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。

2月20日，实验室高寒区大气-水体相互作用与环境安全特别研究助理赵玉彤博士在《自然》期刊的“Matters Arising”栏目发表学术评论，对2023年发表于该期刊关于大西洋气象干旱威胁青藏高原水资源安全的研究提出了质疑。 青藏高原被誉为“亚洲水塔”，为环喜马拉雅地区水资源需求提供强有力的安全保障。全球变暖背景下青藏高原水循环正发生重大变化，未来水资源将如何演变是关乎环喜马拉雅地区可持续发展的重大科学问题。2023年发表于《自然》期刊的研究认为，北大西洋的气象干旱（即蒸发量高于降水量）引发了青藏高原陆地水储量在2003至2016年间呈显著下降趋势，并基于此进一步预测这一下降趋势在未来将持续加剧，青藏高原的未来水资源安全将面临严峻挑战。

亚洲高山区发育着规模仅次于南极和北极的冰川，其升温速率是全球平均值的两倍多，使得该区域冰川物质加速消融，冰湖数量与面积显著增加。此外，该地区下游密集分布着人口与基础设施，使其成为全球最易受冰湖溃决洪水（GLOF）影响的地区之一。GLOF发生受冰川-冰湖-环境-坝体等多因素控制，其中冰湖水位变化会影响坝体稳定性。冰湖水位的长短期变化均是受水源流入与流出驱动。长期静水压力超限可致坝体破裂，触发GLOF；崩塌、强降水等突发事件引起的水位瞬时激增，则通过涌浪越顶或破坏坝体，引发GLOF。 现场测量虽可提供精确数据，但存在劳动强度大、资源消耗高等缺点，且仅能覆盖低海拔地区的少数可接近冰湖。遥感技术凭借长时序、广覆盖等优势，成为冰湖监测的有效手段。当前，已有十年、五年甚至逐年尺度的亚洲高山区冰湖面积研究，但冰湖水位动态监测仍存不足，尤其是该地区冰湖分布范围广，数量多，且多为狭窄形状的小型冰湖。

5月2日，实验室主任丁林院士领衔的碰撞隆升及影响团队联合德国森肯贝格生物多样性和气候研究中心、英国布里斯托大学和马达加斯加塔那那利佛大学等单位，在国际知名学术期刊《科学进展》（Science Advances）在线发表了重要研究成果——《Back to an ice-free future: Early Cretaceous seasonal cycles of sea surface temperature and glacier ice》。 研究以新特提斯洋牡蛎化石的壳体地球化学记录为基础，结合高分辨率气候模拟，首次重构了1.4亿年前温室地球时期海洋表层温度的季节性波动历史，发现了早白垩世Valanginian期（139.8~132.9 百万年前）显著的季节性温差以及冰川周期性消融现象。这一发现突破了以往“温室地球时期季节变化微弱、冰川活动罕见”的传统认知，揭示了温室地球气候的复杂性与多变性，为深刻理解地球气候演化提供了全新的视角和依据。