矿冶影响区重金属的迁移和富集造成了严重的土壤重金属污染问题。深入了解矿冶影响区土壤中重金属的来源和迁移途径是开展土壤重金属污染高效治理的科学基础。近年来飞速发展的金属稳定同位素在识别土壤重金属污染来源和明确重金属迁移过程等方面有较大的应用优势。对金属稳定同位素分析技术、示踪原理及溯源模型进行系统分析，综述了矿产开采及冶炼过程（高温冶炼、电化学工艺和尾矿风化）导致的金属稳定同位素分馏研究进展，并总结了金属稳定同位素在矿冶影响区土壤重金属污染源解析的代表性应用成果。V同位素体系处于初期研究阶段，土壤重金属源解析应用研究相对缺乏；Zn、Cd和Hg同位素在识别高温冶炼过程相关的重金属污染源时有较大优势；Cu、Tl和Ni同位素可直接指示土壤中矿石的输入。但是，目前还存在部分金属稳定同位素分析难度大、溯源模型应用限制多、金属同位素易发生分馏导致源不确定等问题。在未来的工作中，需进一步探索和优化金属同位素分析方法，建立更多金属稳定同位素指纹图谱，开发适用性更强、结果更精确的溯源模型，明确复杂界面过程和反应中的金属稳定同位素分馏特征及机理，加强金属稳定同位素在追溯土壤重金属污染形成的时间尺度等方面的实际应用。
中尺度天气现象对人类的生产生活有重要影响，中尺度数值预报模式是进行数值天气预报的主要工具。受模式分辨率和对天气现象物理机制认识不足的限制，许多复杂天气过程只能用参数化方案来隐式表达，对参数化方案进行研究有助于推动中尺度数值预报模式的模拟和预报效果的不断优化。在探讨国内外典型中尺度数值预报模式特性的基础上，综述了积云对流参数化方案、云微物理参数化方案、边界层参数化方案、陆面过程参数化方案和辐射传输过程参数化方案的研究进展，比较了代表性参数化方案的理论基础和应用场景，发现对独立或组合参数化方案效果的对比试验和改进试验是该领域主要的研究范式。认为参数化方案未来将走向深入探讨各种天气现象的影响因素和物理机制，多要素、多尺度和多方案耦合，更加重视对“灰色区域”的模拟，应用选择更加多元化，并与机器学习技术融合的发展模式。
汞（Hg）作为一种有毒重金属污染物，在全球范围内受到广泛关注。有机汞尤其是甲基汞的毒性比无机汞毒性更大，且易在食物链中积累，因此无机汞—有机汞的转化问题近年来备受关注。之前的研究多集中于海洋环境中的Hg甲基化问题，对于淡水环境尤其是湿地环境Hg甲基化的研究相对欠缺。而湿地环境的特殊性与复杂性使其成为突出的甲基汞产出单元，且生物积累作用明显。通过系统总结湿地中无机汞—有机汞转化的途径和机理以及其影响因素和相关生物作用，指出沉积物、颗粒有机碳和周丛生物是重要的甲基汞产生微环境，频繁密切的生物间相互作用成为湿地高甲基化潜力的保障。因此加强各类湿地Hg甲基化研究对保护湿地生态及居民健康具有重要意义。
碳酸锂供需矛盾日益突出，科学预测未来中国碳酸锂需求量，对碳酸锂生产、进出口计划以及国家能源政策的制定具有重要意义。结合基于灰色关联分析和ARIMA-GM-BP神经网络的组合模型，选取2002—2021年中国人均GDP、产业结构、城镇化率、润滑脂产量、陶瓷产量、玻璃产量、空调产量、锂离子电池产量和新能源汽车产量作为需求情景预测的主要驱动变量，对中国2025—2035年碳酸锂需求进行预测，在此基础上提出了针对性的政策建议。结果表明：所选取的驱动变量与碳酸锂需求具有较高的关联性，且组合模型较单一模型预测精度更高。3种情景下2025年、2030年和2035年预测的碳酸锂需求量均值分别为42万t、69万t和103万t。
湖泊在区域水循环和生态系统演化中起着重要作用。在以往的湖泊演化研究中多利用湖泊沉积物代用指标重建湖泊与气候变化过程，缺乏对湖泊水循环特征的定量研究。基于瞬态气候演变模型、特征时段流域和湖泊水量，以及能量平衡模型，对青藏高原及周边6个典型湖泊进行了水量平衡计算和湖泊演化模拟。结果表明：小柴达木湖和罗布泊全新世期间降水和蒸发的变率较小；色林错和纳木错早中全新世降水和蒸发的变率较大，主要受控于温度和净辐射变化；青海湖和猪野泽早中和中晚全新世降水和蒸发变率接近。系统分析了全新世期间青藏高原不同气候区湖泊水循环要素演化过程，有助于理解该区湖泊演化的古气候学机理。
科学认知青藏高原水生态空间时空演化过程与驱动因素，是筑牢“亚洲水塔”和实现地区“人―水资源―生态”协调可持续发展的迫切需求。采用空间转换矩阵和地理探测器等方法研究了2000―2020年青藏高原水生态空间的演化特征与驱动机制，结果表明：
研究青藏高原大气边界层对于我们认识其地面的热量与水分收支状况，了解高原及其周边地区的天气和气候变化具有重要意义。然而，高原大气边界层观测资料的匮乏制约着青藏高原的天气与气候研究。首先，梳理了针对青藏高原大气边界层的大气科学试验情况；其次，归纳了青藏高原大气边界层的高度与风场结构、温度与湿度场结构的研究进展，并从热力学和大气动力学角度介绍了大气边界层的发展机制，在此基础上，对目前研究中存在的不足进行了探讨，指出青藏高原大气边界层的研究还处于揭示现象阶段，对发展机制的研究不够深入，对整个高原面上不同区域同一时间的联动研究较少。针对上述不足之处对未来的研究方向进行了展望。
对于模拟示踪试验的溶质运移，传统方法采用细网格离散小尺度表皮层，存在网格数量多和计算时间长等问题。由于表皮层外缘的参数变化剧烈，即使采用细网格，仍然存在显著误差。因此发展基于完整井的新示踪试验溶质运移模型，提出新的瞬态Robin边界条件反映表皮层吸附/解吸溶质的影响，实现表皮层的无网格。应用拉普拉斯变换导出模型的解析解，通过有限元法建立基于非完整井的数值解。结果显示新瞬态Robin边界条件精准反映负表皮层的影响。对于求解反演问题，表皮层宽度的估计范围由0.45~0.54 m缩至0.47~0.48 m，纵向弥散度由0.6~10.0 m缩至6.4~7.7 m，参数估计的可靠度显著提升。表皮层的无网格节省97%的数值解计算时间。
