为全面贯彻党的二十大精神，面向国家战略需求和长远发展，强化国家战略科技力量，加快实施国家重大科技项目，加强基础研究，聚焦科技自立自强，打赢关键核心技术攻坚战，推动我国地理科学事业发展，根据《
“中国地理科学十大研究进展”遴选实施办法》（以下简称“遴选实施办法”），中国地理学会于2024年1月启动了2023年度“中国地理科学十大研究进展”遴选工作。
根据遴选实施办法，经中国地理学会会士和常务理事及本会所属分支机构推荐、形式审查、遴选专家组初评和终评，遴选出“长江模拟器研发及其应用”等10项成果为2023年度中国地理科学十大研究进展。最终，经中国地理学会常务理事会审议批准，本会决定予以发布。
本次“中国地理科学十大研究进展”代表了2023年度中国地理科学领域在基础研究和应用开发方面最新的研究进展和重大研究突破，充分体现了多学科交叉汇聚与多技术跨界融合的地理学传统特质和现代科学范式的革新方向，体现了中国地理科学面向世界科学前沿和服务于国民经济建设相统一的发展主线。
希望相关科研团队珍惜荣誉，再接再厉，并以此次入选为契机，严谨治学，铸造精品，创新争先，为我国地理科学发展做出新的贡献。也希望全国广大地理科研工作者持续跟踪学科发展前沿，汇聚新智力，在科学研究中认真做好成果的梳理与总结；激发新动能，使我国地理科学发展做到“顶天立地”，与党和国家事业发展要求相适应、同人民群众期待相契合、同我国综合国力和国际地位相匹配，进而引领世界地理学发展。
成果名称：
长江模拟器研发及其应用
主要完成人单位：
中国科学院地理科学与资源研究所、武汉大学、中国科学院水生生物研究所、中国科学院南京地理与湖泊研究所、中国科学院上海天文台、中国科学院大气物理研究所、中国科学院重庆绿色智能技术研究院
成果简介：
长江模拟器，是指以长江流域为对象，以流域水循环为纽带，将自然过程与人文过程相耦合而研发的流域模拟系统及科学装置。长江流域模拟器强调长江上、中、下游以及湖库－岸线－城市群的互联互动，强调长江洪水防御、水力发电与水生生物保护等的联合调度，强调长江流域保护与发展的协调，具有“监测—模拟—评估—预警—决策—调控”一体化功能。长江模拟器已应用于水利部、生态环境部、自然资源部、应急管理部、三峡集团、国家发改委宏观经济研究院、重庆市政府、武汉市政府和九江市政府等国家多部委和地方政府部门。研究成果支撑了生态环境部国家长江生态环境保护修复联合研究中心的智慧管理平台，并已应用于自然资源部《长江经济带国土空间规划》的编制。自2020年以来，流域中长期降水趋势预报成果参与了国家气候中心/水利部水文局会商，并向应急管理部提交了三个年度长江主汛期水旱灾害预测成果，为应急管理部灾害模拟器规划设计提供了技术支撑。长江模拟器首席科学家夏军多次被特邀在国际重要水大会报告长江模拟器，应邀在国际顶尖期刊
Nature-Water
首刊撰文介绍长江模拟器。2023年9月，基于长江模拟器的研究与应用实践，夏军教授提出“流域模拟器研发与应用”，得到国际水科学界的认可，被列入国际水文科学协会
（IAHS）
新的十年计划HELPING工作组。长江模拟器研发为长江大保护和长江经济带高质量绿色发展提供了重要科技支撑，对提升流域管理水平和创新区域绿色发展模式具有重大的科学和实践意义。
主要完成人及所在单位：
夏
军（武汉大学）
占车生（中国科学院大气物理研究所）
林忠辉（中国科学院地理科学与资源研究所
）
邹 磊（中国科学院地理科学与资源研究所）
王洪铸（中国科学院水生生物研究所）
张永勇（中国科学院地理科学与资源研究所）
朱广伟（中国科学院南京地理与湖泊研究所）
金双根（中国科学院上海天文台）
曾思栋（中国科学院重庆绿色智能技术研究院）
佘敦先（武汉大学）
胡 实（中国科学院地理科学与资源研究所）
王月玲（中国科学院地理科学与资源研究所）
杜朝阳（中国科学院地理科学与资源研究所）
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成果名称：
干旱和放牧共同驱动的中国旱区生态系统阈值
主要完成人单位：
北京师范大学
成果简介：
旱区降水稀少、土壤贫瘠、生态环境脆弱，对气候变化和人类活动极为敏感。变化环境下的干旱生态系统阈值是地理学和生态学研究的前沿领域之一。目前关于干旱生态系统在单一环境压力（如干旱）驱动下的阈值研究取得了一系列重要成果，但复合环境压力（如干旱和放牧）共同驱动的阈值特征更为复杂而尚未有科学定论。傅伯杰院士团队在国家自然科学基金重大项目“干旱半干旱地区生态-水文过程及其对生态系统服务功能的影响”的支持下，开展了中国北方旱区近4000公里样带调查，结合多源遥感数据、文献综述meta数据、生态系统野外台站（CERN)监测资料分析等，首次开发了综合考虑干旱和放牧共同作用的二维阈值模型，揭示了干旱和放牧共同驱动的中国旱区生态系统的阈值特征，阐明了不同干旱程度所对应的放牧强度的“安全操作空间”，为旱区应对气候变化和放牧的可持续管理提供科学基础。
研究结果表明，放牧与干旱多呈现协同作用，导致旱区生态系统的干旱阈值提前，使生态系统结构、功能更易发生非线性突变。干旱和最大允许放牧强度呈负相关关系，干旱度每增加0.01单位导致最大允许放牧量下降2.4%。由干旱和放牧的关系确定了放牧的安全操作空间，识别出现状及未来气候变暖情景下不适宜放牧、减小放牧压力和放牧强度可增加等关键区。相关研究成果于2023年发表在
Nature Sustainability、Science Bulletin、Global Change Biology、Science of the Total Environment、Environmental Research Letters、Ecological Indicators
等期刊。被国家自然科学基金委员会官网、科学网、York Environmental Sustainability Institute官网等报道，受到了广泛关注。
主要完成人及所在单位：
李长嘉（北京师范大学）
傅伯杰（北京师范大学）
王 帅（北京师范大学）
周文心（北京师范大学）
任灼冰（北京师范大学）
刘焱序（北京师范大学）
李 琰（北京师范大学）
赵文武（北京师范大学）
（向上滑动查看详情）
成果名称：
气候变化背景下全球陆地水资源的时空响应格局及其归因
主要完成人单位：
中国科学院地理科学与资源研究所
成果简介：
水资源是维持人类和生态系统生存和发展的首要条件，对于保障我国粮食安全和社会经济可持续发展至关重要。随着气候的持续增暖、人口的急剧增加、环境的日趋恶化，水资源匮乏与需求矛盾变得愈加尖锐，以至于水资源可利用性的时空格局及未来演变极为不确定，全球水资源问题已发生了深刻变化，成为各国重点关注和亟待解决的热点和难点。为了解决这一难题，该研究构建了基于水量平衡、弹性系数法和机器学习等方法的新框架，充分整合了卫星遥感、地面观测、地球系统模型等多源数据，系统研究了过去20年水资源可用性和未来30年地表径流的时空演变特征。研究发现，南半球主导了全球陆地水资源可用性近20年的显著下降趋势；北半球受区域间显著的差异性影响，其水资源可用性变化趋势微弱。归因分析表明，气候模态如厄尔尼诺-南方涛动指数是主控因素，其次是植被变化和人类活动等。修正的地球系统模型预估结果进一步表明，未来30年全球大多数地区的地表径流呈下降趋势，水资源短缺问题将会更为严峻。研究成果揭示了近20年全球陆地水资源可利用性的基本演变特征，修正了关于陆地水资源未来演变的认识偏差，为全球和区域水循环对气候变化的响应机制研究提供了新认知。研究成果于2023年以Research Article形式发表在《Science》和《Nature Water》等杂志上，入选《Science》官网头条新闻。研究获得国家重点研发计划、中国科学院“率先行动”高层次学术帅才计划、第二次青藏高原综合科学考察研究及国家自然科学基金等资助。
主要完成人及所在单位：
张永强（中国科学院地理科学与资源研究所）
李聪聪（中国科学院地理科学与资源研究所）
张选泽（中国科学院地理科学与资源研究所）
马 宁（中国科学院地理科学与资源研究所）
田 静（中国科学院地理科学与资源研究所）
于 强（中国科学院地理科学与资源研究所）
刘昌明（中国科学院地理科学与资源研究所）
成果名称：
黑土地保护与利用理论技术创新及示范应用
主要完成人单位：
中国科学院东北地理与农业生态研究所、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国科学院计算技术研究所、中国科学院上海微小卫星创新院、中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院沈阳应用生态研究所
成果简介：
（基于区域适应性的黑土地保护与利用示范区分布及核心技术模式构建）
黑土地保护与利用是国家重大战略部署，也是地理学、农学等学科的前沿和热点问题。本团队依托中国科学院战略性先导科技专项（A类）“黑土地保护与利用科技创新工程（黑土粮仓）”，聚焦东北黑土地“变薄、变瘦、变硬”背后的关键科学问题，针对区域地理环境、资源和气候条件差异，研发区域适宜性的黑土地保护利用与现代农业发展技术，形成“用好养好”黑土地的系统解决方案，科技支撑国家粮食安全，取得了系列创新性成果：1）摸清了东北黑土地退化现状本底。构建了黑土地天空地一体化监测与感知系统，率先完成黑土地10米分辨率土壤有机质遥感制图及演变速率监测，发布《东北黑土地保护与利用报告（2022）》。发现东北黑土区约64%的耕地土壤有机质呈下降趋势，近40年旱地黑土层下降速率约为0.19 cm/年，土壤有机质下降约为0.065 g/kg，近10年农田土壤容重增加0.02 g/cm3；2）揭示了黑土退化过程及土壤有机质周转机制。阐明了黑土有机质衰减过程中量质特征和演变规律，提出了保护性耕作下土壤有机质周转和稳定的双源控制机制，微生物源、植物源组分控制有机质稳定性和有效性，丰富了土壤有机质的微生物碳泵理论；3）研发了黑土地退化阻控及健康培育新技术。研发了黑土区沟毁耕地修复技术，支撑国家侵蚀沟治理重大任务，获2023年吉林省科学技术进步奖一等奖；研发了以秸秆、有机肥、天然腐殖质材料等施用为核心的黑土健康培育技术，提升了黑土耕地地力，减少了化肥施用；4）初步形成了黑土地保护与利用系统解决方案。针对东北黑土区不同自然地理分区，建成了海伦、长春、沈阳等七个万亩示范区，示范面积17.1 万亩，辐射推广面积1.43亿亩；打造“龙江模式”“梨树模式2.0”“大安模式”和“大河湾模式”等区域适宜性耕作与管理模式，有力支撑黑土地保护利用国家重大工程和任务。
主要完成人及所在单位：
“
黑土粮仓
”
先导专项组
成果名称：
量子地理计算技术、软件及应用
主要完成人单位：
南京师范大学、北京雁栖湖应用数学研究院、南京邮电大学、本源量子计算科技（合肥）股份有限公司、国网安徽省电力有限公司经济技术研究院、中国移动通信集团江苏有限公司泰州分公司
量子计算是一种遵循量子力学规律进行计算的新型计算模式，在网络信息安全、大数据和人工智能等领域具有巨大的潜在优势。本团队将量子计算引入到信息地理学领域，在地理场景建模和泛在信息处理方面取得了系列原创性成果：①建立了面向量子计算的时空数据组织方法，创建了量子计算适配的可计算时空数据模型和数据结构，解决了空间数据向量子模型的映射问题。②发展了多尺度时空数据分解、时空流画像、行为模拟预测等模型，提出了量子空间优化和时空分析方法，提升了时空流多尺度动态演化模拟和预测能力；③建立了复杂时空约束下地理数据多尺度量子模拟技术，首次实现了基于超导量子计算机的光伏发电功率预测模型真机实验，应用量子计算算法，在大科学装置上成功实施了海岸带模型和陆面模式的优化模拟；④研制了大规模地理空间优化量子模型技术，验证了基于国产光量子、超导量子计算平台以及模拟量子计算平台的服务地理计算的可行性，应用于电力、交通、通信等领域；⑤研发了基于量子游走的开源时空数据分析软件包QWDAP，设计了普通PC-超算集群-量子真机适应的一体化量子计算模型，简化了量子地理模型开发与应用分析难度。累计已发表相关论文12篇，授权国内外发明专利18件，进入美日德澳等11国，形成了自主知识产权体系，获第八届伊斯坦布尔国际发明博览会金奖。项目研究构建了量子地理计算模型并进行了典型应用场景示范，展示量子计算的地理学科适用性，为大数据时代复杂地理问题求解和大规模数据分析提供了新的技术路径。
主要完成人及所在单位：
袁林旺（南京师范大学）
俞肇元（南京师范大学）
刘 熠（北京雁栖湖应用数学研究院）
乐松山（南京师范大学）
智 勇（中国移动通信集团江苏有
限公司泰州分公司）
潘 东（国网安徽省电力有限公司经济技术研究院）
窦猛汉（本源量子计算科技(合肥)股份有限公司）
胡 旭（南京师范大学）
周鑫鑫（南京邮电大学）
李冬双（南京师范大学）
仲 腾（南京师范大学）
潘炳煌（南京师范大学）
吴明光（南京师范大学）
周良辰（南京师范大学）
罗 文（南京师范大学）
谭骆坚（南京师范大学）
闾国年（南京师范大学）
随着信息技术的快速发展，基于手机信令、社交媒体等地理大数据的分析方法和应用层出不穷。刘瑜研究团队创新性地提出了社会感知理论，它是指基于多源地理大数据挖掘人的时空间行为模式，并揭示其背后社会经济特征的研究方法，从而提供了一条“由人及地”的研究路径。
该成果基于团队多年研究工作，全面梳理了社会感知的基本理论、相关分析方法及应用。主要学术贡献如下：1）形成了完整的社会感知理论和方法体系，包括对人感知、对地感知，进而从场所语义、空间交互、地理过程三个感知维度，构建了技术框架，并提出了融合遥感和社会感知的技术路线，为地理大数据研究提供了指导。2）研发了包括基于时谱曲线周期识别、混合活动分解、多尺度异常发现、基于Levy飞行和探索返回机制的移动性模型、流的空间自相关度量与聚类、城市空间隐性边界识别、基于图卷积人工神经网络的场所属性预测等一系列地理大数据分析技术。3）与自然资源部、新华社等部门，北京、深圳等城市，以及华为、高德等企业开展合作，实现了成果的应用落地。
社会感知为多源地理大数据应用提供了指导，弥补了高时空分辨率社会经济要素感知能力不足的缺憾
，
成为信息地理学领域一个重要研究方向。
主要完成人及所在单位：
刘 瑜（北京大学）
成果名称：
亚洲粉尘驱动太平洋生态系统和全球变化
主要完成人单位：
中国科学院青藏高原研究所、兰州大学、中国科学院青海盐湖研究所
成果简介：
粉尘“铁假说”被认为是调控地球系统碳循环和全球变化的关键机制之一。亚洲中纬度干旱区是全球重要的粉尘源区。然而，“铁假说”至今仍未得到关键亚洲粉尘记录的直接印证。项目团队历时多年，在西昆仑山前海拔3300米的最高黄土台地中心，通过黄土钻探，成功获取了厚达671米的连续黄土岩芯，是目前已知的亚洲内陆也是全世界最厚的粉尘堆积序列。经过团队10多年研究，首次获取了360万年以来连续高分辨率粉尘通量和营养元素铁
（Fe）
等的记录，发现亚洲中纬度干旱区的粉尘释放和营养物质含量，自晚上新世以来呈现出阶段性增加趋势，对北太平洋和南海生物地球化学循环产生重要影响。尤其在约80万年中更新世气候转型期，亚洲内陆干旱区输送至北太平洋的Fe元素以及
Fe
2+
通量分别增加了约70%和120%，促进了北太平洋生物繁盛，并导致浮游植物种群由颗石藻转型为固碳作用更强的硅藻，消耗了大量大气CO
2
，加剧了全球气候变冷。全球变冷又促使亚洲内陆气候进一步变干和冰冻圈物理风化过程增强，导致内陆粉尘释放以及太平洋
Fe
2+
输入显著增加，对海洋生物固碳产生显著促进作用。
该成果提供了亚洲粉尘营养物质演化驱动大洋生物活动、生物多样性和全球气候变化的“铁假说”的直接证据，阐明了“青藏高原岩石圈物理风化加剧—亚洲粉尘活动和营养物质增加—海洋生物固碳以及大气CO
2
吸收增强—全球气候变冷”的碳循环工作模型，揭示出了青藏高原岩石圈/冰冻圈-大气圈-太平洋生物圈通过链式响应驱动地球碳循环和环境变化的过程与机制，深化并发展了“铁假说”的模型内容。
主要完成人及所在单位：
昝金波（中国科学院青藏高原研究所）
方小敏（中国科学院青藏高原研究所）
杨胜利（兰州大学）
韩文霞（中国科学院青海盐湖研究所）
宁文晓（中国科学院青藏高原研究所）
康 健（中国科学院青藏高原研究所）
胡 喆（中国科学院青藏高原研究所）
成果名称：
过去千年高亚洲水塔对东南亚文明演化影响
主要完成人单位：
云南大学、中国科学院大气物理研究所、中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所、中国科学院植物研究所
成果简介：
源于青藏高原的大江大河对全球一半以上人口的福祉至关重要。准确量化气候变化背景下青藏高原水资源变化，科学研判未来河流径流量变化趋势，是水资源有效利用的基础与前提。然而，由于青藏高原气候和地形复杂，观测和模型结果不确定性大，长期以来限制了该问题的深入研究，进而限制了水资源变化对流域人类文明兴衰的认识。在国家自然科学基金“青藏高原地球系统基础科学中心项目”
（41988101）
、第二次青藏科考项目
（2019QZKK010206）
和国家自然科学基金“西南河流源区径流变化和适应性利用”重大研究计划
（91547115）
等项目的支持下，云南大学陈峰研究员联合国内外团队，基于青藏高原南部树木年轮宽度数据，重建了过去千年来雅鲁藏布江、湄公河和萨尔温江的总径流量变化，并结合相关模式预测了未来径流量的变化趋势。结果表明，（1）青藏高原径流量与流域下游旱季植被生产力显著正相关，指示青藏高原径流量对东南亚生态和社会系统功能的重要性；（2）青藏高原径流量在流域文明演化进程中扮演了重要角色，中世纪暖期丰沛的河流水资源促进了蒲甘王朝崛起和吴哥窟修建，而小冰期水资源较少与缅甸衰弱和吴哥窟废弃相对应，这为东南亚文明演化研究提供了新的视角；（3）研究还发现北大西洋多年代际变率和太平洋十年涛动是引起过去千年径流量变化的重要气候系统内部变率，考虑驱动因素影响的预测模型结果显示，未来青藏高原流入东南亚和南亚的径流量可能达到甚至超过中世纪暖期丰沛水资源的水平。该研究通过打通学科界限，推动了对“全球变化和区域人类活动驱动下青藏高原地球系统链式响应”这一科学问题的理解。相关成果发布在
Nature Geoscience
等国际权威期刊。
主要完成人及所在单位：
陈 峰（云南大学）
满文敏（中国科学院大气物理研究所）
何大明（云南大学）
王世杰（云南大学）
袁玉江 （中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所）
胡 茂（云南大学）
