平均成分为安山质到英安质的大陆地壳是地球有别于太阳系其它行星的独特标志，其形成演化是地球宜居的关键。汇聚板块边缘是壳幔物质循环的主要场所，强烈的幔源和壳源岩浆活动导致大陆地壳的生长、再造与破坏，实现大陆地壳的成分分选，使大陆地壳成熟并稳定保存下来。本报告简要总结了近年在汇聚板块边缘岩浆成因与地壳演化方面取得的重要进展，介绍了这一领域未来亟需重点关注的重要科学问题和研究前沿。进展之一是莫霍面的成因，Kohistan大洋弧从上到下地震波速连续递增，40~50 km深度以石榴子石麻粒岩为主的岩层密度高于下伏地幔橄榄岩，而Talkeetna大洋弧地震波速突变，莫霍面之上以辉长岩-辉长苏长岩为主的岩层密度小于下伏地幔橄榄岩，因此莫霍面的形成被认为是弧地壳底部高密度和高波速的石榴子石麻粒岩/堆晶岩的拆沉所致。进展之二是中上地壳中酸性岩浆的产生机制，传统观点强调底侵玄武岩释放的热量和水，促使下地壳玄武岩或角闪岩发生高温脱水熔融或者低温水致熔融，是产生中酸性岩浆的主要机制，但近年从幔源玄武岩浆不同程度含水这一特性出发，通过一系列(等压和变压、有水和无水、亚碱性和碱性、低和高氧逸度)分离结晶实验和岩石学模拟，提出分离结晶产生中酸性岩浆的效率远高于部分熔融。进展之三是俯冲物质再循环进入弧岩浆的机制，传统观点认为俯冲洋壳来源的流体或熔体通过交代上覆地幔楔进入弧岩浆系统，近年来认为在沉积物俯冲、俯冲侵蚀、洋内弧俯冲和大陆俯冲过程中，俯冲的长英质高压混杂岩刮垫(relamination)到下地壳底部，或上涌进入地幔楔形成底辟体(mélange diapir)以全岩形式进入弧岩浆系统。科学问题与研究前沿：一是碰撞带下地壳根部岩石是否发生了拆沉？岩石学模拟显示由分离结晶或地壳重熔产生的镁铁质－超镁铁质岩石体积远高于地震学上定义的下地壳体积，多余部分被认为已转变为上地幔顶部而非拆沉，碰撞带俯冲的低密度大陆岩石圈也天然阻隔了拆沉作用的发生，未来需着重对碰撞带深部岩石圈结构(如冈底斯60~80 km的双莫霍面)进行岩石学解释，并通过识别俯冲同碰撞碰撞后岩浆成分转变及其机制，阐明碰撞带大陆地壳的形成过程与密度分选机制。二是同碰撞和碰撞后中酸性岩石的成因？不同于俯冲带岩浆富水特征，大陆碰撞背景的岩浆相对贫水，分离结晶和部分熔融在碰撞带产生中酸性岩浆的效率需要重新评估，未来需重视下地壳根部先存堆晶岩部分熔融产生中酸性岩浆的效率和部分熔融过程的识别。三是如何识别俯冲物质刮垫和混杂岩底辟及其再循环效率？放射性同位素组成在识别弧岩浆岩与对应俯冲物质可能存在困难，因为这种俯冲物质也可能来自上覆板片自身，未来需要通过有效手段(尤其是Mg、B、K、O等稳定同位素)准确识别俯冲沉积物刮垫和混杂岩底辟在产生同碰撞和碰撞后岩浆中的作用及其对大陆地壳成熟的贡献。

川滇地区是中国地震活动最为活跃的区域之一，近些年国内主要的破坏性地震，大部分发生在该区域，其中2008年的汶川地震、2013年芦山地震等强震，造成了惨重的人员伤亡和巨大的财产损失。研究发现，该区域存在几个主要地震空区，包括汶川和芦山地震之间的空区，以及康定-道孚之间的地震空区等。目前，关于汶川-芦山地震空区的地震危险性，存在着很大的争议，不少人从地下速度结构等方面出发，认为该区域强度较弱，不容易积累强震形变，地震危险性低；而另一方面，很多研究发现，该区域的应变积累较大，耦合性强，具备发生中强地震的可能性。如何解决这些争议，定量确定川滇地区地震空区的危险性，是关系着川滇地区防震减灾，以及认识地震孕震机理的关键性问题。本报告将介绍我们近些年来在川滇地区开展的地下结构、震源性质、滑移闭锁状态等的研究工作，介绍该区域粘弹性及粘弹性结构、断层性质等参数对闭锁和应力场的影响；提出了探讨综合多学科手段研究地震空区的危险性的研究思路。

2022年夏季我国南方爆发了大范围的高温干旱，对农业、生态、水资源和能源等造成严重影响。事实上，以我国南方为热点区域的“骤旱”，发展迅速并常伴随高温热浪，近年来引起广泛关注。相比发展缓慢的季节-年代际尺度干旱，发生在次季节尺度的骤旱通常在几周内就达到严重等级，给干旱监测预警带来严峻挑战，且极易触发高温干旱等复合极端事件并影响植被生产力，亟需深入认识其爆发机制及影响。极端干旱的形成往往受到陆面-大气耦合过程的影响，但骤旱频发的湿润地区并非传统的陆气耦合热点区域，陆气耦合是否对骤旱爆发具有调制作用？高温热浪是触发骤旱的重要条件，随着全球变暖，全球及区域尺度的骤旱是否有显著的变化趋势，其主要驱动机制是什么？骤旱反过来是否也影响高温热浪，从而触发影响更大、范围更广的复合极端事件？骤旱和高温如何协同影响植被生产力？植被变化又是否影响骤旱变化趋势？爆发迅速的骤旱能否在次季节尺度准确预报？未来持续增暖背景下，骤旱是否会变成干旱的“新常态”？本报告将围绕这些问题，研发刻画骤旱事件的指数，诊断骤旱爆发过程中的陆气耦合特征，对骤旱变化进行检测和归因，揭示其驱动机制；研究骤旱-热浪相互作用机制，并对骤旱过程中土壤和大气水分亏缺的影响进行解耦，评估骤旱和热浪对植被生产力的影响；探讨骤旱的预警能力，并推测其在中国及全球的未来演变趋势。

树轮记录具有定年准确、连续性强、空间覆盖广泛、复本好、丰富的气候信息以及可与器测记录校准等特点，是研究过去2000年气候变化的主要资料，在揭示年代至百年尺度的气候变化规律及其机制及认识人类活动与气候变化的相互作用等方面做出了重要贡献，形成了现代气候增暖过程认识的科学基础。在IPCC历次评估报告中关于过去时期气候变化的论述中，树轮的研究结果都占有重要的位置。IPCC第六次评估报告选用由Pages2k Consortium (2019)工作组构建的过去2000年全球年平均温度集成序列作为代表性曲线阐明过去2 ka全球尺度温度变化的特征。该序列是作者基于同一套温度代用资料，采用多种方法如主成分回归法、贝叶斯分层法、正则期望最大化等分别进行集合(ensemble)重建，最后取这些集合序列的中值(median)而构建。但由于序列构建过程中既包含了 树轮(分辨率为年)记录，也包含了较多具有定年不确定性的代用资料(如湖泊沉积、海洋沉积、冰芯记录)，使得最后的重建结果存在不确定性和认识上的争议，具体表现在趋势、幅度、极端值、频谱特征和季节性等方面。鉴于此，我们采用常规的研究方法——综合比例法(Composite-Plus- Scale，简称CPS)，首先对长约2000年的代用资料进行分类，分别重建南、北半球和全球尺度的温度集成序列；然后通过序列间及与模拟结果的比较，评估Pages2k Consortium (2019)温度重建不确定性（如趋势、幅度、极端值、频谱特征）的可能来源，进而提出改进的方法；最后对未来研究提出展望。报告内容主要包括：分类重建过去2 ka全球及南北半球年均温序列并与已有重建序列和模拟结果的比较，不同温度重建序列对火山活动的响应差异分析，不同温度重建序列的频谱特征分析，过去2 ka全球不同类型(高低频)代用资料的融合方法探析，以及研究展望。

珊瑚礁生态系统极其重要但又非常脆弱。在气候变暖和人类活动加剧的双重因素影响下，全球珊瑚礁生态系统在过去几十年来持续退化。因此，珊瑚礁生态系统对气候变化和人类干扰的适应能力是国际上普遍关注的前沿科学问题。南海珊瑚礁星罗棋布，是南海最重要的生态特征。与世界其他海域的珊瑚礁一样, 南海珊瑚礁也处于快速退化之中，主要表现为活珊瑚覆盖度的大幅度下降、珊瑚共生的虫黄藻大量减少、珊瑚礁区的大型藻类快速增加。南海珊瑚在大空间尺度上总体表现出非常高的遗传多样性，存在由南向北的基因流，可能是南海珊瑚响应全球变暖而发生种群北迁的产物。南海北部纬度相对偏高，具有在全球变暖背景下成为南海珊瑚避难所的潜力。但低的遗传多样性和相对高的遗传分化表明，南海北部的珊瑚更容易受到人类活动的干扰；珊瑚补充量也显示南海北部作为珊瑚避难所的功能受到了限制。相反，长期受高温胁迫的低纬度南沙群岛，其珊瑚中出现了不同程度的耐热型虫黄藻，特别是以往非常容易白化的枝状杯形珊瑚中出现了90%以上的耐热亚系群虫黄藻，显示其在长期高温驯化的自然环境中与耐热型的虫黄藻建立了较好的共生关系。耐热型虫黄藻在南海水体中广泛分布，具有较高的遗传多样，受环流驱动而在大空间范围内扩散，这有助于南海珊瑚获得耐热虫黄藻并逐步适应高温环境。模拟实验也揭示，热驯化也可以提高珊瑚宿主(珊瑚虫)的耐热性，主要机理是宿主本身减缓代谢活动；热驯化也改变与珊瑚共生的优势细菌种群和多样性。此外，珊瑚也可能通过其营养模式(即共生虫黄藻的光合自养与珊瑚虫摄食的异养营养)的动态调节以增强在极端环境中的生存能力。上述结论表明，珊瑚宿主、共生虫黄藻和共生细菌共同参与珊瑚共生功能体对高温胁迫的适应过程。南海近2000万年来珊瑚礁的发育演化历史也表明，珊瑚对环境响应非常敏感，但最终适应了多变的环境。