2025研究前沿熱點TOP10：“海洋生物泵中碳通量研究”等入選

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觀海局

12月3日，中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院文獻情報中心與科睿唯安聯合發布《2025研究前沿》報告。

該報告以文獻計量學中的共被引分析方法為基礎，研究分析科睿唯安ESI數據庫中的13830個研究前沿，遴選出了11大學科領域的TOP10熱點前沿和18個新興前沿。涵蓋農業科學、植物學和動物學、生態與環境科學、地球科學、臨床醫學、生物科學、化學與材料科學、物理學、天文學與天體物理學、數學、信息科學、經濟學、心理學及其他社會科學等11個高度聚合的大學科領域。

觀海局（ID：Ocean_Observer）注意到，“海洋生物泵中碳通量研究”位列2025年地球科學領域熱點前沿TOP10。部分熱點前沿也涉及海洋領域科學研究，包括：“行星邊界突破與地球系統風險治理”“驟旱事件成因與風險研究”等。

1行星邊界突破與地球系統風險治理

生態與環境科學領域，報告指出，一些生態與環境交叉熱點問題相關的研究前沿在2025年進一步凸顯，包括覆蓋環境和生態問題的行星邊界理論相關熱點前沿“行星邊界突破與地球系統風險治理”。

行星邊界（Planetary Boundaries）又稱地球界限、 地球限度或地球邊界，是2009年斯德哥爾摩大學Johan Rockstr?m領銜的28位世界頂尖科學家團隊提出的一個理論框架。該框架定義了人類在不對環境造成重大干擾情況下可安全操作的極限，界定了地球系統的“安全運行空間”，即人類活動的合理范圍或程度，旨在避免全球范圍內劇烈的人為環境變化，降低人類活動超出地球系統生態閾值的風險，使地球當前環境功能和生命支持系統維持在與過去10000年相近的狀態，以保障人類的生存。在這個界限內，人類及其子孫后代可以繼續繁榮發展，若跨越這些界限則會增加突發性或不可逆的環境變化風險。

框架提出了調節地球系統穩定性和恢復力的9個關鍵的地球系統過程，量化了部分過程的閾值。這9種關鍵的地球系統過程包括氣候變化（Climate change）、生物地球化學循環（Biogeochemical flflows）、淡水變化（Freshwater change）、土地系統變化（Land system change）、生物圈完整性（Biosphere integrity）、新合成物質（Novel entities）、海洋酸化 （Ocean acidifification）、大氣氣溶膠負荷（Atmospheric aerosol loading）、平流層臭氧損耗（Stratospheric ozone depletion)。目前，所有這些過程都受到了人類活動的嚴重干擾。該理論框架提出后即引起了國際科學界和社會的廣泛關注，啟發了各級治理戰略和政策。同時，該框架也在根據最新的科學認識不斷更新。

本前沿被引頻次最高的核心論文來自丹麥哥本哈根大學Katherine Richardson領銜的29位科學家組成的團隊，行星邊界理論框架奠基人 Johan Rockstr?m為合著者。該文2023年9月發表于《科學進展》（Science Advances），已被引用506次。這項研究更新了行星邊界的最新狀態：九項行星邊界中有六項已超出安全運行界限，海洋酸化即將被突破，區域性氣溶膠負荷已超過邊界，平流層臭氧水平在人類社會的努力下略有恢復，所有先前被確定為突破的邊界的超越水平均有所惡化，表明地球現已遠超出安全運行界限。

2海洋生物泵中碳通量研究

地球科學領域，報告顯示，“海洋生物泵中碳通量研究”入選，位列熱點前沿第七位。

相關資料顯示，海洋生物泵是指在海洋的生態環境中以生物或生物行為為動力，將碳元素從海洋表面向深層傳遞的過程。海洋生物泵是海洋碳匯過程的重要組成部分，對海洋生物碳泵的準確估量是目前氣候科學及地球科學研究所面臨的重大挑戰。2010年，中國科學院院士焦念志提出了海洋儲碳新機制“海洋微型生物碳泵”（MCP）理論，發表在國際權威期刊《Nature reviews Microbiology》上，顛覆了傳統認知，為全球實現碳中和目標提供了全新的負排放思路。《Science》雜志評論MCP是“海洋巨大碳庫的幕后隱形推手”。

3驟旱事件成因與風險研究

地球科學領域，“驟旱事件成因與風險研究”入選，位列熱點前沿第4位，且是重點熱點前沿。

報告指出，驟旱的概念最早于2002年由美國科學家Mark D. Svoboda提出，用以描述快速加劇的干旱狀況。但直到2012年一場席卷美國中西部的特大驟旱事件才引起了全球性的研究熱潮。驟旱的快速性和突發性使其危害巨大，且常常與熱浪并發，形成破壞力倍增的復合極端事件。從北美大平原到中國長江流域，再到澳大利亞農牧區，驟旱事件造成的巨大經濟損失和生態破壞已成為全球性的科學與政策議題。

驟旱的形成與演變是大氣、海洋、陸地多圈層相互作用的復雜過程，既有大的環流異常為背景，又與地表的氣象、水文、土壤、植被、地形、地貌等有明顯關系。在全球變化背景下，這些過程的協同與放大效應，共同塑造了驟旱的時空分布格局與長期演變趨勢。

本熱點前沿包含的8篇核心論文主要聚焦驟旱的識別、形成機制、時空分布變化、氣候變化影響、預測預警及風險評估等方面的研究。其中，南京信息工程大學在《自然 - 通訊》（Nature Communications）發表的“Anthropogenic shift towards higher risk of flash drought over China”被引頻次最高，該研究提出了一種明確表征驟旱事件的新方法，發現人類活動導致的氣候變化是驟旱事件的主要推手，易旱區范圍將明顯擴張，到本世紀中期，中國驟旱風險將增加23%。美國國家大氣研究中心在《自然- 氣候變化》（Nature Climate Change）上發表的“Flash droughts present a new challenge for subseasonal-to-seasonal prediction”也引起了廣泛關注，該研究討論了驟旱的預測難點，評估現有預報能力，提出了兩種可將驟旱事件納入早期預警系統與風險管理的概念。

資料來源：中國科學院科技戰略咨詢研究院及相關媒體報道等。

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