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。

平流层下部20 km高度附近的大气层在特定季节存在下层西风（东风）折转为上层东风（西风），且南北风分量很小的自然现象，这种纬向风的转换层称为平流层准零风层。平流层准零风层的低风速和风向变化的特点使其成为部署平流层飞艇和高空气球等弱动力或无动力临近空间飞行器的理想环境。针对国内外平流层准零风层的研究成果，归纳总结了平流层准零风层在北半球、中国及重点区域随时间变化的特征；系统分析了热成风原理、平流层准两年振荡、平流层爆发性增温、行星波涡动通量输送、南亚高压和副热带西风急流等因素对平流层准零风层形成的影响机理和特征；对比分析了MST雷达、激光雷达、探空火箭及高空气球等探测方法在平流层准零风层探测中的优缺点和部分探测事实；归纳总结了中层大气模式和数值天气模式在平流层准零风层预报中的优缺点，明确利用数值天气模式是当前开展平流层准零风层预报与气象保障的主要途径，平流层准零风层底高、厚度等诊断方案是定量化研究平流层准零风层精细结构及演变的基础；总结了基于平流层准零风层利用的飞行器工作原理；最后对未来科学研究的重点方向进行了展望。开展平流层准零风层研究进展回顾，对今后深入研究平流层准零风层以及平流层低速飞行器的部署和气象保障具有十分重要的意义。

降水日循环是气候系统中多种动力和热力过程共同作用的结果，与水循环和陆气相互作用密切相关。在华北地区，降水日循环受到山谷风环流、边界层惯性振荡和海陆风环流等影响，主要表现为凌晨和下午两个峰值。同时，人为排放导致的较高的气溶胶浓度也对降水日循环有一定影响。介绍了华北降水日循环的基本特征和影响因素，并总结了近期在华北降水日循环与陆气耦合的联系、华北降水日循环的模式模拟及气溶胶的影响等方面的研究，归纳了已有的科学认知，总结了现有研究的不足和面临的挑战。总之，深入研究降水日循环及其影响因素，可以帮助我们更好地理解降水的形成机制和演变规律，为提高降水精细化预报能力提供科学支撑。

精准的蒸散发观测是解释和理解水与能量交换过程及其机理的重要途经，亦可为蒸散发遥感产品验证提供数据支持。基于表面更新理论的高频温度法对蒸散发物理过程的描述，不同于经典的涡动相关法，是一种新兴的蒸散发观测手段，其观测精度媲美涡动相关系统，且高频温度观测系统成本较低（低于波文比系统），在欧美等地获得推广应用。通过梳理高频温度法理论基础与国外近30年的研究进展，结合国内初步观测与研究成果，探讨了高频温度法应用中面临的问题与挑战，为推动国内蒸散发观测方法多源化并从多角度理解蒸散发过程及其机理提供方法支撑。

贵州省具有独特的地形地势和复杂的气候条件，分光地表反照率（短波、近红外和可见光）研究不仅能细化地表参数、了解太阳分光辐射特征，还能为探究低纬山区地—气系统能量转换过程中相关分光辐射变量的物理过程提供科学参考。基于MCD43A3反照率数据、MCD15A2H叶面积指数数据、气温、降水、土地利用和土壤水分数据，使用异常变异分析、Theil-Sen（T-S）和Mann-Kendall（M-K）趋势分析以及地理探测器，分析贵州省分光地表反照率时空变化趋势及影响因子。结果表明： \mathrm{①} 分光地表反照率年际变化大小排序为：近红外>短波>可见光，除可见光地表反照率外均呈上升趋势，3个波段地表反照率高值区基本一致，呈东北至西南一线以及西部威宁县分布； \mathrm{②} 在季节变化中，短波和近红外地表反照率大小排序一致为：夏>秋>春>冬，可见光地表反照率为：春>冬>秋>夏； \mathrm{③} 分光地表反照率的主要影响因子均为叶面积指数，其次为土地利用。研究结果可揭示贵州分光地表反照率时空变化和驱动机制，为贵州山区生态保护提供参考。

在全球变化背景下，全球陆地植被生态系统如何响应和适应日益加剧的干旱环境，即干旱胁迫下植被生态韧性的空间格局和演变机理，成为当前生态学和生态水文学研究的核心内容之一。近年来，围绕植被变化与水分胁迫关系的研究不胜枚举，对其机理的认识不断深入。然而，对于植被生态韧性的阐释仍存在较大的分歧和争议，主要原因之一是对生态韧性内涵的理解尚未统一。针对这一问题综合了国内外学者的观点，认为解析生态韧性不仅应当考虑干旱事件下的系统抵抗和恢复能力，更应从系统演化的角度解析变化环境下的系统应对与适应行为，即抵抗力、恢复力和适应性应该是衡量生态韧性的3个最重要的维度。围绕这3个主要维度梳理了国内外近期研究成果，从生态韧性特征的空间格局、影响机理以及适应策略方面，总结了学术界当前对生态韧性的主要认识和待解决的关键问题。旨在通过对生态韧性概念的辨析和研究现状的梳理，促进学界就生态韧性的界定及其定量方法方面展开讨论，从而为解释韧性演变规律及其内在机理奠定基础。

生态产品价值实现既是对“两山”理念的践行路径，也是促进我国社会经济发展与生态环境保护并行实践的重要渠道，对全面推动我国经济绿色转型具有重要意义。通过系统梳理已有研究关于生态产品价值实现的成果发现： \mathrm{①} 生态产品相关的研究显著增加，研究内容不断深入，有效促进了学科交叉融合发展； \mathrm{②} 研究内容涉及生态产品概念辨析及内涵外延、生态产品价值的核算方法、生态产品价值实现的路径和模式、生态产品价值实现的实践探索以及典型案例分析和价值实现的制度保障建设等多个方面。基于此，指出了生态产品价值实现过程中可能存在的困难以及如何确保生态产品价值高效转化等研究难点。通过理论研究的梳理和典型实践探索案例的归纳分析，以期为实现“绿水青山”向“金山银山”转化提供一定借鉴和参考。

介绍了2023年度地理科学学科集中受理期项目申请与受理状况，分别从三大分支学科、3种项目类型与4类科学问题属性方面分析了2023年度科学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2022年底的结题项目，分析了各类项目发表SCI/SSCI和中文核心期刊收录论文情况，并重点阐述了各分支学科项目取得的主要研究进展。

对国家自然科学基金委员会地球科学部环境地球科学学科2023年度相关项目的申请和获批情况进行分析，对于下一年度申请人和单位申请项目具有重要的借鉴意义。分析了环境地球科学学科2023年度各类项目的申请、受理、评议和资助情况；总结了2022年度环境地球科学学科项目结题情况以及主要学科方向取得的研究进展。

臭氧是地球大气中最重要的痕量气体之一，在气候变化和生态环境中均扮演着至关重要的角色。对流层臭氧作为光化学烟雾的重要成分之一，其浓度变化与人类活动息息相关。基于卫星遥感技术监测对流层臭氧浓度可以帮助我们更好地发现和定量解释对流层臭氧在不同季节、不同时刻以及不同区域的变化特征，探讨臭氧在对流层中的成因机制。随着卫星遥感技术的全面发展，臭氧遥感产品（例如臭氧总量、廓线等）无论在产品精度或是时空分辨率方面均取得了显著进步，然而，由于受较弱卫星信号与复杂下垫面的影响，对流层臭氧遥感产品精度仍无法满足目前对流层大气成分的精细化科学应用研究。主要围绕对流层臭氧卫星遥感，回顾和分析了臭氧卫星遥感载荷的发展历程和现状，结果表明国内外已基于不同谱段（紫外—可见光、热红外和太赫兹）实现了全球及区域臭氧的时空分布探测；讨论了基于不同技术遥感反演算法（直接与间接反演、多波段联合反演、天底—临边协同反演、基于机器学习技术的创新算法等）的特点及适用性，分析表明算法精度的提升包括从复杂大气背景下的辐射传输模拟、基于地面观测的先验信息优化以及仪器定标与信噪比等多方面的工作；展望了卫星遥感在全球和区域尺度提供可靠对流层臭氧观测数据的应用前景，为对流层臭氧污染的形成机理、人类活动与气候变化如何影响对流层臭氧浓度变化等方面的研究提供关键数据支撑。

水文水资源监测是对地观测系统的重要任务之一，是支撑新时代水利高质量发展、满足“三水”共治需求和践行“十六字”治水策略的直接有效途径，而卫星遥感技术提供了一种大范围、快速和高精度的数据获取渠道。但是现有卫星遥感在水文水资源应用上存在多星同步观测难、应急响应能力差和易受天气影响等问题，因此美国国家航空航天局于2022年12月发射了地表水和海洋地形卫星（SWOT），这是全球第一颗通过多传感器协同观测全球陆地和海洋水资源的卫星，预期将极大提升水文水资源监测的时空分辨率和精度。系统梳理了水文水资源监测卫星发展现状、应用和技术难点等概况，并分析了SWOT卫星的参数、科学任务、算法流程和应用产品等内容，对我国后续卫星设计规划和数据处理关键技术有一定的参考价值。

2023年8月24日，日本政府启动福岛核污染水排海，这将进一步增加对海洋生态环境的辐射风险。分析了福岛核污染水中主要人工放射性核素的浓度，估算了其在福岛核污染水中的储量。根据东京电力公司公布的数据发现，截至2023年3月，福岛核污染水储罐中³H的浓度为1.9×10⁵~25.0×10⁵ Bq/L，明显超出日本法律允许的³H的最大排放浓度（6×10⁴ Bq/L）；部分核污染水储罐中⁹⁰Sr和¹²⁹I的浓度也高于日本法律允许的⁹⁰Sr和¹²⁹I的最大排放浓度（30 Bq/L和9 Bq/L）。经估算，在排海前福岛核污染水中³H和¹²⁹I的储量分别为0.9 PBq和6.2×10⁹ Bq，这与核事故阶段³H和¹²⁹I泄漏到海洋中的量（0.1~1.0 PBq和6.9×10⁹ Bq）相当。此外，进一步对福岛核污染水中典型放射性核素（如³H、¹⁴C、⁶⁰Co、⁹⁰Sr、¹²⁹I、^134，137Cs和^239，240Pu等）在海洋环境中的迁移转化行为进行了论述，重点介绍了福岛放射性核素在太平洋海域的迁移路径，及其在海洋沉积物上的吸附和海洋生物中的富集行为。期望为中国应对福岛核污染水排海提供一定的科学依据和见解。

长江是亚洲最大的河流系统，其形成演化对东亚地区的地形、气候变化、生物演化和物质循环都具有重要的指示意义。长江三峡位于扬子板块中部，其形成贯通了四川盆地和江汉盆地水系，被认为是长江演化过程中最重要的事件之一。然而，有关三峡的形成却颇具争议，为了厘清长江三峡的形成过程，回溯了关于长江三峡的成因和形成时间的百年争议，并对长江三峡形成机制和过程研究进行了梳理。通过分析发现，由于研究思路、研究对象和研究方法的限制，长江三峡侵蚀时间和下游物源分析结果矛盾，长江三峡东流贯通时间存在较大争议。综合分析认为，长江三峡的形成研究应通过峡谷基岩的侵蚀以及江汉盆地沉积物物源分析来共同约束，尤其是通过独居石裂变径迹和宇宙成因核素定年等年代学方法以及单颗粒矿物地球化学分析和全岩同位素分析的联合应用可以为峡谷侵蚀时间和江汉盆地及四川盆地源汇体系建立时间提供更为精确的约束。研究表明，可基于地球系统科学和源—汇系统理论，从构造—地貌—气候演化的视角，对后续的长江三峡以及其他大型河流演化进行全流域的系统分析，尤其是可以综合青藏高原等源区的地球化学特征、隆升时间以及沉积盆地演化、盆地沉积物碎屑矿物地球化学特征等，共同分析长江等大型河流演化过程。

河流是连接陆地和海洋两大碳库的“重要管道”和“生物反应器”，深入理解河流碳循环过程并建立河流碳循环模型是估算区域尺度河流碳通量的重要手段。当前，对河流碳循环模型构建与应用的探讨还较为缺乏。通过文献调研对河流碳循环机理和已有模型研究进行回顾和总结，首先归纳了河流中颗粒有机碳、溶解有机碳和溶解无机碳的主要来源及相关迁移转化过程，然后对经验统计和机理过程两大类河流碳循环模型的模拟方法、应用现状和优缺点进行了综述。经验统计模型采用统计或机器学习方法建立河流碳通量与环境因子的关系，建模较为简单，但普适性和外推性较差；机理过程模型在陆面模式或水文模型中耦合河流碳循环相关过程，物理性和可靠性较强，但较为复杂。不同模型的侧重点和对河流碳循环过程的表达各不相同，适用场景也不相同。河流碳循环模拟研究目前尚处于起步阶段，现有模型对陆地和水体碳循环过程以及人类活动影响的表达普遍不足，无法准确模拟和预测河流碳循环过程的长期变化。今后应加强对河流碳循环过程的观测，提高对陆地和水体碳循环机理的认识，进而完善其在模型中的表达，提高河流碳循环模拟的精度，为中国实现“双碳”目标提供科学支撑。

对汇流时间短、暴雨时程分配集中的城市地区而言，采用海绵城市技术与水工程群联合调度的协同治理模式，是应对城市洪涝问题、优化城市水资源配置，以及减缓城市洪涝灾害的有效手段。系统梳理总结了我国海绵城市建设发展历程及研究进展，结合水循环机理分析了海绵城市技术在防洪排涝中的功能；通过总结城市水工程群调度典型措施及应用研究现状，分析了联排联调技术在防洪排涝中的作用。在此基础上，以福州市主城区为案例，定量分析了海绵城市技术与水工程群调度协同治理对减小城市洪涝灾害的作用。

海底碳封存是减少全球温室气体排放的重要途径之一。为确保高效安全地封存CO₂，需要在封存前、封存期间和封存后对CO₂的潜在运移空间进行勘探、评估和监测。当前可用于海底碳封存监测的方式主要有聚焦海底井筒的内置传感监测、聚焦储层和盖层的地球物理监测以及聚焦海床和海水层的海底环境监测。这3种方式在海底碳封存监测中分别可获得注入、监测井筒附近的温度、压力和声学等数据，深部储层和盖层地震、电磁、重力等数据，以及浅部沉积层和海水层声学、化学和海洋学等数据，对这些数据进行分析有助于识别注入地层CO₂的运移特征。但欲获取海底碳封存监测的相关数据，必须首先实现针对相关监测技术和研究方法的集成应用和优质方案的设计，这也成为当前学术界和工程界亟待解决的难题。本着尽可能降本增效的原则，为实现科学有序地进行海底碳封存监测，整理了不同监测方式和相关支撑技术的工作原理、应用现状以及面临的挑战，并展望了海底碳封存监测技术的未来发展。研究结果将为我国海底碳封存作业的实施和发展提供基础指引。

流域地貌和河网结构是地球内外营力长期综合作用的结果，是一个地区构造、气候、植被和生物等因素相互作用的最终表现。由于各地区构造、岩性以及气候等条件的不同导致流域地貌和河网结构存在显著差异，进而对流域水文响应机制与特点产生影响。首先，对定量描述流域地貌和河网形态的特征参数进行了梳理与总结，并详述了构造、岩性以及气候等因素对流域地貌和河网结构影响的研究历程；其次，指出如何再现流域地貌演化过程以及定量研究流域地貌形态的主控因素是当前面临的主要问题；第三，对地貌演化模型的诞生、发展及应用进行了回顾与评述；最后，指出将传统地貌学研究方法与地貌演化模型相结合开展流域地貌及河网结构影响机制的研究是未来的主要发展方向。

2015年联合国《2030年可持续发展议程》提出了17个可持续发展目标（SDGs）。国内外学者正持续开展SDGs监测评估研究，数据缺失和指标监测能力不足等问题被认为是当前制约SDGs常态化监测评估的重要因素。为了应对这些问题，需要加强指标的监测能力和数据获取能力。综合应用多源数据开展SDGs监测评估研究可有效弥补上述不足，并逐渐成为了国内外学术界的研究热点。相关研究工作可以归纳为3类：第一类研究侧重于讨论基于多源数据的SDGs监测评估基础理论和方法体系；第二类研究主要开展基于多源数据的SDGs监测评估案例研究；第三类研究和实践的重点是加强多源数据相关的基础能力建设。通过对比基于多源数据的研究案例和常规研究案例中所使用的指标类型差异，探讨多源数据的应用前景。结果表明，多源数据的应用可以加强对自然生态系统的评价、识别需要重点关注的地区、分析人与自然的交互作用、强化空间分析能力，可以有效弥补数据缺失等不足，并且提高指标数据的及时性和时空分辨率，可以极大地丰富SDGs的评价指标体系。未来可以从4个方面加强多源数据在SDGs监测评估中的应用：拓展多源数据在SDGs中的应用范围、促进多学科交叉和综合研究、在国家可持续发展议程创新示范区中试点多源数据的应用以及强化多源数据相关基础能力建设。

国际地层委员会人类世工作组决议人类世应由全球界线层型剖面和点位（“金钉子”）定义为一个正式的地质年代单位。20世纪中叶以来人类活动突变式增强，改变了原有的地球演化速率和方向，对地球环境造成极为显著的影响，并在地质记录中留下清晰的具有全球同步特性的物理、化学和生物印记，为识别这一年代地层单位的底界提供了最佳选择。当前，全球共有12个人类世“金钉子”候选剖面和点位参评。与此同时，中国学者在人类活动代用指标体系构建、人类世候选“金钉子”研究与国际对比方面取得了突出进展，发现人工放射性核素、微塑料、δ¹³C、δ¹⁵N和硅藻等均可作为人类活动理想的标志物，且远离城市和人类活动影响的中国四海龙湾玛珥湖沉积物剖面对全球信号敏感，^239，240Pu浓度于1953年快速增加，多环芳烃、¹²⁹I、烟炱¹⁴C、碳球粒、DNA、δ¹³C和重金属等指标在1953年前后均存在系统性变化，因此提出1953年作为人类世底界。中国四海龙湾湖沉积物剖面与日本别府海湾沉积物剖面被人类世工作组提议作为人类世“金钉子”辅助剖面。未来人类世科学研究的最终目标应是在阐明人类活动对地球系统影响的基础上，深化人地系统耦合与适应的可持续发展理论和技术创新。

国际地球自转与参考系统服务组织于2022年4月发布了最新的国际地球参考框架ITRF2020（the International Terrestrial Reference Frame 2020）。由于采用了更长的时间序列、更加完善的处理模型和更加优化的处理策略，ITRF2020的精度要优于ITRF2014。相对于ITRF2014，ITRF2020在原点和尺度参数实现策略上有显著改进，并第一次明确给出了季节性信号的原点、尺度和定向，即： \mathrm{①} 采用分段对准策略改进了原点和尺度参数实现方法； \mathrm{②} 分别给出了在地球质量中心和地球形状中心框架下的季节性信号的原点、尺度和定向实现，以及地球质量中心和地球形状中心框架下的谐波参数模型。此外，参与ITRF2020构建的各独立技术的数据处理也有显著进步。首先详细介绍了ITRF2020的4种空间大地测量技术数据处理进展以及技术间组合的技术进步，然后对ITRF2020基准实现进行简要分析，最后对其存在的不足进行初步分析与讨论。

大气氮沉降增加及其全球化影响了陆地生态系统碳循环模式。微生物碳利用效率是驱动土壤碳循环的重要因素，同时也是土壤碳循环模型的重要参数。然而，氮沉降对土壤微生物碳利用效率影响的结论不一致，其背后的作用机理也不清晰，这严重限制了对在大气氮沉降下土壤碳循环动态和碳储存潜力的预测。对森林生态系统土壤微生物碳利用效率的历程和方法进行了综述，并从生物因子和非生物因子两个方面归纳总结了氮沉降增加对微生物碳利用效率影响的机理。在生物因子方面，氮沉降可通过改变微生物量和群落结构以及调节微生物酶活影响微生物碳利用效率；在非生物因子方面，氮沉降可通过改变土壤氮状态、土壤化学计量学和土壤pH，以及地上植被动态（如根系分泌物、凋落物输入等）影响微生物碳利用效率。总体来看，适量氮沉降可以缓解生态系统的氮限制，提高微生物的活性，进而促进微生物碳利用效率；但过量氮沉降则会抑制微生物生长，降低微生物碳利用效率。最后，对未来研究进行了展望，强调要优化微生物碳利用效率的测定方法、从不同时间尺度和空间尺度研究多因素交互的影响等， 以期为深入研究森林生态系统碳循环过程与机制提供理论支持，同时为准确评估和预测森林生态系统土壤碳库的固碳潜力提供科学依据。

古元古代大氧化事件（2.43~2.06 Ga）代表了地球大气氧含量首次显著升高，是地球宜居环境形成的关键时期。大氧化事件及相关碳循环扰动事件的研究，对理解地球宜居环境的形成与早期生命的演化十分重要，一直是地学领域的“热点问题”。通过系统梳理大氧化事件的研究进展，重点讨论了大氧化事件的时间框架以及启动过程与机制、大氧化事件期间碳同位素正漂移事件（Lomagundi-Jatuli事件）和大氧化事件结束后碳循环扰动事件3个方面的内容： \mathrm{①} 大氧化事件的启动具有间歇断续式特点，启动机制的研究呈现多元化观点； \mathrm{②} Lomagundi-Jatuli事件期间大气—海洋系统先后经历了氧化与脱氧过程，事件的启动机制可能是海洋初级生产力的提高，但不排除其他机制（如地球深部碳循环）的影响； \mathrm{③} Lomagundi-Jatuli事件后期全球范围内有机碳埋藏量显著上升且一直持续到1.7 Ga左右（Shunga事件），期间伴有碳同位素负漂移事件（Shunga-Francevillian事件），这2次事件的机制尚待深入研究。

内陆水体是大气甲烷（CH₄）的重要排放源，其中冒泡途径排放的CH₄对总排放贡献较大。通过梳理国内外研究的最新进展，系统介绍了内陆水体CH₄冒泡的产生、传输、氧化及排放机制，并概述了CH₄冒泡排放的测定方法与技术。其次，基于不同的时空尺度，对比分析了全球内陆水体的CH₄冒泡排放的时空变化特征；总结了CH₄冒泡产生与排放过程中相关影响因素的作用机制，并介绍了水体CH₄冒泡排放模型的发展现状。最后，探讨了内陆水体CH₄冒泡的潜在研究方向与挑战，为后续中国内陆水体CH₄冒泡排放观测、过程机理与调控机制探究、模型开发与估算等研究工作提供参考。

城市化的加速和人口聚集不仅加剧了城市冠层热岛效应，还影响高温热浪事件，二者的叠加效应将严重影响城市发展和居民健康。目前部分研究认为热浪与热岛之间存在协同加强的变化特征，但是热浪与城市热岛的叠加效应仍存在较大差异性。通过全面回顾和总结国内外关于热浪与热岛协同作用差异性方面的研究，并从气候背景、局地环流以及城市形态等方面探讨了城市高温的形成机制。在不同气候背景和局地环流条件下，热浪与热岛协同作用呈现出显著的时空差异性，尤其是局地环流的调节作用不可忽视。近10年提出的局地气候区分类在热浪与热岛协同作用方面的研究已经取得了一些成果，但是有必要从城市三维形态方面入手进一步探索其响应特征。目前，未统一标准的热浪定义对深入理解热浪—城市热岛相互作用带来了不确定性。当下需要更全面地了解热浪和热岛带来的城市过度变暖的时空差异性及其形成机制和调节因素，为高温监测和城市居住环境改善提供更详细的指导和理论支撑。

氧化亚氮（N₂O）是一种重要的温室气体，对臭氧层具有破坏作用。在微藻培养过程中以及富营养化湖泊等以微藻为基础的生态系统中，已经观察到N₂O的排放。然而，对于藻类中N₂O收支平衡的重要作用以及潜在的藻类N₂O产生途径却鲜有报道。综述了近年来藻类排放和吸收N₂O的相关研究，主要内容包括藻类与N₂O关系研究的发展历程、N₂O在藻类体内产生和消耗的几种可能途径、藻类微环境对N₂O分布格局的影响及其潜在的对全球气候变化的影响。鉴于政府间气候变化专门委员会目前没有考虑藻类水华或藻类养殖期间可能产生N₂O排放，呼吁在全球范围内加强藻类N₂O生产相关的实验研究，为全面理清藻类在N₂O排放和吸收中的重要作用，全面评估水生生态系统温室气体排放提供支撑。

气候变暖背景下，全球气候系统各圈层发生了复杂的响应和反馈。作为气候系统重要组成部分的陆地表面是地气水热交换、地球化学要素传输、水文过程产生和植被生长的界面，受气候变化影响显著。气候变化不仅直接影响水文过程，还可以通过影响植被的结构和生理特征，间接影响水文过程。陆面模式是研究气候变化影响和反馈的主要工具。全球描述陆气界面物质和能量交换过程的模式主要有3类：全球陆面过程模式、全球水文模式和全球动态植被模式。3种模式针对不同的科学问题，各有其侧重点，之间的差异较大。从20世纪90年代开始至今的许多陆面模式比较计划不断指出模式的不足及其原因，从而促进了陆面模式的不断发展。然而陆面模式依然存在很多不足，有待进一步提高和发展。如目前的水文模式普遍缺乏动态植被过程，无法准确模拟和预测长期气候变化导致的植被变化对水文过程的影响，累及极端水文事件的模拟和未来水资源的预估。水文过程模型耦合动态植被过程是水文学研究的前沿领域。作为亚洲水塔的青藏高原气候变化显著，冰冻圈要素不仅包括冰川、积雪和冻土退缩，而且植被生长趋好、变绿。因此，在青藏高原气候变化对水文过程的影响研究中，更应考虑气候变化导致的植被变化的水文效应。此外，陆面模式对青藏高原土壤结构内部的水热交换过程描述不足。为进一步提高陆面模式在青藏高原的模拟能力，今后需加强对青藏高原土壤质地观测和数据搜集整理，以及对土壤冻融阶段的水热物理过程的观测，提高对过程和机理的认识，并将有关的认识体现在陆面模式中。

国家自然科学基金委员会地球科学部地球科学五处（大气学科）顺利完成2023年度集中接收项目的申请、评审、资助和结题等工作。从项目申请来看，2023年度大气学科收到面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申请共计1 928项，较2022年度增加了6.1%，其中2项申请书因不合管理规范而不予受理，不予受理项目数较往年有所减少。收到国家杰出青年科学基金项目申请62项，优秀青年科学基金项目申请92项，受学部委托负责的“天气及气候系统与可持续发展”领域重点项目接收申请49项。从项目评审结果来看，面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目通讯评审综合评价得分较前两年有所提升。学科评审组会议继续试点分组讨论，以提高评审效率。会评专家明确“支撑技术”板块的定位，支持支撑技术相关研究。从资助情况来看，以上3类项目共资助417项，平均资助率为21.6%，较2022年度有所下降。从结题成果来看，2022年度这3类项目共结题319项，发表论文等指标与往年相当。

定量评估可持续发展目标（Sustainable Development Goals， SDGs）的进展和指标间复杂的相互作用对于监测SDGs的实现进度以及指导政策制定和实施至关重要。以国家可持续发展议程创新示范区（临沧市）为研究区，基于统计、遥感和监测等地球大数据，在SDGs全球指标框架的基础上，通过实地调研，结合临沧市地域特色和数据获取情况，选取70个SDGs指标构建了评估边疆多民族欠发达地区SDGs进程的指标体系。在此基础上，计算了2015—2020年临沧市16个SDGs得分值和可持续发展综合指数，评价了临沧市SDGs进展状况，提出了临沧市可持续发展面临的关键挑战及解决对策。研究表明，2015—2020年临沧市SDG 6、SDG 7和SDG 13基本保持较高的得分值，其余目标和可持续发展综合指数均呈现增大趋势。在SDGs发展进程方面，16个目标均具有较好的发展进程，SDG 5年均增长率最大，SDG 13基本保持不变；此外，有81%的SDGs指标具有较好的发展进程。该研究可为其他典型示范区推进可持续发展建设提供参考，为推进中国乃至全球欠发达山区可持续发展提供良好借鉴。

由于气候和环境效应的影响，海洋上空气溶胶受到研究者的关注。海水中气泡上升至海面破裂时，会把海洋微表层的表面活性物质富集到海洋飞沫气溶胶中，从而影响其物理和化学性质。总结了海洋表面活性物质的来源及其表征量化方法，阐述了表面活性物质对海洋飞沫气溶胶数浓度及粒径分布的影响，进而归纳了对吸湿性、云凝结核活性和冰核活性的影响机制。由于来源、类型、结构及其他环境条件的不同，表面活性物质对海洋飞沫气溶胶的产生及理化性质的影响具有显著差异，给研究海洋飞沫气溶胶的环境和气候效应造成困难，需要进一步开展表面活性物质的观测和模拟研究，为改进海洋飞沫气溶胶区域和全球建模提供科学支撑。

甘油二烷基链甘油四醚是一类结构稳定、来源广泛、对气候环境响应敏感的微生物标志物，也是古气候与古环境重建的重要工具。相对于其他地区，青藏高原极端微生物对环境因子的响应机理复杂，不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征不同，这给青藏高原古气候和古环境定量重建研究带来了不确定性，限制了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原研究中的充分应用。首先，总结了青藏高原不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征、来源及影响因素；其次，概述了甘油二烷基链甘油四醚指标在青藏高原古气候环境重建中的应用，重点阐述了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原应用中的不确定性来源及其成因解释；最后，结合青藏高原多圈层相互作用对甘油二烷基链甘油四醚的影响机理，对青藏高原各载体中甘油二烷基链甘油四醚的研究进行了讨论和展望。

全球海洋环流模式是地球系统数值模拟的关键组成部分，在气候预估和海洋环境预报中扮演着至关重要的角色。系统回顾了全球海洋环流模式的发展历程，并综述了该领域近年来的重要科技进展，涵盖了动力框架、物理过程参数化以及软硬件环境配置三大核心内容。在动力框架方面，主要探讨了水平离散方法、垂直坐标方案以及变分辨率技术的最新发展；在物理过程方面，重点关注了中尺度、亚中尺度和边界层混合参数化的进展；在软硬件配置方面，讨论了异构计算架构和人工智能在该领域的应用现状与前景。特别介绍了我国自主研发的全球海洋环流模式LICOM的进展。基于该领域的发展趋势，为我国全面推进完全自主的全球海洋环流模式的研发战略和长远规划提出了建议。

基于国内外海岸风沙地貌形成发育中海岸风沙地貌与植被相互作用的研究，总结了其主要研究内容、技术与方法等方面的重要进展，提出已有研究的系统性不够完善、植被对沙丘演变的影响及响应机理研究较弱以及区域对比研究不足等问题，建议未来应加强海岸风沙地貌与植被相互作用景观效应研究，深入探究海岸风沙地貌形态及动力过程对植被的响应模式，厘清海岸植被对风沙地貌形态与风沙活动的反馈机制，重视区域对比研究，以丰富和完善我国海岸风沙地貌研究内容。

黑色页岩是地球深部及地表多圈层联动条件下生命过程和非生命过程共同作用的产物，含有丰富的社会发展不可或缺的能源资源，是坚持“四个面向”、开展学科交叉基础前沿研究、服务国家高质量发展的广阔研究领域。为全面了解中国黑色页岩研究现状，厘清热点研究课题，深入挖掘研究前沿与热点并掌握其发展动向，使用CiteSpace可视化软件对收录在中国知网（1 466篇）和Web of Science（1 069篇）数据库中有关中国黑色页岩的文献进行了知识图谱分析。结果显示：相关论文发表量自21世纪以来逐年上升，机构间合作研究网络逐渐增强，研究走向国际化，学术影响力显著提升；核心研究主题包括页岩气、龙马溪组和四川盆地等关键词；研究前沿聚类涵盖“南华北盆地”（Southern North China Basin）“五峰—龙马溪组”“奥陶系—志留系过渡时期”“早寒武世”“镍钼多金属硫化物层”“埃迪卡拉纪放射性成因Sr同位素偏移”“奥陶系—志留系五峰—龙马溪页岩”“鄂尔多斯”“华南”“页岩气潜力”“寒武纪沉积相”“早寒武世黑色页岩”等12个子域。总结得出，中国黑色页岩研究正处于快速发展阶段，热点研究学科为石油与天然气地质学，热点研究区域为四川盆地，热点关注地层有五峰组—龙马溪组和牛蹄塘组等。前沿研究主题由早期的矿床学和沉积学研究等向现在的石油与天然气地质学研究转移。整体上看，中国黑色页岩研究在“学科”“区域”以及“地层”方面关注力度不均衡，尤其学科间分割现象较明显，合作不紧密，多学科协同研究没有体现；对黑色页岩本身的研究重点关注沉积环境和氧化还原条件，沉积过程和机理研究不够显著。建议加强学科节交叉和融合，从面向科学前沿和服务国家需求两方面开展黑色页岩综合研究。

“导度—光合”模型广泛应用于植被蒸腾估算，其中气孔导度斜率是模型的核心参数，通常用一个特定于生物群系的固定值进行参数化。然而，有研究指出气孔导度斜率存在季节性变化，故常数化气孔导度斜率的方案将导致植被蒸腾估算产生较大的不确定性。因此，如何优化气孔导度斜率的参数方案是提升植被蒸腾估算精度的关键。已有研究表明，使用叶面积指数对气孔导度斜率进行动态参数化可以有效改进对落叶林植被蒸腾的估算，但目前尚不清楚该方法是否同样适用于林冠季节变化不明显的常绿林。此外，最优性原理进一步解释气孔导度斜率为温度的函数。因此，利用温度模拟气孔导度斜率的效果是否优于叶面积指数也有待研究。针对以上问题，选取6个FLUXNET常绿林站点研究气孔导度斜率与叶面积指数和气温的关系，并对比2种参数化方案的模拟结果。结果显示，气孔导度斜率在各站点都随叶面积指数和温度的变化而变化，二者均呈现显著的负相关关系，动态参数化方案结果均优于常量气孔导度斜率静态参数化方案。这表明在常绿林中利用叶面积指数对气孔导度斜率模拟仍然有效，但温度对气孔导度斜率的解释能力（R²=0.45±0.12）比叶面积指数的（R²=0.28±0.23）更强。进一步对比基于叶面积指数和温度参数方案所得的气孔导度和植被蒸腾，发现在日尺度上基于温度的方案比基于叶面积指数的结果改进更明显，显著降低了植被蒸腾估算的均方根误差（26.0%±24.4%）。以上结果说明基于温度的气孔导度斜率参数化方案具有可行性，并有助于从机理层面改进常绿林生态系统的气孔导度和植被蒸腾动态的模拟。

基于对流层二氧化氮（NO₂）垂直柱浓度卫星遥感数据，实现快速、高空间水平分辨率（5 km或更高）的氮氧化物（NO _x =NO+NO₂）排放反演，可为空气污染精准治理提供及时、细致的排放数据。现有多种低计算成本的快速反演方法，如指数修正高斯模型、散度模型和PHLET算法，但其反演效果尚未得到充分对比分析。以2019年夏季京津冀地区为研究对象，对比了上述3种方法的反演效果，研究发现，指数修正高斯模型主要适用于点源排放，但在京津冀等排放源密集地区的反演效果较差；散度模型考虑了在预定NO _x 大气寿命情况下的水平输送，能快速识别主要排放源位置，但存在排放低估和负排放等问题；PHLET算法考虑了水平输送、NO₂垂直柱浓度和NO _x 大气寿命的非线性关系以及卫星像元不规则等因素，对排放的估计较为准确。改善风场数据、填补卫星数据缺失和改善NO _x 化学损失估计是进一步提升排放反演质量的关键。

随着计算能力的不断提高，数值天气预报模式的水平网格分辨率已经达到公里—次公里量级，这一网格尺度与对流边界层中的湍流特征尺度相当，数值模式可以对有组织对流结构进行解析计算。传统的一维边界层参数化方案（适用于几公里或更粗水平分辨率）和大涡模拟三维湍流闭合方案（适用于几十米以下水平分辨率）的假设条件在这一尺度上均不成立，称为对流边界层的灰区尺度。在讨论传统参数化方法的适用性和局限性的基础上，从理论、方案方法和影响3个方面介绍了对流边界层灰区尺度的研究进展，总结了近20年来国内外发展的各对流边界层灰区尺度模拟方法的特点，探讨了该尺度上边界层过程对数值模式中其他物理过程（如浅/深对流等）的影响，最后展望了未来可能的研究方向和思路。

人类世作为一个新近被确定的地质年代单位，对其开展相关研究要求较高的时间分辨率，因此需要寻找合适的定年方法。目前主要的定年方法有¹³⁷Cs、²¹⁰Pb和^239，240Pu定年，相比其他两种方法，²¹⁰Pb定年适用范围广，在环境中的地球化学行为和分布相对稳定，测年可靠性相对更高，可用于人类世河口、湖泊和海洋等多种沉积环境的定年和沉积速率的估算。总结了²¹⁰Pb定年方法及其定年原理与模式，分别阐述了²¹⁰Pb定年法在河口、湖泊和海洋等不同沉积环境中建立人类世年代标尺与沉积速率获取时的应用，并讨论了其影响因素，指出了²¹⁰Pb定年法的误差来源，如沉积速率的变化等，需要深入研究这些误差来源。未来研究可以考虑将²¹⁰Pb定年与其他定年方法相结合，从而得到更全面和准确的人类世年代框架。总之，²¹⁰Pb定年法在人类世的研究中将继续发挥重要作用，帮助我们更好地了解人类活动与地球环境演变的关系。

水土资源匹配往往直接影响着各个地区的粮食生产状况，是经济社会高质量发展和农业生产现代化的基础。以黄河流经的9个省区［以下简称“沿黄九省（区）”］为例，基于自然本底和用水总量控制状况的可利用水资源、耕地资源总量以及灌溉耕地资源量4个要素耦合构建了水—耕地—粮食三元协同关系模型，探析了2010—2020年沿黄九省（区）“省—市”尺度水土资源匹配的时空演变特征及各影响要素的贡献度。结果表明： \mathrm{①} 沿黄九省（区）基于自然本底的二元水土资源匹配程度在不断提高，水土资源匹配格局相对稳定但区域差异明显，表现为“西高东低”； \mathrm{②} 从自然本底状况的耕地总量和灌溉耕地量来看，沿黄九省（区）水—耕地—粮食三元协同匹配格局大致呈现3种情况：西部和东北部为重度缺水地区，北部和中北部地区也存在不同程度的缺水，中部和中东部地区呈现多元化分布格局；从用水总量控制状况来看，耕地总量与灌溉耕地下的三元协同匹配格局存在较大差异。 \mathrm{③} 不同情景下，水资源贡献率平均超过50%，灌溉水有效利用系数和灌溉定额贡献率总和超过30%，表明提高水资源有效利用率、设定合理的灌溉定额对水土资源匹配程度有举足轻重的影响。研究结果有助于增加对水资源开发利用、耕地生产能力和开垦程度以及粮食产量的相互依存、相互制约等纽带关系的认知。

基于全球地质记录的比对，国际人类世工作组建议20世纪中期（约1950年）为人类世的起始时间，四海龙湾沉积物曾被列为“人类世界线层型剖面”的候选地质体之一。但在1950年以前，人类已较深刻地影响了四海龙湾周围地区的环境。通过重建四海龙湾沉积物900年以来的总有机碳、总有机碳和总氮的摩尔比（C/N）、稳定有机碳同位素（δ¹³C_org）和Ca/Ti，以及硅酸盐矿物主要元素Si、Al和K含量的历史序列，平均分辨率约为10年，以气候变化为背景，来探究该地区人类活动的历史。发现人类活动从1850年开始显著增强，在此之前的中世纪暖期和小冰期指标变化大体符合自然规律。1850—1950年指标的变化反映出快速增长的人口破坏了植被，导致风化加剧，地表环境的演变脱离了自然轨道，表明人类活动开始成为一种重要的地质营力，但这段时期的变化只是局地信号；1950年后，C/N持续减小及δ¹³C_org持续负移，反映出在新的社会制度和先进生产力的条件下，四海龙湾周围地区的环境状态再次发生改变，这与全球地质环境的加速变化同步，可以支持国际人类世工作组所提出的“20世纪中期是人类世的起始时间”。

自然水体是重要的甲烷排放来源，传统观点认为甲烷是微生物在严格厌氧条件下利用有机物的最终产物，但越来越多的证据表明有氧水环境中存在甲烷过饱和现象，被称为“甲烷悖论”。近年的研究表明，上述现象的产生与藻类的存在息息相关。藻类不仅可以通过光合作用或利用甲基化前体物质直接产生甲烷，也可为其他微生物提供厌氧微环境以及前体物质间接促进甲烷生成。然而，针对藻类有氧产甲烷的微生态机制方面的研究尚存不足，也使得全球甲烷收支核算仍存在较大不确定性。未来，进一步突破藻类有氧产甲烷的分子调控机理、揭示藻类对外部条件响应的有氧产甲烷特征及其生理适应性机制，将是深化领域研究的重要方向。