本书从国家科技图书文献中心（简称NSTL）面向香山科学会议前沿主题提供的情报服务中，遴选核糖核酸与生命调控及健康、光合膜蛋白、细胞可塑性调控与细胞工程、多倍体植物、植物学、生物多样性、营养与代谢、有机生物电子及传感器、生物能源、计算光学成像、深地科学、制造流程物理系统与智能化12个国际科学前沿重点领域和方向，深入、系统地开展了国际战略规划、项目基金资助、研究发展趋势、专利技术态势，以及社会影响评价等有针对性的情报分析和可视化展示，从国际科技发展和客观数据视角，为我国科学前沿重点领域和方向的科技创新发展和科技管理决策提供重要的参考依据。本书中所阐述的国际科学前沿重点领域和方向，选题新颖，具有前瞻性。本书采用了学科情报服务人员与领域研究专家密切合作的模式进行编写，数据资料翔实、分析全面透彻，适合政府部门科技管理人员、决策咨询研究人员和相关科技领域研究人员使用。

序 言 科学研究是面向问题的，其主要目的在于探索客观世界的基本规律。科学问题是在特定知识背景条件下，对已知理论无法解释的异常现象和客观事实，经过主动性思维、分析、归纳、总结后提出的需要解决而又未能解决的问题。科学研究工作来源于科学问题。科学家对于科技问题的把握，需要植根于对已有科研进展的系统分析，需要利用科技文献对科技成果做出机构化描述，需要系统性解释已有科学成果的实质性贡献，需要将已有科学研究成果的缺陷充分揭示，需要将成就与问题一起提供给科研团队讨论，并取得一致认识，形成科学共同体的集体决策。 当前，世界面临百年未有之大变局，国际科技竞争进入白热化阶段，各类竞争手段层出不穷、花样翻新。破解这些挑战和困难的重要手段是实施科技创新，占领科技前沿高地，获得科技创新赋予的发展势能。世界各国在基础研究、战略高技术、前沿科技、生命健康、农业生态、社会管理机制、数字化网络空间等全自然科学、社会科学、经济科学领域全面竞争。面向2050年科技强国建设，中央拟定了系列发展战略，在国民经济第十四个五年计划和中长期发展规划中，国家明确了加快科技创新和加大基础研究投入，加快创新人才队伍建设等一系列战略措施，加快提升国家的科技实力和创新能力。充分把握国际科技发展态势，深入分析国际科技进展，理解各个学科领域的科技创新脉络，把握科技创新问题，促进科技创新的模式与方法等，这些都成为科技管理者、科学家、项目资助机构密切关心的问题。在数字化、信息化、知识化、智能化、网络化的新时代，我们通常利用先进的知识挖掘技术从海量文献信息中析取学术观点，发现知识创新点，构建学术脉络，把握学术问题，预测学术发展方向，甚至可以开展科学知识计算和学术研究。 由科技部、中国科学院和国家自然科学基金委员会等共同组织的“香山科学会议”，对于认识和厘清科学问题，把握国际科技进展和科学研究前沿等发挥了重要作用。香山科学会议形成的对于重要科学问题的认识，为我国科技决策与科技布局提供了重要参考。本书选择了近期部分香山科学会议主题，进行了系统化科学问题的研究脉络梳理，进行了全面的研究进展分析，具有十分重要的参考价值。作者们利用科学计量学方法、文献分析方法，开展量化分析、图谱分析、统计分析，整理了相关领域的学术发展脉络和发展方向；利用专家网络，组织集成研讨，系统评述了各个学科主题的进展情况。本书内容得到了主持香山会议的各个领域专家的广泛认可。 感谢香山科学会议办公室给予的大力支持和协助。 国家科技图书文献中心主任 彭以祺 2021年11月8日 前 言 认识和把握科学发展前沿与方向，已经成为科研规划、科研管理的前提。长期以来，国际科学前沿的重点领域和方向一直是科学家团体、科技规划部门、科技行业管理者、产业经济界等密切关注的问题。各类智库机构、咨询机构、科学团体都将分析科学发展前沿、重大科技进展前沿、学术问题前沿等作为分析对象，期望可以准确预见下一个科学技术前沿的发展轨迹。MIT Technology Review一直将各类科学技术前沿的发展展望作为核心议题，不断更新、不断积累，引导科学技术向正确的研究轨迹前行。Gartner公司更是发明了综合性的前沿技术发展轨迹的分析方法与模型（Gartner曲线），对各类技术特别是现代信息技术的发展轨迹做出准确判断。美国科学院、工程院、医学院、科学理事会更是将科学前沿扫描作为核心任务，不断组织跨学科、跨领域的专家研讨会，认知跨学科领域和交叉领域的学术问题，提出科学规划，发展前沿科技。美国兰德公司等知名智库机构，也针对气候变化前沿、北极研究、5G/6G通信技术、卫星通信技术等开展全面分析，关注研究前沿和政策影响等。 在过往的科技规划、科技预测和科研管理实践中，对于科技发展前沿方向和发展战略，或者采取专家集体研讨方式，通过将科学技术问题不断凝练，达成学术主题和研究问题的共识；或者通过专家评述/综述的方式，对学术研究进展进行综合分析，按照学科和产业的需求，提出下一阶段应该解决的学术问题和研究主题。科学计量学、科学学的发展奠定了科学前沿与方向识别、重点学科主题发现、学科交叉与科技前沿、学科领域发展规律、科学研究合作等量化与规范化研究的基础。科学计量学方法的应用与拓展，进一步深化了对学科领域发展规律、学科布局状态、学科领域协同的认识，从学术论文、专利文献、学术关系等方面，揭示学科发展趋势，揭示重点领域和方向，揭示科学发展态势。数字化技术、大数据、数据挖掘技术、人工智能技术等的广泛应用，建立了形式多样的专题领域数据库，不断丰富可供计算的信息（数据）内容，提供了多种形式的知识挖掘技术和算法，建立了丰富的信息与知识的展示模式，提供了丰富多样的知识计算工具和辅助决策工具。这些数据和工具，在情报分析层面，为科技情报服务提供了情报研究手段，提供了支撑科学规划与决策的量化方式。科技情报服务工作正在充分借鉴量化方法、丰富数据、挖掘算法、可视化呈现形式，为把握科技态势、寻找研究前沿方向等提供支撑。 国家科技图书文献中心（NSTL）紧抓科技情报服务的前沿方向，在“十三五”期间策划和组织了“面向国家重大科技计划的科技情报服务”和“面向政府部门科技管理决策咨询研究服务”两个专项，为科技管理、科研规划、科技决策等提供情报研究服务。“面向政府部门科技管理决策咨询研究服务”围绕香山科学会议等重要科技决策咨询工作的情报需求，开展了系列主题的学科趋势分析。本书遴选了部分学科态势分析报告，汇聚成册，可供相关学科领域的科研人员、科研管理者、科技决策制定者参考使用。本书凝聚了国内重要科技信息服务机构专家的心血，也得到了国家科技图书文献中心领导的大力支持，还得到了各个主题领域专家、香山科学会议办公室的大力支持。 各个学科主题分析报告除利用学术论文、技术专利文献外，还结合了领域战略布局、科技项目布局、重大科技进展等信息，综合分析了学科和主题的发展态势，情报分析结论具有一定的客观性和可信度。但是，由于信息分析能力和认知能力限制，分析人员也只能得出可以认知的和可见的情报结论，无法展示深度学科领域发展方向。准确的和高价值的量化专业性分析结论，还有赖于各个主题领域的科学家、专家去进一步挖掘和发现。 中国科学院文献情报中心主任?刘细文 2021年9月23日

目 录 第1章　核糖核酸与生命调控及健康领域发展态势 1 1.1　核糖核酸与生命调控及健康领域国内外布局 1 1.2　核糖核酸与生命调控及健康领域的研究热点与前沿 12 1.3　核糖核酸与生命调控及健康领域的技术重点 32 1.4　核糖核酸药物研发与产业化现状 43 1.5　小结 50 第2章　光合膜蛋白研发态势分析 52 2.1　光合膜蛋白基金资助分析 53 2.2　光合膜蛋白领域研究论文分析 70 2.3　光合膜蛋白领域专利分析 81 2.4　小结 116 第3章　细胞可塑性调控与细胞工程应用 118 3.1　从科技规划看细胞可塑性调控与细胞工程应用的战略布局 119 3.2　从论文发表角度看细胞可塑性调控与细胞工程应用的 ?? 研究态势 135 3.3　从专利申请角度看细胞可塑性调控与细胞工程应用领域的 ?? 技术开发 142 3.4　从临床试验看细胞可塑性调控与细胞工程应用的转化研究 153 3.5　从产品研发看细胞工程应用的产业发展 164 3.6　小结 172 第4章　多倍体植物全球研究态势分析 174 4.1　多倍体植物的研究概况 174 4.2　多倍体植物研究论文分析 182 4.3　多倍体小麦研究论文分析 200 4.4　多倍体棉花研究论文分析 210 4.5　多倍体油菜研究论文分析 220 4.6　小结 230 第5章　植物学领域研究态势分析 232 5.1　植物学领域国内外发展现状 233 5.2　我国植物学领域重大突破和前沿进展 246 5.3　植物学领域研究论文分析 260 5.4?小结 270 第6章　生物多样性形成、演化与维持机制研究发展态势分析 272 6.1　生物多样性形成、演化与维持机制研究国际重大计划与 ?? 基金项目 272 6.2　生物多样性形成、演化与维持机制研究论文分析 278 6.3　中国西南山地生物多样性研究论文分析 286 6.4　生物多样性形成、演化与维持机制研究社会关注分析 307 6.5?小结 315 第7章　营养与代谢研究态势分析 319 7.1　营养与膳食领域学科发展态势 320 7.2　代谢领域学科发展态势 350 7.3　小结 362 第8章　有机生物电子及传感器研发态势分析 365 8.1　基于机器学习的文献数据分类方法 366 8.2　有机生物电子及传感器研究领域基金资助分析 370 8.3　有机生物电子及传感器领域研究论文分析 373 8.4　有机生物电子及传感器技术专利分析 393 8.5　小结 405 第9章　生物能源态势分析 409 9.1　全球主要国家生物能源战略 409 9.2　生物能源产业发展现状 416 9.3　生物能源领域研究论文分析 420 9.4　纤维素乙醇方向研究论文分析 423 9.5　微藻生物能源方向研究论文分析 429 9.6　生物柴油方向研究论文分析 436 9.7　木质纤维素制烷烃和芳烃方向研究论文分析 441 9.8　小结 447 第10章　计算光学成像研究热点与市场前景分析 449 10.1　计算光学成像研究发展概况 450 10.2　计算光学成像研究论文分析 466 10.3　计算光学成像技术专利布局分析 481 10.4　小结 492 第11章　深地科学研究态势分析 494 11.1　深地科学重大计划与项目规划 494 11.2　深地科学研究方向动态 507 11.3　深地科学研究论文分析 515 11.4　小结 533 第12章　制造流程物理系统与智能化国际发展态势 535 12.1　国际信息物理系统发展概况 535 12.2　信息物理系统和智能制造项目资助布局 539 12.3　钢铁技术路线图 555 12.4　钢铁冶金信息物理系统及智能化研究应用论文分析 593 12.5?小结 599