森林作为陆地生态系统中最重要的碳汇之一，对缓解全球气候变化具有至关重要的作用。树木通过光合作用吸收大气中的二氧化碳（碳同化过程），并将碳固定在茎干木质部中（碳固定过程）。这两个关键过程的物候变化直接影响森林的碳汇功能。然而，随着全球气候持续变暖，光合作用与木质部生长的物候响应是否同步，是当今植被物候学研究中的前沿科学问题。以往的研究大多基于年或月尺度的碳通量和树轮数据，难以精确捕捉光合作用与木质部生长过程中的关键物候事件，从而限制了对二者动态关系的深入理解。

全球陆地每年释放的粉尘超过40亿吨。作为连接陆地、大气与海洋的关键纽带，源自干旱、半干旱区的粉尘携带铁、磷等海洋限制性营养元素，通过大气环流远距离输送至海洋并沉降。这一过程对海洋浮游植物产生关键的“施肥效应”，不仅能有效提升海洋初级生产力，还可通过强化“生物泵”效能，将大量二氧化碳从大气转移并封存于深海，进而深刻影响全球碳循环与气候变化。然而，该“施肥效应”的强度与效率，不仅取决于粉尘的输送通量，更与其源区特性、理化性质、营养元素赋存形态及在输送过程中的演化密切相关。当前研究多聚焦于粉尘的通量变化，对“来源-演化-生物效应”这一完整链条，尤其是粉尘组成与海洋生物群落的相互作用机制，仍缺乏系统认知，已成为制约粉尘气候效应准确评估的关键瓶颈。

喜马拉雅山脉是地球上典型的活动碰撞造山带，为阐明该造山带的演化过程，学者们提出了多种模型，其中俯冲印度板块的几何形态被视为约束这些模型的重要因素。过去研究多集中于山脉中段，认为那里存在一条名为“主喜马拉雅逆冲断裂”的巨型逆冲构造，是大地震和山脉隆升的主因，而喜马拉雅东部尚未明确识别到类似中部的大型逆冲结构。

生态系统多功能性是指生态系统同时提供多种功能的能力，该综合指标旨在减少过往采用不同指标评估带来的不确定性，进而提升不同生态系统的可比性。近20年，已有研究基于Meta分析、样带调查以及定位实验，持续关注了生物多样性与生态系统多功能性的关系，并发现气候是二者之间联结的重要驱动力。然而，有限的观测数据难以回答全球生态系统多功能性的格局、过程和调节机制。同时，地下生态系统功能动态作为生态系统的关键组成部分，我们对其知之甚少。因此，基于全球不同功能的栅格数据产品，本研究试图揭示全球地下生态系统多功能性对气候变化的非线性响应过程和机制，并利用模型预测未来气候情境下地下生态系统多功能性的变化，这对科学制定缓解气候变化的负面影响和促进生态系统功能的维持和提升至关重要。

‍青藏高原土壤碳库占生态系统碳库总量的90%以上，是支撑青藏高原生态安全屏障功能的基石。野外观测研究表明，气候暖湿化总体上促进了高原土壤碳库的累积。然而，随着气候变暖对植被生长的促进效应逐渐趋于饱和，植物向土壤的碳输入可能逐渐减少；同时，多年冻土退化加剧，特别是近年来频发的极端热融事件，正在加速土壤碳的释放。因此，未来暖湿化是否持续增加土壤碳库尚不明确。除剧烈气候变化外，高原长期的放牧活动对高寒草地和高寒草甸的负面影响仍在持续，并在部分区域呈加剧趋势。在自然变化与人类活动共同作用下，高原土壤碳库是否将由过去的净积累反转为未来的净流失，是高寒碳循环领域的研究难点。

高山树线通常指高度大于2~3米的直立乔木连续分布的最高海拔上限；高山灌木线往往分布在树线之上，是灌丛（高度<1米）连续分布的海拔上限。由于处于极端高海拔环境，高山树线与灌木线生态过渡带对环境变化异常敏感。高山树线研究最早起源于16世纪，但关于灌木线的研究起步较晚，20世纪70年代以来才引起学者关注。近三十年来的相关调查研究发现，虽然生长季温度是解释高山树线分布格局最关键的指标，然而，除温度以外的其他生物与非生物因素对高山生态过渡带的形成过程也至关重要。

甲烷和氧化亚氮是对气候变化贡献仅次于CO2的温室气体。巴黎协定的温控目标不仅是实现CO2的中和，还包括甲烷和氧化亚氮温室气体的中和，因此，准确评估温室气体的收支至关重要。作为碳中和贡献的先行综合示范区，青藏高原变暖、变湿、变绿使得高原生态系统成为显著的CO2汇。但青藏高原拥有我国超过50%的湖泊，并具有悠久的放牧传统。近20年来，高原畜牧业发展和内陆水体的快速扩张，尤其是冻土区热融湖塘的大量涌现，显著增加了非CO2温室气体的排放。然而，这些非CO2温室气体排放究竟量有多大，以及在多大程度上抵消甚至逆转高原生态系统CO2汇仍不清楚。

极地区域对气候变化相对敏感，其环境变化对当地和全球可持续发展至关重要。然而，在目前的联合国可持续发展目标（SDGs）框架中，极地的重要性尚未得到充分体现。极地在SDGs中被忽视主要是由于政策领域的传统误解，认为那里人口稀少、其可持续发展在经济上微不足道，对全球可持续发展努力的贡献很小。

青藏高原的隆升是联系深部动力学过程与地表多圈层响应的纽带，也是地球系统科学研究的核心领域。2月21日，实验室主任丁林院士领衔的碰撞隆升及影响团队在《国家科学评论》（National Science Review）发表最新成果——《The Raising and Westward Expansion of Central Tibet》。该项研究成果重建了青藏高原东部洛隆盆地的隆升历史和环境变化，为探索高原生长过程及环境影响提供了新的有力证据。