科睿唯安：2021研究前沿（中文）-138页_8mb
报告摘要
2021 研究前沿总结
核心内容概述
《2021研究前沿》报告由中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心和科睿唯安联合发布，基于ESI数据库中的12147个研究前沿，遴选并分析了110个热点前沿和61个新兴前沿，涵盖11大学科领域，包括农业科学、植物学和动物学、生态与环境科学、地球科学、临床医学、生物科学、化学与材料科学、物理学、天文学与天体物理学、数学、信息科学、经济学、心理学及其他社会科学。
该报告通过共被引分析法，揭示了全球科研热点和新兴方向，反映了科研活动的活跃度、影响力和发展趋势。重点研究前沿的遴选基于**核心论文数（P）和年篇均被引频次（CPT）**指标，同时结合战略情报研究人员的专业判断。
主要观点与关键信息
1. 农业科学、植物学和动物学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在食品科学与工程、植物基因组与编辑、动物传染病、健康饮食、植物进化和植物抗病研究等子领域。
- 智能包装膜连续两年成为热点，2020年聚焦于智能包装薄膜的制备与表征，2021年则关注多功能食品智能包装膜的研制。
- 非洲猪瘟成为2021年动物传染病研究的重点，与2020年的猪圆环病毒形成连续关注。
- 间歇性禁食首次被纳入热点前沿，研究其对健康、衰老和疾病的影响。
1.2 重点热点前沿——“植物泛基因组研究”
- 泛基因组是指整个物种或群体中所有基因组序列的集合，包括核心基因组和附属基因组。
- 该前沿的核心论文共16篇，涉及甘蓝型油菜、番茄、水稻、小麦、向日葵等作物的泛基因组研究。
- 被引频次最高的论文发表于**《Nature》**，研究亚洲栽培水稻的遗传变异、群体结构和多样性，被引用252次。
- 澳大利亚贡献率最高（56.3%），中国（43.8%）和美国（37.5%）紧随其后。
1.3 重点热点前沿——“动植物碱基编辑器研究”
- 碱基编辑器是一种新型基因编辑技术，可实现单核苷酸定点突变，无需切断核酸骨架。
- 该前沿核心论文共46篇，其中哈佛大学贡献最多（47.8%），美国和中国为主要产出国家。
- David Liu团队在2016年和2017年分别发表开创性研究，推动碱基编辑器的发展。
- 美国、中国、韩国、日本、德国为主要研究国家，美国在该前沿表现最为突出。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿聚焦于农田土壤污染修复和植物抗逆研究。
- 产ACC脱氨酶根际促生菌对作物干旱胁迫的缓解作用是重点新兴前沿之一。
2.2 重点新兴前沿——“产ACC脱氨酶根际促生菌对作物干旱胁迫的缓解作用”
- ACC脱氨酶能有效抑制乙烯合成，延缓植物衰老，提高作物抗逆性。
- 该前沿核心论文共6篇，研究内容包括PGPR对小麦和玉米的抗旱作用，以及与生物炭的联合应用。
- 美国、中国、瑞典、德国、法国等国家在该前沿中均有贡献。
2. 生态与环境科学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿主要集中在生态环境问题和新冠肺炎疫情相关研究。
- 重点包括空气、水体和物体表面中新冠病毒的检测与传播、封锁隔离对空气质量的影响、昆虫衰退与灭绝危机、全氟化合物污染等。
1.2 重点热点前沿——“昆虫衰退现状、灭绝危机与驱动因素”
- 昆虫是生态系统的重要组成部分，其多样性减少可能引发生态崩溃。
- 该前沿核心论文共20篇，美国（50.0%）、德国（40.0%）、英国（40.0%）为主要贡献国家。
- 荷兰奈梅亨大学和萨尔茨堡大学为贡献最多的机构。
- 美国、德国、英国、荷兰、法国等国家在该前沿表现突出。
1.3 重点热点前沿——“全氟和多氟烷基化合物的分布、暴露、毒理和污染控制技术”
- 全氟化合物（PFAS）是一类新型持久性有机污染物，具有持久性、远距离迁移性和生物蓄积性。
- 核心论文共36篇，主要研究污染状况、毒理学、控制技术和替代品。
- 美国贡献最多（47.2%），瑞典（22.2%）和中国（16.7%）排名第二、第三。
- 美国环保局和科罗拉多矿业大学是该前沿的主要研究机构。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括农田土壤铜污染的植物修复研究、植物抗胁迫的系统信号传导、提高植物抗非生物胁迫性的调节因子等。
3. 地球科学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿聚焦于全球火灾排放评估和全球降水数据集的研制与评估。
- 卫星数据是研究全球火灾排放评估和降水数据集的关键工具。
1.2 重点热点前沿——“基于多个卫星数据的全球火灾排放评估”
- 利用多卫星数据进行全球火灾排放评估，为气候变化和环境政策提供科学依据。
1.3 重点热点前沿——“全球降水数据集的研制与评估”
- 全球降水数据集的研制与评估对理解气候变化和水资源管理至关重要。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括火星地震探测等。
2.2 重点新兴前沿——“洞察号对火星地震的探测研究”
- 通过洞察号探测火星地震，为研究火星内部结构和地质活动提供数据支持。
4. 临床医学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在新冠肺炎病例临床特征、孕妇临床表现与母婴结局等。
1.2 重点热点前沿——“新冠肺炎病例临床特征”
- 研究新冠肺炎患者的临床表现、病程、并发症等，为疾病防控提供依据。
1.3 重点热点前沿——“新冠肺炎孕妇临床表现与母婴结局”
- 重点研究孕妇感染新冠病毒对母婴健康的影响。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括新冠肺炎致脏器损伤及并发症、新冠肺炎疫苗研发等。
2.2 重点新兴前沿——“新冠肺炎感染致脏器损伤及并发症”
- 研究新冠病毒对肝脏、肾脏、心脏等器官的损伤及并发症。
2.3 重点新兴前沿——“新冠肺炎疫苗研发”
- 聚焦mRNA疫苗、病毒灭活疫苗等技术，推动疫苗研发进展。
5. 生物科学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在新冠肺炎病原鉴定、病毒全基因组序列分析、ACE2受体识别等。
1.2 重点热点前沿——“新冠肺炎病原鉴定、病毒全基因组序列分析和ACE2受体识别”
- 该前沿核心论文共13篇，涉及病毒基因组、ACE2受体结构与功能等。
1.3 重点热点前沿——“新型冠状病毒刺突糖蛋白的结构、功能和抗原性”
- 研究刺突蛋白的结构、功能和抗原性，为疫苗和抗病毒药物研发提供理论支持。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括新型冠状病毒主蛋白酶的结构解析和抑制剂发现。
2.2 重点新兴前沿——“新型冠状病毒主蛋白酶的结构解析和抑制剂发现”
- 该前沿核心论文共13篇，主要研究主蛋白酶的结构和功能，以及抑制剂开发。
6. 化学与材料科学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在非共价相互作用、化学动力学疗法等。
1.2 重点热点前沿——“非共价相互作用（卤键、硫键等）”
- 研究非共价相互作用在材料设计、药物开发等领域的应用。
1.3 重点热点前沿——“化学动力学疗法”
- 化学动力学疗法是利用化学反应来治疗疾病，具有广阔前景。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括化学传感器在新冠肺炎检测中的应用。
2.2 重点新兴前沿——“化学传感器在新冠肺炎检测中的应用”
- 化学传感器用于快速、精准检测新冠病毒，为疫情防控提供技术支撑。
7. 物理学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在高压下富氢化合物的高温超导电性研究、反铁磁自旋电子学等。
1.2 重点热点前沿——“高压下富氢化合物的高温超导电性研究”
- 研究富氢化合物在高压下的超导电性，为新型材料研发提供理论依据。
1.3 重点热点前沿——“反铁磁自旋电子学”
- 反铁磁自旋电子学是新型电子器件的重要研究方向。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括无限层型镍氧化物的超导电性研究。
2.2 重点新兴前沿——“无限层型镍氧化物的超导电性研究”
- 研究无限层型镍氧化物的超导特性，探索高温超导材料的新可能。
8. 天文学与天体物理学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在原初黑洞观测、标量-张量引力修正理论等。
1.2 重点热点前沿——“原初黑洞观测及其与暗物质的关系”
- 研究原初黑洞与暗物质的关联，为宇宙起源和结构提供新视角。
1.3 重点热点前沿——“标量-张量引力修正理论及引力波事件的影响”
- 研究引力波事件对标量-张量引力理论的影响，推动宇宙学研究。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括更多致密双星并合引力波事件观测。
2.2 重点新兴前沿——“更多致密双星并合引力波事件观测”
- 观测更多致密双星并合事件，为引力波天文学提供数据支持。
9. 数学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在高维非线性偏微分方程、非线性时间序列的复杂网络分析等。
1.2 重点热点前沿——“高维非线性偏微分方程的求解方法”
- 研究高维非线性偏微分方程的数值方法与理论发展。
1.3 重点热点前沿——“非线性时间序列的复杂网络分析”
- 分析非线性时间序列的复杂网络结构，为数据科学提供新工具。
10. 信息科学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在视频动作识别的深度神经网络、基于无人机的无线通信技术等。
1.2 重点热点前沿——“面向视频动作识别的深度神经网络研究”
- 研究深度神经网络在视频动作识别中的应用，推动人工智能发展。
1.3 重点热点前沿——“基于无人机的无线通信技术”
- 研究无人机在无线通信系统中的应用，提升通信效率和覆盖范围。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括利用医学影像检测和诊断新冠肺炎的深度神经网络研究。
2.2 重点新兴前沿——“利用医学影像检测和诊断新冠肺炎的深度神经网络研究”
- 利用医学影像和深度学习技术进行新冠肺炎诊断，提升检测效率。
11. 经济学、心理学及其他社会科学
1.1 Top 10 热点前沿发展态势
- 热点前沿集中在新冠肺炎大流行的心理健康影响、机器人在旅游、营销、服务中的应用等。
1.2 重点热点前沿——“新冠肺炎大流行的心理健康影响研究”
- 研究大流行对心理健康的影响，关注焦虑、抑郁等心理问题。
1.3 重点热点前沿——“机器人在旅游、营销、服务等方面的应用及新冠疫情对其的促进作用”
- 疫情推动了机器人技术在服务行业中的应用。
2.1 新兴前沿概述
- 新兴前沿包括新冠肺炎恐惧量表的心理测量评估。
2.2 重点新兴前沿——“新冠肺炎恐惧量表的心理测量评估”
- 研究恐惧量表的效度与信度，为心理健康干预提供依据。
总结
《2021研究前沿》报告系统地展示了全球科研的热点与新兴方向，涵盖了自然科学与社会科学多个领域。美国、中国、瑞典在多个前沿中表现突出，尤其是在农业科学、环境科学、化学与材料科学等领域。人工智能、基因编辑、环境监测、病毒研究等是当前科研的热点，全氟化合物、昆虫衰退、疫苗研发等是值得关注的新兴前沿。该报告为科研管理者、政策制定者和研究人员提供了重要的参考依据，有助于把握科研发展趋势，合理配置资源。
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