摘要(Abstract)：城市热岛是一种城市地区温度比郊区温度高的现象，它可改变城市的自然和社会过程，引发一系列环境问题。利用Landsat 8 TIRS10波段的单通道算法（TIRS10_SC算法）反演了长沙主城区2013年7月、2016年3月、7月和11月4景Landsat 8影像的地表温度，并进一步分析了地表温度的时空分布特征，建设用地、绿地、河流以及不同材质的屋顶等典型地表对主城区地表温度的影响。结果表明：①长沙火车站沿线、高桥大市场和部分工厂在各个时期均为高温区。2016年7月浏阳河周边区域热岛效应相对于2013年7月有所缓解，主要由天气情况的不同以及拆迁改变地表覆盖性质等造成。3月建设用地中比率最大的为中温， 7月建设用地中比率最大的为次高温。3月和7月，绿地中比率最大的为次低温，水体中比率最大的为低温。而11月，建设用地和绿地中比率最大的为中温，水体中比率最大的次高温。②河流周边120 m范围内，由陆地向河流每减少30 m，7月建设用地平均温度减少0.93~1.26 ℃，绿地平均温度减少0.57~0.99 ℃；3月建设用地平均温度减少0.51~0.78 ℃，绿地平均温度减少0.3~0.57 ℃。河流的降温强度与河水温度和距离河流120 m以上的地表温度的差值大小有关。③负的MNDWI（非水体）与地表温度呈正相关关系，正的MNDWI（水体区域）与地表温度3月和7月呈负相关关系，11月呈正相关关系。④地表比辐射率对地表温度反演的结果影响显著，利用NDVI估算地表比辐射率难以区分高反射率的屋顶与其他类型的建设用地。因此，针对高反射率屋顶对地表比辐射率的影响有待进一步研究，以提高城区地表温度的反演精度，为减缓城市热岛效应提供参考依据。

摘要(Abstract)：高性能的深度学习网络通常是计算型和参数密集型的，难以应用于资源受限的边缘设备.为了能够在低资源设备上运行深度学习模型，需要研发高效的小规模网络.知识蒸馏是获取高效小规模网络的一种新兴方法，其主要思想是将学习能力强的复杂教师模型中的“知识”迁移到简单的学生模型中.同时，它通过神经网络的互学习、自学习等优化策略和无标签、跨模态等数据资源对模型的性能增强也具有显著的效果.基于在模型压缩和模型增强上的优越特性，知识蒸馏已成为深度学习领域的一个研究热点和重点.本文从基础知识,理论方法和应用等方面对近些年知识蒸馏的研究展开全面的调查，具体包含以下内容：（1）回顾了知识蒸馏的背景知识，包括它的由来和核心思想；（2）解释知识蒸馏的作用机制；（3）归纳知识蒸馏中知识的不同形式，分为输出特征知识、中间特征知识、关系特征知识和结构特征知识；（4）详细分析和对比了知识蒸馏的各种关键方法，包括知识合并、多教师学习、教师助理、跨模态蒸馏、相互蒸馏、终身蒸馏以及自蒸馏；（5）介绍知识蒸馏与其它技术融合的相关方法，包括生成对抗网络、神经架构搜索、强化学习、图卷积、其它压缩技术、自动编码器、集成学习以及联邦学习；（6）对知识蒸馏在多个不同领域下的应用场景进行了详细的阐述；（7）讨论了知识蒸馏存在的挑战和未来的研究方向.

摘要(Abstract)：2021年2月8日至20日，美国得克萨斯州经历了由极寒天气诱发的停电事故，这也是美国近10年内发生的第4次因极端低温天气引起的停电事故。事故期间，负荷轮停持续时间最长达到4天，峰值达到20 GW，超450万得克萨斯州居民遭遇停电。事故造成的直接和间接的经济损失高达800~1 300亿美元。美国联邦能源管制委员会（FERC）、北美电力可靠性委员会（NERC）及区域电力可靠性组织于2021年11月16日公开了此次事故的调查报告，分析了此次停电事故的主要原因，并对发电企业、调度机构等多方提出了全面、详尽的建议。文中结合该事故调查报告，总结了事故的概况及发展过程，分析并梳理了事故的成因及核心建议，最后分析了事故对中国电力行业的启示。

摘要(Abstract)：介绍了2021年度国家自然科学基金委员会工程与材料科学部机械设计与制造学科(工程科学二处)科学基金项目的申请、评审和资助情况以及科学基金项目的进展与结题情况，阐述了学科在落实科学基金改革任务、开展学术交流与研讨、加强人才培养和推进重大研究计划评估等方面的具体举措，展望了2022年的主要工作。

摘要(Abstract)：水是制约黄河流域保护和发展的核心要素。基于黄河流域生态保护和高质量发展的系统性、整体性、协同性战略导向，以水为主线，研究建立黄河流域保护和发展协同战略体系，对实施黄河国家重大战略具有重要意义。本文系统评估了黄河流域保护治理取得的成效和面临的关键问题，从流域上中下游区域协同、水生态− 水环境− 水资源− 水安全− 水文化“五水”协同、生态环境治理协同、减污降碳协同、多元政策实施协同等5 个方面，构建了黄河流域生态保护和高质量发展协同战略体系。从区域协调发展的战略视角出发，研究提出了构建协调联动的政策体系、建立流域保护和发展统筹协调机制、强化市场化治理机制、健全流域生态产品价值实现机制、实施减污降碳协同增效行动、实施系统性保护治理工程等措施建议。

摘要(Abstract)：黄河流域是我国重要的生态屏障，生态环境敏感脆弱、部分地区局部支流生态环境问题突出，为此，系统谋划黄河流域生态环境治理工程，着重解决突出问题，是黄河流域“共同抓好大保护、协同推进大治理”的重要举措。为进一步推动黄河流域生态保护和高质量发展，本文分析了黄河流域生态环境保护治理面临的主要挑战，从生态环境治理工程投入、生态环境监测网络建设、生态环境治理能力现代化等方面分析了当前存在的主要问题，据此提出了构建以重大工程为引领的黄河流域生态环境一体化治理战略体系框架。研究认为，应充分考虑上中下游空间差异化，坚持系统设计、突出重点，因地制宜、分类施策，统筹谋划、协同共治，水陆联动、联防联控，实施“山水林田湖草沙”一体化保护与修复重大工程、流域环境污染综合治理重大工程、流域生态环境治理现代化重大工程。从解决当前生态环境问题的紧迫性和必要性角度出发，本文提出了建立国家黄河流域生态环境治理重大工程项目库、因地制宜分期分批实施重大工程、开展重大工程实施全过程监管与成效评估、强化重大工程实施的科技创新与支撑等措施建议。

摘要(Abstract)：黄河流域生态环境较为敏感且脆弱，长期以来受气候变化以及大规模、高强度的人类开发建设活动影响，流域整体性、系统性生态退化问题突出，生态安全形势不容乐观。为有效促进黄河流域生态保护与高质量发展，筑牢国家生态安全屏障，本文系统评估了近20 年黄河流域生态系统在结构、质量方面的现状及变化情况；总结了当前黄河上、中、下游存在的主要问题与不足，包括流域生态脆弱且整体性、系统性退化问题突出以及现有生态保护修复工作在体制与机制、投入力度、实施成效等方面的瓶颈制约；在此基础上提出了未来黄河流域生态保护修复策略。研究表明：近20 年来，黄河流域生态系统结构总体稳定，但部分类型变化明显，城镇显著扩张，森林、草地、湿地等有所增加，荒漠明显减少；生态系统质量整体改善，并以中游地区较为显著，但局部仍存在退化情况，尤其以下游地区较为显著。为此，本文建议，应通过系统评估生态工程实施成效、因地制宜推进生态保护修复、创新建立生态产品价值实现机制3 个方面加强黄河流域生态保护修复，保障区域生态安全。

摘要(Abstract)：黄河水沙调控对保障黄河长久安澜至关重要。近几十年来，受自然因素和水土保持等人类活动的双重影响，黄河来水来沙量持续发生变化，水资源量略有减少、来沙量锐减，为此，科学研判未来黄河来水来沙量是制定水沙调控策略最基础、最关键的科学问题。本文分析了1919—2020 年百年尺度下的黄河来水来沙量的演变情况，并预测了未来50 年的黄河来水来沙量；系统总结了目前黄河水沙调控面临的主要问题，即黄河上游河道淤积萎缩、黄河下游滩区治理策略与高质量发展要求不适应、黄土高原水土流失治理区域不均衡等。在此基础上，提出了新水沙条件下的黄河水沙调控策略建议，一是以黄河上游黑山峡河段开发和古贤水利枢纽建设为重点，完善水沙调控体系；二是黄河下游滩区分区治理、改造河道并释放部分滩区，实现滩区防洪运用与高质量发展的协同；三是科学开展黄土高原分区分类水土保持措施，调整黄土高原治理格局，协同推进生态保护和乡村振兴。

摘要(Abstract)：西北地区在我国经济建设、社会稳定、国土安全方面都具有极其重要的战略地位，但水资源短缺、生态环境脆弱，当地经济发展与居民生活质量改善受制于稀缺的水资源。本文基于水足迹和虚拟水视角，分析了西北地区2000—2018 年农业生产和贸易特征，以此明确虚拟水流动对当地水资源的影响。研究数据表明，2000—2018 年西北地区农作物生产水足迹呈波动上升趋势；虚拟水流出规模随着水果、棉花输出量的增大而逐渐增加，2018 年水果、棉花的虚拟水输出量为3.212×1011 m3，占到作物生产水足迹总量的69.8 %；黄河流域是西北地区虚拟水的主要流入区，“奇策线”西北部是西北地区虚拟水的主要流出区。鉴于西北地区水资源严重短缺，而水果、棉花种植更多用于贸易以期带动经济的现状，优化作物种植和虚拟水贸易结构并与跨流域调水相结合，是实现实体水– 虚拟水循环调控、缓解水资源供需矛盾、保障区域水安全的关键措施。

摘要(Abstract)：为推进长江经济带生态文明建设，中国工程院于2019 年启动“长江经济带生态文明建设若干战略问题研究”重大咨询项目。本文在项目相关研究成果基础上，系统梳理了地区生态文明建设在顶层设计、绿色示范、生态保护、环境改善等方面取得的系列历史性成效，深入分析了地区生态文明建设在国土开发、产业布局、江湖关系、生态安全、能源开发、环境风险等方面面临的主要挑战，基于“山水林田湖草沙”生命共同体理念，着重从生态空间管控、水生态系统健康、绿色高质量发展、生态保护修复与生态农林业发展、生态产品价值实现、生态文明治理体系等方面提出战略建议，为推进长江经济带生态文明建设提供思路。