中國生態(tài)環(huán)境十大科技進(jìn)展發(fā)布，生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域高水平成果涌現(xiàn)
北晚在線2025-06-05 19:57
6月5日，中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)學(xué)聯(lián)合體發(fā)布2024年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進(jìn)展。本次發(fā)布的十大進(jìn)展涉及氣候變化、大模型預(yù)報系統(tǒng)、城市地面沉降機(jī)制、生態(tài)修復(fù)理論創(chuàng)新等生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)，不僅代表了生態(tài)環(huán)境科技領(lǐng)域最新前沿成果，也具有巨大的轉(zhuǎn)化潛力和應(yīng)用價值。
近年來，我國生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域科技投入不斷加大，高水平科技成果不斷涌現(xiàn)，高水平論文產(chǎn)出和技術(shù)專利數(shù)量全球第一。“當(dāng)前，我們已構(gòu)建起覆蓋水、大氣、土壤、固廢、環(huán)境監(jiān)測等重點(diǎn)領(lǐng)域的生態(tài)環(huán)境科技支撐體系，技術(shù)供給整體實現(xiàn)自主可控，基本滿足我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求。”中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會理事長、中國工程院院士王金南表示。
2024年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進(jìn)展是由兩院院士、聯(lián)合體成員單位、高校和科研院所推薦，由14位院士組成評委會評議投票產(chǎn)生的。今年是該評選活動連續(xù)第六年開展。
【2024年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進(jìn)展介紹】
1.青藏高原多年凍土碳循環(huán)對氣候變暖的響應(yīng)機(jī)制
氣候變暖導(dǎo)致的多年凍土融化會使土壤中封存的有機(jī)質(zhì)被微生物分解，釋放出大量溫室氣體，進(jìn)一步加劇氣候變暖。本項目以青藏高原多年凍土區(qū)為研究對象，較為系統(tǒng)地研究了多年凍土碳循環(huán)對氣候變暖的響應(yīng)機(jī)制，打開了凍土微生物結(jié)構(gòu)和功能的“黑箱”，修正了經(jīng)典的“底物質(zhì)量理論”，拓展了“碳－氣候反饋假說”。相關(guān)成果對準(zhǔn)確評估1.5℃或2℃溫控目標(biāo)下的未來碳排放空間具有重要意義，為我國實現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)提供了科技支撐。
2.氣候變化下關(guān)鍵大氣成分演變規(guī)律與調(diào)控原理
項目建立了我國多維多尺度大氣有機(jī)成分觀測數(shù)據(jù)集和排放清單，顯著提升了大氣化學(xué)模式對大氣氧化性和二次污染物的模擬精度，并構(gòu)建了氣象－化學(xué)在線耦合綜合評估模型，厘清了我國大氣有機(jī)氣溶膠、臭氧的長期演變特征及氣象、化學(xué)驅(qū)動機(jī)制，首次揭示了氣象－化學(xué)雙向反饋下污染減排的協(xié)同效益，提出了氣候變化下有機(jī)氣溶膠和臭氧污染防治的可行框架和實施路徑，科技支撐了我國重點(diǎn)區(qū)域的多污染物協(xié)同控制和空氣質(zhì)量持續(xù)改善。
3.環(huán)境氣象多要素智能感知及大模型預(yù)報系統(tǒng)的研制與應(yīng)用
項目團(tuán)隊突破環(huán)境氣象監(jiān)測與預(yù)報瓶頸，實現(xiàn)了“裝備技術(shù)－感知機(jī)理－AI大模型”全鏈條協(xié)同創(chuàng)新。研發(fā)了自主可控的氣溶膠地基遙感裝備與反演算法，提升了大氣成分高精度觀測能力；發(fā)展了AI驅(qū)動的智能感知新方法，拓展了環(huán)境氣象要素實時監(jiān)測與評估手段；解決了跨模態(tài)特征耦合建模難題，研制并投入運(yùn)行全球首個氣溶膠-氣象耦合預(yù)報AI大模型系統(tǒng)。成果發(fā)表于多個頂級期刊，研制的感知技術(shù)和AI大模型廣泛應(yīng)用于多個部門和行業(yè)。
4.排放與大氣過程集成耦合模式EPICC-Model研發(fā)及開源發(fā)布
空氣質(zhì)量數(shù)值模式是大氣污染精準(zhǔn)預(yù)報與科學(xué)調(diào)控的核心工具。針對當(dāng)前模式面臨的研發(fā)資源分散、原創(chuàng)新機(jī)制集成度低、預(yù)報準(zhǔn)確率不足等難題，自主研制了排放與大氣過程集成耦合模式EPICC-Model，采用“插拔式”模塊集成架構(gòu)設(shè)計，突破了源排放與大氣過程實時耦合、理化機(jī)理協(xié)同耦合等技術(shù)瓶頸，打造了適配國產(chǎn)異構(gòu)計算平臺的模式開源底座。成果標(biāo)志著我國模式研發(fā)從單一團(tuán)隊主導(dǎo)到開放協(xié)作新范式的重大轉(zhuǎn)變，推動了國產(chǎn)模式進(jìn)入國際先進(jìn)行列。
5.全球土壤微生物源碳估算新公式及其對碳循環(huán)的影響
土壤有機(jī)碳是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心碳庫，對調(diào)節(jié)氣候和維持生態(tài)功能至關(guān)重要。研究團(tuán)隊通過整合全球數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，解決了傳統(tǒng)計算方法的不確定性，估算全球土壤微生物源碳儲量達(dá)758Pg，占土壤總有機(jī)碳量的40%；全球每升溫1攝氏度，該碳庫將減少6.7Pg。進(jìn)一步揭示了氣候變化背景下微生物源碳損失對作物生產(chǎn)力的影響機(jī)制及其對氣候變暖的正反饋作用。相關(guān)研究為統(tǒng)籌生態(tài)保護(hù)、糧食安全和碳中和目標(biāo)提供了理論基礎(chǔ)。
6.我國城市地面沉降格局及機(jī)制研究
地面沉降已成為影響我國城市生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵制約因素，但長期以來缺乏統(tǒng)一方法下的全國尺度城市地面沉降評估。項目團(tuán)隊基于地球大數(shù)據(jù)與干涉合成孔徑雷達(dá)技術(shù)，首次量化了2015至2022年間我國82個大中型城市的地面沉降速率與格局，揭示了地面沉降的潛在成因及可能影響，并肯定了我國一系列地面沉降防控措施所帶來的積極效益。研究成果發(fā)表于《科學(xué)》，為制定我國未來城市減災(zāi)政策提供了數(shù)據(jù)支撐。
7.氣候變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)作用機(jī)制
如何綜合掌握氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的作用機(jī)制，是全球變化生態(tài)學(xué)的前沿難題。本研究聚焦植被物候、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等多個核心領(lǐng)域，揭示了物種多樣性與冠層結(jié)構(gòu)在調(diào)節(jié)物候與碳匯中的協(xié)同作用，闡明了物候變化驅(qū)動野火風(fēng)險上升的生態(tài)反饋路徑，并發(fā)現(xiàn)了火災(zāi)后碳匯恢復(fù)的結(jié)構(gòu)—功能耦合機(jī)制，提出多個新假說與分析框架，為研究氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)作用機(jī)制提供新途徑、為制定適應(yīng)與緩解氣候變化的科學(xué)策略奠定理論基礎(chǔ)。
8.漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)理論與河流修復(fù)實踐
劉俊國教授團(tuán)隊創(chuàng)立了漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)理論，系統(tǒng)構(gòu)建了“環(huán)境治理-生態(tài)修復(fù)-自然恢復(fù)”三階段協(xié)同推進(jìn)的河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇新模式，并發(fā)明了固化載體微生物凈水與修復(fù)技術(shù)。該理論與技術(shù)體系開創(chuàng)性地將恢復(fù)水文學(xué)推向科學(xué)探索前沿和工程應(yīng)用新領(lǐng)域，已在我國多個重大生態(tài)修復(fù)工程中成功應(yīng)用。其科學(xué)價值與實踐意義獲得聯(lián)合國環(huán)境署、國際水文科學(xué)協(xié)會等國際權(quán)威機(jī)構(gòu)的高度認(rèn)可，并被正式寫入《國際生態(tài)峰會鄭州宣言》的核心內(nèi)容。漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)不僅為生態(tài)文明和幸福河湖建設(shè)提供了關(guān)鍵科技支撐，也為全球生態(tài)保護(hù)與修復(fù)實踐貢獻(xiàn)了中國智慧與中國方案。
9.智能化煙氣碳污協(xié)同減排關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
電力/熱力、鋼鐵等重點(diǎn)用煤行業(yè)是“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”、實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的主戰(zhàn)場。項目提出了碳污減排工藝機(jī)理與人工智能深度融合的思路，攻克源頭碳污減排智能調(diào)控、煙氣治理過程精準(zhǔn)建模及智能控制等關(guān)鍵技術(shù)，首創(chuàng)源頭－末端全流程智能化碳污協(xié)同減排系統(tǒng)，構(gòu)建適應(yīng)不同行業(yè)復(fù)雜燃料/多變工況的智能化煙氣碳污協(xié)同減排系列解決方案，并在電力/熱力、鋼鐵等行業(yè)實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，實現(xiàn)煙氣全時段高效穩(wěn)定低碳治理，為實現(xiàn)重點(diǎn)耗煤行業(yè)燃燒煙氣碳污協(xié)同減排，支撐我國綠色低碳可持續(xù)發(fā)展提供了關(guān)鍵科技支撐。
10.黃河流域增容－減污－降碳技術(shù)體系與應(yīng)用
針對黃河復(fù)雜系統(tǒng)治理難題，形成了以“理論－模式－應(yīng)用”為主線的大流域系統(tǒng)治理技術(shù)體系。發(fā)展了流域復(fù)雜系統(tǒng)整體性協(xié)同控制理論，創(chuàng)新了流域匯聚型污染扇形治理模式，研發(fā)集成流域“增容－減污－降碳”關(guān)鍵技術(shù)61項，形成“空間－要素－治理”多尺度解決方案300余份。將科技緊密嵌入管理、治理和行業(yè)，形成重要政策建議和標(biāo)準(zhǔn)62項，轉(zhuǎn)化應(yīng)用技術(shù)28項，推動落地治理工程47項，科技支撐黃河重大國家戰(zhàn)略和黃河生態(tài)保護(hù)治理攻堅戰(zhàn)。
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來源：北京日報客戶端
記者：劉蘇雅
