植物物候（如返青期和开花期）是生态系统响应气候变化的重要指标。随着全球气候变暖，植物春季物候普遍提前，但增温也可能引发土壤干旱等，从而推迟物候。尽管已有大量研究探讨了增温和降水变化及其互作效应对植物物候的影响，但目前尚未有一致的结论，特别是发现温度与降水变化对植物物候的影响存在协同、拮抗和没有互作效应。所以，我们假设这些差异可能源于不同试验地点的环境气候条件不同，尤其是干旱程度的差异（图1a）。特别是不同植物功能群植物（如禾草、莎草、杂类草和豆科植物）的抗旱性或耐旱性不同，它们对气候变化的响应也可能不同，进而导致不同植物物候对温度与降水变化及其互作效应表现出不同的响应模式。

河流洪水作为典型的自然灾害，其形成机制复杂且影响深远，是全球气候变化与水文科学领域的核心研究热点之一。青藏高原作为“亚洲水塔”，拥有丰富的冰川与积雪资源，冰雪融水是该区域流域径流的关键组成部分，对下游数十亿人口的水资源安全至关重要。在全球变暖背景下，该区域升温速率显著高于全球平均水平，不仅会引发极端降水事件，更导致冰川退缩、积雪消融速率加快，冰雪融水释放过程发生显著改变。这种“极端降水增加+冰雪融水异常释放”的叠加效应，使得流域洪水形成机制更趋复杂，但目前学界对降雨、融雪、融冰三类水源在不同流域洪水形成中的定量贡献仍缺乏系统认知，尤其对冰雪融水在洪水过程中的多重作用解析不足，制约了对该区域洪水风险的精准评估与科学防控。

源自冰碛湖的溃决洪水是全球高山地区最具破坏性的冰川灾害之一，可在短时间内沿河谷传播数十至上百公里，对下游居民生命安全、基础设施和生态系统造成严重冲击。近几十年来，气候变暖引发的冰川退缩和冰湖扩张日益加剧，但冰湖溃决洪水是否在全球或区域尺度上呈上升趋势，其变化是否与气候变暖直接相关，长期以来存在争议。这一不确定性在很大程度上源于对历史事件记录的不完整、事件类型混淆以及不同区域资料质量参差不齐等原因。 鉴于此，实验室高寒区大气-水体相互作用与环境安全研究方向系统整合历史文献记录与遥感和地貌证据，依托数据库交叉验证、遗漏事件补充、溃决时间校准等方法手段，构建了当前最为全面和高精度的冰碛湖溃决洪水数据库，对全球和各地区冰碛湖溃决洪水的分布、频率、破坏性及其气候关联性展开研究，为“变暖驱动冰湖溃决”这一判断提供了清晰有力的证据。

‍青藏高原及周边山区被誉为“亚洲水塔”，是全球除南北极外最大的冰储量区。它孕育了亚洲十多条大河流——包括印度河、恒河、雅鲁藏布江、黄河、澜沧江、怒江、塔里木河、阿姆河与锡尔河等等，为下游数十亿人口提供着至关重要的水资源。然而，全球气候变暖正改变着区域水循环，“亚洲水塔”供水功能如何变化受到广泛关注。 为此，实验室高寒区大气-水体相互作用与环境安全研究方向基于CMIP6气候模式预估数据与LSTM（长短期记忆）深度学习模型，预估了青藏高原十大河流的山区径流与全流域天然径流。研究发现，多数山区流域径流呈增长趋势，但全流域天然径流增长更快（阿姆河、锡尔河除外）；在高温室气体排放情景（SSP585）下，除印度河外，几乎所有河流的山区径流贡献比均呈显著下降趋势。这意味着，未来下游地区对山区来水的依赖程度将普遍降低。尤其是在塔里木河与黄河等干旱半干旱流域，依赖度下降最为明显：塔里木河从目前的73.3%降至近未来的约50%，黄河从36.3%降至约23%。在中等温室气体排放情景（SSP245）下10条河流中有7条贡献比下降。

冰湖溃决洪水（GLOF）是喜马拉雅地区最严重的冰冻圈灾害之一，其突发性强、波及范围广，严重威胁下游居民生命财产和重大基础设施安全。近年来，随着冰川加速消融与冰湖快速扩张，GLOF风险不断升高。2025年7月8日，中尼跨境的吉隆藏布流域发生冰湖溃决，据报道造成约17人失踪，桥梁、水电站、道路等设施严重受损，再次凸显了GLOF风险的严重威胁。然而，当前有效的减灾策略在实践中仍面临系统性挑战，突出表现为高危湖泊监测预警不足、地理环境限制导致的干预措施覆盖率低，以及跨境信息共享与应急响应的滞后，迫切需要一个可行且适应性强的区域性综合解决方案。 在此背景下，中国的冰湖管理实践（融合中国湖长制思想），为应对GLOF风险提供了技术与治理经验。该实践整合监测预警、干预措施和综合治理体系，通过明确责任人员与多级协调机制，提升了灾害应对效率。为科学评估该系统的减灾成效及其区域推广潜力，实验室高寒区大气-水体相互作用与环境安全研究方向综合历史GLOF清单、遥感监测、动力学模拟，预估未来冰湖发展与灾害强度，并在此基础上提出了综合性的喜马拉雅冰湖溃决防灾减灾框架。

陆地蒸散发释放到大气中的水汽经由大气环流重新以降水的形式返回陆地，这一过程被称为陆地水汽再循环。该过程是陆地降水的主要水汽来源之一，并与下垫面土地利用和覆盖变化紧密相连。在全球变暖背景下，陆地蒸散发增强通过增加大气水汽含量从而推动陆地水汽再循环加速，但大气环流变化所引起的水汽传输能力和路径变化的贡献尚不清楚。 近日，实验室高寒生态变化与生态安全研究方向在Science Bulletin发表快报文章。该文章基于大气水汽追踪模型的分项模拟试验，发现在全球一半以上（55%）的陆地区域，过去四十年（1980-2020）大气环流变化对陆地水汽再循环变化的贡献超过了陆地蒸散发。特别是在热带地区，环流占主导作用的区域达到了68%（图1）。此外，陆地水汽再循环的年际波动与厄尔尼诺-拉尼娜事件的周期循环高度相关，厄尔尼诺和拉尼娜年份的水汽再循环率相对多年平均状态的偏差在区域上甚至超过40%。这些结果表明，大气环流变化对陆地水汽再循环的长期变化和年际波动均具有重要影响。

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。