2018年10大領域100熱點前沿和38個新興前沿

由中國科學院科技戰略諮詢研究院、中國科學院文獻情報中心與科睿唯安聯合舉辦的2018研究前沿發布暨研討會昨日上午在北京舉行，連續第五年攜手發布了《研究前沿》報告，同時發布了《2018研究前沿熱度指數》報告。

《2018研究前沿》報告仍然以文獻計量學中的共被引分析方法為基礎，基於科睿唯安的Essential Science Indicators (ESI) 資料庫中的10143個研究前沿，遴選出了2018年自然科學和社會科學的10個大學科領域排名最前的100個熱點前沿和38個新興前沿。

1. 農業、植物學和動物學

農業、植物學和動物學領域居於前10的熱點前沿主要分布在植物基因網路調控與基因組編輯、作物病蟲害防治、食品營養與安全、光合作用研究、植物根際微生物群落研究、水產動物免疫研究、林木培育等方向上（表1）。

在植物基因網路調控與基因組編輯方向，「作物產量性狀的基因調控」、「植物中藥用化合物生物合成的基因調控」、「CRISPR/Cas9基因編輯技術在作物基因組編輯中的應用」成為熱點前沿，其中基因編輯技術及其在農作物中的應用在去年也是前10熱點前沿之一。

作物病蟲害防治一直是農業領域關注的重要問題，以往的研究前沿每年都有相關研究進入前10熱點前沿，如2014年的「入侵害蟲的天敵生物防治」、2015年的「害蟲Bt 抗性與生物防治」、2016年的「害蟲天敵蝙蝠的白鼻綜合症」和2017年的「斑翅果蠅的入侵生物學研究」。

今年又有「斑翅果蠅的入侵生物學和防治策略」躋身前10，該前沿在2017年開展生物學的基礎上拓展了防治策略的研究。

食品營養與安全也持續受到關注，繼2014年「美國食源性疾病的統計和經濟損失評價」，2015年「高光譜成像和計算機視覺技術在食品加工與檢測中的應用」，2016年「食品檢測中的高光譜成像技術」、「生鮮食品微生物污染的爆發與防控」和「營養物質納米乳遞送系統」等成為前10熱點前沿後，今年「食品和動物飼料中黴菌毒素污染及其毒性研究」和「納米乳液研發及其在食品工業中的應用」進入前10熱點前沿。

光合作用也一直是農業和植物學領域的研究重點，2014年「C4 光合作用的進化及二氧化碳濃度對葉肉導度的影響」，2016年「光合作用曝光蛋白複合物的結構與功能」進入前10熱點前沿，今年該方向上亦有一個進入前10的熱點前沿「葉綠素熒光遙感在植物初級生產力模擬中的應用」。

在植物根系微生物群落研究方面，2014年「利用DNA 測序研究根際微生物群落」，2017「叢枝菌根的共生關係及營養與信號機制研究」是前10熱點前沿，今年「根際微生物群落及其與植物間的互作」又成為前10熱點前沿之一。

另兩個前10熱點前沿「飼料添加劑對魚類免疫力的增強作用」和「林木樹種混交對林分質量和生產力的影響」所屬的水產動物免疫研究、林木培育是新出現的熱點前沿研究方向。

表1 農業、植物學和動物學領域Top10熱點前沿

2. 生態與環境科學

生態與環境科學的Top10熱點前沿主要分布在生態科學和環境科學兩個子領域（表2 ）。

生態學子領域的研究前沿主要是關於生物多樣性研究及其監測的「環境DNA 宏條形碼技術監測生物多樣性」和「用於物種多樣性研究的系統發育方法」，關於生態系統相互作用和功能的「外來物種入侵的影響與管控」和「森林外生菌根真菌在森林土壤碳循環中的作用」，以及關於生態環境監測的「土壤水分和陸地蒸散的遙感監測」等前沿。

其中，「環境DNA 宏條形碼技術監測生物多樣性」是連續第2年入選熱點研究前沿。

環境科學子領域的研究前沿主要是關於污染物的消除與控制技術，包括「氧化石墨烯清除水體放射性核素」、「利用過渡金屬與納米技術催化活化過硫酸鹽降解水中污染物」、「電子廢棄物中的金屬回收技術」，用于海水脫鹽的「電容去離子技術脫除水中鹽分」，以及新型污染物「抗生素抗性基因的來源與環境歸趨」等前沿。

從發展態勢來看，水體環境問題是重要的關注點，氧化石墨烯、過渡金屬納米催化劑等納米技術成為污染物消除的主要技術手段，抗生素抗性基因、電子廢棄物等新興環境問題成為重要的熱點前沿問題。

表2 生態與環境科學領域Top10熱點前沿

3. 地球科學

地球科學領域位居前10位的熱點前沿仍然集中在氣候變化、地球化學、固體地球物理學和地質學研究。

氣候變化研究熱點包括：基於CMIP5 模式的氣候敏感性分析，元古代時期大氣和海洋氧化研究，利用熱帶降雨測量任務和全球降水測量任務開展全球多地區降水分析。

地球化學研究熱點包括：中國各地區煤中稀土元素地球化學特徵，全球內陸水域的CO₂ 排放研究。

固體地球物理學和地質學研究熱點包括：基於深度學習的高解析度遙感影像的場景分類，2015年尼泊爾喜馬拉雅逆沖斷層的廓爾喀地震研究，利用好奇號任務開展蓋爾隕石坑的岩石礦物學研究，地下流體注入誘發美國多地地震機理研究，基於GIS的滑坡敏感性評價研究。

表3 地球科學領域Top10熱點前沿

4. 臨床醫學

臨床醫學領域位居前10位的熱點前沿主要集中於腫瘤靶向治療、慢性病治療新手段和標準、放射性核素標記成像診療應用及副作用、小分子激酶抑製劑新葯療效、生物類似物療效與安全性分析5個前沿群。

其中，腫瘤靶向治療方面包括PD-1/PD-L1抑製劑治療非小細胞肺癌和腎細胞癌、PSMA 小分子抑製劑靶向治療前列腺癌2個熱點；慢性病治療新手段和標準方面包括高血壓降壓治療新目標值、生物可吸收藥物洗脫支架用於冠心病治療以及人工胰腺閉環控制糖尿病3個熱點前沿；放射性核素標記成像診療應用及副作用前沿群則包括阿爾茲海默病F-18標記tau靶向PET 成像、前列腺癌分子靶向治療及含釓造影劑腦部沉澱風險3個熱點前沿。

表4 臨床醫學領域Top10熱點前沿

5. 生物科學

生物科學領域位居前10位的熱點前沿主要集中於mRNA甲基化、DNA 甲基化介導的基因表達調控，病毒感染的生物學研究，細胞衰老的分子機制，腸道微生物對大腦和行為的影響，以及機體免疫反應和疾病發生的機理等。

其中，「mRNA甲基化介導的基因表達調控」是2017 年mRNA甲基化熱點前沿的延續。寨卡病毒的研究在2017年入選新興前沿，今年「寨卡病毒感染的生物學研究」成為熱點前沿，「寨卡病毒感染與防治」也成為新興前沿。

近年來，科學家在寨卡病毒關鍵藥物靶點方面取得重要突破，為開發治療寨卡病毒的特效藥物奠定了重要基礎。

表5 生物科學領域Top10熱點前沿

6. 化學與材料科學

化學與材料科學領域Top10熱點前沿主要分布在有機合成、電池、納米技術、綠色化學、超快科學、自由基聚合等領域。

與2013-2017年相比，2018年Top10熱點前沿既有延續又有發展。

在有機化學領域，間位碳氫鍵活化連續第二年入選熱點前沿；光氧化還原催化雖然是第三次出現在《研究前沿》報告，但「鎳/光氧化還原協同催化」是首次出現。

在電池領域，鈣鈦礦太陽能電池連年入選熱點前沿，今年側重在無鉛鈣鈦礦太陽能電池和串聯太陽能電池兩個方向；鋰枝晶抑制研究也是第二次出現在《研究前沿》報告。

在納米技術方面，光電材料、二維材料和複合材料各有一項入選。在綠色化學領域，低共熔溶劑成為研究熱點。

在超快科學領域，依託自由電子激光大科學裝置的「串列飛秒晶體學」入選熱點前沿。

在自由基聚合領域，「光引發的活性自由基聚合」連續第二年入選熱點前沿。

表6 化學與材料科學領域Top10熱點前沿

7. 物理學

物理領域位居前10位的熱點前沿主要集中於高能物理、凝聚態物理、理論物理和光學。

高能物理方面，B介子稀有衰變、中微子振蕩、四夸克和五夸克態奇特強子依然是今年的熱點前沿。

凝聚態物理方面聚焦在外爾半金屬和自旋-軌道耦合的莫特絕緣體。

理論物理方面，全息原理在凝聚態物理的應用、多體局域化系統依然是今年的熱點前沿，量子熱力學、量子多體系統的非平衡動力學成為了新的熱點前沿。

光學方面，雙光梳光譜學備受關注。

表7 物理學Top10熱點前沿

8. 天文學與天體物理學

天文學與天體物理學領域位居前10位的熱點前沿一直重點圍繞「一黑、兩暗、三起源」（即黑洞，暗物質和暗能量，以及宇宙起源和演化、天體起源和演化和地外生命起源）問題展開，研究主題包括引力波和黑洞、雙中子星併合、暗物質暈、宇宙學參數、星系形成演化、高能中微子和伽馬射線、宇宙早期暗淡星系、重子聲學振蕩、系外行星等。

在2016年首次直接探測到引力波、2017年首次探測到雙中子星併合產生的引力波這一重大科學突破背景下，引力波和黑洞的探測與模擬、雙中子星併合過程及噴射物研究兩個研究主題在2018年成為熱點前沿，與之相關的雙黑洞等雙緻密天體的形成及併合研究主題曾為2017年的新興前沿。

此外，多項研究主題繼續體現出與觀測平台高度相關的領域特點，例如基於「普朗克」探測器（Planck）和「威爾金森微波各向異性探測器」（WMAP）任務觀測數據開展宇宙學參數研究的2篇論文以6585次的被引頻次形成2018年的熱點前沿之一。

表8 天文學與天體物理學領域Top10熱點前沿

9. 數學、計算機科學與工程學

數學、計算機科學與工程學領域位居前10位的熱點前沿主要集中在基於二階梯度彈性理論、非線性發展方程求解、遠程用戶認證、D數理論的決策方法、決策粗糙集模型、混沌圖像加密演算法、自適應控制系統、時滯系統穩定性、面向5G的非正交多址接入、無線感測器網路等領域。

與2013-2017年相比，2018年Top10熱點前沿既有延續又有發展。

應變梯度理論研究連續多年入選本領域的熱點前沿或新興前沿。非線性發展方程求解及其應用問題也始終是歷年研究前沿中的重要研究主題。

在計算機科學和工程學領域，遠程用戶認證相關研究再次入選熱點前沿，其餘的熱點前沿則均為首次入選的熱點前沿。

表9 數學、計算機科學與工程學領域Top10熱點前沿

10. 經濟學、心理學及其他社會科學

2018年經濟學、心理學及其他社會科學領域位居前10位的熱點前沿主要分布在心理學、社會學和經濟管理學領域，其中40%的熱點前沿集中在心理學領域，包括「睡眠與記憶鞏固」、「精神分裂症的干預與訓練治療」、「社會階層以及社會問題導致的心理、行為研究與干預」、「網路遊戲成癮的DSM-5模型」。

醫療政策的評估和研究一直是近幾年來社會科學領域普遍關注的研究問題，繼「美國平價醫療法案的社會影響」持續成為2015年和2017年的Top10熱點前沿，以及「人乳頭狀瘤病毒（HPV）疫苗接種的社會調查」成為2017年的熱點前沿後，2018年，「醫生職業倦怠研究」、「醫療保險中醫院再入院率降低政策的效果評估」和「醫療資源分配與醫療可持續性」三項與醫療衛生相關的主題躋身Top10熱點前沿，進一步說明醫療衛生領域持續得到社會的高度關注。

經濟管理領域的研究方法一直是經濟學、心理學及其他社會科學領域的熱點前沿之一，例如2014年的「多區域投入產出分析工具」、2016年的「數據包絡分析方法」以及2017年的「偏最小二乘結構方程模型在商業研究中的應用」；2018年，經濟管理領域的研究方法主要集中在決策分析和大數據背景下的研究方法和研究範式的變革，即「群體決策一致性的模糊語言建模」和「大數據背景下的管理學問題研究」。

表10 經濟學、心理學及其他社會科學領域Top10熱點前沿

報告由：中科院戰略研究院、中科院文獻情報中心、科睿唯安共同發布

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