土地利用动态变化对生态平衡和可持续发展至关重要。研究以内蒙古通辽市奈曼旗为例，利用时序遥感数据对其土地资源利用进行变化监测与时空分析，以支持其可持续发展。针对该地区农牧交叉带的复杂性，研究深入挖掘时序卫星影像的季节特征，生成高精度土地利用产品。基于所得结果，分析奈曼旗地区过去40 年的土地利用时空变化规律，并评估不同土地利用变化的生态影响。结果显示，奈曼旗的土地利用呈现显著的时空变化特征：北部地区面临沙漠化恢复、城 市扩展与农用地增加并存的趋势，而南部山区则出现了一定程度的退耕还林现象。因子贡献度分析表明，该地区的农业用地变化、沙漠化生态恢复及地表水体覆盖减少对该地区的土壤水含量影响显著，强调了农业节约用水、沙地生态修复和水资源保护对农牧业可持续发展的重要性。同时，为奈曼旗地区的土地资源管理提供重要的数据支持，并为该地区的可持续发展策略提供了科学依据，助力生态环境与经济发展的协调推进。

科尔沁沙地位于半干旱与半湿润气候过渡区，生态系统类型复杂且脆弱，是中国北方沙漠化最为严重的地区之一。然而，有关该区域土地沙漠化的生物地理学基础及治理成效的综合研究较为薄弱。科尔沁沙地深厚的沙质沉积（80~200 m）地层结构是该区域地下水储量相对丰富的基础。1985—2000 年，科尔沁沙地土地沙漠化防治成效显著，此后，治理出现瓶颈（沙漠化土地面积减小幅度下降，生物量恢复趋势平缓）。尤其在气候变化条件下，科尔沁沙地土地沙漠化防治面临的主要挑战是水资源胁迫。通过综述与分析科尔沁沙地生态脆弱的地理学基础、土地沙漠化与恢复过程、生物生产力变化与地下水动态等研究成果，为科尔沁沙地水土资源的科学管理及退化土地持续恢复提供了理论依据和数据支撑。

立足乡村振兴战略与地理科学视角，结合内蒙古奈曼旗产业发展转型的地方需求，获取了 天眼查企业数据库的奈曼旗企业大数据并进行了空间化，采用GIS 空间分析和大数据分析方法，分 析了奈曼旗产业发展的时空演变特征，探究其空间格局的影响因素。结果表明，奈曼旗产业的空 间分布随时间演进逐步呈现出以大沁他拉镇为集聚中心、贯穿全旗的偏南偏北走向的条带状特 征；人口分布、交通条件、土地利用因素影响着奈曼旗产业的空间格局，产业偏向于分布在临近国 道与省道的城镇用地区域，且人口越多该特征越突出。基于分析结果与产业发展实际，进一步对 奈曼旗产业发展的结构转型、空间布局优化提出了科学建议，对奈曼旗产业发展具有指导意义。

内蒙古奈曼天然碱矿是我国近年发现的超大型矿床，查明资源量达20.77 亿t，是我国乃至亚洲目前探明资源量最大的天然碱矿。该矿床位于松辽盆地西南缘奈曼凹陷，赋存于下白垩统义县组—九佛堂组地层中，矿床具有品位高、矿层厚度大、埋藏较深及矿物组成复杂等特点，垂向上表现为碱矿层、盐岩层与泥岩层互层，有高达118 层沉积旋回，横向上呈透镜状展布，已识别出天然碱、苏打石、碳钠钙石、氯碳钠镁石、碳钠镁石、碳酸钠和碳氢钠石7 种天然碱矿物以及石盐、硬石膏、硅硼钠石、钠长石、钠沸石、淡钡钛石、霓辉石和霓石8 种伴生矿物。为什么会在早白垩世温室期，伸展构造背景下形成奈曼天然碱矿大规模富集？需要从以下几个方向进行探索：深入探究伸展构造背景下断裂系统对热液运移的通道作用及盆地持续沉降对矿层形成和保存的影响；通过地球化学示踪技术解析火山岩风化、深部岩浆热液及大气高浓度CO2的物质贡献；结合放射性同位素定年与生物地层学方法精确约束成矿时代；综合古气候—古地理指标与沉积旋回分析，阐明古气候古环境对碱矿沉积旋回的控制机制。通过上述深部构造—物质来源—成矿时间—沉积气候环境协同耦合成矿研究思路，可揭示奈曼超大型天然碱矿形成机制与成矿模式，且具有重要的基础科学意义。同时，研究成果能够支撑松辽盆地及外围天然碱矿勘查，促进我国纯碱产业升级，具有重要的战略实践意义。

海洋中尺度涡携带了海洋上层超过90% 的动能，是调控物质和能量输送的关键动力过程。南海作为西北太平洋最大的半封闭边缘海，是中尺度涡的高发区，其生消动力过程复杂，长期以来一直是物理海洋学研究的重点。通过对国内外相关文献的综合分析，发现对南海中尺度涡三维结构的认识更加清晰，生成机制主要包括局地风应力、吕宋海峡黑潮入侵、太平洋Rossby 波西传或多种因素共同作用，而其耗散主要由传播过程中的失稳或与内波发生相互作用导致；现有主流数值模式、同化和人工智能技术虽然具有重构和预报中尺度涡的能力，但准确度仍有待进一步提高，可为南海中尺度涡动力过程的深入理解与业务化预报技巧的提升提供系统性参考。建议未来中尺度涡研究应聚焦于多技术融合的协同优化路径，将中尺度涡动力理论、先进的海洋数值模式、资料同化、大数据和人工智能等技术进行有机结合，以进一步提升中尺度涡旋的预报精度。

植物群落稳定性是维系草原生态系统结构完整性、功能与服务可持续性的核心生态学议题，在全球气候变化和人类活动加剧的背景下，其影响机制已成为生态学和植物学研究的前沿焦点。在前人研究的基础上，从稳定性理论内涵及表征参数、多样性—稳定性关系、草原生态系统植物群落稳定性的影响机制等方面梳理了当前研究进展，指出现有研究中存在的关键问题，并对未来可能的研究重点进行了展望。研究表明，在气候变化与人类活动影响下，草原生态系统植物群落稳定性主要受到超产效应（选择效应与互补效应）、保险效应、异步性效应、补偿效应、投资组合效应、统计平均效应以及土壤养分可利用性等生物机制或非生物因素的共同调控，且具有明显的生态系统类型特异性和时空尺度依赖性。未来需要构建“多扰动要素—多调控过程—多时空尺度/组织维度”的系统研究范式，以便进一步深入解析全球变化背景下草原生态系统的结构、功能和稳定性之间的内在关联机制，为草原生态系统可持续发展与适应性管理实践提供参考依据。

中国陆架海作为人类活动深度影响的典型海域，生态环境变化显著，对深化海洋学认知与推动海洋环境保护研究及资源开发具有重要的科学意义和实践价值。近年来，随着人类活动的加剧，该海域营养盐水平和结构发生了显著变化，赤潮（有害藻华，HABs）发生的特征和优势种群呈现出新的演变态势。系统综述了中国陆架海营养盐水平和结构变化与赤潮发生的研究进展，深入剖析了当前生态环境存在的主要问题，并对未来发展方向进行了展望。研究发现，中国陆架海的海洋生态环境演变呈现以下特征：磷的限制性和有机氮磷的作用日益凸显，出现赤潮优势种由硅藻向甲藻转变、在某些海域赤潮与绿潮并发的趋势。这一演变过程既受到陆源输入持续变化的驱动，也受到海洋生态系统自身调节机制的影响，是营养盐水平和结构变化长期累积作用的结果。值得注意的是，陆源营养盐管理与陆架海赤潮发生频率之间存在明显的时滞效应，其增加了治理效果评估的难度，也对生态风险临界点或阈值的科学设定提出了挑战。尽管中国在营养盐水平和结构演变与赤潮风险研究领域已取得显著进展，但仍面临诸多挑战，特别是长期系统的观测数据积累不足、研究领域的广度和深度有待拓展、陆海相互作用机制尚未完全阐明。未来研究应着重深化陆海耦合过程研究，完善海洋环境监测网络，提升数据处理水平和技术创新能力，特别是明确氮磷管理的阈值和“测—溯—算—治”的系统策略，从而推动中国陆架海洋环境研究向更高水平发展。

内蒙古自治区通辽市奈曼旗的天然矿物麦饭石可应用于水质净化及环境修复等多领域。风化作用改变麦饭石的理化性质，进而影响其对重金属的吸附性能。针对奈曼旗南部山区麦饭石产地的不同深度样品开展风化程度鉴定、重金属吸附实验，并结合理化性质表征进行防控机制探析。研究表明，奈曼旗麦饭石主要受物理风化作用影响，根据表观特征、化学蚀变指数和风化系数（Kf）可判断深层样品为微风化状态，表层样品为中等—强风化状态。风化作用使得表层麦饭石中石英和斜长石晶体破坏，比表面积增加66.81%，3.6~4.0 nm的孔径占比从12.36% 增加到40.05%，碱性元素流失，零点电位明显左移，从7.09 移至小于2.00。深层麦饭石更易吸附地下水中的阴离子型重金属特征污染物铬，理论最大吸附量为0.90 mg/g；表层麦饭石更有利于对土壤中阳离子型重金属特征污染物镉的吸附，理论最大吸附量为5.57 mg/g。吸附过程的表面扩散、中孔内扩散和微孔内扩散3 个阶段均在24 h 内达到平衡。麦饭石对重金属的多分子层吸附以静电作用为主，也包括表面羟基络合等。自然地质风化作用造成麦饭石零点电位左移等理化性质改变，由此产生对土壤—地下水中特征重金属的综合防控能力，研究为奈曼旗麦饭石在地下水水质净化方面的可持续开发利用提供了理论依据。

为了提高铀矿钻孔地层岩性识别的准确性，解决传统集成学习模型识别地层岩性效果不佳的问题，提出了一种基于主成分分析优化的Stacking 集成学习模型。首先，基于皮尔逊相关系数量化测井参数与目标岩性的线性关联强度，结合测井地球物理机理，筛选出与岩性关系较为密切的6 个测井参数作为输入特征。同时，计算基学习器预测误差的皮尔逊相关系数，并使用Q统计量矩阵评估预测结果的相关性，从中筛选出误差互补性强（即低相关性）且预测模式差异显著（即低Q值）的基模型组合。通过主成分分析算法对基模型的预测结果进行加权融合，并将这些融合后的特征作为输入，构建第二层元模型的训练数据，从而实现一个高精度的多层次集成学习模型。实验结果表明，基于主成分分析优化的Stacking 模型的识别精度达97.19%，明显优于传统Stacking 模型以及所有个体模型的性能，这一结果验证了所提出方法的有效性，为砂岩型铀矿钻孔地层岩性识别研究提供了新的思路和方法。

奈曼旗作为科尔沁农牧交错带水源涵养区，区内发现的富锶—偏硅酸地下水，可为地下水 健康研究以及矿泉水开发提供契机。以内蒙古奈曼旗南部山区为靶区，基于水文地质调查与37 组 地下水样品测试数据，采用水文地球化学分析方法，揭示了富锶—偏硅酸地下水空间分异规律与 成因机制。结果表明，研究区地下水呈中性—弱碱性，水化学类型以HCO3-Ca 型为主，锶含量介于 0.24~1.83 mg/L，偏硅酸含量介于14.9~29.9 mg/L，富锶—偏硅酸复合型地下水分布在区内麦饭石 矿区周边；碳酸盐岩与硅酸盐岩风化溶解以及阳离子交替吸附促进了地下水中锶的富集，室内实 验表明，麦饭石的溶滤有利于偏硅酸地下水的形成；研究也指明了区内孔隙—裂隙含水层具备富 锶—偏硅酸地下水矿泉水开发潜力，为乡村振兴与地质资源协同利用提供科学依据。

奈曼旗农牧交错带地处科尔沁沙地腹地生态脆弱区，其地下水水化学形成机制与背景值 研究可支撑水资源配置及农牧业绿色发展。基于水文地质调查与水文地球化学分析，结合自组织 映射神经网络与K-means 聚类混合算法，揭示了地下水化学组成、主控过程及环境背景值。结果表 明：地下水化学组成空间差异性强，但水化学类型均以HCO3-Ca·Mg 为主，呈弱碱性；地下水化学演 化主要受碳酸盐矿物的溶解—沉淀以及硅酸盐矿物的风化溶解驱动，同时受控于正向阳离子交替 吸附作用；总铁、F-、TDS 和NO3-N是影响奈曼旗地下水质量的关键指标，通过水文地球化学图解 法、Grubbs 检验及自组织映射神经网络多方法联合估算其视背景值范围分别为0.42~0.56 mg/L、 0.34~0.38 mg/L、181~188 mg/L 和0.22~1.58 mg/L，其中，总铁的高背景可能与菱铁矿溶解有关，而 F-富集则受控于萤石溶解及正向阳离子交替吸附作用。这为区域水资源优化管理、污染防治及生 态保护提供了科学依据。

海相沉积型磷块岩及富稀土深海沉积物（统称海相沉积磷灰石相关稀土资源）因分布广、储量大和重稀土富集，被认为是继碱性岩型与离子吸附型稀土之后的重要接替性资源。该类矿床产业化开发需以深入认知其资源禀赋及成矿机制为前提，基于此，梳理了近15 年研究进展，聚焦该类矿床的全球分布、开采技术、稀土赋存及富集机制。研究表明，全球已发现多处具经济价值的矿化区，资源潜力巨大，但受制于开采技术，商业化开采尚难实现。在成矿机理上，该类资源整体受控于“磷—稀土”耦合机制，矿物—溶液界面反应与早期成岩作用是稀土富集的关键，其中磷块岩型主要依赖胶磷矿吸收与黏土矿物吸附固定来自陆源、海水或热液的稀土，而深海沉积型则通过生物磷灰石骨架类质同像置换直接捕获海水中的稀土。这些认识为稀土成矿理论完善和未来开发奠定了基础，但研究仍处早期阶段，系统性和深度不足，未来亟须多学科多技术协同攻关，重点突破储量精确评估、开采技术研发及成矿理论完善。

冰云是天气和气候系统中重要的组成部分，冰晶取向通过影响其散射特性，进而影响遥感 反演和数值预报的准确性。随着冰云探测卫星计划的推进，精确量化冰晶取向的需求日益凸显。 综述了国内外冰晶取向遥感探测的研究进展，系统回顾了主被动遥感技术在不同波段的应用，分 析了各类遥感手段的探测机理及优劣势，特别强调了星载太赫兹辐射计的应用前景。尽管现有遥 感技术在冰晶取向研究中展现出一定潜力，但受限于冰晶复杂性、观测能力和反演算法的制约，定 量反演仍面临挑战。未来研究应聚焦于新型探测设备研发、冰晶散射特性精确计算、辐射传输理 论优化以及多源遥感数据融合。

表生环境中广泛存在纳米铁（氢）氧化物和磷酸盐矿物，这些物质相对磷（P）和稀土元素 （REEs）具有显著固定作用。以含磷和稀土元素的水铁矿和磷灰石为磷源，采用透析方法（阻隔细 胞与矿物），探究弱碱性、高CO23-浓度条件下蓝藻（铜绿微囊藻，Microcystis aeruginosa）对纳米矿物 结合态磷的利用及其对稀土元素的分馏作用。结果表明铜绿微囊藻可以较低的效率利用纳米矿 物结合态磷，而溶解态及含稀土元素纳米颗粒均对铜绿微囊藻产生一定程度的毒害作用。稀土元 素实验中，经过17 d 的培养后，所有实验溶液均富重稀土；对藻细胞及胞外多聚物，除高浓度溶解 态稀土元素实验（富轻稀土）和水铁矿+透析实验（富重稀土）中出现稀土元素分馏，其余实验中稀 土元素均无分馏；丝状胞外多聚物富中稀土尤其是Sm、Eu、Gd，次生钙磷酸盐及铁（氢）氧化物富中 稀土—重稀土。研究认为，弱碱性条件下菌体及胞外多聚物对REE3+的选择性吸附导致溶液中总 是富重稀土；溶液中稀土元素与阴离子（尤其是CO^2-₃）比值大时菌体及胞外多聚物中富轻稀土；稀 土元素来源于矿物时菌体及胞外多聚物中稀土元素分馏不明显；胞外多聚物选择性络合矿物中的 稀土元素可能导致菌体及胞外多聚物中富重稀土；胞外多聚物及次生物相选择性富集中稀土—重 稀土可能具有潜在的环境指示意义。

随着气候危机日益严峻，地球气候系统模式作为预估和应对未来气候变化的关键数值模 拟工具，其重要性愈发凸显。耦合模式比较计划旨在推动模式发展并深化对地球气候系统的科学 认知，已成为国际间模式交流与应用的核心平台。概述了中国参与第六次耦合模式比较计划的情 况，并统计分析了中国地球气候系统模式在第六次耦合模式比较计划相关研究中的被引用情况、 研究概况及特点。结果发现，中国模式应用广泛，影响力较强，但缺乏高被引成果的引用，需要整 合资源集中发展代表模式。此外，简要介绍了正在筹备中的第七次国际耦合模式比较计划，并总 结了中国在模式发展方面所面临的机遇与挑战。中国模式应用前景广阔，但仍有提升空间，应继 续加大研发投入，保持国际竞争力，为继续深度参与全球气候变化治理做好准备。

祁连山是青藏高原向北扩展形成的最年轻山体，其抬升扩展对于理解高原的扩展过程和 隆升机制以及造山带演化等科学问题具有重要意义。水系演化能够比较快速地响应山地的抬升 扩展，在祁连山地区开展水系的发育演化研究是探讨山体抬升扩展过程的重要手段。基于对剥蚀 面、河流阶地、风口和古河道等地貌记录以及新生代沉积地层开展的年代学与物源研究，当前祁连 山地区水系演化研究取得如下成果与认识：①祁连山东部黄河上游干流的形成演化是在构造抬升 或者气候变化的驱动下，河流向上游发生溯源侵蚀和袭夺的水系重组过程；②祁连山北部石羊河 与黑河流域、祁连山东部兰州盆地开展的河流阶地研究显示，气候变化与构造抬升分别控制着河 流的下切时间（冰期向间冰期过渡期、间冰期）和下切幅度，全新世以来阶地的形成主要受到气候 变化的控制（暖湿期河流下切）；③河流阶地可靠地记录了祁连山东部黄河重要支流湟水河（流向 反转）与大通河（河流袭夺）的演化过程；④祁连山北部榆木山地区与南部乌兰、查查盆地开展的新 生代沉积物年代学、物源与古水文研究，较可靠地重建了区域水系演化历史，显示出沉积地层在重 建可靠、详细的水系演化过程中潜力巨大。同时，还存在诸多亟需解决的问题，开展深入的地貌面 与沉积物定年研究，多物源方法融合的物源分析，持续的地貌特征研究，以及数值模拟与仿真模拟 研究，将成为今后研究的重点与趋势。

经过50 余年的持续研发与技术创新，我国风云气象卫星系统取得显著成就，成功发射了21 颗卫星，目前8 颗在轨稳定运行，构成了包含地球静止轨道、太阳同步极地轨道和倾斜轨道的卫星 组网观测体系。通过回顾风云气象卫星及遥感仪器的发展历程、现状，地面系统在数据接收、处理 及运行方面的效能，以及应用系统的建设与服务情况，综合分析风云气象卫星及其地面应用系统 的技术能力。通过与全球主要国家在气象卫星组网观测、遥感仪器技术、地面系统运行能力的对 比分析发现，风云气象卫星尽管部分性能指标仍有提升空间，但其已具备完善的轨道布局和遥感 仪器配置，且遥感仪器的探测能力已达到国际先进水平。地面系统则建立了高效的数据接收、处 理与服务流程，数据预处理技术先进，地理定位精度达到亚像元级，辐射定标精度在可见近红外波 段达到3%，红外波段达到0.2 K。此外，风云气象卫星系统已构建全面完备的大气、陆地、海洋及空 间天气定量产品体系，并建立了中国遥感卫星辐射校正场，常态化开展辐射定标与遥感产品真实 性检验工作。风云卫星数据在天气分析、气候变化研究、生态环境监测及自然灾害预警等多个领 域得到了广泛应用，且应用水平不断提升。未来，风云气象卫星观测系统将朝着构建混合架构空 间观测体系、观测要素全面精准感知以及星地系统智能高效运行，数据处理融合新兴技术，遥感应 用场景深化，国际合作共享等方向发展。

基于“正排放时期—净零时期—净负时期”的划分方法，建立了面向碳中和的气候变化预 估与风险研究新框架。聚焦在“一带一路”主要区域，系统开展了SSP1-1.9 和SSP1-2.6 两种可持续 发展路径情景下面向碳中和的未来平均与极端气候变化预估与灾害风险研究。在全球碳中和时 期，预计“一带一路”主要区域平均与极端气候变化将呈现新特征新格局，气候灾害风险将出现新 变化。建立的新框架为气候变化未来预估与灾害风险评估提供了新方案，建议正在启动与开展的 联合国政府间气候变化专门委员会第七次气候变化评估报告及将来的气候变化评估报告应纳入 面向碳中和的气候变化评估作为重要部分，为人类社会共同应对气候变化和实现可持续发展提供 新认识。最后，讨论了人工智能技术在未来气候变化预估与风险评估中的应用。

短时强降水是我国最主要的强对流灾害天气之一，易造成城市内涝和山洪、泥石流以及滑 坡等次生地质灾害。回顾了近年来我国短时强降水的主要研究进展，并简要对比了美国和欧洲的 相关研究成果，涵盖了短时强降水的时空分布特征、大气环流形势和环境条件、雷达回波特征和雨 滴谱特征以及地形和城市化对短时强降水的影响及其机制；总结了人工智能在我国短时强降水潜 势预报和短时临近预报中的应用。随着全球变暖，短时强降水频次和强度都呈增加趋势，今后需 要进一步研究其形成机制和环境条件，提升观测时空分辨率，加强新型观测资料应用，通过融合分 析多源且稠密的观测资料，提升高分辨率的快速更新循环同化数值模式预报能力，改进和发展深 度学习预报模型和算法，尤其是研发深度学习大模型来提升短时强降水的预报预警能力。

地球中高层大气是研究大气过程乃至气候变化的重要区域，目前对中高层大气的长时间 观测和数据分析仍然非常欠缺。太赫兹临边探测技术能够全天时、近乎全天候地获得较高垂直分 辨率（1~5 km）的大气廓线，特别是对部分臭氧损耗相关的卤素气体敏感，是测量地球中高层大气 参数的重要手段。围绕太赫兹临边探测技术，系统回顾了太赫兹载荷的技术发展历程和现状：太 赫兹临边探测已成功实现中高层大气中多种痕量气体的高垂直分辨率廓线测量，但现有载荷仍面 临系统体积庞大、噪声抑制能力不足等瓶颈问题；基于最新预研的载荷方案，下一代太赫兹探测系 统主要侧重于低噪声和小型化技术的发展；当前主流的物理反演算法计算效率较低，通过引入人 工智能技术，可在保证精度的前提下显著提升反演效率；未来亟需突破太赫兹低噪声接收机和高 分辨率数字谱仪等核心技术，进一步推动我国太赫兹临边探测技术的发展。

三江源地区是我国重要的水源涵养地与生态保护区，揭示其冻融指数特征变化可为当地 多年冻土环境评估以及应对气候变化提供科学依据。利用第三极地区地面气象要素驱动数据集 （TPMFD）的逐日气温数据，通过大气冻融指数等方法分析了该地区1979—2022 年大气冻融指数 的时空变化特征。结果表明，近44 年三江源地区大气冻结指数平均为1 930.23 ℃·d，在空间上呈 现自西向东逐渐降低的特征；融化指数表现出相反的空间格局，平均值为879.25 ℃·d。总体来看， 近44 年三江源区大气冻结指数以-10.01 ℃·d/a 的速率呈波动减少趋势，且在2001 年发生突变；融 化指数以6.29 ℃·d/a的速度呈波动上升趋势，没有发生显著的突变。海拔作为关键影响因子，对三江 源地区冻融指数表现出显著的相关性，海拔每升高100 m，研究区融化指数约减少87 ℃·d，冻结指数 约增加107 ℃·d。

深空探测作为人类探索宇宙奥秘和推动可持续发展的关键途径，已成为空间技术领域最 活跃的战略前沿。经过数十年的发展，该技术已广泛应用于太阳系内各类天体的探测。2015 年2 月，首个以地球为目标的深空探测卫星——深空气象观测卫星（DSCOVR），在日地拉格朗日1 点 （L1）成功部署，为地球系统科学研究提供了新的视角和数据，同时也对传统卫星数据研究提出了 新的挑战。综合分析了自深空气象观测卫星发射以来，美国国家航空航天局（NASA）官方网站发 布的100 余篇相关论文和会议总结，从基础研究、应用研究到特色研究3 个层面，对深空对地观测 的发展现状、优势、未来发展及科学意义进行了综述。研究发现，深空气象观测卫星融合极轨—静 止卫星特性，具高时频、全球覆盖优势，可为多源数据联合使用提供基准，在多圈层宏观地球科学 现象研究中潜力巨大，未来有望通过革新传感器、优化探测技术、丰富观测点位，实现全时相、全方 位、全维度地球观测，助力全面认识地球系统变化规律。

为探究区域尺度极端径流演变及其气候驱动机制，以对气候变化较为敏感的湟水流域为 例，搜集流域8 个站点日均流量数据，基于Mann-Kendall 趋势分析和突变检验等方法定量评估径流 极值年际变化特征及其与极端降水、极端高温之间的关联。结果表明：近几十年，以3 年为周期，极 端高流量指数波动下降而极端低流量指数波动上升，湟水流域径流极端性有所降低；两类指数分 别在2000 年与2010 年发生突变，2000 年以前极端高流量指数水平较高而极端低流量指数较低， 2010 年后二者呈相反状态，之间均处于较低水平。极端径流变化与近几十年流域整体极端降水强 度显著上升和极端高温增强有关；具体表现为极端高流量与极端降水正相关，与极端高温负相关； 极端低流量与极端高温正相关为主，与极端降水相关性不明显。研究结果可为气候、水资源敏感 区域应对气候变化策略及水资源可持续管理做参考。

裂隙—基质双重介质地下水流解析模型的形状因子推导偏经验化。以标准抽水试验为 例，通过建构单一裂隙—带状基质介质的水流解析模型并求解其解析解，提出新的基质水流控制 方程及新的形状因子，避免经验化的水流方程和形状因子推导。对于裂隙网络—基质介质水流的 有限元数值解，新的水流方程和形状因子能够实现基质内无网格离散。结果表明：带状基质的形 状因子是基质宽度平方的倒数；圆形基质的形状因子是基质半径平方的倒数；其他形状基质的形 状因子是经验参数。基于新形状因子的解析解，预测的降深相对误差小于5%；然而采用既有形状 因子时，降深相对误差约为99%。当裂隙网络的面积与总面积的比值（裂隙密度）超过62% 时，裂 隙网络可简化为双重连续介质。数值解成功用于野外标准抽水试验。

矿物变形与滑移系的明确限定，对深入解析矿物响应外界应力和温度的内在机制及其流 变弱化过程具有重要意义。随着科技的快速发展及其在地质学领域的深度融合，为精细厘定解析 构造变形行为及其机理提供了契机。以典型的天然变形矿物，如石英与角闪石为例，通过显微构 造分析，并结合利用场发射扫描电镜（FESEM）搭载的电子背散射衍射（EBSD）探头探测的海量矿 物晶格优选取向数据进行综合分析。基于显微构造特征、电子背散射衍射mapping 数据、位错几何 结构类型及其属性，详细阐述了颗粒边界迹线与取向差（轴）分析方法，并揭示出石英和角闪石残 斑在塑性变形过程中，在亚颗粒旋转重结晶机制支配下，石英主要通过｛m｝滑移系、角闪石通过 多滑移系进行应变调节并实现细粒化过程。因此，电子背散射衍射颗粒边界迹线与取向差轴分析 方法结合显微构造特征，不仅能获得矿物变形精细的显微地质过程信息，还可以很好地地阐释从 单颗粒内部到颗粒（或基质）之间的取向演变规律，并有效地限定矿物变形过程中的主导滑移系及 其之相关的变形环境，在显微构造分析中具有重要的地质意义。

井壁坍塌压力的预测对钻井安全、降低施工成本以及实现高效钻井等具有关键意义，复杂 超深层地质条件下的裂缝发育状况对坍塌压力预测存在较大影响。常规的方法大多基于有限元 模拟进行三维地质力学建模，并用于三维坍塌应力预测。尽管该方法精度较高，但需要巨大的算 力资源，基于此提出了一种基于地震数据驱动的高效快速的地应力建模方法流程，进而用于三维 坍塌压力的预测。首先，结合叠前地震和岩石力学测井的多尺度数据资料，建立融入曲率属性的 组合弹簧模型，完成了三维地应力场的高效快速建模，并用于三维井周应力计算；其次，基于最大 似然属性，从三维地震数据中获取裂缝发育情况，为研究区提供三维弱面属性参数；最后，将井周 应力和裂缝参数带入Mohr-Coulomb 准则，进行沿裂缝面滑移的坍塌模型计算，实现了裂缝性地层 从一维测井数据到三维工区的坍塌压力预测。并将该方法应用于塔里木工区，结果表明，该模型 地应力预测结果与实测数据吻合度较高，达到93.79%；坍塌压力预测结果与地层微电阻率扫描成 像解释结果相吻合，验证了该方法预测井壁坍塌事件的可行性。实现了高精度坍塌压力的快速建 模，有效地为超深复杂地区的钻井施工提供了地质工程一体化解决方案。

土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热 状态的较长期变化，首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解，经参数率定 验证，表明该模型具有较好的可靠性和适用性，然后利用中国区域地面气象要素驱动数据集 （CMFD）驱动模拟了黄河源头区6 个钻孔1979—2018 年冻土地温的变化。结果表明，黄河源头区 冻土热状态在1999 年发生转变：1999 年前温度变化速率为-0.037~0.026 °C/a，1999 年后升温速率 为0.006~0.120 °C/a。分析表明1998 年的气候变暖突变及1999 年的极端气候灾害突变是黄河源头 区冻土地温在1999 年发生突变的主要原因；冻土地温升高，冻土热稳定性下降，将深刻影响冻土水 源涵养功能。该研究可厘清高原冻土对气候变化的响应规律，为加强黄河源头区生态环境分区管 控提供科技支撑。

雷暴大风是预报难度较大的强对流天气之一，为了继续提高雷暴大风的形成机理认识和 预报准确率，对国内外雷暴大风和相关对流系统的形成机理与预报方法的重要成果进行了回顾。 简要介绍了世界上雷暴大风的时空分布特征，中国的雷暴大风主要发生在东部地区，华北北部、东 北中南部和广东为高发区。概述了产生雷暴大风的母对流系统的组织类型、结构特征及雷暴大风 的形成机制：飑线和弓状回波是产生雷暴大风的主要对流系统之一，且容易产生强雷暴大风；飑线 或者弓状回波中的后向入流、γ-中尺度涡旋等系统是产生地面大风的重要结构特征。总结了雷暴 大风发生的大气环境条件和预报方法：大气环境的有关热力和动力因子都会影响雷暴大风的产生 和强度，但对流活动的强度主要依赖于对流有效位能和垂直风切变的共变关系；数值预报、基于物 理理解的方法（配料法）和深度学习/机器学习方法是目前在雷暴大风的短临、短期预报业务中采用 的主要方法。最后指出针对我国雷暴大风，在精细的时空分布特征、不同大气环境条件下雷暴大 风形成机理和预报方法等方面仍有待进一步研究。

沉积源汇系统研究通过分析物质从源到汇的全过程，旨在揭示地表动态变化、物质循环机 制及其对环境变化的响应，有助于我们全面了解沉积物从母岩风化、剥蚀、搬运至最终沉积的复杂 过程。传统的源汇研究多依赖于野外地质观测和实验室分析，这些方法受限于数据的可获取性较 差、时空分辨率低和多解性，难以捕捉过程的动态变化和长期、大尺度的系统演化。随着计算机软 硬件的飞速发展，数值模拟已成为源汇研究的重要工具。数值模拟能够弥补传统方法的不足，定 量分析沉积物在不同环境条件下的侵蚀、搬运和沉积过程，从而提供更全面、更动态的源汇系统演 化视图。重点介绍5 种主流的源汇系统数值模拟工具：Dionisos、SEDSIM、Landlab、goSPL 和 Delft3D。这些工具各具特点，适用于不同的研究场景。Dionisos 擅长模拟大尺度、长时间跨度的 沉积盆地充填过程，但结果趋于平均化，不擅长小尺度的动态变化模拟；SEDSIM基于水动力方程 精准模拟沉积过程，结果更符合实际情况，但模拟速度较慢，更多集中于碎屑岩沉积模拟；Landlab 提供高度自定义和多过程耦合的模拟能力，适合多种研究需求，但需要用户有较强的编程能力； goSPL能够进行全球尺度的高分辨率源汇过程模拟，但处理局部地质现象时存在局限，同时对计算 资源要求较高；而Delft3D在小尺度精细模拟方面表现优越，广泛应用于海岸、河流和湖泊环境模 拟，但对于大尺度模拟存在一定的局限性。未来，随着算力的进一步增强和算法模型的优化，预计 将出现更多高精度、多过程耦合的模拟工具。同时，大数据和人工智能技术在源汇研究中的应用 将成为重要趋势，也将更好地助力源汇模拟，推动该领域的多学科融合和智能化发展。

碳中和是应对全球气候变化的重要手段，而负排放技术是实现碳中和目标的关键一环。 海洋作为地球上最大的活跃碳库，在负排放技术开发中有着巨大潜力，为实现碳中和目标提供了 重要支撑。其中，海水碱度提升技术被认为是一种高效且兼具生态效益的负排放技术，即通过人 为投加碱性物质提高表层海水碱度，在促进海洋吸收CO2的同时，缓解海洋酸化。基于海洋碳酸盐 平衡体系等理论基础，概述了海水碱度提升技术的基本原理，并结合国内外研究进展，总结了不同 尺度的研究。从多维度对比评估了该技术的碳汇潜力和成本，指出其在实施路径、生态影响评估 和公众接受度等方面的挑战。结合海水碱度提升技术特点和我国沿海地区实际情况，提出了耦合 污水处理厂基础设施和海岸带工程等的协同实施路径，为推动海水碱度提升技术的工程应用提供 创新思路，进一步丰富了发展海洋蓝色碳汇的科学内涵和路径

阿里地区作为高寒荒漠草原的代表区域，是青藏高原独有的荒漠草原类型。其相对花粉 产量和相关花粉源范围，是基于花粉进行植被和气候定量研究的重要参数之一。基于阿里地区37 个样点的现代表土花粉和植被数据，利用ERV模型的不同子模型，以藜科花粉为参考种，估算了禾 本科、藜科、蒿属、菊科、十字花科和委陵菜属6 种主要花粉类型的相对花粉产量及相关花粉源范围。 结果显示，子模型2 估算结果最为理想，计算得到的研究区相关花粉源范围为1 550 m。主要花粉类 型的相对花粉产量如下：藜科（1.000），蒿属（1.286±0.058），菊科（0.689±0.043），委陵菜属（0.139± 0.008），十字花科（0.763±0.063）和禾本科（0.003±0.006）。留一法和REVEALS 模型检验表明，上述 相对花粉产量和相关花粉源范围结果均较为可信，可应用于区域植被重建。