地球關(guān)鍵帶科學(xué)的核心價(jià)值, 在于其革命性的系統(tǒng)思維與整體性研究范式. 它摒棄傳統(tǒng)學(xué)科界限, 將大氣、水、生物、巖石和人類活動(dòng)視為一個(gè)緊密耦合的演化整體, 這正是洞察全球變化過(guò)程和揭示地球?qū)尤ο嗷プ饔玫年P(guān)鍵突破口. 作為理解地球系統(tǒng)過(guò)程的前沿交叉學(xué)科, 它扮演著強(qiáng)大的“整合器”角色. 它通過(guò)觀測(cè)關(guān)鍵帶這一“戰(zhàn)場(chǎng)”, 為地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)提供共同的研究平臺(tái), 將微觀過(guò)程與宏觀系統(tǒng)科學(xué)無(wú)縫鏈接, 極大地驅(qū)動(dòng)著全球變化科學(xué)和地球系統(tǒng)科學(xué)的理論深化與模型革新. 放眼未來(lái), 這一整體性范式是通往可持續(xù)發(fā)展的核心指引. 它直面資源、環(huán)境與生態(tài)交織的復(fù)雜挑戰(zhàn), 推動(dòng)科學(xué)研究向智能管理與精準(zhǔn)決策躍遷. 這門生機(jī)勃勃的學(xué)科, 必將引領(lǐng)我們以更系統(tǒng)的思維、更智慧的方式守護(hù)地球家園的生命支撐系統(tǒng), 前景無(wú)比廣闊. 封面圖片展現(xiàn)了地球關(guān)鍵帶——這層地球活著的“皮膚”——的組成、結(jié)構(gòu)與過(guò)程, 她托舉著地球生命的誕生與演化. 詳見(jiàn)劉叢強(qiáng)等人文(p5483).

悅讀科學(xué)

黃冬郁, 王健, 李傳鋒, 郭光燦

鄧先明, 劉利, 陳振

劉明達(dá), 李晨宇, 劉鍇

曹天埼, 劉思邈, 慕茗, 黃軍就

田晨, 董怡君, 陳亞松, 李錕, 劉紅星, 藍(lán)勛

李政漢, 呂維瀟, 馬家慧, 楊國(guó)春

基于“自然關(guān)系指數(shù)”重塑地球未來(lái)

傅伯杰, 張軍澤

發(fā)現(xiàn)軌道霍爾效應(yīng)的非傳統(tǒng)標(biāo)度律

鄭軒, 彭思陽(yáng), 李潤(rùn)偉, 汪志明

亮點(diǎn)述評(píng)

光的邊界華爾茲: 非線性與非厄米的對(duì)舞

程亞

關(guān)鍵帶科學(xué)的深化與拓展: 多圈層耦合與濱海系統(tǒng)研究的新方向

陳德亮

觀點(diǎn)

從BEPC到CEPC: 中國(guó)的高能物理將如何追尋其下一個(gè)宏偉目標(biāo)?

江亞歐, 鄭文莉

1988年建成的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)是我國(guó)首個(gè)大科學(xué)裝置, 依托BEPC發(fā)展的自主主導(dǎo)北京譜儀(BES)實(shí)驗(yàn), 在粲物理領(lǐng)域取得國(guó)際領(lǐng)先成果. 本文通過(guò)Web of Science、arXiv、INSPIRE等多源數(shù)據(jù)庫(kù)分析, 揭示我國(guó)高能物理人才分布與科研優(yōu)勢(shì), 論證BEPC在技術(shù)積累與人才培養(yǎng)中的核心作用, 為我國(guó)布局下一代大科學(xué)裝置——環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)提供參考.

開(kāi)啟低碳健康新征程

張弛, 蔡聞佳, 張?jiān)娀? 白玉琪, Max Callaghan, 常楠, 陳彬, 陳慧琪, 程亮亮, 戴瀚程, 范維澄, 關(guān)大博, 胡藝馨, 胡易釩, 華峻翊, 黃存瑞, 黃弘, 黃建斌, 黃小猛, 紀(jì)思翰, 蔣俏蕾, 姜曉朋, Gregor Kiesewetter, 李湉湉, 李博, 梁璐, 林波榮, 林華亮, 劉歡, 劉起勇, 劉釗, 劉竹, 柳艷香, 樓書含, 陸波, 魯晨曦, 羅震宇, 米志付, 苗艷青, 任超, Marina Romanello, 沈鑒翔, 蘇婧, 蘇銳, 孫語(yǔ)澤, 孫昕璐, Maria Walawender, 王燦, 王情, 王瓊, Laura Warnecke, 魏汪宇, 韋曉慧, 文三妹, 謝楊, 熊輝, 徐冰, 楊秀, 楊雨人, 姚芳虹, 俞樂(lè), 于文浩, 袁嘉燦, 曾儀娉, 張鏡, 張銳, 張尚辰, 張少輝, 趙夢(mèng)真, 趙琦, 趙強(qiáng), 鄭大山, 周浩, 周景博, 周子喬, 羅勇, 宮鵬

基于《柳葉刀人群健康與氣候變化倒計(jì)時(shí)中國(guó)報(bào)告(2024)》, 本文盤點(diǎn)了氣候變化對(duì)中國(guó)人群健康影響的風(fēng)險(xiǎn)程度及其變化趨勢(shì)、中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化健康風(fēng)險(xiǎn)的行動(dòng)進(jìn)展等(包括減緩行動(dòng)和適應(yīng)行動(dòng)), 識(shí)別了當(dāng)前中國(guó)氣候行動(dòng)差距.

王洋, 張進(jìn)江, 張培震, 鄭袁明

構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)中最重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一, 本文梳理了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)大地構(gòu)造學(xué)與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方向面上項(xiàng)目、青年科學(xué)基金項(xiàng)目(C類)、地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目等類型基金項(xiàng)目申請(qǐng)中關(guān)注的主要研究方向及科學(xué)問(wèn)題, 力圖促進(jìn)我國(guó)在板塊構(gòu)造、大陸動(dòng)力學(xué)方面的研究, 為學(xué)科建設(shè)的優(yōu)化布局提供支撐.

邢通, 史迅, 陳立東, 王藝蒙, 譚業(yè)強(qiáng)

本文立足國(guó)家自然科學(xué)基金視角, 系統(tǒng)梳理了我國(guó)熱電能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì). 我國(guó)在熱電領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究已具有國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì), 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)高度重視該領(lǐng)域發(fā)展并對(duì)其進(jìn)行了整體布局. 然而, 基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用間仍存在顯著斷層, 未來(lái)需著力破解瓶頸, 推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研深度融合.

“2024年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”解讀

悅讀科學(xué)

超大質(zhì)量黑洞與星系的生死

王濤

觀點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)原子級(jí)特征尺度與可重構(gòu)光頻相控陣的納米激光器

馬仁敏, 祝世寧

微型化激光器不僅是現(xiàn)代信息技術(shù)的基石, 更代表著激光技術(shù)向極微觀尺度不斷拓展的前沿方向. 本文探討激光器微型化過(guò)程中所面臨的核心物理瓶頸, 回顧近三十年來(lái)該領(lǐng)域的關(guān)鍵進(jìn)展, 并介紹北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)在該方向取得的最新突破——實(shí)現(xiàn)具備原子級(jí)特征尺度與可重構(gòu)光頻相控能力的納米激光器.

自旋超固態(tài)與固態(tài)極低溫制冷技術(shù): 前沿進(jìn)展及應(yīng)用展望

李國(guó)棟, 李世亮

中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在阻挫量子磁體Na2BaCo(PO4)2中首次發(fā)現(xiàn)自旋超固態(tài), 利用其巨磁卡效應(yīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)氦-3極低溫制冷, 入選“2024年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”. 本文系統(tǒng)梳理現(xiàn)有極低溫制冷技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和瓶頸, 解析自旋超固態(tài)的機(jī)制與實(shí)驗(yàn)突破, 并展望其應(yīng)用前景與技術(shù)革新方向.

嫦娥六號(hào)返回樣品揭秘月球背面演化奧秘

王赤

嫦娥六號(hào)帶回的月球背面樣品堪稱月球科學(xué)研究的重要里程碑. 它們不僅填補(bǔ)了月球背面研究的歷史空白, 而且為研究月球早期演化、背面火山活動(dòng)和撞擊歷史提供了直接證據(jù), 為理解月球背面與正面地質(zhì)差異提供了新的途徑. 這一突破性成果不僅開(kāi)辟了月球研究新方向, 更為人類探索太陽(yáng)系奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

評(píng)述

大規(guī)模智能光子計(jì)算推理的突破性進(jìn)展

潘婧, 李志浩, 仇旻

清華大學(xué)方璐、戴瓊海團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出全前向光計(jì)算架構(gòu), 研制出國(guó)際首款通用光芯片“太極”, 實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)高效訓(xùn)練與推理, 該成果入選“2024年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”. 本文回顧了光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程, 及其在架構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和應(yīng)用領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展, 著重分析了“太極”芯片在光計(jì)算領(lǐng)域的重要意義, 及其在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的發(fā)展前景.

評(píng)述

地球與環(huán)境科學(xué)

劉叢強(qiáng), 陳春梅, 晏智鋒, 文航, 王禮春, 余光輝, 丁虎

本文系統(tǒng)綜述地球關(guān)鍵帶科學(xué)的發(fā)展歷程、核心科學(xué)問(wèn)題與研究進(jìn)展, 重點(diǎn)闡述其在全球變化背景下的結(jié)構(gòu)、過(guò)程、功能及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的響應(yīng)機(jī)制. 文章強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合與多圈層耦合研究的重要性, 提出構(gòu)建關(guān)鍵帶科學(xué)研究體系, 為應(yīng)對(duì)全球變化與實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)支撐.

濱海地球關(guān)鍵帶科學(xué): 一個(gè)新興的研究領(lǐng)域

劉叢強(qiáng), 宋照亮, 宋長(zhǎng)春, 吳慶龍, 汪亞平

濱海地球關(guān)鍵帶是陸、海、氣交互作用的高生態(tài)價(jià)值敏感區(qū). 本文回顧其科學(xué)進(jìn)展, 界定研究范圍, 指出當(dāng)前海平面上升與海岸侵蝕等挑戰(zhàn)亟需多學(xué)科協(xié)同應(yīng)對(duì). 建議聚焦關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)-過(guò)程-功能-服務(wù)的相互作用, 提出五大研究方向, 構(gòu)建多學(xué)科理論框架, 強(qiáng)化陸海統(tǒng)籌管理, 以支撐濱海生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展, 為全球變化應(yīng)對(duì)與人地協(xié)調(diào)提供科學(xué)依據(jù).

材料科學(xué)與工程

建筑人行為模擬: 現(xiàn)狀、思考和展望

周欣, 吳奕, 燕達(dá)

建筑人行為是影響建筑能耗與碳排放的關(guān)鍵因素之一. 本文系統(tǒng)綜述了建筑人行為模擬的研究現(xiàn)狀, 聚焦人行為關(guān)鍵特征, 探討了其在未來(lái)工程需求中的作用及行為模擬發(fā)展面臨的挑戰(zhàn), 并展望了大數(shù)據(jù)與人工智能等新技術(shù)對(duì)人行為模擬跨越式發(fā)展的支撐潛力.

論文

生命科學(xué)

基于清醒功能磁共振的狨猴與人腦網(wǎng)絡(luò)功能分區(qū)映射

邢秀俠, 左西年

本研究針對(duì)靈長(zhǎng)類腦演化難題, 首次構(gòu)建了基于清醒fMRI的人-狨猴高精度腦功能分區(qū)映射圖譜. 通過(guò)融合多模態(tài)數(shù)據(jù)與創(chuàng)新跨物種算法, 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)水平的腦網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)關(guān)系分析. 研究發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)感覺(jué)網(wǎng)絡(luò)在物種間高度保守, 而高級(jí)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)在人類中顯著分化和擴(kuò)張. 該研究為跨物種腦演化研究提供了標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)源工具, 數(shù)據(jù)集已公開(kāi)發(fā)布.

地球與環(huán)境科學(xué)

基于分布式光纖振動(dòng)傳感的陸地和海底斷層快速探測(cè)

胡敏哲, 李澤峰

斷層探測(cè)能為地震災(zāi)害評(píng)估提供重要依據(jù). 本文提出了一種基于分布式光纖傳感的斷層快速探測(cè)方法, 利用現(xiàn)有通信光纜實(shí)現(xiàn)對(duì)陸地和海底斷層的高效識(shí)別. 該技術(shù)具有成本低、效率高、適用廣的優(yōu)勢(shì), 為城市及海洋地區(qū)的斷層探測(cè)提供了全新的解決方案.

梁朋, 徐岳仁, 胡朝忠, 田勤儉, 房立華, 竇愛(ài)霞, 熊仁偉, 吳偉偉, 徐超, 耿飛

本文基于震后國(guó)產(chǎn)多源高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù), 系統(tǒng)解譯了2025年3月28日緬甸

M

w

7.7

利用甲烷團(tuán)簇同位素判識(shí)深層-超深層無(wú)機(jī)成因天然氣

李嘉成, 蔣文敏, 劉清梅, 劉賢, 李蕓, 熊永強(qiáng)

深層-超深層無(wú)機(jī)成因天然氣由于缺乏有效的判識(shí)指標(biāo), 其準(zhǔn)確判識(shí)仍是天然氣科學(xué)面臨的一大難題. 甲烷團(tuán)簇同位素作為一種新興的示蹤劑, 可以直接提供關(guān)于甲烷的形成溫度以及生成過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)特征的新信息, 在無(wú)機(jī)天然氣成因判識(shí)方面展現(xiàn)出了巨大的潛力.

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