑体辐射温度（TBB）及青藏高原高分辨率有限区域数值分析预报值系统(HLAFS)环境场物理量数据, 构造出上述空间数据挖掘数据库，运用空间相关分析技术对其进行约简，结果表明：在高度(H)、温度(T)、涡度(VOR)、散度(DIV)、水汽通量散度(IFVQ)、垂直速度(W)、假相当位温(θse)、K指数(K)、相对湿度(RH)等9个因素中，高度、涡度、散度、水汽通量散度、垂直速度及k指数6个因素相对独立；而温度(T)、假相当位温(θse)、相对湿度(RH)之间相关性较强，而且与高度等其它6个因素密切相关。根据数据库约简原则，可将温度(T)、假相当位温(θse)、相对湿度(RH)3个因素生成的6个属性项从数据库中删除，以便提高数据挖掘效率。
网状河流是受到人们关注的新型冲积河流，其水文特征、地貌特征和沉积特征已经不同程度地被揭示。然而，网状河流的水槽实验迄今仍是空白，而水槽模拟实验是在时间和空间都大大缩小之后的自然界河流演变过程的再现。本文报道的是在实验水槽中通过原河道决口后网状河流的发生和演变过程。实验初始条件为：水槽辅助区的待决口河道，目标区为轴部略微下凹的长方形泛滥平原（4.5 m×16.5 m），其上下层分别为1.5 cm厚、中值粒径为0.0132 mm的高岭土层和0.5 m厚、中值粒径为0.188mm的天然细砂层，从5.5 m~17 m区段的平均纵比降为0.0058，17m ~22 m区段的平均纵比降为0.0077。采用的定常流量为3 L/s，悬移质输沙量在前3小时为4.5g/min，其后为1.2 g/s。实验总历时50小时。实验初期，目标区的上游段以垂向加积作用为主，中游以随机侵蚀为主，下游以溯源侵蚀为主，在13.5小时左右，相互连通的多重河道的网状河流体系的雏形基本展现。此后至25.5小时，网状河道的演变以下蚀为主演变为以适度的侧蚀，但河岸的后退幅度很小，标志网状河道逐步过渡到成熟期。从25.5小时至50小时，个别河道的局部废弃和决口是该成熟期网状河道演变的新特点。实验成功地模拟了天然网状河流的形成、发展和演变过程，同时也证明了它是不同于分汊河流的河型。这不但是网状河流形成和演变过程的水槽模拟的有益尝试，而且有助于人们进一步认识网状河流的河性。
在总结前人确定山地冰川物质平衡线高度的各种方法基础上，对利用山地冰川物质平衡线进行古气候恢复的方法进行探讨。以我国乌鲁木齐河流域一号冰川为例，运用侧碛垄最大高度法确定了小冰期第二次冰进时冰川的平衡线高度，依靠1960年代以来该冰川所积累的大量观测资料，建立和完善现代冰川平衡线高度与气候统计关系公式，并通过变化应用到该冰川小冰期第二次冰进。给出了该次冰进时气候的半定量推算结果。
发展经济学和农户微观行为理论对农户土地利用目标的机理分析表明，农户在不同阶段土地利用目标的差异，其发展必然经历追求粮食产量最大化、产量与利润最佳化、利润最大化三个阶段。在第一阶段，土地利用变化的形式表现为土地的用途转换，既边际土地向耕地转移，耕地面积不断扩大，但是土地产出能力却很低。第二个阶段，农户对土地的利用目标，既考虑家庭需要，又考虑投入和产出的关系，此时表现在土地利用上，就是在稳定粮食生产的基础上，寻求利润最大化，土地利用就会向高效益的经济作物转移，促进种植结构的调整。第三阶段，经济发展水平进一步提高，劳动力机会成本增加，土地向利润最大化转移。在耕地内部，粮食生产如果没有规模，轻者会导致投入的降低，重者会导致土地的荒芜。实证分析表明曲周目前处在第二个阶段，表现为粮食产量的提高和大量物质投入的增加，随着追求利润的阶段发展，投入比重必然会向经济作物转移。
土壤水分是土地持续利用、水资源规划与管理、节水农业技术研究的基础，土壤水分的监测与模拟已经成为国际前沿研究领域的热点之一。本文总结了国内外在土壤水分监测、空间变异和预测模拟等方面的研究进展，分析了土壤水分研究的现状，并对发展趋势进行了展望。目前，“3S”技术在土壤水分监测中发挥着重要作用，世界上一些发达国家已实现土壤水分监测的实时化、网络化，以及数据处理的自动化和智能化，而国内同类工作相对滞后；地统计学理论已被广泛用于分析土壤水分空间变异性，但多局限于相对小的空间尺度，对大尺度土壤水分空间格局及其变异性研究还有待深入；已有模拟模型各有长处与不足，以“3S”技术和地统计学方法为手段，应用非参数化方法建立综合性的土壤水分预测模型将是土壤水分模拟发展的主要趋势。
运用耦合了包含土壤－植被－水文参数化陆面过程的非静力平衡中尺度大气模式MM5，将水平分辨率提高到1km，通过数值模拟的方式，分别从地气间水热交换、对绿洲小气候影响、土壤湿度变化以及径流量的角度，研究了2002年7月下旬我国西北干旱区绿洲环境在不同水量滴灌条件下的变化，从理论上找到了较适宜绿洲小气候维持的滴灌水量。结果表明：1、绿洲下垫面为农田时，从土壤保湿和绿洲小气候维持角度考虑， 500m3/hm2/10天的滴灌水量对7月下旬黑河流域中游绿洲是一个比较合适的灌溉量。2、500 m3/hm2/10天的灌溉水量仅为同期大水漫灌定额下限的一半，上限的1/3，间接证明了滴灌是一种高效节水的灌溉方式，可以为干旱区节约大量水资源。
本文就目前草地生态系统碳循环研究的主要问题进行了综述，重点阐述了四个方面的内容：1、草地生态系统碳贮量，包括植被及土壤碳贮量，草地NPP及生物量的分布特征和测定；2、草地土壤呼吸，认为其是草地碳循环中最主要的环节，是目前研究的重点；3、气候及人类活动（开垦和放牧等）对草地生态系统碳循环的影响；4、二氧化碳增加对草地碳循环的可能影响，并对研究工作中的难点做了简要评述。
第四纪风沙环境的研究对于人们了解重大气候环境变迁有着重要的意义。对于第四纪风沙环境的研究主要通过对环境变化的信息载体进行分析，提取其中有关风沙环境变化的证据，从而对古环境进行推测与重建。本文阐述了当前国内外学者在进行第四纪风沙环境研究时使用的证据（形态学证据、沉积学证据和生物学证据），分析了利用这些证据时存在的问题，并对未来的研究趋势作了分析，指出各种证据的综合使用以及提高定年的准确度仍是未来的研究重点。
本文利用1982~2000年旬合成NDVI时间序列数据，计算2000年3月和5月各旬NDVI偏离历年均值及时间序列NDVI的标准差，进而确定不同土地覆盖类型的Z值在空间域内正态分布特征参数，利用概率密度函数方法将Z值归一化，得到植被长势评价指标标准植被指数(SVI），利用SVI分析2000年3月和5月上旬植被生长状况，在此基础上，利用10个气象站观测的降水量和平均气温资料，分析了各个气象站点19年时间序列的SVI和VCI与降水量和平均气温之间的相关程度，结果表明： (1)在华北平原大部分冬小麦耕作区，3月份小麦生长较好，到5月份，生长与历年相比较差；从3月上旬到5月下旬，生长不良的植被面积有扩张趋势； (2)SVI与植被状态指数( VCI )，表明SVI与VCI之间相关显著，SVI作为植被生长状况评价指标是有效的； (3)SVI和VCI与降水量和气温之间尽管表现出一定的相关性，但相关程度都不很显著，表明植被长势是由多因素共同作用的结果，在不同地区、不同时期以及不同植被覆盖条件下，植被长势所受主要控制因子存在很大的差别；(4)在森林覆盖类型区，3月份的植被长势与该月份之前总降水量存在的关系更显著，而与当月降水和当月平均气温关系并不明显，到5月上旬，由于森林覆盖条件下植被绿度达到饱和，引起建立在光谱植被指数基础上的长势评价指标对气温和降水均不敏感；(5)自然植被条件下的灌丛、草原和草甸覆盖区，相对于降水量，植被长势对气温变化的响应更敏感；(6)农作物覆盖条件下，SVI与降水和气温的关系都不明显，而VCI在不同的季节所受影响的主要气候因子不同，3月份，气温成为作物生长的主要限制因子，而到5月份，水分条件成为作物生长的主要限制条件，特别是在华北平原的冬小麦耕种区；(7)利用时间序列NDVI数据在时间域内构建的指标，进行干旱监测存在明显局限性，因为指标对降水量的敏感性在不同季节不同；(8)VCI和SVI与降水和气温的相关分析说明VCI 对气候环境的变化更敏感。
在青藏高原东北缘的青海共和盆地，本文依据三个主要气象站（茶卡、恰卜恰和贵南）及18个临时气象站的长短期气象资料和共和县（恰卜恰站）的土壤水分资料，利用时间序列分析、数字高程模型和Penman-Monteith 公式，对共和盆地的年均温时空变化及其对气候的影响进行了分析。结果表明：共和盆地的年均温序列是非平稳的，存在线性增长趋势；依据年均温的线性模型，茶卡、恰卜恰和贵南的气温平均每年分别升高0.0247、0.0422和0.0272℃； 共和盆地的两大沙地(沙珠玉－塔拉滩和木格滩)处于气温高值区(1.0~4.0℃和1.0~2.9℃)，而且气温的空间分布与年潜在蒸散的空间分布是显著的正相关；由于气温升高，盆地内水汽压饱和差和潜在蒸散增大，表层土壤水分减少，因此共和盆地的气候会逐渐趋于干燥；但研究期内气温升高的效应比较小，所以短期内(尤其是研究期内)共和盆地的荒漠化加剧问题有待进一步分析。
青藏高原具有全球重要性，是地球表面上很少受人类活动干扰的区域之一，在全球变化研究中被作为先兆区或预警区。青藏高原湿地多为高寒沼泽、高寒沼泽化草甸和高寒湖泊，具有生态蓄水、水源补给、气候调节等重要的生态功能，在防止全球水危机方面起着关键的作用。因此青藏高原湿地在全球变化研究中占有特殊的重要地位，已经引起国内外学者的关注。本文从湿地的类型和分布、湿地土壤、湿地植被、泥炭的形成与演化、湿地动物、古植被古气候、温室气体排放以及湿地退化几个方面对青藏高原湿地研究进行了综述，并提出了未来的重点研究领域。
遥感在陆地植被生产力研究中的应用，推动了遥感驱动的陆地生态系统模拟和NPP估算尺度的扩展。NPP遥感模型中，冠层吸收光合有效辐射和辐射利用率是描述植物光合过程的两个关键参数，本文根据太阳辐射在地-气系统中的传输过程和植物光合作用机理，建立基于MODIS数据的参数反演模型，重点研究地表光合有效辐射吸收总量(APARSFC)、冠层光合有效辐射吸收比(RPAR)、辐射利用率(RUE)等的定量提取，并选择东北温带落叶林为研究对象，利用2003年6月MODIS数据，探讨各自在NPP研究中的应用。研究表明：6月东北温带落叶林地表PAR净通量月均值为8.1MJ m-2day-1；RPAR大于0.5，部分地区达到饱和；辐射利用率在0.45~1.09gC MJ-1之间，落叶阔叶林和落叶针叶林均值分别为 0.71和0.69gC MJ-1；净光合产物月累积均值达0.53MgC hm-2，其中，落叶针叶林为0.56MgC hm-2，落叶阔叶林达0.51MgC hm-2，表现出明显的地带性规律，与过程机理模型模拟结果进行比较分析，二者差异很小，体现出良好的一致性。
