2023年内蒙古奈曼旗发现了世界第二、亚洲第一的特大型天然碱矿，探明天然碱资源量约20.77亿t，为我国纯碱产业结构优化带来重要机遇。全面梳理了国内外天然碱产业发展现状，阐明我国纯碱产业唯有大幅提升天然碱比重，才能具有国际竞争力。针对奈曼天然碱矿的共伴生油气储量高、盐碱伴生、埋藏深、倾角大等独特赋存特征，系统总结了该矿开发过程中面临的三大核心工程技术挑战：①奈曼天然碱矿油气富集于碱、盐矿层的晶格、裂隙和周围泥岩的孔隙以及层理缝中，在溶采过程中会造成石油严重乳化；②奈曼天然碱矿中近一半资源量为中低含盐天然碱矿，目前尚未掌握低成本的盐碱高效分离技术；③奈曼天然碱矿埋藏深、倾角大，存在漏斗区块，导致水平井建井困难。未来研究应聚焦高效绿色破乳剂研发、盐碱共伴生资源综合利用以及多学科融合下的高精度水平井建井技术，助力奈曼天然碱矿的高效开发利用。

研究生态系统服务供需关系并开展分区管理，对协调生态与社会经济发展具有重要意义。以奈曼旗为研究区，基于InVEST模型、冷热点分析与地理探测器，探究了2000—2020年奈曼旗生态系统服务的供需变化及影响因素。结果表明：①奈曼旗生态系统服务综合供给能力增长了19.81%，需求下降了11.09%，供需比整体改善39.73%，空间上呈现“南北盈余、中部赤字”的格局；②林地占比是热点区的主要驱动因子，沙地占比是冷点区的核心驱动因子；③基于综合生态系统服务供需比、供需匹配关系及其冷热点面积占比，将奈曼旗划分为由生态保育区、生态修复区、生态提升区和生态发展区构成的6类二级生态管理分区和10类三级生态管理分区，并针对不同分区提出差异化生态管控策略，为奈曼旗的生态保护与可持续发展提供科学依据。

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个领域。风化作用可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不同深度的麦饭石样品开展风化程度鉴定和重金属吸附实验，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发生破坏，比表面积增加66.81%，3.6~4.0 nm的孔径占比由12.36%增加到40.05%，伴随碱性元素流失，零点电位明显左移，由7.09移至2.00以下。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过程以静电作用为主，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，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。

开展奈曼旗地区的农田利用现状分析，有助于推动农牧交错区的农业高质量发展，支撑国家粮食安全战略。基于2020—2024年Landsat 8时序数据，采用随机森林分类提取主要粮食作物种植信息，并利用吉林一号数据，结合多尺度分割算法与U-Net深度学习模型，提取农田地块与道路分布，系统评估区域的主要粮食作物种植格局与农田基础设施建设水平的关系。研究结果表明，近5年来，奈曼旗主要粮食作物种植面积稳步增长，累计净增22 673.46 hm²，增幅达12.9%，种植区域逐步由一般耕地向高标准农田转移。区域农田基础设施建设水平显著提升，高标准农田建设区的农田基础设施优于一般耕地区域。农田基础设施建设水平越高的区域，主要粮食作物种植面积越大，呈现出显著的空间一致性与正相关关系。

随着风电功率预测对时效和更新频率的要求不断提高，基于数值天气预报进行预测的方法局限性愈发明显，人工智能气象模型的发展为风电功率预测提供了高效的气象预报来源。选取广东阳江一典型海上风电场作为服务对象，应用盘古模型和数值天气预报模式CMA-GD进行2023年和2024年共17个月的模拟计算，设计了4组功率预测试验，对比分析了不同气象数据预报源、不同功率预测方法以及进行风速订正对于功率预测的改进效果。试验结果显示，在风电功率预测中盘古模型具备同等甚至超越数值天气预报模型的精准度。应用生成的场站功率曲线做功率预测时，基于盘古模型气象预报的短期功率预测准确率超过基于CMA-GD的准确率，甚至在2024年个别月份的预测效果与应用机器学习算法预测的功率相当。根据2023年11月的试验结果，基于订正的盘古模型预报和应用ResMLP算法的功率预测模型，功率预测效果最佳，24 h预测准确率为0.714，96 h预测准确率为0.654，将该模型应用到2024年1~6月，效果稳定，可以达到电网的考核标准。研究为在风电功率预测业务中应用盘古模型或其他人工智能气象模型提供了一种可借鉴的方案。

微生物时空分布广、地质作用大，不仅对地球重大环境转型产生了重要影响，而且在减污降碳、减灾降毒等方面也具有重大的工程实践价值，由此实现从微生物地球到微生物地球工程的发展。微生物是驱动生源要素和金属元素地球化学循环的引擎，在碳汇工程、生态工程和农业工程等领域发挥着不可或缺的关键支撑作用。微生物与矿物存在广泛而紧密的相互作用，在岩土工程、深地工程和矿业工程等领域应用微生物不仅可以节省成本、提高效率，还具有重要的环保价值。特别重要的是，微生物对地质环境变化具有广泛而灵敏的响应能力，不仅可以应用于许多重大工程的治理和防控，还可以应用于诸如生态灾害、气候环境灾害和地质灾害等领域的预警，布局微生物预警工程的建设尤其重要和紧迫。

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（80~210 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理论依据和数据支撑。

内蒙古奈曼天然碱矿是我国近年发现的超大型矿床，查明资源量约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。为什么在早白垩世温室期的伸展构造背景下，奈曼天然碱矿能够大规模富集？需要从以下几个维度展开探讨：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。立足“深部结构—物质来源—成矿时间—沉积气候环境”四位一体的学术思路，开展协同耦合成矿研究，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。

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和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了科学依据。

奈曼旗农牧交错带地处科尔沁沙地腹地生态脆弱区，对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^-、溶解性总固体和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，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，总铁的高背景值可能与菱铁矿溶解有关，F^-富集则受控于萤石溶解及正向阳离子交替吸附作用。研究结果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。

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转型发展的地方需求，通过天眼查企业数据库获取奈曼旗企业大数据并进行了空间化处理，采用GIS空间分析和大数据分析方法，剖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、贯穿全旗且偏南偏北走向的条带状分布特征；人口分布、交通条件和土地利用因素影响着奈曼旗产业的空间格局，产业布局偏向于临近国道与省道的城镇用地区域，且该集聚特征随人口规模增加越发突出。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。

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较为清晰，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、资料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，相关研究成果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。

土地利用动态变化对生态平衡和可持续发展至关重要。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变化进行监测与时空分析，以支持其可持续发展。针对该地区农牧交错带的复杂性，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生态恢复、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，农业用地变化、沙漠化生态恢复及地表水体覆盖减少对奈曼旗地区的土壤含水量影响显著，凸显了农业节约用水、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。研究结果可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科学依据，助力生态环境与经济发展的协调推进。

在世界大国资源竞争与资源国政策调整背景下，铜资源产业链供应链面临巨大的不确定性风险，研究铜资源产业链供应链贸易网络韧性对保障其安全意义重大。综合考虑铜资源产业链供应链全环节产品，通过描述网络节点和结构的各项能力及特征，刻画铜资源产业链供应链网络韧性演化特征。研究表明：节点韧性层面，中国上游和中游韧性优势显著，但下游韧性呈下降趋势，资源禀赋国仅上游和中游韧性较高，德国和美国等工业强国全环节韧性突出；静态结构韧性层面，全环节普遍呈现降低趋势，恢复能力普遍表现不佳，上游和下游抵抗能力较强；动态结构韧性层面，上游和下游网络极化效应有所削弱，其稳定能力有待提升，中游贸易日渐集中于重要连边，导致抵抗攻击能力下降，贸易枢纽国家主导潜在新联系的建立且具备更强的重构能力。

陆域下垫面的高度异质性与水文生态过程的复杂耦合特征，导致陆域水文生态过程的多尺度耦合演变机理尚不明晰，水文—土壤—植被—人类活动全过程多要素耦合模拟体系尚不完善，水文生态过程多尺度变化引发的资源环境效应与衍生风险认知亦存在不足。上述问题已成为厘清并解决水文、生态、资源与环境系列问题的关键瓶颈，同时制约了区域水资源精细化管理与生态环境的可持续发展。因此，尝试从多尺度过程耦合、物质能量循环和生物地球化学过程等角度，阐明典型陆域水文生态过程的多尺度耦合机理及其资源环境效应。未来应重点围绕内陆河流域水文生态多尺度变化过程与水资源效应、黄土高原水文生态耦合过程多尺度变化机理、湖泊流域水文生态过程的多尺度测算及变化机制、大湾区水文生态过程多尺度耦合机制与社会经济风险，以及陆域水文生态过程变化的资源环境效应展开研究，揭示内陆河流域、黄土高原、湖泊流域和大湾区等典型陆域的水文生态过程多尺度耦合机理；研发蒸散发等水文生态关键参量的监测方法，研发陆域水文生态过程耦合模拟技术；阐明全球变化背景下，典型陆域水文生态过程变化的资源环境效应及其社会经济风险，为区域水资源合理开发利用、生态环境保护和全球变化应对提供科学支撑。

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）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，以及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了显著进展，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（治理）”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。

在国家“碳中和”目标与绿色可持续发展助力乡村振兴背景下，加快建设以风光为主的新能源发电设施需要科学合理的开发策略。对太阳能光伏和风力发电的潜力进行精细化评估，有助于更加高效地开发风光资源。基于高精度的太阳辐射卫星反演、高分辨率风速、土地利用和保护区边界等数据，结合先进的太阳能光伏和风电转换模型，对奈曼旗风光资源技术可开发潜力进行精细化评估。评估结果表明：奈曼旗风光资源较为丰富，其中屋顶光伏的总潜力可达13.5 TWh，并呈现出南部和东北部较大、西部和东部较小的空间格局；最优角度固定式光伏的总潜力可达24 TWh，并呈现出西北部、中部和东北部较大，南部较小的空间格局；100 m高度风力发电的总潜力可达18.4 TWh，并呈现出西部最大、中南部较大和北部较小的空间格局；140 m高度风力发电的总潜力可达20.8 TWh，并呈现出西部和东南部最大、其他大部分区域较大的空间格局。研究案例可为光伏开发选址优化、风光资源协同发展路径探索及奈曼旗乡村振兴实践提供科学参考。

气温与降水是影响我国干旱半干旱地区生态水文过程的关键气候要素，二者的协同作用对土壤微生物过程的影响仍需进一步明确。以中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站的长期观测数据为支撑，选取科尔沁沙地草甸风沙土为研究对象，定量评估了气温与降水协同作用对土壤微生物生物量碳的影响。结果表明，气温与降水协同作用以土壤湿度为关键中介，通过“气温降水协同—土壤湿度响应—土壤微生物反馈”的核心路径实现对土壤微生物生物量碳的动态调控，且土壤湿度0.019 m³/m³可作为不同气温与降水协同类型的临界判别值。当“气温升高、降水增多”时，升温加剧土壤蒸发，而降水补充未能抵消蒸发损耗，引发干旱胁迫，抑制微生物生物量碳积累；当“气温降低、降水减少”时，降温减弱蒸发，降水减少抑制水分深层渗透，使表层土壤湿度维持适宜状态，促进微生物生物量碳积累。研究结果有助于加深对不同气候要素协同作用影响干旱半干旱区土壤微生物过程的理解，也对认知沙地土壤碳循环过程具有重要价值。

地处华北北缘与中亚造山带交接部位的开鲁盆地奈曼凹陷，其九佛堂组下段的天然碱—盐岩等蒸发岩十分发育，形成了世界第二大天然碱矿床，成为东北亚地区早白垩世古气候与古环境的重要深时记录，然而天然碱的“源—汇”过程和成因尚不清楚。因此，开展了多尺度的沉积学研究，包括区域尺度盆山耦合、岩心尺度的沉积旋回以及微观薄片尺度的矿物共生组合等，分析了奈曼天然碱的物质来源、沉积相带分布、关键界面、沉积分异机制和天文旋回。研究表明，奈曼天然碱矿床类似于美国西部的绿河组碱矿，蒸发岩位于湖盆凹陷沉积中心的暗色泥岩层系内，具有陆源碎屑—碱土碳酸盐—天然碱—盐岩的“牛眼式”分带特征，沉积分异受溶解度和湖盆地貌高差的控制。奈曼天然碱矿床的形成主要涉及两个过程：首先，在气候湿润期湖盆周缘的大量中基性火山岩中淋滤出的Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO{}_{\mathrm{3}}^{-}和Cl^-，以稀溶液形式注入湖盆，富含Na⁺-HCO{}_{\mathrm{3}}^{-}的湖水大规模聚集，形成了碱土碳酸盐饱和的碱性咸水湖，为天然碱形成提供了物质来源；其次，湖盆在极端干旱气候条件下的高度浓缩，卤水达到天然碱—盐岩矿物的过饱和，最终在凹陷中心依次结晶析出。奈曼天然碱矿床具有泥页岩与蒸发岩互层的特征，反映了碱矿的发育具有多旋回性，湖平面存在多期波动。依据纹层尺度的蒸发岩沉积韵律和米兰科维奇旋回，推断主要的成碱期约为1.2 Ma，远小于九佛堂组下段的沉积时限（2.5 Ma）。奈曼凹陷天然碱矿床的“源—汇”沉积模式，将为类似Na-碳酸盐矿床的勘探开发提供借鉴。

奈曼凹陷位于松辽盆地西南缘，整体勘探程度较低，其油气成藏条件和主控因素尚不明确。在系统梳理前人研究成果的基础上，结合钻井、地震及储层岩性和物性等资料，综合分析了奈曼凹陷的石油地质特征、成藏主控因素及资源潜力。结果表明，区内主要发育沙海组、九佛堂组下段和义县组3套烃源岩，集中分布于凹陷北部，整体处于低熟—成熟阶段。其中，九佛堂组下段发育半深湖—深湖相泥页岩，有机质丰度较高（总有机碳平均为2.79%），类型以Ⅰ型和Ⅱ₁型为主，为该区主要烃源岩。生物标志物特征显示，其形成于高盐度、强还原的湖相环境，母质来源为低等水生生物与高等陆生植物的混合。区内油气以稠油和湿气为主，其中稠油未经历明显生物降解，主要受低成熟度控制；天然气属于低熟—成熟阶段腐泥型气，直接来自干酪根裂解。油气富集受优质源储配置关系、优势沉积相带和有利岩性共同控制，整体呈现“相带—岩性—构造”三元耦合特征。此外，深部流体活动可能在成藏过程中发挥重要作用，不仅促进有机质再生烃作用，还可能引起伴生稀贵气体（如氢气和氦气）富集。总体上，凹陷中心及深层“甜点区”具备烃源充足、圈闭近源和流体活跃等有利条件，具有较大的油气勘探潜力。未来研究应关注多因素耦合下的成藏机理，以深化对奈曼凹陷油气系统的整体认识。

随着风能和太阳能发电技术的迅猛发展，其在电力系统中的占比持续提升。然而，这两种能源的发电量直接受天气状况影响，具有显著的随机性、波动性和间歇性，这给电力调度和电网的安全稳定运行带来了严峻挑战。高精度的功率预测技术是应对这一挑战、实现风能和太阳能发电高效利用的关键。系统回顾了风能和太阳能短中期气象预报技术的发展历程、核心技术及其最新研究进展。首先，对国内外相关文献的综合分析表明，传统的风能和太阳能预报方法，如数值天气预报方法、统计方法（包括时间序列分析和机器学习）以及二者结合的混合/统计后处理方法，已无法完全满足当前需求。而通过在高分辨率快速循环预报、能源专用物理过程优化、混合集合卡曼滤波与四维变分同化等关键领域开展协同优化，预报的准确性与可靠性得到了显著提升。此外，新一代动力框架与先进人工智能大模型的引入、多源数据的同化融合以及“数字孪生”等新兴技术的应用，为进一步优化预报结果提供了新的可能。最后，分析了当前预报技术面临的主要挑战，并对未来发展方向进行了展望，重点围绕极端天气精准预报等关键问题；通过嵌入物理规律发展“物理信息神经网络”；由传统物理模型与大模型成员构成的集合概率预报将得到普及；量子计算等颠覆性技术有望推动超高分辨率气象模拟成为现实；实现预报技术与电网自动发电控制等场景的深度耦合，构建闭环智能决策系统。旨在为能源气象领域的研究人员和工程技术人员提供技术参考。

系统科学为农业气象学应对当前挑战提供了解决方案，发展系统农业气象学是推进农业气象学发展的迫切需要。基于农业气象学研究对象的系统性特征，阐释了系统农业气象学的内涵与理论框架，并对其研究前景进行展望。结果表明，系统农业气象学是应用系统分析方法研究农业气象系统内各要素的相互作用机制、动态演变规律及其对农业生产影响与优化路径的科学；研究的关键科学问题包括多源数据尺度转换、多要素协同机制以及多过程耦合模型构建等；研究目标为优化农业气象系统结构，协同实现农业生产的高产、优质、高效与可持续发展。系统农业气象学为农业气象学发展的新形态与新引擎，将基于“观测—分析—描述—模拟—优化”五位一体的研究路径，通过理论创新、技术集成与服务重构，推动农业生产从“靠天吃饭”向“知天而作”的智慧范式转型，为应对气候变化下的粮食安全挑战及发展农业气象新质生产力提供科学支撑。

微波亮温与雪深之间的关系十分复杂，地形和积雪状态的多变性对其影响极为显著，传统方法难以精确反演。为有效刻画微波亮温与雪深之间的复杂非线性关系，提出了一种融合小波变换与残差卷积神经网络的被动微波雪深反演模型，利用小波变换提取多频微波亮温的多尺度特征，以表征雪深的整体变化与局地扰动，并通过残差结构提升深层特征传递与非线性拟合能力。在此基础上，选取北半球不同积雪气候类型下的代表性站点，评估了该模型的适用性。结果表明，融合小波变换与残差卷积神经网络模型在站点尺度实验中，雪深反演的均方根误差为0.23 m，相关系数为0.93，平均偏差为0.01 m，纳什效率系数为0.86，各项误差统计指标相较于传统卷积神经网络和残差卷积神经网络模型均有较大改善。不同积雪深度下的性能均优于传统深度学习模型，且该模型在积雪较厚和变化较快时能够表现出更准确的估算能力。此外，该模型在不同积雪气候类型下的时序响应能力和空间迁移性能均优于现有主流雪深反演产品，可以为不同积雪气候类型下的雪深监测提供参考依据。

青藏高原作为世界屋脊与巨大的抬升热源，其热力作用对亚洲季风及东亚气候格局具有关键影响。近年来，青藏高原热力异常及其气候效应的研究已取得丰硕成果，但在其驱动长江中下游多尺度降水及极端事件的动态机制方面，仍有待系统梳理与总结。围绕“热力强迫—环流响应—降水过程”这一主线，系统综述了青藏高原大气热源对长江中下游降水的影响机制，重点从热源的计算方法、时空分布特征、环流响应机制以及对降水过程与特征的影响4个方面进行论述。系统阐释了高原热源通过“背景态调制”与“直接强迫”双重路径影响关键环流系统，进而塑造长江中下游持续性降水典型配置（PSAH/NSAH型）与极端事件中“情景依赖型”角色的核心物理机制。高原热力作用并非一成不变的单一强迫，而是与热带海温等大尺度背景场存在复杂的协同作用，这种多强迫因子的组合配置决定了极端降水事件的触发与放大。最后展望了未来需重点开展的研究方向，指出需聚焦热源垂直结构的气候效应、极端降水事件的定量可归因度及多源数据融合等关键科学问题，以提升对长江中下游降水变率的科学理解与精准预测能力。

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。

准确评估沙地植被净初级生产力的时空动态，并量化气候变化和人类活动对其影响机制，对于揭示环境变迁对沙地生态系统碳库的作用机制及制定碳汇提升策略具有重要意义。以MOD17A3HGF产品为基础，综合运用趋势分析、稳定性分析、偏相关分析和偏导数等方法，系统探讨了2001—2023年科尔沁地区植被净初级生产力时空动态特征及其驱动机制。结果表明：①2001—2023年，科尔沁地区植被净初级生产力空间分布总体呈“西北和东南高、中间低”的格局，以4.78 g C/（m²⋅a）的速率极显著上升，极显著恢复区占比高达89.3%，72.6%的区域保持稳定状态。固定沙地植被净初级生产力恢复速率强于流动沙地。②科尔沁地区气候条件总体呈“暖湿化”趋势，沙漠化地区气候条件变化幅度普遍大于非沙漠化地区。③植被净初级生产力与年降水量和年均气温呈正相关，而与年均太阳辐射量呈负相关，且年降水量对植被净初级生产力变化的影响占主导地位。④在植被恢复区域，气候变化和人类活动共同作用的区域和以人类活动为主导的区域占比分别为82.2%和16.6%，而在植被退化区域，人类活动主导作用仍不容忽视。流动沙地的净初级生产力受气候变化影响更强，而固定沙地净初级生产力受人类活动影响更显著。研究结果有力支持了顺应气候暖湿化趋势促进流动沙地自然恢复，通过规范农业活动提升沙地植被固碳增汇的管理依据，可为科尔沁地区沙漠化治理与生态恢复提供精准施策的科学依据。

气候变化背景下，冰川跃动及其带来的相关灾害时有发生。由于冰川底部监测条件严苛，对冰川跃动的控制机制仍存在多种解释。焓平衡模型是近期提出的综合冰川物质平衡、热力过程及水文条件的通用跃动模型，可解释多种类型的冰川跃动过程。根据已发布资料及利用遥感卫星提取的南雷姆冰川表面流速与表面高程数据，计算了冰川滑动速度及应力变化，同时，根据焓平衡模型计算不同时期冰川由摩擦生热产生的焓，系统分析了南雷姆冰川在2000—2024年跃动前后的时空特征及关键过程。结果表明：①2018—2020年南雷姆冰川发生跃动期间，冰川底部有大量水参与作用，这可能是热控制引发的底部融水和冰川表面融水渗入冰床，改变了底部水压进而引发的快速运动；②南雷姆冰川跃动期间，焓主要来源为滑动摩擦产热，跃动前、跃动期和跃动后3个阶段，摩擦生热的年均产焓量分别为1.0 W/m²、3.2 W/m²和0.5 W/m²，年均产焓最高值出现在2019年（约6.2 W/m²），而焓支出主要为冰下融水的排出；③南雷姆冰川此次跃动并未抵达上一次跃动（1989—1999年）末端位置，表明此次跃动相较上次强度有所减弱；④焓平衡模型可有效解释冰川跃动加速与减缓过程。东喀喇昆仑南雷姆冰川跃动受水/热耦合机制控制，但跃动启动临界值与停止节点需要翔实的冰川底部水文观测数据支撑。

地表臭氧与植被之间存在着深刻而复杂的双向反馈作用。一方面，臭氧通过叶片气孔进入植物体内，引发氧化应激反应并抑制光合作用，对全球粮食安全和森林健康构成严重威胁。另一方面，植被并非被动承受，它既是臭氧的“汇”（通过气孔吸收进行干沉降），也是其重要的“源”（通过排放生物源挥发性有机物参与光化学反应）。通过整合相关文献，系统量化了区域到全球尺度下臭氧对作物产量和陆地生产力的损伤作用，明确了植被通过源汇过程对臭氧污染的影响量级，并揭示了臭氧—植被相互作用的关键机制，即臭氧胁迫导致植被气孔关闭，削弱了其清除臭氧的干沉降能力，反馈加剧地表臭氧污染。此外，臭氧诱导的气孔关闭还通过抑制蒸腾作用，改变地表能量平衡（潜热通量减少、感热通量增加），产生增温减湿的生物地球物理效应，进而反馈影响区域气候与大气化学过程。尽管现有研究已初步揭示了这些以正反馈为主导的耦合机制，但仍面临核心控制实验存在不确定性、生态系统模型模拟能力不足以及对多因子协同胁迫认知有限等挑战。未来研究亟须整合多尺度观测、多因子控制实验与高性能耦合模式，以精确量化该系统内的复杂反馈，为协同治理臭氧污染与应对气候变化提供科学依据。

低空急流与云降水系统之间的耦合是连接边界层过程与中尺度天气系统的重要纽带，也是极端降水形成与可预测性研究的关键问题。已有研究表明，低空急流通过增强低层水汽通量与辐合、调制垂直风切变与不稳定能量，并改变边界层湍流混合与动量传输，在云系触发、组织化演变及降水效率中发挥“水汽通道—动力引擎”的双重作用；与此同时，云和降水过程释放的潜热又可通过调整温压场与次级环流，改变位涡与涡度收支，进一步调制急流强度、位置与垂直结构，从而形成多尺度双向反馈，而复杂地形在这一过程中起到了重要的调制作用。系统梳理了多源协同观测体系，阐明了其对低空急流动力结构、水汽输送及垂直微物理过程的精细化捕捉能力；同时评述了对流分辨率区域模式与资料同化技术在再现急流日变化、量化水汽辐合与切变等动力诊断量方面的关键进展。然而，多源协同仍面临垂直指向探测中垂直气流与粒子下落速度耦合、风切变导致谱展宽等反演不确定性难题；数值模拟仍需结合原位校核与人工智能技术以进一步提升对复杂非线性耦合机制的解析水平。最后指出，未来需要面向“过程闭合”的高分辨率三维组网观测、多源数据深度融合与同化、跨尺度高分辨率模式与不确定性量化以及可解释人工智能辅助诊断，以提升低空急流—云降水耦合机理认知水平与预测能力。

近年来，梅雨期降水愈发偏离其绵绵细雨的传统特征，呈现出显著的暴雨、干热双极端化趋势。为了全面刻画梅雨变化特征，使用基于逐日站点观测数据研发的三维烟雨偏离度指数（D2MR）来表征梅雨的更多维度特征，并以其分指数确定逐年梅雨性质。同时，基于ERA5再分析数据和Hadley Centre数据，确定了影响三维烟雨偏离度指数及其分指数的关键前期因子，并采用年际增量方法分别构建了预测模型。结果表明，预测模型对梅雨极端化指数及其分指数具有显著的预测效果，相关系数可达0.72以上，且性能稳定。该模型可以成功捕捉到1963—2025年三维烟雨偏离度指数的年际变化特征及其显著的上升趋势，准确预测出了近些年梅雨愈发极端的情况，同时也很好地捕捉到极端年份的梅雨性质，成功独立预测出了2020年和2024年的暴力梅以及2022年的高温干旱事件。随着梅雨极端事件频发，其对长江流域社会经济的影响不断加剧，针对梅雨极端化进行表征和预测研究，不仅可为防灾减灾及农业规划提供科学支撑，也对理解区域气候变化规律具有重要的现实意义。

气溶胶是影响地气系统能量收支及大气环境变化的关键因子之一，其光学参数的高精度反演一直是大气环境遥感领域的研究热点之一。气溶胶光学被动遥感主要利用其在可见光/近红外波段的散射效应，但该方式大多需要借助太阳散射辐射作为辐射源，在夜间和高纬度冬季（极夜）无法适用。红外高光谱遥感技术可解析气溶胶独特的光谱吸收与散射指纹特征，也是实现气溶胶遥感的手段之一，为传统可见光/近红外反演遥感提供了有力补充。系统阐述了红外高光谱反演气溶胶微物理参数的基本原理，重点对物理机理与探测仪器、辐射传输模型和反演算法等方面的关键技术进行综述。尤其是对已有红外高光谱辐射计的关键参数、红外高光谱正向辐射传输模型的特点以及不同类型反演方法的优缺点进行了探讨分析。基于此，进一步展望了未来研究的发展方向，提出应重点发展高精度、高效率的辐射传输正演模型，深度挖掘红外高光谱数据中的丰富信息以改进反演算法，并积极发展多平台协同探测技术。

为探究不同气候背景下集中式光伏电站的微气象和生态环境效应差异，选取青海省极干旱、干旱和半干旱3种典型气候背景下的高寒荒漠光伏电站，采用对照观测与遥感长时序归一化植被指数反演，分析光伏阵列内外的微气象要素及植被演变特征。结果表明，光伏电站的微气象与生态环境效应沿干旱梯度表现出不同响应，水分可利用性是核心调控因子。在极干旱区呈显著“热岛效应”且无植被恢复；干旱区表现为夜间保温与微弱增湿，植被呈恢复趋势；半干旱区则表现为生态系统正反馈，光伏遮阴与阻风效应促进保墒，植被快速恢复并通过蒸腾冷却抵消物理升温效应。研究阐明了光伏电站生态效应由物理扰动向生态调节转化的演变规律，证实了适宜水分条件下光伏开发与生态修复协同的可行性。未来，开展长时间、更大范围的生态气象观测，并发展适用于光伏园区的生态机理模型，以深入理解光伏的生态效应，为产业布局相关决策提供依据与支撑。

砂质辫状河沉积演化过程具有高频迁移、快速改造、多期叠置的特征，复杂的水动力条件驱动水道频繁迁移，导致其内部构型高度复杂。为揭示季节性水流控制下砂质辫状河的沉积构型特征与沉积演化规律，采用现代河流探槽剖面实测与无人机倾斜摄影技术相结合的方法，系统记录巴河在不同时期的沉积地貌变迁，并基于探槽剖面沉积构型解析，分析季节性水流控制下的沉积演变过程与构型特征，并建立砂质辫状河的沉积模式。结果表明：①通过无人机测绘模型分析季节性砂质辫状河水流变化特点，发现流量变化是控制辫状河沉积演化的重要因素，在洪水期发育宽带状水道，水流几乎覆盖整个河床，驱动砂床顺流迁移，快速沉积形成朵状或舌状心滩；在平水期水位下降，水流仅存在于心滩之间的水道内，心滩演变速率降低，其形态转变为不规则的复合心滩。②在季节性水动力条件变化的控制下，辫状河内部砂体规模与岩相特征呈现显著的季节性差异，洪水期发育3种主要岩相，分别为砂砾岩（含大量卵石）（Gm）、大型板状交错层理砂岩（Sp2）和大型槽状交错层理砂岩（St2）；平水期发育3种主要岩相，分别为小型板状交错层理砂岩（Sp1）、小型槽状交错层理砂岩（St1）和平行层理砂岩（Sh）；洪水期发育深切的主干水道（CHm），心滩增生方式以顺流加积为主，形成舌状或朵状的厚层砂坝，单期沉积物厚度在1 m以上；平水期发育窄而浅的次级水道（CHs），心滩存在多种增生方式，包括顶部前积层披覆、顺流方向与侧向增生，单期沉积物厚度小于0.5 m，常以多期叠置方式出现在剖面上。③基于流量与沉积构型特征关系，建立了季节性砂质辫状河“建造—改造”两阶段演化模型。洪水期以“建造作用”为主导，高能水流携带粗粒沉积物，通过顺流加积与垂向加积形成大型朵状心滩，伴随主干水道强烈下切；平水期以“改造作用”为特征，水位下降导致心滩出露，心滩头部遭受侵蚀后移，中部经历“切割—充填—再切割”的多期改造，尾部则持续加积。在水流的周期变化下，砂质辫状河的地貌形态呈周期性变化，内部形成以洪水期增生体与平水期增生体相互交错叠置、相互拼合的复杂沉积构型样式。

观测结果表明，伴随全球变暖，过去几十年来中国极端高温事件显著增加。阐明不同区域人为气溶胶影响中国极端高温趋势的差异化机制，对预测未来变化具有重要意义。基于第六次国际耦合模式比较计划历史模拟与人为气溶胶/温室气体单一强迫历史模拟试验的结果，系统研究了不同区域人为气溶胶排放变化对中国极端高温趋势的影响及物理机制。研究发现，1950—1979年，东亚与欧洲人为气溶胶排放增加共同导致中国极端高温减弱，其中东亚人为气溶胶主要通过反射和散射短波辐射导致地表冷却；欧洲人为气溶胶则可以通过改变排放源地大气热力结构以激发一个东传的大气遥相关波列引发东亚高空辐合、位势高度正异常和偏北风冷平流的异常响应。1980—2009年，欧洲人为气溶胶排放的减少通过激发反位相的大气遥相关波列，导致东亚高空辐散、位势高度负异常和南风暖平流异常，抵消了东亚人为气溶胶排放持续增加在中国北部造成的冷却效应，形成“北多南少”的极端高温趋势分布格局。2010—2020年，东亚与欧洲人为气溶胶减排的共同作用进一步推动中国极端高温的增加趋势。研究结果揭示了不同区域人为气溶胶强迫影响中国极端高温变化作用机制的本质差异：东亚人为气溶胶主要通过改变局地辐射平衡直接影响极端高温趋势变化，而欧洲人为气溶胶主要通过大气遥相关过程调控东亚大气环流，从而间接影响极端高温趋势变化。这一发现深化了对人为气溶胶强迫远程气候效应的认识，为未来更好地预测极端高温的变化提供了理论补充。

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年的研究进展，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，但研究仍处于早期阶段，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。

在全球变化背景下，由岩石风化—矿物催化—非酶促聚合联动的美拉德反应，可能是连接矿物与土壤有机碳封存的地球化学桥梁，成为实现碳中和重要的潜在地球化学途径。美拉德反应在土壤中被证实可诱导还原糖和氨基化合物在路易斯酸的催化下发生缩合—聚合反应，生成结构稳定、难降解的类黑精等聚合物，成为重要的碳固存补充机制。美拉德反应依赖于高温、高pH和适度水分条件，其反应速率并显著受铁/锰氧化物和层状硅铝酸盐等矿物催化增强，进而在深层土壤和厌氧沉积物中有效提升土壤有机碳稳定性。美拉德反应产物（以类黑精结构为代表的一大类化合物）不仅自身具有生物惰性，更能通过与矿物形成物理限域、官能团络合及金属桥联的有机—无机复合体，显著提升碳持久封存能力。同时，美拉德反应作为连接植物来源有机碳、微生物转化产物与矿物稳定化过程的关键非酶促转化环节，丰富和发展了土壤腐殖质的形成机制。然而，天然土壤环境中美拉德反应研究尚处于起步阶段，研究多依赖模拟实验，缺乏原位观测数据与机制模型，尚未解析土壤中美拉德反应的特异性分子标志物，无法量化其在稳定性土壤有机碳形成中的贡献，多因子调控美拉德反应的交互效应与协同机制尚不清晰。提出美拉德反应通过“矿物界面催化—类黑精生成—有机矿物复合体形成”三步稳定化路径，为土壤惰性碳库的形成提供了超越传统微生物主导理论的新机制，填补了该领域对非生物化学过程认知的空白。未来应重点解析美拉德反应在“气候变化—岩石风化—碳稳定性”链条中的枢纽作用，将美拉德反应介导的非生物固碳模块纳入陆地碳汇模型中，为地质碳封存与生态碳汇协同增效技术研发提供机理支持。

河流化学风化是全球地球化学循环的关键环节，其动态变化对于深入理解和评估气候变化影响至关重要。结合Lechuga-Crespo模型与随机森林算法，并利用第六次国际耦合模式比较计划未来不同气候情景的数据集，对1980—2100年全球岩石化学风化离子通量［Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Alkalinity（HCO{}_{\mathrm{3}}^{-}和CO{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}）、SO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}和Cl^-］的长期动态变化及其地理特征进行了系统评估。结果显示，全球岩石化学风化离子通量在不同气候情景下变化显著，尤其在高排放情景（SSP5-8.5）下，预计全球岩石化学风化离子通量总量将大幅增加，至2100年其平均增幅可达35%，届时全球总量将达到6.6×10⁹ Mg/a。东南亚、南亚次大陆和撒哈拉以南的非洲地区是未来化学风化作用的高值核心区域。降水被确定为影响岩石化学风化离子通量变化的最显著因子（显著增加的面积占比为99%；贡献率为32%~33%）。不同岩性对气候变化的响应差异主要受矿物组成和结构特性的制约，其中碳酸盐沉积岩和硅质碎屑沉积岩在全球变暖背景下均表现出加速风化的趋势。引入长期动态模拟和未来情景预测，并结合多种气候驱动因子，为岩石化学风化离子通量的未来变化提供了更为系统和全面的评估。这种多维度分析为岩石化学风化在全球碳循环和环境响应中的作用提供了扎实的科学依据。

盆山耦合是大陆岩石圈能量与物质交换的关键过程，对理解板块构造、资源分布及地质灾害具有重要科学意义。其相关物理模拟研究经历了从几何相似到动力学相似、从单一构造模拟到多过程耦合的显著演进。通过回顾该领域的发展历程，指出阶段划分差异实质上是理论突破与技术革新共同驱动的结果。在实验材料方面，模拟材料已从石英砂和硅胶等基础材料，发展为能够精准匹配地质原型流变行为的复合功能材料；进一步对比了脆性、韧性和塑性3类材料的密度、摩擦角/黏度及关键无量纲参数，探讨了超重力条件下材料行为的差异及动力学相似性要求。根据动力源类型，实验模型可分为挤压、伸展和走滑3类驱动模型，它们分别揭示了前陆盆地、裂谷盆地及走滑转换带形成的动力学机制，并一致强调了先存构造与流变分层的控制作用；通过选取3个代表性盆山体系进行同维度对比，揭示了参数实验与实例研究之间的互补性及物理模拟的固有局限。当前，超重力离心、CT扫描、数字体积相关与数值模拟等前沿技术的融合，正推动物理模拟向实时、三维、定量化方向深刻转型。针对尺度效应、时间压缩、实验设备影响及温度缺失等局限，提出了“高分辨率观测与精细建模、智能化连续监测与参数反演、全过程多场耦合模拟、多源数据同化”四类技术发展方向，并构建了“3D打印初始模型—超重力离心提供应力环境—数字体积相关实现四维应变场捕捉—人工智能自动提取构造要素—数值模拟进行参数反演与演化趋势预测”的闭环研究范式。未来该领域将更注重“构造—地貌—沉积”全过程模拟与人工智能识别技术的深度融合，从而为深入揭示地球动力系统的运行机制提供关键的实验支撑与理论框架。

借助声学、光学和电化学等多类传感器技术，原位高频监测已实现对水位、流量及多项水质参数的连续、高时空分辨率观测。系统梳理了原位高频监测在水文水资源领域的发展与应用，归纳了不同技术阶段在采样频率、监测指标类型及数据获取能力方面的演进过程。相关应用研究显示，原位高频监测技术在流域水文过程示踪、物质迁移机制解析、水环境污染防控、水资源精细化管理及山洪灾害预警等方面显著提升了过程刻画精度与响应时效性，能够有效捕捉传统低频采样难以识别的短时水文事件、水源动态变化及污染物通量突变，为流域尺度水文与水环境研究提供关键数据支撑。然而，目前该技术在监测指标覆盖、传感器长期稳定性、复杂环境适应性、设备建设与维护成本及高频数据处理能力等方面仍存在一定局限性。未来发展应重点推进低成本、多参数集成传感器，并融合物联网技术优化系统性能，推动原位高频监测向智能化、精准化与高效化方向发展。

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。