分析了国家自然科学基金委环境地球科学学科2022年度项目申请和同行评议概况，指出了申请和评议过程中存在的问题，提出了改进建议，总结了2021年结题项目取得的主要研究进展，为科研人员后续项目申请提供参考。

西北地区是中国西部大开发的主战场和重要的生态环境安全屏障区，该区气候变化直接影响到“一带一路”倡议实施中的水资源、生态和环境安全。在全球气候变化背景下，西北地区气候呈现出明显的“暖湿化”现象并呈东扩发展趋势，极端降水事件趋多趋强。一方面，降水量的增加有利于该地区的水资源可持续利用和生态环境保护；另一方面，极端降水的增加也对区域综合防灾减灾提出了新挑战。针对近年来备受关注的西北地区气候“暖湿化”问题，从其演变特征、形成原因和物理机制以及未来趋势预估等方面进行了总结和评述，归纳了已有的科学共识，并进一步剖析了当前研究中存在的问题和不足，最后对未来科学研究的重点方向进行了展望。对西北地区气候“暖湿化”趋势、成因及未来预估进行系统回顾，将对今后深入研究西北地区气候“暖湿化”问题具有重要的科学指导意义。

碳中和现已成为全球共识。为实现碳中和目标，除了发展新能源降低碳排放外，提升固碳增汇能力是其重要途径。碳汇可分为海洋碳汇和陆地碳汇两大类。海洋碳汇包括沿海生态碳汇、海水生态碳汇和人工海洋碳汇。其中，沿海生态碳汇主要由海岸植被固碳效应和沿海沉积物负载形成，海水生态碳汇主要由海洋碳泵效应形成，这两种碳汇与季风洋流条件、陆源有机物输入、海岸地理条件和人为活动直接相关，人工海洋碳汇的可行性需要综合考虑对海洋生态的影响。陆地碳汇包括陆地植被碳汇、自然地质碳汇和人工地质碳汇。其中，陆地植被碳汇是通过森林植被、草地植被以及湿地植被等植物的光合作用实现，受气温与降水、大气成分、土地利用变化以及自然干扰等因素的影响。自然地质碳汇主要由土壤碳汇和岩石风化碳汇组成，土壤碳汇受区域植被条件、气候条件和土壤利用等因素影响，而碳酸盐岩和硅酸盐岩风化作用吸收大气CO₂的岩石风化碳汇主要受气温、降水、岩石类型、水文条件以及人类活动的影响。人工地质碳汇是将捕集后的CO₂注入地下指定区域进行长期封存形成，其封存能力受地质构造、储盖条件、地热、地层水动力、油气潜力和盆地勘探开发程度等因素的影响。从气候环境、自然资源和社会经济等多种措施有机结合实现固碳增汇，是未来实现碳中和的有效途径。

自工业革命以来，人类活动向大气排放了大量的CO₂，使得全球地表温度快速上升，为应对全球变暖，人类有必要大规模应用负排放技术。增强硅酸盐岩风化是一种基于地球化学原理的负排放技术，该技术旨在通过向农田或森林中添加硅酸盐岩粉末，加速硅酸盐岩的化学风化过程，以在较短时间内固定更多的大气CO₂。中国玄武岩储量丰富且分布广泛，并有大量未利用的矿山尾矿和碱性硅酸盐废料，因此通过增强硅酸盐岩风化去除大气CO₂的潜力很大。研究结果显示中国每年可通过增强硅酸盐岩风化去除0.13~0.80 Gt CO₂，有助于我国“碳中和”目标的实现，但目前增强硅酸盐岩风化仍面临诸多问题。结合国内外研究进展，总结了增强硅酸盐岩风化主要的应用效果和影响因素，对我国应用增强硅酸盐岩风化的潜力进行了分析，并从技术、经济、安全、社会和政策5个方面探讨了我国应用增强硅酸盐岩风化面临的主要问题。针对目前研究的热点与不足，对增强硅酸盐岩风化固碳量的计算及其应用的潜在危害性等需要重点关注的内容和面临的挑战进行了展望。

以深度学习为核心的数据驱动方法逐步应用于地球科学领域，但这类方法在模型的可解释性和物理一致性等方面还存在挑战。在遥感大数据背景下，如何结合深度学习和数据同化方法，发展陆地水循环过程模拟与预报的新技术和新方法成为地球科学领域的重要研究方向。重点梳理了近年来深度学习在改善陆地水循环要素观测数据质量以及深度学习如何减少物理模型不确定性方面的最新进展，从观测、模型和系统集成3个方面凝练出深度学习融合遥感大数据的陆地水文数据同化研究的关键科学问题： \mathrm{①} 深度学习反演遥感产品时，如何增强样本的时空代表性？ \mathrm{②} 如何发展数据同化框架下物理导引的深度学习新方法？ \mathrm{③} 如何通过“数据—模型”双驱动提升陆地水循环的可预报性？开展相关研究和探索将有助于推动“数据—模型”混合建模方法在水文领域的深入应用，提高陆地水循环过程的模拟和预测能力。

中国与蒙古国均是全球生态脆弱区分布面积最大、脆弱生态类型最多、生态脆弱性表现最明显的国家。中国和蒙古国生态脆弱区生态环境状况制约着区域生态和社会经济的可持续发展，对中国和蒙古国生态安全至关重要。因此，深入研究中国和蒙古国生态脆弱区生态系统的特征及其对全球变化的响应机理，为区域的生态环境恢复提供科学依据，是我国生态安全的需要。以碳氮循环为切入点，关注中国和蒙古国脆弱生态系统在全球变化背景下的响应，提出并综述了脆弱生态系统碳氮循环过程及耦合机制、全球变化对脆弱生态系统的影响、全球变化背景下脆弱生态系统安全阈值确定及风险评估、脆弱生态系统对全球变化的适应性管理等重点研究任务。认为面向我国生态安全的重大需求，亟需从以下方面展开研究：系统分析碳氮在水—土—气—生中的周转途径、形态转化及通量特征的年际、季节及昼夜特征，揭示脆弱生态系统碳氮循环过程、时空规律与耦合机制，回答脆弱系统碳氮汇功能发挥的主要机理；构建脆弱生态系统碳氮耦合的过程模型，定量分析不同气候变化强度对脆弱生态系统安全的影响程度和人类干扰对碳氮循环及其生态系统的影响，评估脆弱生态系统在地球系统碳氮循环中的作用及其碳氮的源汇效应，提出脆弱生态系统对全球变化的适应性管理对策和措施。

盐渍土的绿色改良和利用是培育健康土壤、保障全球粮食安全和缓解气候变化的重要保障。具有固碳、污染物控制和生态修复等多功能的环境友好型材料生物炭在土壤改良方面潜力巨大。近年来，生物炭对盐渍土改良的研究也备受关注。然而，生物炭对盐渍土的改良效果表现出极大的复杂性和不确定性，不同研究得出的结论差异较大，关键机制缺乏系统的总结。这极大地限制了生物炭技术在盐渍化土壤改良中的应用以及生物炭产业化的发展。基于此，综合分析了生物炭对盐渍化土壤物理、化学和生物学性质的影响，重点阐述了生物炭特性与盐渍土改良效果之间的联系和关键机制，最后指出了目前研究存在的不足和需要加强的方面，尤其强调了从土壤健康角度综合评估生物炭改良盐渍土效果的重要性和紧迫性，以期为生物炭的应用推广提供理论依据，为盐渍土壤的绿色开发提供技术保障。

白垩纪大洋缺氧事件记录了地球气候和古海洋环境的显著变化，是全球碳循环的主要扰动事件，受到了国内外学者的广泛关注。近20年来，随着金属稳定同位素测试技术的发展，越来越多的金属稳定同位素（例如钼同位素、锌同位素、铀同位素、铬同位素、镉同位素和钙同位素等）被用于研究大洋缺氧事件期间的环境变化。通过系统总结钼同位素（δ⁹⁸Mo）、锌同位素（δ⁶⁶Zn）和铀同位素（δ²³⁸U）的地球化学性质以及在大洋缺氧事件中的研究进展，发现钼同位素主要用于指示局部海洋硫化和非硫化环境的转变过程；锌同位素多用于区分局部海洋对初级生产力、大陆风化以及沉积物埋藏/分解等过程的不同响应情况；铀同位素可以估算全球海底缺氧面积占海底总面积的比例，同时可以结合碳—磷—铀耦合模型模拟全球海洋对大火成岩省形成、大陆风化、生物活动等过程的响应机制。但目前这些金属稳定同位素在海洋体系中的循环分馏机制尚未完善，且研究对象主要聚焦于大洋缺氧事件OAE2的沉积记录，未来还需要更系统全面的研究。

碳酸锂供需矛盾日益突出，科学预测未来中国碳酸锂需求量，对碳酸锂生产、进出口计划以及国家能源政策的制定具有重要意义。结合基于灰色关联分析和ARIMA-GM-BP神经网络的组合模型，选取2002—2021年中国人均GDP、产业结构、城镇化率、润滑脂产量、陶瓷产量、玻璃产量、空调产量、锂离子电池产量和新能源汽车产量作为需求情景预测的主要驱动变量，对中国2025—2035年碳酸锂需求进行预测，在此基础上提出了针对性的政策建议。结果表明：所选取的驱动变量与碳酸锂需求具有较高的关联性，且组合模型较单一模型预测精度更高。3种情景下2025年、2030年和2035年预测的碳酸锂需求量均值分别为42万t、69万t和103万t。

羟胺（NH₂OH）是海洋中极为活跃的痕量氮素之一，是氨氧化、硝酸盐异化还原成铵和厌氧氨氧化等诸多氮循环过程的关键中间产物，是构架海洋氮循环网络的重要组成。同时，NH₂OH也是温室气体氧化亚氮（N₂O）的重要前体物，与海洋N₂O的产生与释放紧密关联。因此，系统理解NH₂OH在海洋中的源汇格局、时空变异及其调控机理，对刻画海洋氮循环以及气候效应至关重要。然而，由于NH₂OH在海洋中纳摩尔级别浓度及其复杂、活跃的迁移转化过程，使得海洋学界对于NH₂OH的认识仍不清晰。系统综述了当前关于海洋NH₂OH的研究进展，重点总结了NH₂OH潜在的源汇过程、测定方法及其对海洋N₂O产生的可能贡献，以及海洋中NH₂OH的分布特征及其潜在影响因素。最后，梳理了关于NH₂OH测定和影响其分布的可能机理等方面存在的问题和难点，提出未来海洋NH₂OH研究的建议与展望。

气候—构造—剥蚀相互作用是地表层圈相互作用过程的重要方面，近年来相关的研究已逐渐成为地球科学界的热点。主要从数理分析、数值模拟和野外实证3个方面对近30年来气候—构造—剥蚀相互作用的研究进行了回顾和总结，认为以往因果效应的研究思路在一定程度上限制了地表层圈相互作用研究的发展，造山带更适合作为一个在内、外动力能量驱动下不断演化的开放系统来进行研究。总是趋向于平衡状态演化的造山系统会响应内、外动力条件的变化，同时也会反作用于内、外动力因素，但内、外动力因素之间保持相对独立。造山演化的系统观跳出了以往因果效应的思维局限，从而可以很好地解决气候—构造—剥蚀相互作用研究中存在的争议问题。

海底沉积物—水界面的耗氧通量是海底沉积物有机质矿化速率的重要表征参数，因此，开展沉积物耗氧特征的研究有助于了解整个海洋的碳循环过程。目前，海洋沉积物耗氧测量的主流方法包括溶解氧浓度微剖面法、底栖培养箱法以及涡度协方差技术。其中，新兴的涡度协方差技术是一种非侵入式且能反映较大范围内溶解氧通量的测试方法，具有很强的应用前景。从全球来看，大部分海域的海底耗氧通量主要受水深和初级生产力的控制，海底扩散耗氧通量和总耗氧通量均随着水深的增加而显著降低，且海底扩散耗氧通量与总耗氧通量的比值随水深增大逐渐趋近于1，这主要是由底栖生物量及其对海底耗氧的贡献随水深增大而显著降低引起的。尽管海底耗氧观测已开展了逾半个世纪，但海底原位数据仍然十分匮乏，尤其是在深海和一些极端海洋环境，且目前大量实测数据依然以短时间内的单点监测为主。在全球变暖和人类活动对海洋环境和生态系统影响日益增长的大背景下，开展高精度、长时序的海底原位耗氧观测将是今后重要的发展趋势。

青藏高原被誉为“亚洲水塔”，研究其水汽输送过程及水汽源地的水汽贡献率对于明晰高原的水汽收支情况有重要意义。首先介绍了现在常用的水汽输送过程及水汽源地的研究方法，并分析了这些方法的优缺点：欧拉方法可定性研究水汽输送特征；拉格朗日方法通过模拟气块运动轨迹，定量分析水汽来源及贡献；欧拉水汽标记法可以对水汽标记，追踪水汽输送过程；而同位素分析法则通过分析水体稳定同位素的变化研究水汽来源。其次重点对青藏高原及其周边地区的水汽来源及水汽输送过程的相关研究成果进行了梳理，分析了青藏高原的主要水汽通道及水汽输送特征。最后在此基础上对目前存在的问题进行了总结，对未来的研究方向进行了展望。

元素硒是许多生物（包括土壤微生物，植物、动物和人类）机体必需的微量营养元素之一，而且对植物、动物和人具有双重生物效应。半个多世纪以来土壤—植物系统元素硒的迁移、转化和富集过程一直备受关注。土壤硒的存在形态包括可溶态硒、可交换态及碳酸盐结合态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机物结合态硒和残渣态硒5种形态，其中可溶态硒和可交换态及碳酸盐结合态硒具生物有效性，有机物结合态硒随着有机质分解可转化为可溶态硒而成为土壤潜在有效硒源。不同植物硒含量水平取决于区域土壤有效硒含量和不同植物的硒吸收和富集水平。因此，土壤硒的生物有效性是决定食物链硒含量的关键，同时土壤有效硒通过调节根际环境和植物代谢过程提高植物抗逆性。土壤—植物系统元素硒的迁移和转化是一个复杂的生物地球化学过程，受地壳运动、母岩性质、气候、地貌、土壤环境（物理、化学和微生物活动）条件、土壤硒含量及其化学性质、植物种类及其生理习性、田间管理过程等因素的耦合作用影响。为充分合理利用土壤硒资源，将来应加强植物体内，尤其是主要粮食作物、蔬菜、果树和地道药材叶片、果实中硒迁移、转化和富集研究，为缺硒地区硒的生物强化、富硒地区农作物种植选择和居民食品选择及其风险评价提供基础数据。

中尺度涡对大洋环流、海洋能量平衡、水团分布、热盐和营养物质输运等方面都具有重要意义。根据其垂向密度结构和旋转流速核心位置不同，中尺度涡有表层和次表层中尺度涡之分。基于卫星海面高度计资料的应用，对表层中尺度涡的研究日趋成熟。次表层中尺度涡垂向密度呈透镜式结构，其最大旋转流速核心位于混合层以下，对次表层涡的研究依赖于现场观测资料。目前次表层涡在世界大洋中偶有发现，因此国内外对其研究方兴未艾。聚焦于西北太平洋的次表层中尺度涡，全面回顾了其观测和数值模式的结果，总结了其垂向结构特征、时空分布和移动规律，以及可能的生成机制等。同时展望了其对海洋能量平衡、水团分布、声传播和海洋生物地球化学要素分布等可能的影响，以及未来可能的研究发展方向。

硅质岩广泛分布于前寒武纪到新生代的造山带和沉积盆地中，对其成因和沉积环境进行研究对于了解区域的古地理、古构造、古海洋和古气候演化等信息具有重要作用。通过归纳总结已有的判别硅质岩成因和沉积环境的地球化学指标，认为硅质岩成因的判别应重点关注自生硅质矿物，并以外来混入物质作为参考，其有效的判别指标包括Al、Ti、Fe、Th、Ge/Si值、Si同位素和稀土元素等；硅质岩沉积环境的判别关键在于区分陆源物质和海底热液物质对硅质沉积的相对贡献比例，以往的沉积环境判别图解虽然有一定的实用性，但误差较大，需要谨慎使用。对于造山带中出露的硅质岩，考虑到其与洋板块地层关系密切，尝试建立了二者之间的关联模型。依据此关联模型，造山带中的硅质岩可分为洋脊—海岭亚型、远洋深海平原亚型Ⅰ、远洋深海平原亚型Ⅱ、洋岛—海山亚型、洋内弧亚型以及弧前海沟亚型。硅质岩—洋板块地层关联模型不仅为利用硅质岩恢复造山带增生杂岩原始序列提供了依据，同时将硅质岩作为区分大洋主洋盆和弧后、弧间洋盆的重要证据。以大洋钻探在太平洋获得的部分始新世硅质沉积为例，认为大洋主洋盆以发育几乎不受陆源和热液物质影响的深海平原硅质岩为特征，这类硅质岩具有Fe/Ti值接近20、Eu/Eu*值接近1.1以及负的Ce/Ce*值等地球化学特征。上述认识将为后续造山带中的硅质岩研究提供新的思路和参考依据。

强对流天气系统发展剧烈，常造成严重的暴雨、雷电、大风和冰雹等灾害。对强对流天气的准确预报一直是国际气象领域研究的难点和瓶颈问题，也是大城市防灾减灾关注的重点。强对流预报技术的发展已经从单纯依赖于雷达的图像识别，发展到雷达、卫星、高分辨率数值模式以及人工智能大数据预测融合应用的新阶段。在回顾国际强对流预报技术进展的基础上，介绍了上海气象业务部门近年来攻关研发的雷达自适应组网观测、雷达外推短临预测和数值预报误差机器学习订正等关键新技术及集成建立的上海强对流智能监测预报系统。这些技术成果的业务应用，在城市防灾减灾和精细化治理中已发挥了重要作用，可供相关研究人员参考。

准确获取大气中云粒子的原位探测信息，对于揭示气溶胶—云—降水形成物理机制、改进数值预报模式微物理参数化方案、评估人工影响天气催化效果等具有重要的应用价值。数字全息测量技术能够同时获取云粒子的尺度、速度、相态和空间位置等信息，且具有覆盖粒子尺度范围广（μm~mm）、空间采样精度高（可达mm量级）和仪器采样体积可准确确定等诸多优点，在云微物理观测领域具有广阔的应用前景。总结了目前国内外数字全息云粒子测量仪器的研究现状，分析了仪器研制所涉及的全息光路设计、机械防护和全息图处理等几个关键技术问题，并介绍了全息云粒子观测结果在揭示混合云内冰晶冻结机制和云中湍流混合作用影响微物理机制等方面的应用。最后，从技术应用角度对全息光路优化设计、全息图处理方法、仪器结构防护和外场观测试验等方面作了一定的思考和展望，以期为开展相关仪器研制和云微物理观测应用研究提供参考。

大气边界层是地球表面与大气之间水热、动量、能量和痕量气体等物质交换和输送的重要通道，在天气和气候的演变过程中有着重要作用。深厚大气边界层现象和特征、形成机理以及天气气候效应是大气边界层研究领域的热点问题，也是科学难题。着眼于对天气和气候高敏感、高影响的极端气候区和特殊地理区域，回顾梳理了深厚大气边界层的观测事实，归纳总结了不同地区深厚大气边界层的成因和影响因素，描述深厚大气边界层演变过程中独特的湍流运动图像，解析探讨了深厚大气边界层演变与沙尘滞空之间的关联。最后，提出了深厚大气边界层的未来研究关注重点和实现突破的4个关键科学问题，以期为更加系统地开展深厚大气边界层研究提供参考依据。

东印度洋—西太平洋暖池海区是全球重要的热量和水汽源区，在气候系统中起到驱动作用。印度尼西亚海道的开合控制了印度洋—太平洋暖池之间水体和热量的输送，影响着暖池的发展与演化。晚中新世以来，太平洋板块向西朝欧亚板块持续俯冲，印度板块与欧亚板块发生强烈陆陆碰撞，澳大利亚板块于10 Ma开始向北俯冲，这些构造运动使印度尼西亚海道逐渐关闭，改变了西太平洋和东印度洋之间的洋流体系。在上新世时期，作为西太平洋暖池和东印度洋暖池的连接纽带，印度尼西亚贯穿流的水体来源由高温高盐的南赤道太平洋水团转变为低温低盐的北赤道太平洋水团。印度尼西亚海道的关闭造成了印度尼西亚贯穿流的改变和西太平洋暖池逐渐强化，使东印度洋海水表层温度降低，次表层海水盐度降低。印度尼西亚海道和印度尼西亚贯穿流的协同演化不仅与澳大利亚西北大陆和东非大陆的干旱气候有关，还降低了对北半球高纬地区的热输送。经向热输送的改变可能促进了北极冰盖的形成，但是其对北极冰盖形成的具体影响途径和影响程度的大小还有待继续深入研究。

干旱通过相互关联的陆气系统与水文循环过程进行传播，在不同的地理时空传播演变成不同的干旱类型，如水文干旱、农业干旱、生态干旱和社会经济干旱等。在全球气候变暖和人类活动加剧的背景下，不同类型干旱之间的传播演变过程呈现出更多的不确定性。近10年来，对干旱传播时空特征、研究方法、演变过程以及驱动因素的理解逐步加深，但明确的科学观点仍相对匮乏。因此，从干旱传播的定义出发，系统分析了该问题的科学内涵，阐明了干旱传播研究的发展阶段。随后综合归纳了当前干旱传播的6类定量研究方法，包括阈值方法与游程理论、相关分析、因果分析、交叉小波、概率模型以及气象水文模型。并进一步从气象—水文和气象—农业两类干旱传播情景以及干旱传播驱动力方面，分析总结了当前形成的主要科学认识，揭示了全球范围内干旱传播研究发现的传播顺序、阶段阈值、时空异质性和人类驱动过程。最后分析指出了未来干旱传播研究面临的一系列挑战，包括进一步挖掘传播过程时空异质性、突破数学与物理知识鸿沟建立可信模型以及融入跨领域知识实现全过程的传播解析。对国内外干旱传播研究的前沿进展和挑战进行了系统分析，可为下一步干旱灾害分析与科学管理提供关键理论与方法支撑。

矿冶影响区重金属的迁移和富集造成了严重的土壤重金属污染问题。深入了解矿冶影响区土壤中重金属的来源和迁移途径是开展土壤重金属污染高效治理的科学基础。近年来飞速发展的金属稳定同位素在识别土壤重金属污染来源和明确重金属迁移过程等方面有较大的应用优势。对金属稳定同位素分析技术、示踪原理及溯源模型进行系统分析，综述了矿产开采及冶炼过程（高温冶炼、电化学工艺和尾矿风化）导致的金属稳定同位素分馏研究进展，并总结了金属稳定同位素在矿冶影响区土壤重金属污染源解析的代表性应用成果。V同位素体系处于初期研究阶段，土壤重金属源解析应用研究相对缺乏；Zn、Cd和Hg同位素在识别高温冶炼过程相关的重金属污染源时有较大优势；Cu、Tl和Ni同位素可直接指示土壤中矿石的输入。但是，目前还存在部分金属稳定同位素分析难度大、溯源模型应用限制多、金属同位素易发生分馏导致源不确定等问题。在未来的工作中，需进一步探索和优化金属同位素分析方法，建立更多金属稳定同位素指纹图谱，开发适用性更强、结果更精确的溯源模型，明确复杂界面过程和反应中的金属稳定同位素分馏特征及机理，加强金属稳定同位素在追溯土壤重金属污染形成的时间尺度等方面的实际应用。

中尺度天气现象对人类的生产生活有重要影响，中尺度数值预报模式是进行数值天气预报的主要工具。受模式分辨率和对天气现象物理机制认识不足的限制，许多复杂天气过程只能用参数化方案来隐式表达，对参数化方案进行研究有助于推动中尺度数值预报模式的模拟和预报效果的不断优化。在探讨国内外典型中尺度数值预报模式特性的基础上，综述了积云对流参数化方案、云微物理参数化方案、边界层参数化方案、陆面过程参数化方案和辐射传输过程参数化方案的研究进展，比较了代表性参数化方案的理论基础和应用场景，发现对独立或组合参数化方案效果的对比试验和改进试验是该领域主要的研究范式。认为参数化方案未来将走向深入探讨各种天气现象的影响因素和物理机制，多要素、多尺度和多方案耦合，更加重视对“灰色区域”的模拟，应用选择更加多元化，并与机器学习技术融合的发展模式。

气候增暖背景下，东亚干旱半干旱区降水发生了显著变化，水汽输送变化对该区域降水异常具有重要作用。回顾和梳理了近年来关于东亚干旱半干旱区的水汽来源的研究，重点关注外部水汽输送来源、季节差异以及局地蒸散发变化，讨论并展望了未来研究方向。现有研究表明，来自孟加拉湾—印度洋、南海、西太平洋和欧亚大陆陆地蒸散发的水汽分别通过南亚季风、南海季风、副热带季风和中纬度西风带传输至东亚干旱半干旱区，夏季以来自南海和西太平洋的水汽占主导，冬季基本取决于西风所携带的水汽含量。1979年以来，东亚干旱半干旱区年降水再循环率均呈现增加趋势，季节尺度夏季的再循环率高于冬季。未来主导东亚干旱半干旱区水汽输送特别是夏季水汽输送进而影响降水的源地以及路径需要进一步验证，量化外部输入水汽和内部蒸散发水汽相对贡献的研究或将成为未来研究热点，全球变暖背景下降水水汽来源变化仍需进行更为深入的研究探讨。

探究中国农业碳效应研究的现状、热点与趋势，可以为后续研究者提供参考，有助于提高该研究领域的广度与深度。以2009—2021年中国知网收录的708篇高水平期刊论文为基础数据，使用CiteSpace软件对作者、机构和关键词等信息进行可视化分析。结果表明： \mathrm{①} 研究现状方面，年发文量经历快速增长和稳定发展2个阶段，发文作者呈现“大体分散、局部集中”状态，大部分发文机构独立开展研究； \mathrm{②} 研究热点方面，发现了农业碳排放、碳排放、低碳农业、温室气体、农田生态系统和碳汇等核心关键词，识别出农业碳排放、土壤固碳、碳足迹、低碳农业、农业碳排放效率和碳减排6个聚类，找到了土壤固碳、土壤有机碳、低碳农业、温室气体减排、低碳经济、固碳减排、温室气体、对策、碳汇、lmdi模型、固碳速率和农业碳排放效率12个突现词，当前研究热点可以归纳为农业碳源/碳汇研究、农业固碳研究、农业碳减排研究、农业碳足迹研究和低碳农业研究五大类； \mathrm{③} 研究趋势方面，初现关键词集中在2009—2014年出现，农业碳效应研究呈现研究热度阶梯式上升、研究主题断崖式减少和研究方法逐渐多样化等趋势。最后，从中小区域、综合视角、全产业链、农户行为和粮食安全5个方面对未来研究方向进行展望。

集合预报是数值天气预报中发展最快的方向之一，已成为当前预报预测业务准确率和产品丰富性的重要保障。过去30年间，伴随着国际上集合数值预报科学研究的快速发展，业务集合预报技术和系统取得了长足进步。作为集合预报链条中面向下游用户的信息输出端，后处理系统已经成为大规模数据生成和产品制作功能一体化、多层次预报分析方法和技术高度集约化的综合平台，在发挥集合预报优势方面扮演着关键角色。首先回顾了国内外集合预报后处理系统发展历程以及后处理技术发展趋势和走向，归纳并阐述了集合预报后处理系统的主要功能。进一步详细介绍了中国气象局全球/区域集合预报业务系统的集合预报统一后处理系统针对上述各方面主要功能的设计思路、结构框架、关键技术和常规产品等研发进展情况，并重点阐释了如何充分利用该集合预报业务系统实时大样本集合预报数据信息开发的极端预报指数、热带大气季节内振荡、西北太平洋副热带高压和南亚高压等多样化新产品及其在业务中的实际应用。总体来看，集合预报后处理将成为充分发挥集合预报准确度高、信息量大以及社会效益显著等优势的研发新方向。

热带气旋是可以影响全球中低纬度海域的气象现象。系统总结和回顾了国内外热带气旋的主要特征、潜在影响因素及影响机制的相关研究进展，并对其在全球变化背景下的变化趋势进行了总结和剖析。全球变暖以来，热带气旋的源地和路径都出现极移的趋势，移动速度略有增加，频率减小并且强度增大，但各大洋存在显著差异。重点回顾了火山活动、厄尔尼诺—南方涛动和太平洋年代际振荡、太阳辐射、热带辐合带以及气溶胶等因素对热带气旋的影响。其中，火山喷发导致平流层存在大量气溶胶，通过降低海表温度对热带气旋产生消极影响，但这种机制存在地域性差异；厄尔尼诺—南方涛动和太平洋年代际振荡以遥相关的方式调制全球热带气旋活动；太阳辐射和热带辐合带的变化与热带气旋频数存在相关性；气溶胶对不同发展阶段的热带气旋存在相反的影响机制。由于器测热带气旋数据在时间长度上和大部分替代指标在分辨率上的不足，严重制约了全球变化背景下热带气旋潜在影响因素的研究。未来可以通过寻找高分辨率记录载体来量化热带气旋活动历史，进一步解析热带气旋与潜在影响因素的关系，完善在气候波动影响下热带气旋活动的变化机制。

研究青藏高原大气边界层对于我们认识其地面的热量与水分收支状况，了解高原及其周边地区的天气和气候变化具有重要意义。然而，高原大气边界层观测资料的匮乏制约着青藏高原的天气与气候研究。首先，梳理了针对青藏高原大气边界层的大气科学试验情况；其次，归纳了青藏高原大气边界层的高度与风场结构、温度与湿度场结构的研究进展，并从热力学和大气动力学角度介绍了大气边界层的发展机制，在此基础上，对目前研究中存在的不足进行了探讨，指出青藏高原大气边界层的研究还处于揭示现象阶段，对发展机制的研究不够深入，对整个高原面上不同区域同一时间的联动研究较少。针对上述不足之处对未来的研究方向进行了展望。

湖泊在区域水循环和生态系统演化中起着重要作用。在以往的湖泊演化研究中多利用湖泊沉积物代用指标重建湖泊与气候变化过程，缺乏对湖泊水循环特征的定量研究。基于瞬态气候演变模型、特征时段流域和湖泊水量，以及能量平衡模型，对青藏高原及周边6个典型湖泊进行了水量平衡计算和湖泊演化模拟。结果表明：小柴达木湖和罗布泊全新世期间降水和蒸发的变率较小；色林错和纳木错早中全新世降水和蒸发的变率较大，主要受控于温度和净辐射变化；青海湖和猪野泽早中和中晚全新世降水和蒸发变率接近。系统分析了全新世期间青藏高原不同气候区湖泊水循环要素演化过程，有助于理解该区湖泊演化的古气候学机理。

复合极端事件是导致社会或环境风险的多种驱动因子和/或致灾因子的组合，对人类社会和生态系统造成的影响往往比单个极端事件更严重、更具破坏性。首先简要论述了复合极端事件的定义和内涵，包括先决条件事件、多变量事件、时间复合事件以及空间复合事件；然后详细综述了复合极端事件的时空演变特征、复合极端事件变化的影响因素和未来复合极端事件情景预估3个方面的研究进展；最后针对目前研究中面临的问题，提出今后研究关注的重点，包括复合极端事件的变量/指标选取及阈值确定、复合极端事件因子间依赖关系及相互作用、复合极端事件模拟性能评估和未来情景预估以及复合极端事件影响的动态过程及致灾机制。

综合调查数据揭示南海域内发育大量海底滑坡，尤其是大陆坡区域。由海底滑坡触发的碎屑流、浊流和海啸等链生灾害，严重威胁深海基础设施及沿海地区人民生命财产安全，亟待进行研究。选取南海域内4处典型海底滑坡，研究其潜在的海啸灾害。在总结各滑坡构造背景和触发因素差异的基础上，提取各滑坡体的特征参数；使用NHWAVE与FUNWAVE-TVD模型组合模拟了滑坡体动态过程及海啸波的产生和传播过程。模拟结果显示，初始水深和坡度差异导致体积相近的白云滑坡和曾母暗沙滑坡触发海啸能力差异巨大。白云滑坡在源区可产生最高约12 m的海啸波，潜在灾害主要危及南海北部区域，尤其是华南沿海；位于较浅初始水深的曾母暗沙滑坡可产生高达约38 m的海啸波，危及整个南海中南部；中建南滑坡可产生近10 m的海啸波，影响范围主要局限于南海西部越南沿岸；西沙海槽北部陆坡滑坡产生的海啸波波高相对较小，约0.9 m。通过分析比较最大波高分布和海啸波传播特点等，发现海底滑坡触发海啸能力受到滑坡几何参数与运动学特性控制，复杂海底地形和海岸线改变了海啸波的能量分布，增加了沿岸海啸灾害评估难度。在南海开展典型滑坡—海啸模拟，建立滑坡—海啸数据库具有重要的研究意义，将有助于推进我国海洋地质灾害评价与预测水平。

水资源是人类生存和经济社会发展不可或缺的一种基础性资源，保障水资源可持续利用对经济社会可持续发展具有重要的支撑作用。因此，深入研究水资源可持续利用及其对我国治水的贡献具有重要意义。阐述了水资源可持续利用的产生背景以及国内外研究历程；把我国水资源可持续利用研究划分为3个阶段：早期（2000年之前）、2000—2010年和2010年之后，并分别介绍了每个阶段的代表成果和研究现状；基于对2000年以来我国治水思想的总结，阐述了水资源可持续利用研究对我国现代治水的贡献；最后，分析了新形势下我国治水发展需求以及水资源可持续利用研究展望。以期为水资源可持续利用研究以及我国治水方略制定提供参考。

国家自然科学基金受到社会广泛关注。介绍了2022年度地理科学学科集中受理期项目申请与受理状况，之后分别从三大分支学科、3种项目类型与4类科学问题属性分析了2022年度基金项目评审与资助状况，并指出了在项目申请与评议工作中应注意的事项。对于2021年底结题项目，首先分析各类项目结题成果，其次重点阐述了其代表性成果，最后指出了项目进展与结题报告中存在的主要问题。

随着星载微光成像仪器的出现，人类可以探测到夜间低照度条件下的可见光辐射，尤其是进行了高精度辐射定标后，这些微光辐射资料的定量应用成为最近的研究热点。系统总结了夜间星载微光成像仪在大气、海洋和环境领域的应用研究进展，首先，介绍了星载微光成像仪载荷的发展历程。然后，详细总结微光数据在大气、海洋和环境3个地球科学领域典型应用和带来的科学上的新发现。最后，围绕新的科学目标展望了未来星载微光成像仪的设计思路和应用前景。

珊瑚礁生态系统拥有较高的生物多样性，为人类提供了丰富的生物资源及生态服务功能与价值。我国多处滨海核电站周边存在造礁珊瑚，而南海珊瑚岛礁也是未来海上漂浮核电站重要的潜在应用场景。基于在珊瑚礁中¹⁴C、⁹⁰Sr和¹³⁷Cs的已有研究，分析了珊瑚礁中关键人工放射性核素的研究动态，提出了基于核素在珊瑚骨骼与海水分配系数的分类原则，探索了低度（¹³⁷Cs）、中度（¹²⁹I）和高度（¹⁴C>^239+240Pu>⁹⁰Sr，²³⁶U）富集的三大类核素在珊瑚骨骼中的富集规律，利用欧盟的ERICA模型开展上述人工放射性核素和天然放射性核素²¹⁰Po对珊瑚虫的辐射剂量评估，定量计算不同核素对珊瑚虫的剂量率排序依次为¹⁴C>⁹⁰Sr>¹³⁷Cs>^239+240Pu>²³⁶U>¹²⁹I，发现珊瑚虫中人工放射性核素造成的总剂量率（4.73×10^-4 μGy/h）显著低于天然放射性核素²¹⁰Po产生的剂量率（6.60 μGy/h）和无影响的筛选基准水平（10 μGy/h），说明人工放射性核素不会对珊瑚虫种群产生显著的电离辐射危害。系统探讨了人工放射性核素在海水和珊瑚骨骼中的活度水平、分配系数和剂量率，定量揭示了珊瑚岛礁系统中人工放射性核素的富集特征，可为滨海核电对周边造礁珊瑚的影响评估和未来海上漂浮型核电站在南海珊瑚岛礁应用场景下的珊瑚礁生态安全和岛礁居民辐射环境安全评估提供一定的技术支撑。

为了有效指导地质学科科研人员和科研单位对次年基金项目的申报，以2022年度国家自然科学基金委员会地球科学部地质学科所管理的各类项目为研究对象，对各类项目的申请、评审和资助情况，以及4类科学问题属性项目的申报情况进行了分析，结果显示： \mathrm{①} 与2021年度相比，2022年度的项目申请中，除优秀青年科学基金项目申请数下降之外，其他项目申请数都有所增加； \mathrm{②} 2022年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的送审数比2021年度略有增加。此外，对2022年1月提交的项目进展报告和2021年底结题的项目结题报告进行了梳理，总结了主要学科方向取得的研究进展。

内陆水体是全球碳循环的重要参与者，在调节气候变化方面发挥着关键作用。内陆水体初级生产力指内陆水体（包括湖泊、水库、河流和湿地）中初级生产者（包括浮游藻类植物和挺水、浮水、潜水大型植物）单位时间、单位面积上由光合作用产生的有机物质总量，其大小反映了系统有机碳库和无机碳库之间的定量联系。评估内陆水体初级生产力不仅能帮助解析初级生产者光合作用碳固存机理，也有助于量化内陆水体碳吸收量，进而探知不同区域生态环境差异，揭示内陆水体在全球生态系统碳循环中的重要性。内陆水体初级生产力估算方法较多，包括黑白瓶法、垂向归纳模型法和¹³C法等，各方法都有其适用范围和局限性，对这些方法的不合理使用制约着对内陆水体初级生产力的变异性及其驱动机制的揭示。通过归纳整理近年来国内外内陆水体初级生产力估算方法，对各个方法的机理、优缺点和适用性进行对比和总结，并着重介绍2种新兴的基于溶解氧浓度或氧同位素的方法（即diel O₂技术和^18/16O技术），进而为深入开展内陆水体新陈代谢、生产力及养分循环方面研究提供重要技术支撑。

作为连接陆域和水域的过渡带，河岸缓冲区在防治水体氮污染方面发挥着重要的生态价值。基于国内外研究成果，重点围绕河岸缓冲区氮迁移路径、移除方式及其比例以及河岸缓冲区不同因素的影响机制等核心问题进行了归纳总结。结果发现： \mathrm{①} 河岸缓冲区氮迁移过程包括地表径流、下渗以及河水—地下水相互传输4条路径，氮在河岸缓冲区运移过程中可以通过化学或物理机制消耗转化，消耗率可达到90%以上，河岸缓冲区对于防止水体污染发挥着重要作用； \mathrm{②} 反硝化作用和植物吸收对氮移除的贡献率分别为5.0%~82.0%和0.6%~59.4%，厌氧氨氧化过程是河岸缓冲区氮移除的重要途径； \mathrm{③} 通过适当增加河岸缓冲区宽度以及改善植被状况可以提高河岸缓冲区氮移除效率。河岸缓冲区氮移除研究框架已基本构建，但未来仍需从方法和多因素耦合关系等方面进一步深入分析和探究。

为了使科研人员更好地了解海洋科学与极地科学领域基金项目的申请情况，提高基金项目申请书和结题报告的质量，分析了2022年度地球科学部四处（海洋科学与极地科学，申请代码D06）项目的申请、评审及资助情况，梳理了受理与通讯评审过程中存在的问题，总结了2021年度结题项目完成情况，并归纳了2021年度主要学科方向取得的研究进展。总体来看，2022年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申报单位数量共增加5个，申请量较2021年度的增幅分别为13.8%、10.4%和10.6%，其中，D0611（海洋工程与环境效应）和D0613（海洋能源与资源）增幅最明显，以上3类项目原创类和交叉类项目申请数量虽有所增加但所占比例略有下降，2021年度结题项目尚存在研究进展总结不够、成果第一标注率较低的问题。

富营养化导致的藻类水华暴发，严重影响湖泊生态系统健康和居民用水安全。目前，常用于藻华监测的MODIS等卫星数据，受限于较低的空间分辨率，难以满足中小型湖泊水体的细粒度监测需求；而Landsat等常用的中高空间分辨率卫星数据因重返周期较长，无法满足藻华高频监测的需求。以滇池为研究区，联合国内外6种常用中高分辨率卫星影像，包括高分一号卫星、高分六号卫星、HJ1A/B、HY1C、Landsat 8和哨兵2号，分别使用神经网络模型、随机森林模型和极端梯度提升树模型3种机器学习算法以及归一化植被指数法提取滇池藻华，并对提取精度进行对比分析和一致性评估。结果如下： \mathrm{①} 3种机器学习算法中随机森林模型藻华提取精度最高（准确率91.94%，F1指数91.91%，召回率91.52%，精确率92.30%，Kappa系数0.838 8），极端梯度提升树模型和神经网络模型次之； \mathrm{②} 同一天多源卫星数据藻华提取结果一致性较高，平均相对误差小于8.04%； \mathrm{③} 2019年滇池藻华暴发频率较高，主要以轻度藻华和中度藻华为主，整体暴发格局呈现“北重南轻”。研究表明，利用中高分辨率遥感数据联合监测藻华是一种有效手段，能够在保证空间分辨率的同时提升时间分辨率。同时，建议在多云雨地区和中小型水体藻华监测中推广多源卫星联合观测。