2021年5月29日，在中国地理学会春季年会暨中国地理编辑出版年会开幕式上，中国地理学会权威发布了“2020年度中国地理科学十大研究进展”入选成果名单。北京大学城市与环境学院有3项成果入选（其中2项成果为第一完成单位，1项成果为主要完成单位）。

“中国地理科学十大研究进展”是中国地理学会为了全面贯彻落实科技“四个面向”的战略部署，坚持科协系统“四个服务”的职责定位，推动我国地理科学事业发展而开展的年度遴选活动。根据《“中国地理科学十大研究进展”遴选实施办法》，由中国地理学会各分支机构和知名专家推荐，经评选工作组形式审查、专家函评和专家组会议，并经中国地理学会常务理事会审议批准，最终确定“白石崖溶洞晚更新世沉积物中发现丹尼索瓦人DNA”等10项成果为“2020年度中国地理科学十大研究进展”。

入选成果是中国地理科学工作者的重大科学认识和智慧结晶，代表中国地理科学最新的研究进展和重大研究突破，体现了中国地理科学面向世界科学前沿和服务国民经济建设相统一的发展主线，有力地支撑了中国地理科学的繁荣发展。

成果1名称：北半球春季植被物候提前加剧夏季干旱和热浪

主要完成人单位：北京大学

成果1简介：

物候是全球变化最敏感的指示器。遥感和地面观测均证实气候变暖导致北半球中高纬度地区植被春季返青显著提前。相关碳循环研究显示，北半球植被春季物候提前会通过增加光合时长和提高光合速率从而有效促进植被生产力和生态系统碳汇功能。除上述碳汇效应外，植被春季物候提前还有一个往往被忽视的效应，即会通过额外的蒸腾耗水加速陆表土壤水分流失。这一扰动有可能打破不同季节间陆—气水热交换过程的动态平衡，影响陆地水资源的季节分配。然而，北半球植被春季物候提前是否通过生物物理过程改变陆地水循环和近地表气候，尤其是否激发跨季节的水文响应，迄今尚无研究给出确切答案。

北京大学城市与环境学院朴世龙研究组与合作者基于卫星遥感观测数据，结合统计分析和陆—气耦合模式模拟，定量阐明了北半球植被春季物候提前对夏季土壤水的影响，并厘清了其中的关键机制。该研究发现，春季物候提前同时引起植被蒸腾和大气降水增加，但是，降水增量不足以补偿蒸腾增加所致失水，造成春末北半球平均土壤水含量下降。春末土壤水减少趋势延续至夏季，使得夏季土壤干旱加剧，继而通过改变地表能量收支促进近地表升温，导致夏季高温热浪事件的频率和强度均增加。需要指出的是，“物候提前导致夏季土壤变干”并非在所有地区皆成立，比如在西伯利亚中部地区，上风向地区物候提前带来的水汽输入增量大于当地物候提前引起的蒸腾失水增量，导致该地区夏季土壤水不减反增。这一发现说明大尺度环流过程对水汽空间分布起到了重要的调节作用。该研究揭示了北半球陆地植被动态对气候的跨季反馈作用，为更准确预报夏季极端干旱和高温热浪事件提供了新依据。

主要完成人及所在单位：

朴世龙（北京大学）

连   旭（北京大学）

成果2名称：近千年来黄土高原社会—生态系统演变过程及效应

主要完成人单位：北京大学、中国科学院生态环境研究中心

成果2简介：

社会—生态系统的动态演变是人地相互作用研究的核心内容，是地理学研究的前沿科学问题。识别长时间尺度社会—生态系统的演变阶段、驱动因素和效应对未来的系统管理十分重要。武旭同、傅伯杰及其合作者发展了根据社会—生态系统要素相互作用变化识别系统演变阶段的方法，揭示了近千年来黄土高原社会—生态系统的演变过程及效应。该研究通过整合统计调查数据、历史时期重建数据和相关文献资料，分析了黄土高原近千年来人口、耕地面积和森林覆盖率等要素的关系变化，将其社会—生态系统演变划分为5个阶段。研究还阐明了黄土高原社会—生态系统状态与政策、气候、社会经济等驱动因素和本地粮食生产、黄河输沙量、径流量、三角洲面积、下游自然决堤次数等本地与溢出效应的联系。研究发现，前三个阶段对粮食生产的追求破坏了当地生态环境，加剧了土壤侵蚀，对黄河下游和三角洲产生影响；而退耕还林还草等生态恢复和水土保持措施减少了黄土高原土壤侵蚀和黄河泥沙，但同时也带来了径流减少、黄河三角洲蚀退等新的问题。该研究为分析社会—生态系统的动态演变提供了新视角。研究强调社会—生态系统管理的系统性和综合性，提出社会—生态系统管理需要实现从追求单一目标到考虑要素相互作用、从关注局地到关注跨区域影响的转型，对人地系统的管理与调控和黄土高原区域可持续发展具有重要意义。

主要完成人及所在单位：

武旭同（北京大学）

傅伯杰（中国科学院生态环境研究中心）

成果3名称：特大城市群地区城镇化与生态环境耦合圈理论及耦合器调控应用

主要完成单位：中国科学院地理科学与资源研究所、清华大学、中国科学院生态环境研究中心、北京大学

成果3简介：

特大城市群是国家新型城镇化主体区和经济发展战略核心区，肩负着世界经济重心转移重要承载地和美丽中国与生态文明建设的历史重任，但特大城市群在快速扩展中引发了一系列生态环境问题。如何协调好特大城市群地区城镇化与生态环境耦合关系问题，是近10年国际地球科学领域关注的高优先研究主题和世界级难题。本成果首先揭示了特大城市群形成发育与空间扩展的阶段性规律及自然成长规律，采用遥感与GIS技术、大数据技术等方法，系统分析发现城市群地区城镇化与生态环境之间客观上存在着近远程耦合关系，进一步揭示了城镇化与生态环境近远程耦合机理与规律；创建了城镇化与生态环境耦合圈理论及耦合图谱，提出了城镇化库兹涅兹曲线（UKC），认为城镇化与生态环境多维耦合方程为对数二次型复合函数曲线，中国五大特大城市群生态环境质量好转的拐点大概是城镇化率达到47%，京津冀城市群拐点大概是城镇化率达到51%，并且生态环境破坏后的恢复是一个漫长艰难过程；集成构建了多要素—多目标—多情景的城镇化与生态环境时空耦合SD模型，核算了中国城镇化弹性阈值和京津冀城市群资源环境承载阈值，创建了城市群城镇化与生态环境耦合器调控方法；建立了城市群城镇化与生态环境耦合决策支持系统UDSS。成果在城市群及城镇化与生态环境耦合理论及方法等方面取得了实质性突破，引领了中国城市群的研究与发展，推动国际城市群地区人地关系研究由单要素转向多要素，由近程转向近远程，由定性转向定量。

主要完成人及所在单位：

方创琳（中国科学院地理科学与资源研究所）

周成虎（中国科学院地理科学与资源研究所）

顾朝林（清华大学）

陈利顶（中国科学院生态环境研究中心）

李双成（北京大学）

裴   韬（中国科学院地理科学与资源研究所）

鲍   超（中国科学院地理科学与资源研究所）

赵淑清（北京大学）

杜云艳（中国科学院地理科学与资源研究所）

李广东（中国科学院地理科学与资源研究所）

王振波（中国科学院地理科学与资源研究所）

马海涛（中国科学院地理科学与资源研究所）

匡文慧（中国科学院地理科学与资源研究所）

李伟峰（中国科学院生态环境研究中心）

孙思奥（中国科学院地理科学与资源研究所）

刘海猛（中国科学院地理科学与资源研究所）