黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的实施迫切要求环境保护与产业协同发展，国内外典型流域的实践经验可为黄河流域环境保护与产业协同发展提供重要现实借鉴。采用多案例比较分析法，从国内外大江大河中选择密西西比河、莱茵河、亚马孙河、尼罗河、长江、珠江作为对比流域（案例），剖析黄河流域与对比流域在环境保护与产业协同发展方面的共性与差异，进而基于对比流域的多元化发展经验和黄河流域禀赋特点及面临的问题提出进一步推动环境保护与产业协同发展的策略。多案例对比分析表明：各对比流域均强调政策法规引导、科技创新应用及数智化监测体系构建的重要性，但黄河流域在这些方面存在明显的不足，且面临水资源严重短缺、产业结构单一、高耗水产业占比大等问题及独特挑战。进一步推动黄河流域环境保护与产业协同发展的策略：健全黄河流域生态环境保护纵横向协同与补偿机制；坚持生态优先、科技创新，推动绿色发展；借助大数据资源，引领流域产业发展的数智化转型；推动流域绿色产业高效发展，形成绿色低碳循环经济体系。

目前，在运用平面二维水动力模型进行溃坝洪水演进模拟的研究中，对网格尺寸差异造成模拟结果计算偏差的原因缺乏系统研究。为此，总结了网格尺寸改变对模型结果产生影响的主要原因，区分需要对网格尺寸进行考量的模型工况，并表明了考量网格尺寸在溃坝洪水模拟中的必要性。通过建立不同洪水量级、不同网格尺寸的平原水库溃决洪水数值模型，提出网格尺寸变化对模型计算结果产生影响的两个主要来源，并推荐了相应的溃坝洪水模型中网格尺寸的优化方法。

为推动国家水网高质量发展，系统梳理了水网建设的历史演进规律并探寻了未来的优化路径。基于历史节点分析，将水网发展划分为建设初探与奠基期、骨干工程快速发展期、快速发展与重点突破期、综合治水与可持续发展探索期、国家水网战略提出与系统推进期5个阶段，揭示其从单一工程向“纲-目-结”复合系统的演变规律。结果表明：水网建设在治水思路、工程协同性与系统性保障等方面取得显著成效，但仍面临气候变化加剧脆弱性、多目标协同不足、生态累积效应凸显、智慧调控技术瓶颈以及跨区域治理机制不完善等挑战。未来应从优化格局规划、突破关键技术、贯彻生态理念、推进智慧调控和完善体制机制等方面推进水网高质量建设，提升水资源保障能力。

植被混凝土因兼具结构强度和植生性能而广泛用于高陡边坡防护、岩质边坡防护、河岸等水利工程防护，在实际应用中协同优化其力学强度、孔隙结构、植物生长的碱度环境、耐久性非常重要。为深化植被混凝土孔隙结构与生态功能深度融合研究、并为提升其应用效果提供参考，在系统梳理植被混凝土性能研究及其工程应用研究成果的基础上，提出植被混凝土应用流程，指出了植被混凝土性能优化面临的主要问题及解决思路：1）强度与孔隙率之间的矛盾，提高孔隙率有利于植物生长但会显著降低强度，解决思路是优化骨料级配和胶凝材料配比、添加纤维等以提高成孔质量和结构强度，研发孔隙结构智能化调控技术等；2）已有降碱技术的时效短、成本高，解决思路是研发pH值敏感型材料、调节剂、低碱浆体材料，微生物矿化固碱，强化后期维护、监测，实施动态降碱等；3）耐久性先天不足，在冻融循环、化学侵蚀环境中易受损，尤其在高寒地区服役寿命短，解决思路是新材料研发与孔隙结构优化，采用地质聚合物和复合微生物、研发抗冻融添加剂和缓释营养矿物掺和料，构建既能避免冻融损害又有利于植物根系生长的孔隙结构等。

互花米草作为外来入侵物种对黄河三角洲滨海湿地的生态环境和生物多样性造成了严重威胁。基于2017—2023年黄河三角洲清水沟流路卫星遥感资料，对互花米草刈割翻耕治理后空间分布、植被覆盖度及物候特征等进行监测和分析，结果表明：刈割翻耕治理后互花米草覆盖范围整体NDVI减小；初次刈割后，潮沟密集处互花米草复发较为严重，而北岸平坦潮滩互花米草治理效果较好，多次刈割翻耕后基本能将互花米草清除，仅在潮沟附近有小规模复发迹象；相较于在互花米草的生长季进行刈割治理，在互花米草还未达到生长峰值时开始刈割治理的效果更好；治理期间，口门附近互花米草随泥沙向海淤积且逐渐向外扩散。

我国灌溉用水效率偏低，严重制约了农业的可持续与高质量发展。为精准识别节水农业发展中的问题，有必要从驱动机制入手，模拟多元影响因子协同作用下的灌溉用水效率演变规律。为此，以河套灌区为例，在识别关键驱动因素后，融合社会水文学原理与系统动力学方法，构建灌区灌溉用水效率演变模型，模拟了其历史演变过程及未来不同情景下的发展趋势。模型验证表明，它能有效刻画系统内各变量间的反馈关系。模拟结果显示：在中发展方案下，灌区的发展路径最为理想；至2030年，节水灌溉面积比例预计可达99.23%，灌溉用水效率提升至0.416，而灌溉用水量将降至43.693亿m³，较2018年下降2.69%。研究表明，所构建的模型是有效的，且中方案更有利于河套灌区灌溉用水效率提升与节水农业持续推进。

土壤可蚀性因子（K）已成为我国水土流失动态监测、土壤流失量估算、水土流失治理效果评价等的重要参数，其值计算的本地化有利于提升水土流失动态监测精度。以位于董志塬核心区域的庆阳市西峰区为研究区，基于35个采样点实测数据、EPIC模型和张科利修正公式计算黄土高塬沟壑区土壤可蚀性因子值，采用参数最优地理探测器（OPGD）分析土壤可蚀性主要影响因子，结果表明：1）黄土高塬沟壑区土壤侵蚀因子值为0.015 2~0.017 8 t·hm²·h/(MJ·mm·hm²)，从空间上看，研究区土壤侵蚀因子高值区（K≥0.016 8）呈不规则条带状集中分布于沟壑区和被沟头包围的残塬区，低值区（K＜0.016 8）集中分布于平坦塬面较大的区域；2）黄土高塬沟壑区土壤可蚀性受多种因子的影响，各因子的交互作用显著大于单因子作用，在各种影响因子中土壤理化性质指标尤其砂粒含量和有机碳含量是土壤可蚀性的主要影响因子。

十大孔兑是黄河上游10条相邻的一级支流，生态环境要素空间分异性十分突出，开展生态修复空间区划是提升十大孔兑生态修复的系统性与整体效益的重要基础工作。基于多次对十大孔兑实地调查和思考，结合对现有相关研究成果的综述与分析，剖析了十大孔兑生态治理存在的突出问题，提出了十大孔兑生态修复空间区划亟须研究的主要科学问题与关键技术。调研发现，十大孔兑生态环境虽然经多年治理得到了一定改善，但是仍存在治理不系统、治理措施单一、缺乏新技术应用和系统性生态修复空间区划等问题；亟须研究解决的主要问题包括风水复合侵蚀时空分布规律及其发生机制、生态功能空间分异特征、多相复合洪水泥沙传输过程及高含沙洪水来源空间分布特征、林草植被生态修复空间适宜性辨识、基于多目标协同的十大孔兑生态修复空间区划方法等。从十大孔兑生态要素空间分异性突出的特点出发，以景观格局与生态过程的多尺度、多维度耦合的技术思想为指导，明确十大孔兑生态保护和修复的重点区域，根据生态适宜性精准施策，推动十大孔兑系统性、整体性、综合性的空间生态修复，对筑牢黄河流域生态安全屏障具有重大意义。

全球气温持续攀升、极端天气频发，气候变化已成为全球性紧迫挑战。在全球气候治理转向“行动落实”的背景下，结合第30届联合国气候变化大会（COP30）中国角边会的专题发言内容和流域生态治理经验，探讨能源转型路径与流域生态治理协同机制。研究表明，气候变化加剧了全球能源安全与流域生态系统的双重挑战，能源转型与生态治理的协同推进成为实现绿色低碳发展、保障生态安全的核心路径；降低能耗是能源转型最经济可行的选择，多能互补为流域能源转型提供创新方向，水力发电作为成熟可再生能源，在调峰支撑、保障供电稳定方面作用显著，尤其“水少沙多”的黄河已建、在建和拟建的水利枢纽，对于全河水沙调控作用巨大，在入河沙量大幅度减少的现状下，水力发电、生态保护和水资源优化配置的功效将更大；以湍流研究为例，基于“涡团模式”推导的流速分布公式可跨界应用于水利、风沙治理、航空发动机能耗优化等领域，印证基础研究突破对应用研究和技术研发落地的支撑作用；能源转型与流域生态治理目标同向，二者融合催生的生态经济可通过资本杠杆实现生态保护与经济发展双赢。最后指出，能源转型需构建从基础研究到系统治理的全链条协同体系，强化创新源头、激活能效市场，还应有推动发展模式转型的政策保证。

为评估新质生产力的绿色发展效应、探索其推动黄河流域城市经济高质量发展的路径，基于2011—2021年黄河流域77个地级市的面板数据，采用熵权-TOPSIS法测度新质生产力发展水平，构建空间杜宾模型实证分析新质生产力对城市经济高质量发展的推动作用及其空间溢出效应，构建机制检验模型探究新质生产力推动城市经济高质量发展的传导机制，结果表明：1）研究期内黄河流域各市新质生产力的发展不仅推动了本市经济的高质量发展，而且对邻近城市的经济高质量发展具有显著的空间溢出效应；2）新质生产力的发展通过环境规制、能源减耗及产业结构高级化等中介渠道推动黄河流域城市经济高质量发展；3）新质生产力推动城市经济高质量发展的直接效应及间接效应均表现为下游城市最强、中游城市次之、上游城市最弱。建议：优化和完善新质生产力发展的顶层设计，发挥新质生产力与“双碳”目标的协同效应，加强5G网络、物联网、人工智能等核心技术攻关，增强新质生产力的发展动能。

为扩展数字经济赋能低碳发展的研究视角并为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策参考，基于2012—2022年黄河流域9个省份的面板数据，构建指标体系并测算数字经济发展水平，构建以碳锁定程度为被解释变量、以数字经济发展水平为核心解释变量、以产业结构升级水平为中介变量、以城镇化水平为调节变量的基准计量模型、中介效应模型、调节效应模型，并实证分析了数字经济的碳解锁效应及其机制。研究结果表明：1）黄河流域数字经济发展具有良好的碳解锁效应，尤其在中下游地区、拥有创新产业集群的地区和资源密集型产业占比较低的地区数字经济的碳解锁效应更为显著；2）数字经济发展通过促进产业结构升级发挥碳解锁效应，即产业结构升级对黄河流域数字经济的碳解锁效应具有显著的正向中介作用；3）研究期城镇化对黄河流域数字经济的碳解锁效应具有负向调节作用。建议：1）加快数字经济发展，进一步强化其碳解锁效应；2）实施区域差异化发展策略，推动黄河流域各地区数字经济与绿色低碳产业的协调发展；3）进一步优化产业结构，推动绿色低碳产业发展；4）实施绿色城镇化，构建低碳生活空间。

遥感植被指数因受地形效应影响而产生失真的问题在地形变化剧烈的黄土高原黄土丘陵区较为突出，为了获取植被生长状况的真实信息，须消除遥感影像中的地形效应即进行地形校正。以黄土丘陵区完全比值型、非完全比值型、非比值型植被指数（NDVI、EVI、GVI）为研究对象，采用SCS+C校正模型对局地太阳入射角造成的地形效应、地形效应造成的同地类光谱变异、坡向引起的植被指数异常进行地形校正，考察地形校正对3种植被指数的改善效果，并分析了地形校正前后各种植被指数与地形因子（高程、坡度、坡向等）、实测叶面积指数的相关性。结果表明：1）在3种植被指数中，GVI受地形效应影响较小，EVI和NDVI受地形效应影响相对较大，在相关研究中采用EVI与NDVI时须进行地形校正；2）地形校正后，3种植被指数随地形因子而变的规律性、与实测叶面积指数的相关性均有所增强；3）采用SCS+C校正模型进行地形校正是可行、有效的，对3种植被指数的地形校正效果大小为EVI>NDVI>GVI。

为探究黄河流域数字经济与绿色发展耦合协调状况及相互响应关系、给黄河流域生态保护和绿色高质量发展提供参考，在分析数字经济与绿色发展耦合作用机制基础上，基于2013—2022年黄河流域64个地级市（州）面板数据，采用熵权法测度数字经济发展水平，采用超效率-SBM模型测度绿色发展效率，采用耦合协调度模型测度数字经济与绿色发展耦合协调状况，采用PVAR模型实证分析了数字经济与绿色发展之间的相互响应关系。研究表明：1）黄河流域数字经济发展水平稳步提升，但研究期末仍处于较低水平，在空间上呈现下游地区最高、中游地区次之、上游地区最低的格局，具有以相对较高的省会城市为核心的圈层结构;2）黄河流域绿色发展效率在研究期也稳步提升，但各地级市绿色发展不平衡问题突出;3）黄河流域数字经济与绿色发展耦合协调水平呈逐年上升趋势，由研究期初勉强协调上升至研究期末初级协调，耦合协调水平在空间上呈现下游地区最高、上游地区最低的格局;4)数字经济发展和绿色发展均有较强的自我依赖性，二者之间还未形成良性互动关系，数字经济对绿色发展的推动作用相对较强，但绿色发展对数字经济发展的促进作用相对较弱。建议:加快黄河流域新型数字基础设施建设，进一步提高数字经济发展水平;制定规划、加强跨区域合作，尽快缩小绿色发展的地区差距;通过产业合理布局和科技创新，促进数字经济发展与绿色发展耦合协调水平的进一步提升。

黄河流域是我国水土流失最严重、生态环境最脆弱的区域，黄河流域水土保持措施具有显著的生态效应、经济效应和社会效应。为给水土保持功能价值的增强、交换价值的实现、金融价值的放大提供理论支撑，并为加快形成黄河流域水土保持生态产品价值实现格局、推进黄河流域水土保持事业高质量发展等提供参考，从可持续发展视角，揭示了水土保持效应的3种价值形态，即体现功能价值的生态产品、体现交换价值的生态商品、体现金融价值的生态金融品，进而从价值化、产品化、商品化、金融化4个阶段揭示了水土保持效应的价值转化过程，阐述了价值转化的产权明晰、价值核算、价值定价、市场消纳、金融创新5种机制，并提出了建立流域水资源共有权、完善水土保持价值核算模型与方法、实行差异化价值定价机制等完善价值转化机制的对策。

城镇化伴随着人口、能源消费、碳排放量的快速增长，为预测城镇化背景下黄河流域能源碳排放达峰情况、给推进黄河流域生态保护和高质量发展提供参考，基于2000—2021年黄河流域各省（区）8类主要能源消费量测算能源碳排放量，采用LMDI模型对黄河流域能源碳排放量进行影响因素分解，采用拓展的STIRPAT模型对能源碳排放达峰情况进行多情景（现状、节能、低碳、高耗能）预测。结果表明：1）2000—2021年黄河流域能源碳排放总量持续增长但增长速度呈下降趋势，经济发展、城镇化、人口规模增大对黄河流域能源碳排放有促进作用，而能源结构、能源强度和产业结构优化对黄河流域能源碳排放有抑制作用，其中经济发展是碳排放量增长的主要因素、能源强度是抑制碳排放的主要因素；2）现状、节能、低碳发展模式的黄河流域能源碳排放量峰值范围为18.00亿~18.69亿t，达峰时间为2030—2035年，而高耗能发展模式在2040年以前难以达峰；3）对碳排放强度的调控有利于黄河流域能源碳排放量峰值的减小，对能源结构和能源强度的优化有利于黄河流域能源碳排放达峰时间的提前。建议：优化城镇规划，推动产业结构升级，加强公众低碳意识教育，倡导低碳生活方式，推广可再生能源，优化能源消费结构。

以黄河泥沙为主要原料制备微晶玻璃，结合XRD、SEM、TEM、FTIR、硬度仪等性能测试,研究了不同核化/晶化制度对微晶玻璃的微观结构和宏观性能影响。结果表明：黄河泥沙微晶玻璃析出主晶相为铁硅灰石，颗粒内部首先开始结晶逐渐向外部延伸生长；黄河泥沙微晶玻璃核化/晶化参数对弯曲强度、维氏硬度、体积密度、耐酸性、耐碱性、热性能的影响因素分别为晶化时间、核化时间、晶化时间、核化温度、晶化温度、核化时间；黄河泥沙微晶玻璃的最佳核化/晶化制度为核化温度750 ℃、核化时间60 min、晶化温度910 ℃、晶化时间180 min，其弯曲强度79.07 MPa、杨氏模量51.59 GPa、维氏硬度6.37 GPa、断裂韧性1.39 MPa·m^1/2，满足《建筑装饰用微晶玻璃》行业标准性能要求；当核化温度为720 ℃、核化时间为60 min、晶化温度为880 ℃、晶化时间为180 min时，黄河泥沙微晶玻璃介电常数和介电损耗分别为7.43、0.88，满足《电子元器件结构陶瓷材料》国家标准性能要求。

黄河“几字弯”地区被誉为我国北方重要的“能源粮仓”，在“双碳”目标背景下面临传统高耗能产业减排约束和资源型经济转型挑战，亟须通过科技创新推动绿色低碳发展。为给该地区乃至黄河流域生态保护和高质量发展提供参考，以黄河“几字弯”地区15个地级市为研究对象、以2012—2022年为研究期，采用优化的四阶段SBM-DEA模型测算各市低碳创新效率，采用Dagum基尼系数、标准差椭圆、引力模型等对黄河“几字弯”城市低碳创新效率时空差异进行探究，并进行了σ收敛和β收敛检验。结果表明：1）2012—2022年黄河“几字弯”城市总体低碳创新效率较低、经历了N形波动，仅中卫和太原两市达到DEA有效，其他地级市未能达到DEA有效；2）黄河“几字弯”城市间低碳创新协同合作较少，区域一体化发展水平较低，低碳创新发展存在“单打独斗”的现象；3）黄河“几字弯”城市低碳创新效率在空间上大致表现为“南高北低”、两极分化，各市存在“追赶”效应，研究期末高效率城市数量增多，但各市间差异仍然较大；4）教育水平的提高对黄河“几字弯”城市低碳创新效率有显著提升作用，而经济发展水平与城镇化率的提高对黄河“几字弯”城市低碳创新效率有抑制作用。针对黄河“几字弯”城市低碳创新存在的问题，提出了相应的建议。

开展碳储量时空变化研究，是立足“双碳”目标，实现区域低碳高质量发展的重要前提。采用监督分类结合实地查勘的方法，利用高分辨率卫星影像数据提取巴彦淖尔市土地利用信息，并基于InVEST模型量化2015—2021年巴彦淖尔市碳储量时空变化过程。结果表明：1）2015—2021年巴彦淖尔市碳储量呈增长趋势，共增加97.55×10⁶ t，碳储量高值区域集中分布在磴口县、杭锦后旗、临河区、五原县；碳储量低值区域集中分布在乌拉特后旗、乌拉特中旗；2）土地利用类型变化与碳储量变化趋势一致，相较于2015年，2021年巴彦淖尔市耕地和草地面积增加明显，增量分别为1 740.00 km²和11 099.09 km²，未利用地减少13 143.96 km²，水域面积6 a间呈先增加后减少的趋势。乌拉特后旗和乌拉特中旗未利用地转换为草地面积变化显著，碳储量分别增加36.72×10⁶ t和58.70×10⁶ t。

新质生产力是现代化产业体系建设的核心驱动力。为给黄河流域产业深度转型升级、构建现代化产业体系提供参考和借鉴，结合黄河流域生态保护和高质量发展目标，分析新质生产力赋能黄河流域传统产业高端化、智能化、绿色化深度转型升级，以及通过颠覆性技术和前沿技术创新赋能新兴产业和未来产业的内在逻辑，并根据黄河流域发展现状剖析了新质生产力赋能过程中科技创新基础薄弱、高素质劳动者供给不足、绿色转型压力大、数据要素活力不足、新型生产关系不完善等问题。基于此，从培育高素质劳动者、强化科技支撑、疏通数据要素流动渠道、加快绿色低碳转型和深化体制机制改革等方面提出强化新质生产力赋能黄河流域现代化产业体系的实践路径。

为了给加快黄河流域新质生产力发展提供参考，在分析新质生产力发展内在机理的基础上，从劳动者、劳动对象、劳动资料3个维度构建新质生产力评价指标体系，依据黄河流域九省（区）面板数据，运用纵横向拉开档次法测度2012—2022年黄河流域九省（区）新质生产力发展水平，采用Kernel核密度估计法、Theil指数分析黄河流域新质生产力发展水平的区域不均衡性，采用莫兰指数和ArcGIS进行新质生产力发展水平的空间关联性分析和空间格局分析。结果表明：1）黄河流域新质生产力发展水平整体不高，但发展态势良好，九省（区）均呈上升趋势；2）各省（区）新质生产力发展水平差异显著，其中山东最高、四川和陕西两省次之、青海和甘肃两省相对较低，从区域比较来看下游地区最高、中游地区次之、上游地区最低；3）黄河流域新质生产力发展水平的空间差异主要表现为上游地区与中下游地区的差异较大，以及上游五省（区）中四川与其他省（区）的差异较大且研究期末两极分化现象仍然比较明显；4）黄河流域新质生产力发展水平存在显著的空间正相关性，空间格局为南高北低、东高西低，山东、河南、陕西三省为高-高集聚区，山西与内蒙古两省（区）为低-高集聚区，甘肃、宁夏、青海三省（区）为低-低集聚区，四川为高-低集聚区。加快新质生产力发展的建议：因地制宜，发挥优势，弥补短板；区域联动，协同发展；科创主导，加强科研成果转化和应用；产业升级，为新质生产力发展创造更多机会和条件。

黄河上游是流域径流的主要来源区，量化气候变化和人类活动对上游径流变化的影响，对黄河流域水资源管理和开发利用具有重要意义。构建了黄河上游SWAT水文模型，完成基准期（1964—1980年）模型的率定与验证。模拟评价了评估期（1981—2020年）气候变化和人类活动（取用水、水库调蓄及土地利用等）对径流变化的影响。结果表明：1）流域降水量及气温普遍呈上升趋势（降水量增幅为8.11 mm/10 a，升温速率为0.35 ℃/10 a），气候变化影响强度存在空间异质性，源区吉迈站气候因子贡献率达94%，而头道拐站降至21%。2）人类活动对径流衰减的影响呈现空间梯度特征（兰州至头道拐段占比为60%~80%），其中取用水占主导地位（占比为40%~45%）；水库投运调度导致汛期径流减少18.11%±6.27%，非汛期径流增加12.33%±4.2%。3）1964—2020年黄河上游年径流量整体降幅为1.48亿m3/10 a，从径流来源解析看，降水补给占主导地位，占比为80%±11.33%，冰雪冻土融水及地下水补给次之。本研究揭示了黄河上游气候变化与人类活动的非线性叠加效应，为厘清气候变化背景下黄河上游径流变化规律提供了理论支撑。