全球变化的适应性研究已经成为全球变化研究的重点，亦是制定全球变化适应对策的关键。基于全球变化的定义，从生态系统对全球变化适应的4个方面：①对大气CO2浓度变化的适应性；②对气候变化的适应性；③对CO2浓度与气候变化协同作用的适应性；④对人为干扰的适应性，综述了当前的研究成果，进而提出了未来关于全球变化的生态系统适应性研究需要重视的方面，尤其是关于生态系统对全球变化响应的阈值研究应引起高度重视。

斑岩铜矿不但形成于环太平洋成矿域，还形成于特提斯成矿域和中亚成矿域(古亚洲洋成矿域)。成矿物质来源于深部，经过“洋壳—地幔熔岩流”、“原始岩浆”、“浅部富矿岩浆”和“岩浆结晶—成矿”4个阶段，其中在“原始弧岩浆”阶段，通过MASH过程，有大量成矿物质和能量的聚集。成矿流体为富H₂O、高温、高压、高盐度、强氧化性、高氧逸度的富矿气液相流体，这些特点有利于成矿物质在岩浆—热液分离过程中向流体富集，并以氯络合物的形式运移。随着成矿流体的上侵，温度和压力的降低是成矿物质沉淀的主要影响因素。磁铁矿的结晶为成矿流体提供了大量的S^2-离子，也是导致成矿物质沉淀的主要因素。斑岩型蚀变带从里向外为石英内核、钾化带、SCC带和泥化带，铜矿化主要发育在矿化带外围以及SCC带。目前，斑岩铜矿成矿模型主要有经典模型、系统模型和多阶段叠加模型。

    Ev-K²-CNR SHARE-Asia计划的目标就是建立一个沿喜马拉雅山—喀喇昆仑山脉的监测网络，为气象学和气候研究提供参数，特别是为季风变化、大气化学、冰川学、高海拔湖沼学和古湖沼学等研究，同时也为准确地确定地球表面坐标。SHARE-Asia 计划的一个特殊的目的是发展一套完整的测量系统，以满足不断进步的环境与地球科学；促进当地的技术升级和建设的能力。
    就像WMO-CEOP 和UNEP-ABC一样，SHARE-Asia 气象—气候及大气化学观测站已经成为重要的国际科学计划的一部分。

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      在多数地质作用过程中，流体都担任着元素迁移的载体、化学反应的活化剂的角色。大量研究表明，岩石、矿物以及元素在有无流体的情况下会表现出迥异的物理和化学性质，所以对于认识某一地质过程而言，流体方面的研究往往能够提供极其重要的信息。流体包裹体则以其直接反映古流体的成分，在各种矿物中的普遍存在性，以及对各种后期改造有一定的抵抗力等特点而成为研究古地质流体的最佳样本，并已经被成功地应用到各种地质过程的研究中。从基本概念出发，讨论了流体包裹体的种类和原生、次生流体包裹体的区分，对流体包裹体的岩相学观察要点以及流体包裹体研究的最新进展做了简要的综述，着重介绍了研究中常用的分析方法及变质岩中流体包裹体的研究，并举例说明了流体包裹体在矿床学、石油地质学中的应用，以及近期的一些关于流体包裹体中保存生物标志和生物遗迹化石的研究，最后对未来流体包裹体研究的发展方向作了简单的展望。

对“973”项目“地球表面时空多变要素的定量遥感理论及应用”的研究工作做了综述，介绍了项目研究的科学背景、总体科学思路、研究内容和科学目标。项目经过5年的努力，在尺度效应和尺度转换理论、基于先验知识的定量遥感反演理论、同步观测和模拟试验等方面取得了一系列研究成果；成功实现了遥感模型与农学、生态学等应用模型的链接，并在精准农业、西北草场生态建设中进行了成功应用。

在上层海洋，受盐度的影响，温度均匀层和密度均匀层并不一定重合，出现温跃层顶界深度明显大于密度跃层顶界深度的现象，即产生盐度障碍层。重力稳定度较高的障碍层对上层海洋热量的垂直交换具有“热障”作用，使混合层和温跃层无法进行有效的热量交换，导致局地海洋上混合层偏暖，从而影响局地海气相互作用乃至全球气候变化。得益于全球海洋观测计划的实施，近20年来科学家已逐渐认识到盐度在海洋环流和气候变化中的重要性，因此盐度障碍层在上层海洋热量收支中的作用等科学问题已成为物理海洋学的前沿研究热点。以障碍层多尺度变异为中心，围绕影响和调控障碍层变异的关键海洋过程，以及障碍层通过海气相互作用影响天气、气候尺度变异的过程和机理等关键科学问题，综述了近几十年来有关热带障碍层的研究进展。重点总结了以下3个方面的进展：全球不同热带海域障碍层的空间结构和多尺度变异特征；海洋动力过程和大气热力过程在障碍层变异中的作用及其机理；障碍层与天气、气候事件及海洋生物相互作用的关键过程和机理。强调了障碍层变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应，最后提出了尚需解决的关键科学问题。

最大冻结深度是季节冻土热状态的重要指标，其变化对区域水循环、生态过程、气候以及工程稳定性都有重要影响。发布了我国西北五省和西藏及周边地区1961—2020年间每十年的季节冻土最大冻结深度数据集，空间分辨率为1 km。该数据集是利用支持向量机模型集合模拟产生的，以冻结指数、融化指数、降雪、降雨、太阳辐射、高程以及土壤容重为预测因子，利用基准时期（2001—2010年）气象站最大冻结深度的实测数据进行模型训练。10折交叉验证表明，模型具有良好的精度［（R² = 0.70±0.29，RMSE = （23.63±10.30） cm，bias = （-0.77±6.01） cm）］。基于实测数据的直接验证表明，1980s、1990s、2000s和2010s 4个时期模拟结果的R²分别为0.77、0.83、0.73和0.71，RMSE分别为27.14、22.42、21.63和23.58 cm。运用预测集合的百分位数区间评估了模拟的不确定性，结果表明模拟结果具有良好的稳定性。基于该数据集，发现1961—2020年我国西北五省和西藏地区季节冻土最大冻结深度总体呈显著下降趋势，平均每十年下降3.02 cm。1961—2010年新疆、西藏、青海、甘肃、宁夏和陕西的最大冻结深度平均每十年分别下降2.66、3.04、3.16、2.09、1.98和1.45 cm。该数据集可通过国家青藏高原科学数据中心下载（DOI： 10.11888/Geocry.tpdc.271774）。

可持续生计分析框架是围绕可持续发展而提出的一种新的研究工具，是一种旨在分析社会和物质环境之间多维复杂关系的框架。通过对可持续生计研究中的国外进展的系统阐述和理论总结，较为清晰和全面地把握了可持续生计分析框架的发展轨迹和重要成果，重点阐明了可持续生计分析框架中的脆弱性背景、生计资本、生计战略和生计输出、结构和过程的转变等组分以及它们之间的相互关系，显示出人们如何利用大量的资本、权利和可能的策略去追求某种生计出路的途径。并在此基础上，讨论了可持续生计分析框架在规划确认和设计、规划新的项目和检查评估现有发展活动中的应用;这些研究在扶贫领域具有较强的参照和指导意义。

综述了国外扫描电镜—阴极发光（SEM-CL）成像技术在岩石学研究中的应用实例。采用阴极发光探测器和扫描电镜结合的方法对石英等矿物进行观察，可以在高放大倍数和高分辨率下获得其他方法所无法揭示的丰富的微结构信息，如暗条痕和斑块、愈合裂纹、环带、复杂剪切纹、面状结构等，这些不同的微结构成为不同类型岩石中所特有的特征，因此，对沉积岩物源示踪具有较重要的参考价值。岩浆岩及热液石英中所显示的穿插结构、溶解结构、重结晶结构反映矿物多期生长和改造过程，指示岩石形成的物理和化学条件，为岩石成因探讨、岩浆演化以及成矿过程等方面的研究提供重要依据。同时，SEM-CL图像可以清晰地揭示沉积岩中石英胶结物的生长过程，从而为沉积岩的成岩历史提供了重要信息。

在气候变化背景下，极端天气事件（暴雨、高温热浪和低温冷害等）发生频次有不同程度增加的趋势，由极端事件造成的气象灾害也呈现增多趋势，因此开展极端天气的预报研究尤为重要。系统性回顾了极端天气预报的主要方法、数值模式集合天气预报发展现状及其在极端天气预报中的应用情况以及集合概率预报的订正方法研究进展。目前，极端天气的预报以动力数值模式方法为主导，即以集合概率预报信息为主要依据的动力预报方法成为当前国际上极端天气业务预报的主流方法。基于数值模式集合预报的极端天气预报应用和依靠概率预报偏差订正来改进极端预报，是当前该领域研究的重要发展方向。在全面回顾的基础上，围绕如何发展有效方法提升极端事件识别和预报水平，进一步提出未来极端天气集合预报发展的几点建议。

植被覆盖度是刻画地表植被覆盖的重要参数，在全球变化研究、地表过程模拟和水文生态模型中发挥着重要作用。遥感能够反映不同空间尺度的植被覆盖信息及其变化趋势，是获取区域及全球植被覆盖度参数的一个重要手段。综合分析了用于植被覆盖度估算的遥感数据源，包括高光谱数据、多光谱数据、微波数据和激光雷达数据。而且分析了各种常用的植被覆盖度遥感估算方法及其优缺点，并评价了现有基于遥感数据的植被覆盖度产品及存在问题。最后，针对目前研究中存在的问题，讨论了植被覆盖度遥感估算研究的发展趋势，指出高时空分辨率长时间序列的全球植被覆盖度数据集、多源遥感数据融合和同化技术是未来植被覆盖度遥感估算研究的主要方向。 

台风目标观测对于弥补常规观测资料不足和提升台风数值预报技巧等具有重要意义。总结了2类理论方法的发展过程和优缺点：基于伴随的非线性方法能够较好地刻画非线性项的影响，而基于集合的方法在计算速度上更具有优势。同时回顾了一些能够代表当前气象观测水平的新装备和新技术在中国近海登陆台风外场观测试验中的应用，并从个例分析和统计分析两个角度总结了开展台风目标观测的有效性。通过总结发现，切线性近似、模式误差、度量范数和集合成员个数等都是影响台风目标观测的主要因素，它们可能会导致识别得到的台风敏感区之间存在一定差异，因此不能被忽略。未来应该更加关注台风强度目标观测的研究，在此基础上进一步推动非线性方法和数值模式的发展，并探索能够适合我国业务实际情况的台风目标观测实施方案。

城市化是世界范围的历史进程。中国的城市化虽然起步较晚，但是由于速度快、规模大、资源能源消耗高，从而带来一系列水环境和热环境问题。系统梳理了在全球气候变化和城市化的双重压力下，中国城市面临的水资源短缺与水污染、日益严重的城市热岛和生态水文灾害等生态环境挑战，提出要以城市生态水文学的理论和手段，解决城市生态环境问题，提升中国的城市化质量，实现宜居城市。

雅丹地貌是风蚀地貌研究的重要对象，目前研究较为薄弱。雅丹地貌自瑞典探险家斯文赫定命名并开始研究以来，已有百余年的历史。随着科学技术的不断进步和研究方法的更新，已取得了重要进展，但仍存在许多问题。首先对雅丹地貌的科学定义、空间分布、形态特征、形成发育条件、形成发育过程、形成年代、与环境的关系和分类等8方面的进展和问题进行综合评述。在此基础上，对未来的研究前景进行了展望，并提出明确科学定义；加强野外监测和室内定量研究；突破雅丹形成年代研究瓶颈，深化雅丹与环境关系研究；加大研究资助力度等4点建议。

粗糙度反映了地表的起伏程度，是许多陆面过程的关键影响因子。然而，人们对地表系统认识的不足，造成现有的各种地表粗糙度参数化方案均存在一定的问题。从地表测量技术、粗糙度相关参数和遥感研究3个方面对地表粗糙度参数化研究现状进行了综述。针式廓线法和激光廓线法是当前主流的地表测量技术，而三维激光扫描和摄影测量技术已展示出了较大的潜力。基于统计方法和基于分形理论的粗糙度相关参数具有截然不同的物理意义，但地表复杂的多尺度特性使得很难用一类参数进行描述。光学遥感与微波遥感均具有广阔的前景，其中前者需要注意与经典粗糙度参数化方案相结合，后者则需拓展在下一代遥感平台上的技术与方法。还针对不同尺度粗糙度参数的比较与转换，地表粗糙度的空间异质性与各向异性，以及三维表面粗糙度参数化等当前地表粗糙度参数化研究中的一些关键问题进行了讨论。

 高山寒漠带在青藏高原和天山地区的面积比率约为20％～30％，在高海拔山区面积分布广阔，是山区流域降水的高值区，下渗迅速，产流系数高，是山区流域的主要产流区。由于其海拔高、气温低、地形陡峭、植被稀疏，是重要的水文功能区和极端寒区生态脆弱区，附生在其中的稀疏植被和低温微生物是高山生命带的重要组成部分，对气候变化也有指示意义，但国内相关研究很少。人类活动对高山寒漠生境植被的影响比低海拔区要小，因而为我们提供了一个可以进行气候变化效应比较监测的机会。提出高山寒漠带在我国冰冻圈水文、生态和气候等方面的重要性，并对相关进展进行初步总结，建议将高山寒漠带作为一个特殊的生态、气候和水文功能区，专门进行研究。
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地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一，在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用。近年来，随着重力场观测技术的不断革新，重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速，取得了丰硕的研究成果。2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告（包括42个口头报告和10个张贴报告）就是这些成果的集中展示。基于年会重力场专题报告内容，综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展。

随着中尺度大气模式的不断发展，新一代中尺度天气研究和预报模式WRF因其完全开放、可移植性强、更新快等特点在国内外得到了广泛应用。从物理参数化方案研究，实时个例模拟研究及与中尺度大气模式MM5的对比研究3个方面介绍近10年来WRF模式在国内的发展和应用概况，阐明WRF模式在中尺度模拟中的普适性和优越性，展望WRF模式在国内的两大发展前景：一是在已有基础上研究能够同时模拟天气尺度和气候尺度现象的通用模式CWRF，二是与区域海洋模式耦合构建高分辨率区域耦合模式。通过对WRF模式在国内的应用现状进行归纳与梳理，以及对模式未来发展趋势的展望，骥求为WRF模式的研究和使用者提供必要的参考。

2017年中国科学院海洋研究所“大洋岩石圈与地幔动力学实验室”建成。未来5年,该实验室在国家自然科学基金重点项目(编号:41630968)的资助下,用珍贵的太平洋、大西洋和印度洋洋中脊玄武岩(MORB)、辉长岩和深海橄榄岩(MORP)研究地球化学和地幔动力学的几个基本科学问题: ①用Ti-Zr-Hf稳定同位素验证“Nb-Ta和Zr-Hf元素对质量分异的假说”;②从MORB演化过程和地幔熔融过程检验目前对铁同位素分馏的基本假说,即重Fe同位素与Fe³⁺有亲和性,且比轻Fe同位素和Fe²⁺更不相容;③提出并试图检验地幔高氧逸度是板块构造的结果,即含有大量Fe³⁺的蛇纹石化大洋岩石圈地幔橄榄岩俯冲到深部地幔所致;④对代表性的MORB样品和中国东部新生代碱性玄武岩样品进行铀同位素研究,检验Andersen等(2015)有关地球演化过程中壳幔循环导致的内、外动力地质过程的相互关系。

概述过去30年间与印度尼西亚海和印度尼西亚贯穿流有关的海洋动力学方面的研究进展。印度尼西亚海处于海洋大陆的中心地带，衔接西太平洋和印度洋的暖池，是影响大气环流的关键海域；而通过印度尼西亚海多个连通海峡从太平洋进入印度洋的贯穿流，对维持全球大洋热盐分布和平衡起着关键的作用，影响着全球大洋环流的结构及长期的气候变化。基于大型观测计划的推动，国际上对印度尼西亚海和印度尼西亚贯穿流（ITF）研究已经有了长足的进展。不但对印度尼西亚海的环流、波动、潮流和混合、垂向层结结构,以[JP2]及海气相互作用等方面取得重要进展，而且对流经该海区的世界大洋环流唯一热带跨洋盆分支——ITF进行全面研究。贯穿流研究涉及ITF的分支、垂向结构、多尺度变化、水体的来源及影响、热盐输运、与太平洋和印度洋环流的关系，以及对大尺度海气相互作用的贡献等诸多方面。对相关的研究进行分类总结并对未来的研究提出展望。

大范围的可靠农情信息对粮食市场及相关政策的制定至关重要，是保障区域及全球粮食安全的重要依据，在全球气候变化、人口增长、土地利用/覆盖变化剧烈的背景下，对这一信息的需求也更加迫切。传统农情信息的获取依赖于庞大的调查队伍和大量的调查工作，信息的获取存在成本高、时效性差和结果受主观影响大的缺点。伴随着近30年遥感技术本身及其在农情信息获取领域能力的提升，一些国家与国际组织建设了各自的农情遥感监测系统，并开展了运行化的监测。对美国、欧盟、FAO、加拿大、巴西、阿根廷、俄罗斯、印度等主要的农情遥感监测系统进展进行了详细的介绍，并通过对这些系统的分析得到一些农情监测系统建设的启示。指出作物种植面积估算、单产预测、长势监测、旱情监测是农情遥感监测中最主要的4个主题。在面积估算方面，各个系统在遥感技术不断发展的同时对地[JP2]面调查的依赖并没有减少，甚至得到了强化，这与遥感降低地面调查的初衷相违背，导致遥感技术在大范围农情监测中的潜力没有得到充分发挥，在单产预测方面，需要发展独立的遥感预测方法。提升遥感的作用是未来一段时间内农情遥感监测系统建设的主要方向。

湿地地表水—地下水之间的水量与水质交互作用是影响湿地水文过程及其生态环境效应的重要机制。从湿地地表水—地下水交互作用的内涵、影响因素、界面效应及其研究方法与模型等5个方面，归纳总结了国内外相关的研究成果。分析认为：湿地地表水—地下水交互作用受到地质/水文地质条件与水文情势共同控制，对未来变化环境尤其是气候变化的响应机制是其影响因素研究关注的焦点，在此背景下物理—化学—生物多层次环境界面之间的“激励—响应”更加显著，将成为理解湿地—地下水交互作用过程及其环境反馈的重要内容。结合多学科交叉理论与方法，利用不同界面特征的响应变化反馈指示湿地地表水—地下水交互作用是未来研究方法发展与创新的基本思路。结合湿地水文特性整合不同尺度的数据信息、耦合交互过程的不同机制等是模型构建的关键科学问题，实现交互作用过程中的地表水—地下水耦合、水量—水质联合模拟是模型研究的发展趋势。

超深金刚石及其包裹体是探究深部地幔组成及物理化学环境的重要样本。梳理了超深金刚石中新发现的典型矿物包裹体及其组合，并结合前人高精度原位分析、高温高压合成金刚石实验的研究成果，综述分析了超深金刚石矿物包裹体及其组合指示的深度范围、微量元素与温压条件之间的关系，超深地幔水的赋存矿物相、金属相以及强还原环境新认识，残留的俯冲洋壳可能是深部地幔水的重要储库，超深金刚石及其包裹体对深俯冲及深部碳循环的指示等研究进展。指出我国学者虽然在华北、扬子克拉通金刚石中也发现了指示超深来源的矿物包裹体，在超高压金刚石形成及蛇绿岩型金刚石成因研究方面获得了某些重要进展，但对超深金刚石包裹体的研究仍然有待深入。

简要概述了海水富营养化的概念及对生态系统的影响。介绍了几类常用的海水富营养化评价方法,包括单因子法、富营养化指数法、水质指数法和营养状态质量法等国内常用的评价方法,以及近年来国际上发展起来的以富营养化症状为考虑因素的第二代海水富营养评价方法,包括综合评价法、河口富营养化评价法和波罗的海行动计划等,第二代方法的评价标准更为细化,对富营养化带来的环境效应也提供一定的判断标准。阐述了现阶段我国海水富营养化评价方法的应用现状,尤其是在近海河口区域针对富营养化程度进行的区域等级划分,旨在提出各种海水富营养化评价方法应用现状和特点,为不同海域在选用富营养化评价方法提供参考。最后,对海水富营养化评价的应用方向提出未来展望,给出水质监测管理以及海洋生态环境灾害预测防御的指导性建议。

近年来，全球环境变化对人类生存影响日益突出，为了加强对陆地—大气—海洋的监测，全球对地观测系统计划（GEOSS）和全球环境与安全监测计划（GMES）等相继被提出。数据同化算法作为连接观测数据与模型模拟预测的关键桥梁也得到了迅速发展，显著标志新的数学研究成果不断被引入数据同化算法中。在国家重大科技基础设施项目“航空遥感系统——地球科学数据处理软件系统”需求背景条件下，梳理遥感数据同化算法的国内外发展现状，明确数据同化算法开发的技术主线和重点内容，稳步推进数据同化算法理论研究和软件开发。

生态系统服务是指人类从自然生态系统中获得的惠益。加强气候变化背景下景观格局与生态系统服务的定量关系研究，在此基础上优化区域土地系统，是提高区域/景观提供生态系统服务能力的重要途径。评述了生态系统服务测量、相互关系和优化管理研究进展和存在的问题。强调生态系统服务物质量准确测量是价值化的基础，约束线方法在刻画生态系统服务相互关系的非线性特征和阈值方面具有较大潜力，应从人与环境耦合系统整体性出发，研发新一代的地球系统模式，在区域尺度上优化生态系统服务，这是实现区域可持续发展的景观可持续科学途径。

磷是海洋浮游植物赖以生存的一种必需营养元素。海洋浮游植物对磷的响应，与初级生产力、碳循环以及固氮作用密切相关。总结了浮游植物可利用的磷源：优先吸收溶解无机磷；在寡磷海域，可通过相关酶类协助利用溶解有机磷来抵御无机磷的缺乏。对比了不同种类浮游植物对不同形态磷源利用方式的差异并从浮游植物生理学角度阐述了存在差异的根本原因。探讨了浮游植物对低磷环境的响应机制。近期的研究发现浮游植物细胞表面可以吸附磷，该发现有利于更加准确地衡量浮游植物承受的营养盐限制问题，进一步完善对海洋磷储库及其生物地球化学循环的认识。最后提出了今后需进一步研究的关键科学问题：浮游植物细胞表面吸附磷的机制；对不同结构有机磷化物的利用机理；浮游植物对磷的海洋生物地球化学循环的响应及反馈作用。

土壤水文属性对水文过程、能量过程、碳氮循环过程及各过程间相互作用有重要影响。首先简要回顾近30年来土壤水文属性的研究进展，包括土壤水文属性的监测分析、土壤水文属性对水文过程的影响机理，以及不同尺度土壤水文属性对水文过程的影响差异及联系。其次，论述土壤水文属性研究的挑战与机遇。最后介绍祁连山区土壤水文属性对水文过程的影响及多尺度特征研究。力求加深对土壤水文属性变异规律及其对水文过程影响机理的认知，发展土壤水文学和山区水文学，支持水资源科学管理和区域可持续发展。

在中国当前快速城镇化和城乡二元结构背景下,可持续生计研究不仅对解决农村贫困问题,也对促进居住在城市的大量半城镇化农民的市民化有重要的理论和现实意义。首先回顾了可持续生计的产生与发展历程,并介绍了现有的可持续生计分析框架。然后从理论和实证2个方面归纳了国外可持续生计研究的现状,从脆弱性背景、生计资产、政策机构与作用过程、生计策略与生计输出4个方面总结了国内可持续生计的研究进展。研究认为,当前国内外可持续生计存在的问题包括：理论体系还不够成熟,有待完善;研究方法和技术手段不足,影响研究结果;静态评估为主,缺乏动态预测;以农村地区点状研究为主,缺少城镇化过程中半城镇化农民可持续生计以及宏观层面的研究。最后,提出了未来可持续生计研究的重点方向,包括城镇化进程中大量半城镇化农民的可持续生计研究,宏观尺度的可持续生计研究,人文与自然交叉学科的综合集成研究,基于新技术手段的动态研究,以及典型案例区的可持续生计研究。