碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，简称CCUS）是实现碳中和的关键技术，通过CO₂提高油气采收率和地质封存实现能源增产与减少CO₂排放的双重效益。然而，CCUS技术在大规模应用中面临工程设计和风险评估等技术挑战。传统解决方法依赖经验公式、实验验证和物理模型，在处理复杂系统时，计算效率低下，模型精度不足，难以处理多维度耦合问题。机器学习（Machine Learning，简称ML）凭借其强大的数据驱动分析能力和自适应优化特性，能训练出高精度预测模型，优化操作参数、预测储层流体行为、评估泄漏风险等，实现对复杂系统的实时监控和智能化决策，提升CCUS技术的安全性和经济性。研究系统梳理了ML在CO₂提高油气采收率与地质封存方面的应用。在CO₂提高油气采收率方面涵盖了渗流机理建模、优化井网设计、产量预测与评价、多目标优化、预测最小混相压力、预测气体吸附曲线、评估CO₂-CH₄扩散等；在CO₂地质封存方面包含储层优选、CO₂溶解与扩散机制研究、地质封存效果预测、风险评估等。ML在提升预测精度、优化操作参数、提高计算效率等方面展现出显著优势，已在储层优选、气体吸附预测、封存效果预测等关键领域取得重要进展，但在复杂地质场景下的适应性、模型普适性、动态数据处理能力、物理解释性等方面仍有待提升。 

优化基层应急管理多元主体协同网络结构，对提升基层应急管理效能至关重要。该研究基于协同治理理论，构建“系统环境—协同驱动—协同机制—协同产出”分析框架，以长沙市2013—2023年87起应急事件为样本，运用复杂网络分析法进行实证研究。研究发现：基层应急协同网络呈现“核心—边缘”差序结构；政府组织在网络中占据核心地位，具有较高的中心性和影响力；而非政府组织则处于网络边缘，参与度较低；网络整体凝聚力和抗脆弱性有待提升。针对上述问题，该文提出融合“制度创新”与“技术赋能”的“上下—左右—前后—内外”四维优化策略，即纵向贯通强化指挥链与赋能基层节点，横向耦合打破壁垒激发多元参与，全周期衔接贯通应急链条动态凝聚，内外联动激活社会网络强化根基。

三元概念分析作为形式概念分析的一种扩展理论和方法，主要用于处理三维数据，三元概念获取是其重要的研究问题之一。本文借鉴形式概念分析中基于对象概念获取所有二元概念的研究思路给出获取所有三元概念的方法。首先，在已有的对象-条件三元粒概念生成三元概念方法的基础上，给出从对象-条件三元粒概念的内涵集出发获取所有三元概念的方法；其次，根据三元背景的特点以及三元概念外延、内涵和方式之间的关系，提出了基于属性-对象（条件-属性）三元粒概念方式集（外延集）的获取所有三元概念的方法；最后，对本文所提出的方法以属性-对象三元粒概念为例给出具体的计算步骤。

快速、准确地确定震源参数对海啸预警至关重要。然而，受限于量程限制或基线漂移问题，传统地震观测手段可能导致震级饱和，进而低估海啸风险。全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）为此提供了重要补充：其能以厘米甚至毫米级精度实时测量任意幅值同震位移，还可探测海啸波引发的同震电离层扰动（Traveling Ionospheric Disturbances，TIDs），为判别和评估海啸潜势提供了新的观测手段。本文从地表形变（岩石圈）监测和电离层扰动探测两个角度，系统综述了应用于海啸预警的GNSS精密同震形变获取与快速震源反演主要算法、基于GNSS电离层监测的海啸预警原理及最新进展，并探讨了提升GNSS海啸预警系统可靠性的发展方向，如低轨卫星提升覆盖范围、GNSS干涉反射测量技术直接探测海啸波，以及通过机器学习增强实时判别与决策能力。  

三维电磁正反演技术具有处理复杂模型能力强、刻画精细、数值模拟和反演切合实际等特点，一直以来是电磁数据处理和解释领域的热门研究方向，并得到快速发展。然而，受限于现有方法技术和计算资源等因素，该技术仍面临诸多亟待解决的问题。这些问题主要表现在计算效率低下，复杂模型三维正演计算精度不足，三维反演过程稳定性欠佳、多解性严重等方面。电磁三维正反演技术的基本算法和原理均已发展较为成熟，近期新研究方向和取得的新成果均围绕解决上述三个问题开展。本文系统梳理了近二十年来国内外学者在该领域的研究进展，重点阐述三维电磁正反演技术的最新发展动态。期望本文的综述能够厘清电磁三维正反演技术发展现状和未来发展趋势，推进电磁三维正反演理论创新与工程应用。

全波形反演（FWI）是揭示地球内部精细结构的前沿方法，本质为受偏微分方程约束的强非线性优化问题。传统基于L2范数的目标泛函非凸性强，易受相位误差和噪声影响。本文在最优传输理论框架下，通过引入预方向因子修正最优传输映射，构建具有强凸性的二次Wasserstein距离目标泛函，有效缓解了FWI的多解性难题，显著提升了成像精度与计算效率。利用该方法对青藏高原东缘进行高分辨率多参数壳幔结构成像，结果表明，四川盆地的高波速结晶地壳跨越龙门山断裂向西延伸至龙日坝断裂附近，揭示了扬子块体西缘的不规则边界特征；而松潘-甘孜地块中下地壳表现为普遍的低波速和显著正径向各向异性特征，表明存在深部地壳横向物质流动，且低速异常向东靠近四川盆地时逐渐减弱并向上倾斜。进一步分析表明，该区域强震活动（如汶川地震）主要受控于由深部弱物质构成的地壳通道流，该通道通过持续的物质迁移和应力传递，驱动浅部断裂带长期应力积累并最终破裂，揭示了青藏高原东缘特殊的强震孕育机制。

黏弹性偏移能正确恢复被衰减的地震波高频成分并校正频散，所获得的成像分辨率的提高是各类方法中最可靠的。但构建黏弹性偏移使用的宏观Q值模型，特别是仅利用已有的反射地震资料，是一个特别困难的问题。本文提出了替代常规Q值模型的等效Q值。等效Q值将Q值建模的三维大规模非线性反问题，解耦为有关各成像点处等效Q值的一系列很小规模的反问题，使得可依据成像点邻域的局部偏移结果，逐点高效确定（等效）Q值；既大幅降低了Q值建模问题的复杂性，也克服了利用反射资料估计Q值的薄层干涉难题。文中给出了基于单参数等效Q值的黏弹性叠前时间偏移方法和基于偏移距相关等效Q值（三个参数）的黏弹性叠前深度偏移方法，也给出了两类等效Q值的估计方法 和高效实现策略。多个应用实例和测井及水平井钻探验证表明，两类等效Q值黏弹性偏移方法能显著、可靠地提升地震成像的分辨率，较好地解决了薄储层识别问题。

地震起止过程与机理的研究不仅是国际地震科学领域持续关注的前沿方向，也是支撑地震预警、短临预测与防震减灾体系建设等国家重大需求的关键基础。随着地球科学基础理论、观测技术和人工智能方法的迅速发展，以及多学科交叉融合的不断深化，地震起始、加速破裂及最终停止的物理机制研究亟需转向定量化约束、实证化验证及多尺度耦合的综合研究范式。本文系统梳理了该领域的主要科学研究进展，重点围绕地震起始与震源破裂过程、震源区三维精细结构与介质动态变化、断裂带长期演化及活动特征、岩石物理实验与数值模拟、复杂介质纳-微-介观尺度的破裂机制、地震原位观测与分析前沿技术、地震成核物理机制以及地震复杂过程智能解译等八个方面展开论述，梳理了地震起止研究的总体科学目标，凝练了目前亟需关注和解决的重要科学与技术问题，为震源过程实证化研究提出了建议。提出未来5–10年地震起止过程与机理等基础领域的重点研究方向与发展战略。

全天空红外辐射由于具有非线性和复杂误差统计特征，其资料同化一直面临挑战。协方差局地化在集合卡尔曼滤波应用于高维地球物理系统时至关重要，并且在全天空同化时需要进一步考虑其复杂的相关性特征。与前人提出的基于样本相关性自适应估计局地尺度的全局分组滤波方法（GGF-FS）相比，本文提出了两种自适应局地化方法以有效提取全天空辐射的对云敏感信息。一种方法考虑了局地化尺度随垂直位置变化（GGF-VS），另一种方法则进一步引入了亮温和云顶高度对自适应局地化参数的影响（GGF-VLS）。两种方法均能更好地反映热带气旋（TC）结构并展现出更大的垂直局地化尺度，其中GGF-VLS的局地化参数变化幅度更大。全天空红外卫星资料同化试验证实，GGF-VS相较于GGF-FS能够减小模式状态变量误差，而GGF-VLS进一步降低了误差。更为精细的自适应局地化参数也对TC强度预报更为有利。与GGF-FS相比，GGF-VS在最低海平面气压和最大风速上均表现出更小的误差与集合离散度，而GGF-VLS在TC强度预报上进一步优于GGF-VS。这两种自适应局地化方法相较于GGF-FS都能生成更一致的TC结构，包括更强的暖心、低层更多的水汽以及更显著的初级和次级环流，更有利于TC增强。

岛礁水域复杂的水动力过程是塑造岛礁地形地貌的重要控制因素，也是制约岛礁工程建设与风险管控的关键科学问题，但传统观测手段难以在岛礁区域实现米级空间分辨率和秒级时间分辨率的连续观测。本研究利用分布式声学传感（DAS）技术，对南海宣德环礁赵述岛水域的水动力过程进行了高时空分辨率的观测与分析。通过时频分析和频率-波数分析等方法，揭示了DAS在岛礁水域记录的多频段信号及其时空变化特征，提出了不同频段信号与潮汐、风场和地形耦合作用驱动的水动力环境密切相关：（1）频率范围为0.1–0.6 Hz的信号视速度约为6 m s^-1，符合典型的海表重力波特征，其能量随潮位变化呈现显著的周期性波动，具有从礁脊向潟湖方向逐渐衰减的空间梯度特征。（2）频率范围为2–10 Hz的信号能量具有与0.1–0.6 Hz信号相似的时间波动和空间梯度特征，推测其与礁坪表面的局部湍流过程有关。（3）频率范围为0.6–2 Hz的信号峰值频率表现出与潮汐变化负相关的波动规律，且该信号在风向转变后出现缺失，推测其与涡激振荡现象密切相关。（4）陆地阵列在建设区记录的信号强度高于沙滩区，反映出不同海岸类型对拍岸浪破碎过程的影响。（5）防波堤的海浪反射效应显著，估算其在高潮位时反射系数约为0.46–0.54，符合典型碎石防波堤的反射特征。本研究证实，DAS技术可在岛礁水动力过程高时空分辨率观测中发挥独特优势，为理解岛礁水动力环境产生机制提供了新的视角。成果不仅可用于评估防波堤与岛礁岸坡的稳定性，还能指导资源开发优化与生态保护策略的精准制定。  

电离层反馈效应被认为是喉区极光形成的关键因素之一。理论上，该效应通过由局部电离层密度增强引发的电离层反馈不稳定性（Ionospheric Feedback Instability，IFI）发挥作用。然而，目前仍缺乏将电离层密度增强与喉区极光直接关联的观测证据。本研究基于美国国防气象卫星计划（Defense Meteorological Satellite Program，DMSP）星载的特殊传感器紫外光谱成像仪（Special Sensor Ultraviolet Spectrographic Imager，SSUSI）于2005–2010年间观测的喉区极光图像，并结合全球定位系统卫星（Global Positioning Satellite，GPS）获取的总电子含量（Total Electron Content，TEC）数据，筛选出70例具有可靠GPS/TEC数据覆盖的喉区极光事件。统计分析表明，其中50例（约71.4%）事件在喉区极光被观测到之前，电离层中已存在羽流状TEC增强结构。这些增强结构通常从低纬延伸至高纬正午扇区（10–14磁地方时，磁纬≥70°），在极光附近区域平均持续约30.8分钟，且与后续观测到的喉区极光走向平行。进一步对两个典型事件的案例分析显示，喉区极光的电子沉降区紧邻对应TEC羽流的昏侧边界。这种空间关系符合IFI理论特征，且TEC羽流边界处的密度梯度也有利于IFI的建立。因此，本研究从观测上确立了电离层密度增强与喉区极光之间的高度关联，为电离层反馈机制驱动喉区极光提供了关键证据，同时也强调了以往常被忽略的电离层反馈效应在太阳风-磁层-电离层耦合过程中的重要性。      

本研究基于Swarm卫星2015–2018年的观测数据，分析了电离层电磁离子回旋（EMIC）波的经度分布及其南北半球差异，并重点探讨了南大西洋异常（SAA）的影响。结果表明，在SAA扇区，南半球的波动相较于北半球具有更高的功率谱密度和发生率、较低的频率，并更倾向于分布在较高的L壳层。He波的功率谱密度（PSD）表现出显著的半球差异，而O波的频率和发生率也呈现明显的半球差异。在00–12地方时，SAA扇区南半球的波动PSD和发生率均高于北半球，且这种差异在春秋分最为明显。地磁平静时期，SAA扇区的PSD和发生率的半球差异最为显著，而在地磁扰动时期，半球间的频率与源区L壳值的差异进一步扩大。随着太阳风动压升高，EMIC波发生愈发频繁。低动压时，SAA扇区的PSD呈现更明显的南北差异；而在高动压条件下，半球间的频率差异更加明显。这些结果加深了对EMIC波半球不对称性及其受SAA调制的理解。

火星尘卷风检测任务十分艰巨，这主要是由于目标尺度的显著变化、小目标特征在提取和融合过程中易丢失或扭曲，以及火星复杂背景的干扰。针对这些问题，本文提出了一种用于火星尘卷风检测的动态三重融合注意力网络（DTFA-Net）。在DTFA-Net架构中，本文设计了一种基于双向特征金字塔网络（BiFPN）的多维度动态特征金字塔网络（MDFPN），通过引入浅层特征和跨尺度连接策略来增强多层次特征融合能力；其次提出了三个轻量级即插即用模块，包括增强特征多样性的局部-通道跨阶段模块（LCCS）、提升关键特征关注度的渐进式特征增强模块（PFE）以及捕获空间-通道交互关系的三重感知跨阶段模块（TACS）；最后集成了动态检测头（Dy Head）技术，通过多维度注意力机制实现对不同尺度、空间位置和检测任务的动态适应。实验结果表明，DTFA-Net在亚马逊平原尘卷风数据集上的测试中，其检测精度达到94.3%，召回率为92.8%，mAP50高达96.6%，综合性能显著优于现有主流方法，同时在跨区域数据集上也展现出较强的泛化能力。在检测任务之外，本文还将该框架应用于亚马逊平原区域的火星尘卷风季节性活动与空间分布趋势分析，并基于各季节盛行风分析其活动热点的形成机制。此外，还将模型拓展应用于天问三号十个核心候选着陆区，系统分析了各区域尘卷风的分布。结合检测结果与前人研究，认为这十个预选着陆点中卡塞峡谷（Kasei Valles）、奥克夏高原（Oxia Planum）、麦克劳克林陨击坑（Mc Laughlin Crater）和茅尔斯峡谷（Mawrth Vallis）这四个区域可能在科学价值、尘埃清洁和工程安全之间更具平衡性，是作为天问三号任务较为理想的着陆点。总体而言，这一研究成果为火星探测任务提供了有关尘卷风的时空分布、活动规律及潜在环境风险的重要参考。同时对探测器的优化设计和安全运行具有指导意义，并为未来火星探测任务的规划与实施提供了科学参考。   

Acycle是一套全面且易用的地学时间序列分析软件包。本文介绍Acycle v2.8，这是在v1.0基础上的一次重要升级：扩展了数据处理能力，改进了图形用户界面设计，从而简化端到端的分析流程。v2.8集成了数据预处理（包括去趋势）、递归图以及多种谱分析方法；其中引入了对谱峰显著性进行错误发现率的检验，以应对旋回地层学中常见的多重检验问题。软件还包含一系列高阶（古）气候与地层学相关分析工具，例如演化能谱分析、小波、相干性分析、滤波与地层对比等。v2.8的关键新增模块与增强功能包括：支持多列数据集、利用希尔伯特变换自动估计振幅调制以及针对非均匀采样时间序列的滑动窗口分析；同时还进行了性能优化，加入多语言支持等用户需求功能。这些更新使Acycle成为面向地学科研与教学的更强大、更通用的软件平台。本文以一个古气候案例研究展示Acycle v2.8如何支撑从数据准备到谱分析与调谐的典型工作流程。本文还提出数据与参数报告的规范化建议，遵循这些建议将有助于提升研究结果的可复现性与可靠性。

锂冶炼渣是锂矿石提锂产生的固体废弃物，其中含有的有害元素铊可能通过雨水淋溶等方式迁移至周围水体，一价铊离子（Tl⁺）的水生态风险评价可为锂冶炼渣的安全处置提供重要科学依据。钾离子（K⁺）在自然水体中普遍存在，能够拮抗Tl⁺的毒性。然而，当前Tl⁺的水生态风险评价未考虑水体K⁺浓度的影响。本研究基于Tl⁺对17种淡水水生生物的毒性数据，采用物种敏感度分布法，研究了不同水体K⁺浓度对Tl⁺水生态风险的影响，并通过斑马鱼胚胎-幼鱼急性毒性实验进行验证。当水体K⁺浓度为0.25、0.5、1、2、4、6、8和10 mg/L时，Tl⁺的急性水生态风险阈值对应为1.9、5.1、13.9、37.8、102.9、184.8、279.8和386.2μg/L，慢性水生态风险阈值对应为0.1、0.3、0.7、1.9、5.2、9.2、13.9和19.0μg/L。本研究结果可为新能源行业固体废物中铊的安全处置标准制定提供科学参考。 

俯冲极性反转，作为俯冲起始的重要机制之一，在岩石圈物质循环与汇聚边缘改造过程中具有重要作用。尽管其构造意义重大，但在中亚造山带东段的构造行迹与深地震探测结果中，相关过程却鲜有报道。本研究基于横跨贺根山-嫩江缝合带的两条深地震反射剖面，揭示了该缝合带下方壳幔过渡带内截然不同的古俯冲带结构。剖面结果显示，东侧呈现出向南东倾斜的古板块俯冲遗迹，而西侧则以北西向倾斜的古俯冲带为主，并截切了南东向倾斜的构造行迹。结合区域地质与地球化学证据，我们推测在贺根山-嫩江缝合带形成之前可能发生过俯冲极性反转。本研究进一步强调了中亚造山带与现今西南太平洋地区作为多岛洋增生造山系统在构造演化上的高度相似性，为两者的构造对比以及造山带演化机制的深入理解提供了重要依据。

阿尔金断裂系统作为青藏高原北边界，其陆内变形特征对于理解高原隆升和向外扩展机制意义重大。我们利用跨阿尔金断裂系统的短周期密集台阵及周边固定台数据，通过拟合接收函数Pms震相随后方位角变化，获取了43对地壳各向异性参数并分析其地壳变形特征。结果呈现分区性，东塔里木、阿尔金山及柴达木三个构造区平均快波方向分别为ENE-WNW，近E-W以及NW-SE向，平均分裂时差分别为0.42、0.61和0.68 s。东塔里木块体地壳各向异性与其内部古构造走向平行，记录了古老克拉通的化石各向异性。塔里木块体南向底冲和青藏高原北部NNE-NE向挤出分别造成了阿尔金山北缘以及西柴达木下方地壳的纯剪切变形，产生了相应的E-W向及NW-SE向地壳各向异性。塔里木和青藏的斜向汇聚促进阿尔金断裂中段的左旋走滑剪切以及阿尔金山的压扭变形，造就了阿尔金山的隆升并调节了高原物质向外挤出，因而主导了青藏高原北缘的陆内变形模式。  

准噶尔盆地及周缘石炭-二叠系发育优质烃源岩，记录了古亚洲洋闭合的关键信息。因处于海陆转折期，海相标准化石稀少，这个时期的年代地层对比存在诸多不确定性，含油气地层精确对比和盆地演化历史重建面临很大难题。本文对准噶尔盆地西北缘、南缘、东缘，以及周缘吐哈、三塘湖、伊犁盆地的石炭-二叠系关键剖面和钻井岩芯开展了系统的火山灰锆石U-Pb年代学研究。综合运用高精度CA-ID-TIMS、LA-ICPMS和SIMS方法，获得了53个高质量的同位素绝对年龄数据。精确厘定了多套烃源岩层位的沉积时代：（1）准噶尔盆地玛湖凹陷风城组主体沉积于晚石炭世卡西莫夫期（Kasimovian）-二叠纪乌拉尔世早期阿瑟尔期（Asselian）；（2）准噶尔盆地南缘、吐哈盆地和三塘湖盆地的主力烃源岩芦草沟组时代为萨克马尔期（Sakmarian）-亚丁斯克期（Artinskian）；（3）伊犁盆地伊宁凹陷主力烃源岩塔姆其萨依组时代为乌拉尔世空谷期（Kungurian）早期；（4）准噶尔盆地东部平地泉组的时代可能为乐平世（晚二叠世）吴家坪期（Wuchiapingian）。据此提出晚石炭世卡西莫夫期-乌拉尔世早期阿瑟尔期、萨克马尔期-空谷期和乐平世吴家坪期三个关键烃源岩发育期。新的格架揭示了各区块海陆转换的穿时性，从西北部（卡西莫夫期）向东部（格舍尔期）逐渐变晚，为古亚洲洋的“剪刀式”闭合提供了新的年代学证据。本研究建立的研究区新的石炭-二叠纪地层框架，基本解决了长期存在的地层时代和对比问题，为中国北疆地区油气勘探部署提供了关键的年代学科学依据。

近年来，水体生态状况评价在我国受到广泛重视。但该领域整体尚处于探索发展阶段，存在理论基础不统一、评价方法不规范、评价结果可比性不强等问题。为借鉴国际成熟经验，推动我国相关研究实践更好地发展，本综述凝练、阐释生态学理论对水生态评价的重要引导作用，并提出改进我国水生态评价的若干建议。概括而言，生物—环境关系是水生态评价的理论基础，其中生态位理论和集合群落理论在评价阶段演变、评价指标优化、评价效能（即评价结果对人类干扰的指示能力）提升等过程中发挥了重要作用。水生态评价经历了从早期以化学评价为主到目前以生物评价为主、理化评价为辅的多个阶段的演变，融合量化生态状况与识别胁迫因子的诊断式评价成为目前的主流范式。在评价指标方面，生物功能性状对环境影响的敏感指示作用受到重视，包含干扰指示类群、生物多样性和功能性状的多参数指数成为常用指标。评价方法的效能通常从精确度、偏差度、响应度、敏感度、一致度等维度进行综合度量；在统一调查和分析方法的基础上，通过人类干扰指标确定参照状态，并运用预测模型控制自然因素影响能有效提升评价的效能和准确性。目前，参照状态及生态等级标准设定、胁迫因子诊断等环节的生态学基础尚待加强。国际经验表明，水生态评价需以科学理论为根基，建议从重视自然因素对评价的影响、基于调查数据筛选评价指标、开展诊断式评价等方面入手，夯实我国水生态评价的科学基础，推动评价向精准化、标准化转型，为我国水生态环境管理和国际履约提供更有效支撑。

河流藻类水华遥感反演受河滨湿地边界效应干扰，传统方法在狭长水体中精度受限。赣江尾闾段作为典型敏感水域，其藻类水华暴发机制尚不明晰。基于Sentinel-2/Landsat系列卫星数据，本研究提出了融合向内掩膜技术的改进方法，耦合浮游藻类指数（FAI）与大津阈值法（Otsu），有效抑制近岸干扰，实现了对狭长水体藻类水华的精确提取。运用此方法重建了2019—2024年赣江藻类水华暴发过程，结果显示：赣江藻类水华具有显著的季节性，集中发生在夏末及秋初（8月和9月）；空间上显著聚集于赣江南支和中支的迎风岸近岸缓流区，自沿岸带至河道中泓藻类水华强度逐渐减轻。基于随机森林回归模型的驱动因子分析结果表明，日最高气温与藻类水华面积呈极显著相关，其贡献率达47.1%，远高于营养盐（29.9%）、日均风速（9.3%）、日均流量（7.3%）和日降雨量（6.4%）。据此，结合对典型高温热浪事件（3日最高气温持续≥35℃）下藻类水华及其生境条件的分析，本研究认为:在中—富营养水平背景下，夏秋季低枯流量及滞留效应为藻类水华积累提供基础，而极端高温热浪事件作为主要驱动因子，通过与低流量和营养盐条件的耦合，显著放大了藻类水华暴发规模。本研究可为河流藻类水华暴发机理研究提供参考。