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。

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。

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。

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。

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。

人类活动对城市区域的空气含氧量产生了显著的影响，这种改变已经对区域范围内的大气氧平衡构成了威胁。但是城市大气O₂的相关研究仍然薄弱，无法对城市O₂变化机制做出系统评估。因此，在城市区域进行大气O₂的长期观测具有重要意义。详细介绍了兰州市在线大气氧观测平台的基本情况，该平台是国内首个大气O₂原位高精度连续观测平台。平台采用气相色谱仪—热导检测器（GC-TCD）来测量大气中O₂含量，并构建了一种基于XGBoost模型的数据订正方法。通过使用这种方法，成功地减小了大气O₂观测数据的系统误差，使得订正后的测量结果的误差明显减小至-0.68 μmol/mol。观测结果表明，大气中O₂呈现明显的季节性和日变化特征，且大气O₂与城市人类活动指标（NO _x ）之间存在良好的对应关系。该平台能够在高背景下检测到大气O₂的微变化，为城市大气O₂相关研究提供关键的数据支持。由于碳氧循环紧密相关，大气O₂的长期观测可为有效制定因地制宜的“双碳”现实路径提供科学依据。

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。

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。

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。

青藏高原、伊朗高原和蒙古高原属于亚洲高海拔地区，3个高原热力作用对同期和后期中国天气气候有重要影响。首先，介绍了3个高原地表感热时空变化特征，结果表明在全球变暖的背景下，3个高原地表感热经历了明显的年际和年代际变化，基本都在20世纪末到21世纪初出现年代际转折，之后探讨了它们之间地表感热可能存在的联系。其次，归纳总结了3个高原春季和夏季地表热力状况对中国天气气候的影响研究进展，结果显示：青藏高原感热对高原低涡的生成、发展和东移有重要作用，在适当的背景环流下会给中国东部地区带来暴雨天气；青藏高原和伊朗高原的“感热气泵”为亚洲季风区提供有利的大尺度上升背景场，而且这2个高原的热力协同作用对中国南方夏季降水的贡献要大于二者的线性叠加；青藏高原、伊朗高原和蒙古高原地表加热激发的次级环流下沉支与中国北方暖干化关系密切，且3个高原感热异常会引起其上空大气环流异常，通过大气遥相关调节中国北方天气气候。最后，在此基础上讨论了现有研究的不足，并对未来关于青藏高原、伊朗高原和蒙古高原感热的天气气候效应的研究进行了展望。

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。

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。

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。

青藏高原是承受自然灾害脆弱性较高的地区。该区域经常遭受雪灾、干旱、大风、雷电、冰雹和洪涝等气象灾害的危害，其中，干旱是该区域除雪灾外影响最为严重的气象灾害。随着气候变化和人类活动的加剧，青藏高原由气象灾害造成的损失不断加剧。为此，着眼于青藏高原的区域特点，对其气象干旱研究现状进行了梳理与分析，系统总结了青藏高原气象干旱的主要研究成果，揭示了青藏高原气象干旱时空分布的基本特征：干旱的高发区在高原的北部、东北部、西南部和东南部，高发时段为1980年代和2000年代；归纳了青藏高原气象干旱监测和预测的主要技术方法：基于干旱指数开展的干旱监测评估和基于干旱影响因子利用气候模式进行的干旱预测；给出了青藏高原干旱灾害风险的发生规律：青藏高原东北部偏南地区是农牧业干旱灾害的高风险区，东北部、西南部和东南部是较高风险区；高寒草原比高寒草甸面临的干旱灾害风险高。基于数值模式和未来情景，预估21世纪青藏高原气温升高、降水增加；但由于降水增加表现出明显的时空分布不均匀性，未来发生季节性和区域性气象干旱的可能性仍然很大；同时，提出了青藏高原气象干旱研究在资料、技术方法和模式应用等方面存在的问题，并结合国际前沿，展望了青藏高原气象干旱未来研究需关注的关键科学问题和技术领域。

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。

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。

全球气候变化对资源、生态和环境的负面影响日益显现，降低大气CO₂浓度已经成为全球关注的焦点。潮间带湿地（如红树林和盐沼）具有很强的碳汇功能，是降低CO₂浓度和减缓全球气候变化的重要途径。红树林和盐沼作为重要的海岸带蓝碳生态系统，其土壤具有极高的储碳能力。由于受潮汐和降雨等驱动力的控制，红树林和盐沼土壤间隙水碳交换过程在海岸带蓝碳汇估算中具有较大的不确定性。同时，红树林和盐沼间隙水碳交换过程也是海岸带蓝碳汇相关研究中的前沿性科学问题，具有较大的挑战性。红树林和盐沼间隙水交换促使大量沉积物中的碳输出并存储于海洋，其可能是除了湿地碳埋藏之外的另一个重要碳汇，但目前对此尚未开展系统研究。总结论述了红树林和盐沼生境土壤间隙水交换速率及其携带蓝碳通量和控制因素，期望在对全球红树林和盐沼生态系统蓝碳收支和碳汇潜力进行评估中对其土壤间隙水过程携带的蓝碳通量引起足够的重视。这将深化对红树林和盐沼生态系统碳收支平衡和循环过程的认识，进而在全球气候变化的背景下，为更好地发挥海岸带蓝碳汇功能、促进红树林和盐沼生态系统建设和保护以及海岸带可持续发展提供科学支撑。

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。

风化壳淋积型稀土矿床的矿化与化学风化作用密切相关，华南风化壳淋积型稀土矿床是一种重要的稀土资源类型，具有储量大、分布范围广和富含重稀土等特点。近年来，风化过程中稀土元素迁移富集机制和风化壳淋积型稀土矿床成矿机理问题被越来越多的人关注，已成为地球科学研究的热点问题之一。通过系统总结前人工作，归纳出风化壳淋积型稀土矿床成矿特点及过程、花岗岩风化壳的结构特征、稀土元素在风化剖面中的分布、迁移与赋存方式、稀土元素在风化剖面中迁移和富集的主要影响因素以及Eu和Ce元素异常特征，旨在进一步理解表生风化过程中稀土元素的行为，并对当前化学风化过程中稀土研究的一些问题进行了展望。非传统稳定同位素示踪化学风化新颖有效且优势明显，目前已成功建立Ce和Nd等稀土稳定同位素分析测试方法，未来研究工作应将稀土元素和同位素手段有效结合，有望在示踪化学风化过程、揭示稀土矿化以及研究环境演化等方面取得重要认识。

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。

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。

海洋科学是在观测数据积累的基础上不断发展的一门学科，其发展史上的任何一次重大突破都离不开观测技术及相应数据集的更新换代。格点化数据集的时间延拓已成为海洋数据产品更新的主要形式，总结了当前格点化海洋环境数据集的发展现状。首先，将海洋观测的发展历史总结为3个阶段：稀疏观测主导的初始积累期，大型观测计划主导的快速增长期，以及资料同化和再分析为主导的高质量发展期。其次，从温度、盐度和流场3个关键要素出发，重点介绍近几十年来国际上公开发布和更新的全球格点化海洋环境数据集，包括HYCOM、OFES、OSCAR、Drifter、ECCO和PHY等6种流场数据集，Argo、IAP、EN4和ISAS 4种三维温盐数据集，OISST、ERSST和HadISST 3种海表面温度数据集以及SMOS、Aquarius和SMAP 3种海表面盐度数据集。在已有的研究基础上，对这些数据集的来源、特征信息及优缺点作了简要回顾，为海洋科技工作者提供参考。最后，建议未来从完善和发展海洋立体观测系统，增加数据质量评估质量和改进以及优化数值模式3个方面进行研究。

从地貌信息图谱概念的起源——地学信息图谱开始介绍，论述了地貌信息图谱的概念与发展历程，从具体研究的角度归纳了包括地貌形态特征图谱（地面坡谱、剖面谱、二维格局谱系、地形纹理谱）和地貌发育谱在内的地貌信息图谱研究类型及研究现状。结合遥感、计算机和人工智能等技术的发展，分析了知识图谱与信息图谱结合的研究方法在未来地貌研究中的前景，总结了地貌信息提取、地貌信息分类和地貌制图等地貌信息图谱关键技术研究进展，并从构建完备的地貌信息图谱体系、提升地貌信息图谱关键技术、加强全球地貌格局与演变的精细化与定量化研究三方面对未来地貌信息图谱的发展进行了展望，以期为地貌研究工作的数字化、信息化和智能化提供参考，进而服务于国家资源环境重大战略并推进地貌学科的发展。

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。

山地冰川生态系统包含冰、雪、冰川融水、冰尘、沉积物、冰碛物和土壤等多种栖息地，孕育了独特的生物群落，由耐寒性微生物占主导。由于对气候变化极其敏感，近几十年来，全球范围内的山地冰川正在急剧退缩。依据垂直分层特征、空间位置、环境特征和定殖微生物营养类型等，将山地冰川生态系统分为4个生态区：冰川表面区域、冰川内部区域、冰川下部区域和冰川前缘区域。从微生物的生理特征、群落组成、影响微生物分布和多样性的生态因素等几个方面，综述了山地冰川生态系统不同生态区的微生物研究现状。近10年来对冰川生态系统微生物的研究主要关注以下几方面内容： \mathrm{①} 嗜冷、耐冷细菌和真菌的分离培养； \mathrm{②} 微生物群落组成和多样性特征； \mathrm{③} 微生物群落构建和演替过程； \mathrm{④} 微生物介导的元素循环过程； \mathrm{⑤} 生态因子与微生物群落相互关系。目前，大部分研究集中在冰川前缘和表面区域，且主要关注细菌类群的组成和多样性。未来应该把冰川表面、内部、下部及前缘区域作为一个整体系统考虑，开展针对不同生境的多种微生物类群的长期监测和研究，重点关注类群间交互作用和功能方面。以期更好地理解极端环境下微生物介导的生态过程及其发挥的生态作用，这对维护山地冰川及其相关生态系统稳定具有重要意义。

大西洋多年代际变化或称大西洋多年代际变率，是指发生在北大西洋区域海表温度周期性冷暖的变化，其周期为60~80年。虽然大西洋多年代际变化对全球和区域气候的影响十分显著，但是目前有关大西洋多年代际变化的形成机制一直是科学界关注的焦点，包括海洋内部动力过程、大气随机扰动以及人为和自然强迫均被证实会对大西洋多年代际变化有重要贡献。因此，更加全面地认识大西洋多年代际变化，对于理解全球气候变化的原因以及年代际气候预测都有重要的科学意义。研究回顾了有关大西洋多年代际变化的定义和主要特征、形成机制和原因，以及对全球和区域气候的影响等；然后讨论了大西洋多年代际变化的相关研究要点和存在问题。

倒石堆是高山岩壁下广泛发育的岩屑堆积型坡地地貌，是理解“盆—山”地貌格局下沉积物转移的关键区域，同时也蕴含区域岩石风化速率和气候变化的丰富信息。基于国内外高山冰缘区倒石堆地貌的研究，对其发育环境、类型与形态、沉积结构及其移动与速率特征进行了梳理总结。认为掌握倒石堆地貌演化信息的关键在于准确判断其形态特征和沉积过程，而获取倒石堆沉积速率的核心则是利用先进技术获取其体积与年代等关键信息，才能确定区域高山岩壁风化速率信息并反演区域古气候变化。未来我国干燥剥蚀山地倒石堆地貌的研究工作须借助现代技术手段对其类型与分布、沉积结构与演化以及年代学等方面开展系统深入的研究，才能为确定区域山体风化速率的时空变化特征以及反演区域乃至亚洲古气候变化提供关键证据。

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。

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。

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。

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。

河流悬浮泥沙动态监测对河道变迁、水利工程安全运行、生态和环境保护等都具有重要的应用价值，利用遥感技术可对大区域河流水体悬浮泥沙进行实时监测。与海洋和湖泊等大面积水体相比，当前对河流悬浮泥沙遥感关注较少，且已有研究主要关注入海河流河口区域。为充分发挥不同时间、空间和光谱分辨率多源卫星遥感资料优势，实现更广泛区域、不同级别河流的悬浮泥沙输运遥感监测，对国内外已发表的关于河流悬浮泥沙卫星遥感的数据源和模型进行了系统归纳，总结出河流悬浮泥沙卫星遥感研究中面临河流遥感反射率高精度提取、悬浮泥沙浓度高精度遥感和基于二维表层悬浮泥沙浓度遥感的三维通量遥感等挑战和难点；在此基础上，从去除邻近效应大气校正、考虑悬浮泥沙粒径分布的浓度遥感和悬浮泥沙输运通量三维遥感3个方面对河流悬浮泥沙遥感监测的未来发展进行了展望。

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。

水文模型是高效且经济的科学实验工具，不仅能结合观测数据验证科学理论、指导观测网络布设，而且对社会水资源管理、灾害防治以及经济决策等有不可或缺的重要价值。数值方法水文模型依据达西定律、理查兹方程和圣维南方程等水文物理公式，充分表现水文参数空间异质性，精细化表达水文物理过程，是水文模型发展的重要方向之一。SHUD模型利用有限体积法求解地表—地下耦合的流域水文过程，采用不规则三角网构成流域模拟空间，可实现空间上米—公里、时间上秒—小时的超高分辨率的数值模拟。由SHUD模型、rSHUD工具和全球基础地理数据组成的AutoSHUD水文模拟系统，构建了数据制备—模型模拟—结果分析的标准范式，其有效性和适用性已得到验证。当前我国水文领域对于数值方法分布式水文模型的探讨、开发和应用较为薄弱，亟需更多探索；不仅需要支持新模型的研发，同时应丰富已有模型在全球不同区域的验证、推广和改进工作。

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。

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。

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。