在2026年6月5日世界環(huán)境日到來之際,中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)學聯(lián)合體(以下簡稱聯(lián)合體)在京舉行了2025年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展發(fā)布會。
2025年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展介紹
1.全球風光電力系統(tǒng)氣候適應與韌性提升策略
面向高比例風光電力系統(tǒng)氣候風險,研究構建了氣候變化-風光資源-韌性調(diào)控耦合分析框架,基于16萬組優(yōu)化調(diào)度模擬系統(tǒng)量化了未來氣候變化對全球風光電力系統(tǒng)成本的影響,闡明了氣候變化抬升全球風光系統(tǒng)經(jīng)濟成本的科學原理,提出了區(qū)域差異化的全球氣候適應與韌性提升策略。相關成果2025年發(fā)表于《Nature》,并被生態(tài)環(huán)境部、國家氣候中心等部門采納,為國家應對氣候變化工作部署、可再生能源規(guī)劃提供了重要科學支撐。
2.氣候變化下能源系統(tǒng)的水文氣候風險形成機制與調(diào)控路徑
火電行業(yè)是低碳轉型的兜底能源,但在氣候變化下卻面臨水資源短缺和水溫上升等多重壓力。針對當前火電行業(yè)退役路徑缺少考慮水文氣候風險的不足,構建了機組-網(wǎng)格-流域多尺度的水文氣候風險及退役模擬方法(E-Risks);揭示了風險的形成與演化機制,提出了碳污減排與水文氣候風險適應相協(xié)同的調(diào)控新路徑,為火電行業(yè)由“裝機規(guī)模導向”轉向“可用容量導向”提供科學依據(jù)。相關決策信息被中央有關部門采用,成果發(fā)表于《Nature Sustainability》《PNAS、Nature Water》等期刊。
3.南方酸性土壤障礙消減與作物產(chǎn)能提升關鍵技術創(chuàng)建及應用
面向我國南方紅黃壤酸化問題嚴重威脅糧食安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大需求,中國科學院南京土壤研究所聯(lián)合多家單位,組建優(yōu)勢科研與推廣團隊進行協(xié)同攻關,項目揭示了合成菌群調(diào)控提升作物耐酸鋁與養(yǎng)分高效利用的新機制,研發(fā)出多功能重組菌群、種養(yǎng)耦合培肥等系列實用技術及配套產(chǎn)品,構建了分區(qū)分類的酸性土壤治理新模式,在江西、福建等地大面積示范推廣,累計推廣超2.8億畝次,經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益顯著。
4.高寒草地生態(tài)系統(tǒng)氮磷循環(huán)及其與碳循環(huán)的交互作用
闡明生態(tài)系統(tǒng)氮磷循環(huán)特征及其與碳循環(huán)的交互作用對于準確預測陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯強度至關重要。本項目以青藏高原高寒草地為研究對象,解析了土壤氮庫對氣候變暖的長期響應規(guī)律,闡明了高寒草地生態(tài)系統(tǒng)磷限制特征。相關發(fā)現(xiàn)打破了“氣候變暖背景下土壤氮庫相對穩(wěn)定”“寒冷地區(qū)植物主要受氮限制”等傳統(tǒng)認知,拓展了學術界對生態(tài)系統(tǒng)碳-氮-磷交互作用機制的理解,為提升模型對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的預測能力提供了關鍵實驗證據(jù)。
5.森林生物多樣性維持的新空間機制
中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所研究團隊依托全球森林大樣地網(wǎng)絡平臺,通過構建“個體—物種—群落”多水平空間過程模型,系統(tǒng)揭示了樹種空間聚集分布(“抱團取暖”)對不同氣候帶森林生物多樣性長期維持的關鍵作用,發(fā)現(xiàn)菌根真菌與動物傳播分別主導溫帶和熱帶森林樹種聚集分布格局。研究提出了森林生物多樣性長期維持的新空間機制,為森林生物多樣性保護和可持續(xù)管理提供了新視角。成果發(fā)表在《Nature》《Fundamental Research》等期刊。
6.氣候變化對湖泊生態(tài)環(huán)境的影響機制
項目聚焦“氣候變化對湖泊系統(tǒng)影響機制”這一國際前沿,構建了集陸基高光譜遙感、衛(wèi)星遙感和數(shù)值模型為一體的湖泊觀測和模擬技術,發(fā)現(xiàn)水溫變暖和極端高溫、極端降雨和光環(huán)境質(zhì)量惡化等過程是氣候變化導致富營養(yǎng)化、脫氧等湖泊生態(tài)環(huán)境問題的關鍵水文物理機制,顯著提升了我國在全球變化湖泊學領域的學術引領力,科學支撐了湖泊富營養(yǎng)化治理與“幸福河湖”建設。
7.草地生物多樣性無傷害遙感監(jiān)測技術及裝備
高吉喜團隊首次建立基于無人機的草地生物多樣性無傷害遙感監(jiān)測技術,研發(fā)無人化植物高清影像采集裝備與軟件,實現(xiàn)對草地植物花莖葉毫米級精準成像;首次建立草地物種“時-空-譜-形”遙感特征庫,研發(fā)草地物種智能識別模型,實現(xiàn)高達70個草地物種的高精度識別;推動了草地物種無人機智能識別、生態(tài)參數(shù)反演技術業(yè)務化應用,革新了傳統(tǒng)生物多樣性調(diào)查方式。
8.熱浪-臭氧復合極端事件的形成機制與防控策略
熱浪易加劇臭氧污染,危害人體健康與生態(tài)安全。針對熱浪-臭氧復合事件中“氣象-排放-化學”耦合機制的關鍵科學難題,本項目融合地面-飛艇立體觀測、源排放實驗與氣象-化學耦合模式,揭示了熱浪增強人為揮發(fā)性有機物排放、強化垂直湍流混合,提升大氣氧化性并改變臭氧光化學垂直層結,驅(qū)動臭氧快速累積的耦合機制,提出了氣候變化背景下熱浪-臭氧污染協(xié)同防控策略,為熱浪-臭氧極端事件的精準預測與科學管控提供了理論依據(jù)。
9.城市污水短程反硝化與厭氧氨氧化深度脫氮
針對我國城市污水低碳氮比、傳統(tǒng)脫氮依賴外加碳源和高強度曝氣等難題,彭永臻院士帶領團隊歷經(jīng)十余年攻關,創(chuàng)建短程反硝化耦合厭氧氨氧化新理論,突破主流城市污水厭氧氨氧化菌富集、穩(wěn)定亞硝供給和低溫運行等關鍵瓶頸。建成全球首個主流厭氧氨氧化城市污水處理廠,成果已在全國十余項工程中應用,有效節(jié)約30%以上曝氣能耗、100%外加碳源,為城市污水處理低碳轉型和碳中和目標提供重要科技支撐。
10.基于熔鹽堆的釷鈾轉換驗證及釷資源利用
我國釷資源豐富且多與稀土伴生,釷基熔鹽堆“燒釷”,是最適合釷基核燃料利用的堆型,可為我國核燃料長期穩(wěn)定供應、釷資源清潔高效利用,以及稀土伴生放射性污染治理提供了可行解決方案。2025年,中國科學院上海應用物理研究所在建成的2MWt液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆上,首次實現(xiàn)基于熔鹽堆的釷鈾燃料轉換,為釷資源高效利用筑牢了科學基礎。該突破不僅支撐釷基熔鹽堆“實驗堆—研究堆—示范堆”三步走戰(zhàn)略推進及工業(yè)化應用,更能為國家能源安全和“雙碳”目標,提供清潔、低碳、安全可靠的先進能源支撐。
(總臺央視記者 張春玲)
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