2022年，有哪些基礎(chǔ)研究備受科學(xué)家關(guān)注？對(duì)于科研管理者和政策制定者而言，了解前沿研究，洞察科研動(dòng)向，尤其是跟蹤新興專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域具有重大意義。日前，中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院、中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心和科睿唯安再次聯(lián)合發(fā)布《2022研究前沿》分析報(bào)告。該報(bào)告已連續(xù)發(fā)布十年。今年的報(bào)告仍然以文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中的共被引分析方法為基礎(chǔ)，基于科睿唯安的Essential Science IndicatorsTM(ESI)數(shù)據(jù)庫(kù)中的12610個(gè)研究前沿，遴選出了2022年自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的11大學(xué)科領(lǐng)域排名最前的110個(gè)熱點(diǎn)前沿和55個(gè)新興前沿。
農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.新型冠狀病毒對(duì)家養(yǎng)動(dòng)物的感染及其傳播
2.硫化氫在調(diào)控植物適應(yīng)非生物脅迫中的作用
3.油凝膠在食品脂肪替代中的應(yīng)用研究
4.乳酸發(fā)酵在新型果蔬功能飲料開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
5.茶樹(shù)基因組研究及功能基因分析
6.植物NLR（核苷酸結(jié)合富含亮氨酸重復(fù)序列）免疫受體在免疫調(diào)控中的作用
7.新一代植物基因組編輯系統(tǒng)CRISPR/Cpf1
8.植物泛基因組研究與應(yīng)用
9.用于肉類(lèi)新鮮度監(jiān)測(cè)的基于植物抗氧化物的智能pH傳感包裝膜
10.3D打印食品研究
新興前沿
1.COVID-19對(duì)農(nóng)業(yè)和糧食系統(tǒng)的影響
2.緩解作物砷中毒的機(jī)理和方法研究
解讀：農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域位居前十位的熱點(diǎn)前沿主要分布在食品科學(xué)與工程、植物基因組、植物抗性機(jī)理和動(dòng)物疫病傳播研究等四個(gè)子領(lǐng)域。與往年相比，上述四個(gè)子領(lǐng)域均有多個(gè)研究主題多次入選Top10熱點(diǎn)前沿。植物基因組子領(lǐng)域中，植物泛基因組研究在2021年入選，2022年又取得了新進(jìn)展，更強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用。同樣的，植物基因組編輯也曾在2018年、2021年入選，每年都有新進(jìn)展。這表明該兩項(xiàng)研究主題處于蓬勃發(fā)展階段，突破性成果不斷涌現(xiàn)。動(dòng)物疫病傳播子領(lǐng)域近兩年也持續(xù)出現(xiàn)熱點(diǎn)，去年入選的是豬圓環(huán)病毒3型研究，2022年入選的是新型冠狀病毒的動(dòng)物感染與傳播。植物抗性機(jī)理研究子領(lǐng)域一直以來(lái)都是熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，在不同方向上不斷產(chǎn)出新成果。在食品科學(xué)與工程子領(lǐng)域，2016年以來(lái)不斷有相關(guān)熱點(diǎn)前沿入選Top10，包括食品檢測(cè)、食品污染防控、食品功能包裝膜及果蔬食品加工等。
生態(tài)與環(huán)境科學(xué)
■Top10熱點(diǎn)前沿
1.COVID-19疫情帶來(lái)的固體廢物和醫(yī)療廢物污染及管理
2.廢水中新型冠狀病毒的檢測(cè)及基于廢水的流行病學(xué)監(jiān)測(cè)
3.COVID-19疫情期間的封鎖隔離措施對(duì)空氣質(zhì)量的影響
4.氣候環(huán)境因素對(duì)COVID-19疫情的影響
5.催化活化過(guò)硫酸鹽降解有機(jī)污染物
6.昆蟲(chóng)衰退現(xiàn)狀、滅絕危機(jī)與驅(qū)動(dòng)因素
7.不同材料堆肥過(guò)程中腐殖質(zhì)的形成機(jī)制及微生物的作用
8.水環(huán)境中微塑料與微生物的互作及其結(jié)合的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
9.森林生境破碎化的全球模式及其對(duì)生物多樣性的影響
10.土壤重金屬污染的空間分布、來(lái)源解析及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
新興前沿
1.經(jīng)濟(jì)、政策、能源、全球化等社會(huì)因素對(duì)環(huán)境可持續(xù)性的影響
2.2019/2020年澳大利亞特大森林火災(zāi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響及氣候相關(guān)驅(qū)動(dòng)因素
解讀：生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的Top10熱點(diǎn)前沿主要分布在生態(tài)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)兩個(gè)子領(lǐng)域，全球性的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及新冠肺炎疫情相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題仍是本年度的主要關(guān)注點(diǎn)。具體來(lái)看，環(huán)境科學(xué)子領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿主要涉及新冠肺炎疫情相關(guān)環(huán)境研究，及有機(jī)污染物、微塑料、重金屬等污染物的環(huán)境特征、風(fēng)險(xiǎn)與控制研究。生態(tài)科學(xué)子領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿主要涉及生物多樣性、森林生境和土壤生態(tài)三個(gè)方面，其中，生物多樣性相關(guān)研究持續(xù)多年成為研究熱點(diǎn)，如“昆蟲(chóng)衰退現(xiàn)狀、滅絕危機(jī)與驅(qū)動(dòng)因素”是連續(xù)第二年入選熱點(diǎn)前沿。
數(shù)學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.最佳子集選擇研究
2.Tau-Tilting有限代數(shù)
3.基于深度學(xué)習(xí)的高維偏微分方程數(shù)值算法
4.非線性時(shí)間分?jǐn)?shù)階反應(yīng)-擴(kuò)散方程
5.無(wú)導(dǎo)數(shù)優(yōu)化方法
6.相場(chǎng)模型的高精度能量穩(wěn)定數(shù)值格式
7.深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)逼近
8.8維及24維空間等體球體最密堆積問(wèn)題
9.穩(wěn)定算子的正則理論
10.維諾格拉多夫中值定理中主要猜想的證明
新興前沿
1.用于時(shí)間序列預(yù)測(cè)的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
2.基于物理的概率學(xué)習(xí)方法
解讀：數(shù)學(xué)領(lǐng)域位居前十位的熱點(diǎn)前沿主要集中于最佳子集選擇、Tau-Tilting有限代數(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的高維偏微分方程數(shù)值算法、非線性時(shí)間分?jǐn)?shù)階反應(yīng)-擴(kuò)散方程、無(wú)導(dǎo)數(shù)優(yōu)化方法、相場(chǎng)模型的高精度能量穩(wěn)定數(shù)值格式、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)逼近、8維及24維空間等體球體最密堆積問(wèn)題、穩(wěn)定算子的正則理論、維諾格拉多夫中值定理中主要猜想的證明等研究方向。與往年相比，2022年Top10熱點(diǎn)前沿既有延續(xù)又有發(fā)展。偏微分方程性質(zhì)及求解研究以及非線性系統(tǒng)方向的多個(gè)熱點(diǎn)前沿連續(xù)多年入選該領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿或新興前沿。幾何學(xué)領(lǐng)域的8維及24維空間等體球體最密堆積問(wèn)題首次入選。
信息科學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.長(zhǎng)距離自由空間量子密鑰分配與量子糾纏研究
2.面向從頭藥物設(shè)計(jì)的深度學(xué)習(xí)方法研究
3.面向人類(lèi)活動(dòng)識(shí)別的深度學(xué)習(xí)算法研究
4.知識(shí)圖譜與圖嵌入技術(shù)研究
5.多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究
6.區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)集成研究
7.面向腦腫瘤分割的深度學(xué)習(xí)方法研究
8.大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化方法
9.無(wú)人機(jī)無(wú)線通信研究
10.毫米波MIMO通信系統(tǒng)的混合預(yù)編碼技術(shù)研究
新興前沿
1.面向MISO、MIMO通信的可重構(gòu)智能表面研究
2.可解釋人工智能
解讀：信息科學(xué)領(lǐng)域位居前十位的熱點(diǎn)前沿主要包括面向從頭藥物設(shè)計(jì)、人類(lèi)活動(dòng)識(shí)別、腦腫瘤圖像分割等領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)方法研究，長(zhǎng)距離自由空間量子密鑰分配與量子糾纏研究，知識(shí)圖譜與圖嵌入技術(shù)研究，多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究，區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)集成研究，大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化方法，無(wú)人機(jī)無(wú)線通信和毫米波MIMO通信系統(tǒng)的信號(hào)處理等方向。“多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究”在2020年熱點(diǎn)前沿“AlphaGo Zero的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法”的基礎(chǔ)上繼續(xù)深化，“無(wú)人機(jī)無(wú)線通信研究”是2021年熱點(diǎn)前沿“基于無(wú)人機(jī)的無(wú)線通信技術(shù)”的延續(xù)和擴(kuò)展，“知識(shí)圖譜與圖嵌入技術(shù)研究”“大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化方法”“毫米波MIMO通信系統(tǒng)的混合預(yù)編碼技術(shù)研究”前沿主題為首次入選。
地球科學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.放射性碳測(cè)年校正曲線研究、數(shù)據(jù)集分析與應(yīng)用
2.小行星地表特征和成分分析
3.基于多種地球系統(tǒng)模型的氣候敏感性評(píng)估
4.太古代地球地質(zhì)變化與板塊構(gòu)造研究
5.華北克拉通金礦床時(shí)空演化與構(gòu)造環(huán)境研究
6.南極洲和格陵蘭島冰量損失對(duì)海平面變化的影響
7.利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法優(yōu)化地震數(shù)據(jù)分析
8.天然氣水合物成藏機(jī)制與開(kāi)采技術(shù)進(jìn)展
9.高亞洲冰川質(zhì)量變化的水文響應(yīng)
10.北半球永久凍土融化對(duì)苔原水文和碳儲(chǔ)存的影響
新興前沿
1.埃及蘇伊士灣油田儲(chǔ)層多尺度表征
解讀：地球科學(xué)領(lǐng)域Top10熱點(diǎn)前沿中有6個(gè)屬于地質(zhì)學(xué)相關(guān)研究，3個(gè)地理學(xué)研究和1個(gè)大氣科學(xué)相關(guān)研究方向。放射性碳測(cè)年技術(shù)首次入圍，凸顯地球科學(xué)研究測(cè)試技術(shù)的重大進(jìn)步。利用航天器對(duì)地外天體開(kāi)展原位探測(cè)和采樣返回分析相關(guān)主題自2017年起已經(jīng)連續(xù)6年入選，體現(xiàn)出學(xué)術(shù)界對(duì)行星科學(xué)的持續(xù)關(guān)注和研究熱情。值得注意的是，2022年小行星取代火星成為最受關(guān)注的探測(cè)對(duì)象。從地球系統(tǒng)科學(xué)視角開(kāi)展氣候變化相關(guān)研究持續(xù)升溫，基于多種地球系統(tǒng)模型的氣候敏感性評(píng)估以及南極洲和格陵蘭島冰量損失對(duì)海平面變化的影響研究連年上榜。華北克拉通金礦床時(shí)空演化與構(gòu)造環(huán)境研究、天然氣水合物成藏機(jī)制與開(kāi)采技術(shù)進(jìn)展等亦多年入選，再次印證地球科學(xué)為人類(lèi)認(rèn)知和利用地球作出源頭貢獻(xiàn)。
生物科學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.ACE2以外的多個(gè)新型冠狀病毒受體研究
2.多種新型冠狀病毒疫苗的研制
3.新型冠狀病毒刺突糖蛋白的結(jié)構(gòu)、功能和抗原性
4.新型冠狀病毒中和抗體的發(fā)現(xiàn)和藥物研發(fā)
5.新型冠狀病毒引發(fā)的T細(xì)胞免疫
6.新型冠狀病毒主蛋白酶的結(jié)構(gòu)解析和抑制劑發(fā)現(xiàn)
7.新型冠狀病毒PCR核酸檢測(cè)
8.COVID-19疫情的預(yù)測(cè)模型
9.新型冠狀病毒的進(jìn)化起源和中間宿主
10.新型冠狀病毒表位肽疫苗的研制
新興前沿
1.新型冠狀病毒南非變異體B.1.351的抗體耐藥性
2.新型冠狀病毒巴西變異株P(guān).1的基因組學(xué)和流行病學(xué)
3.AlphaFold等人工智能預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
4.Pfam等蛋白質(zhì)家族數(shù)據(jù)庫(kù)
5.7種新型冠狀病毒疫苗接種誘導(dǎo)的中和抗體應(yīng)答
6.新型冠狀病毒納米顆粒疫苗誘導(dǎo)的中和抗體應(yīng)答
7.小分子蛋白激酶抑制劑的理化性質(zhì)
8.槲皮素抑制劑對(duì)新型冠狀病毒主蛋白酶(Mpro)的抗病毒作用
9.內(nèi)耳毛細(xì)胞和聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)元的再生和保護(hù)
10.新型冠狀病毒感染所需宿主因子的鑒定
11.新型冠狀病毒核衣殼蛋白的結(jié)構(gòu)和功能
解讀：生物科學(xué)領(lǐng)域位居前十位的熱點(diǎn)前沿集中于新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）相關(guān)研究，主題涉及新型冠狀病毒致病機(jī)理、關(guān)鍵靶點(diǎn)、免疫反應(yīng)、中和抗體、進(jìn)化起源和中間宿主、新型冠狀病毒PCR核酸檢測(cè)、新冠肺炎疫情的預(yù)測(cè)模型以及新型冠狀病毒疫苗研究等?！靶滦凸跔畈《敬掏惶堑鞍椎慕Y(jié)構(gòu)、功能和抗原性”在2021年就已經(jīng)成為熱點(diǎn)前沿，2022年又有了新的研究進(jìn)展，并繼續(xù)作為本領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿?！靶滦凸跔畈《局鞯鞍酌傅慕Y(jié)構(gòu)解析和抑制劑發(fā)現(xiàn)”“新型冠狀病毒引發(fā)的T細(xì)胞免疫”是2021年的新興前沿，2022年發(fā)展成為熱點(diǎn)前沿?！靶滦凸跔畈《局泻涂贵w的發(fā)現(xiàn)和藥物研發(fā)”和“新型冠狀病毒PCR核酸檢測(cè)”成為生物科學(xué)領(lǐng)域新的熱點(diǎn)前沿。此外還有兩個(gè)與新型冠狀病毒疫苗相關(guān)的研究熱點(diǎn)：“多種新型冠狀病毒疫苗的研制”和“新型冠狀病毒表位肽疫苗的研制”。
化學(xué)與材料科學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.單原子催化
2.自供電可穿戴織物
3.用于水系電池的鋅金屬負(fù)極研究
4.具有圓偏振發(fā)光性質(zhì)的熱激活延遲熒光材料
5.用于鋰硫電池的二維MXene材料
6.納米酶
7.不對(duì)稱(chēng)催化合成軸手性化合物
8.機(jī)械化學(xué)
9.機(jī)器學(xué)習(xí)輔助的化學(xué)合成
10.多金屬氧簇研究
新興前沿
1.鈣鈦礦太陽(yáng)能電池關(guān)鍵核心基礎(chǔ)問(wèn)題及其商業(yè)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究
2.采用靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維材料在藥物緩釋和輸送中的應(yīng)用研究
3.用于新型冠狀病毒檢測(cè)的電化學(xué)傳感技術(shù)
解讀：化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域Top10熱點(diǎn)前沿主要分布在催化、電池、材料、新興交叉等研究方向。催化方向有3項(xiàng)，“不對(duì)稱(chēng)催化合成軸手性化合物”連續(xù)第二次入選，“單原子催化”和“納米酶”都是中國(guó)學(xué)者率先提出并作出重要貢獻(xiàn)的前沿方向。電池方向有2項(xiàng)，分別是水系鋅離子電池和鋰硫電池。水系鋅離子電池第二次入選，2020年正極材料入選，2022年負(fù)極材料入選。材料方向有3項(xiàng)，分別是“自供電可穿戴織物”“具有圓偏振發(fā)光性質(zhì)的熱激活延遲熒光材料”“多金屬氧簇研究”。新興交叉方向有2項(xiàng)。數(shù)據(jù)科學(xué)與化學(xué)的交叉第二次進(jìn)入Top10熱點(diǎn)前沿，另一項(xiàng)是“機(jī)械化學(xué)”。
天文學(xué)與天體物理學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.利用早期暗能量解釋哈勃常數(shù)危機(jī)
2.基于“帕克太陽(yáng)探測(cè)器”和“太陽(yáng)軌道器”開(kāi)展的日球?qū)游锢硌芯?/p>
3.基于GW170817事件觀測(cè)約束中子星性質(zhì)
4.快速射電暴的觀測(cè)及性質(zhì)研究
5.原行星盤(pán)觀測(cè)揭示行星系統(tǒng)形成機(jī)制
6.原初黑洞觀測(cè)及性質(zhì)研究
7.計(jì)算機(jī)數(shù)字宇宙模型研究恒星、星系及宇宙演化
8.利用多個(gè)天基、地基天文臺(tái)研究宇宙早期天體
9.“蓋亞”繪制最精確銀河系三維地圖
10.對(duì)雙中子星、雙黑洞并合引力波事件的多信使觀測(cè)
新興前沿
1.基于NANOGrav觀測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展宇宙學(xué)研究
2.GW190814引力波事件中2.6倍太陽(yáng)質(zhì)量天體的性質(zhì)研究
解讀：天文學(xué)與天體物理學(xué)領(lǐng)域位居前十位的熱點(diǎn)前沿涉及引力波、快速射電暴，黑洞與暗物質(zhì)關(guān)系，中子星性質(zhì)，銀河系地圖，宇宙、恒星及行星系統(tǒng)形成演化等研究主題?？傮w來(lái)看，引力波的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)及其引發(fā)的相關(guān)研究在天文學(xué)與天體物理學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，眾多熱點(diǎn)前沿與此相關(guān)，如黑洞和中子星等致密天體觀測(cè)及性質(zhì)研究、雙致密天體并和事件研究等。構(gòu)建大規(guī)模數(shù)字宇宙模型模擬恒星、星系及宇宙演化已經(jīng)成為天文學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。此外，近年來(lái)備受關(guān)注且神秘的快速射電暴事件的觀測(cè)和理論研究再次上榜。大型科學(xué)任務(wù)平臺(tái)繼續(xù)發(fā)揮極高的影響力，“帕克太陽(yáng)探測(cè)器”（PSP）、“太陽(yáng)軌道器”（Solar Orbiter）等任務(wù)的階段性和集中產(chǎn)出榜上有名。黑洞、暗物質(zhì)、恒星及行星系統(tǒng)形成等“一黑兩暗三起源”相關(guān)的研究主題依舊表現(xiàn)突出。
物理學(xué)
Top10熱點(diǎn)前沿
1.籠目晶格金屬的特性研究
2.味對(duì)稱(chēng)性與輕子質(zhì)量的研究
3.量子場(chǎng)論中的散射振幅研究
4.μ子反常磁矩的測(cè)量
5.隱粲四夸克態(tài)和五夸克態(tài)研究
6.磁性拓?fù)浣^緣體MnBi2Te4
7.非厄米系統(tǒng)的拓?fù)鋺B(tài)研究
8.高效金屬鹵化物鈣鈦礦發(fā)光二極管
9.高壓下富氫化物的高溫超導(dǎo)電性研究
10.絕對(duì)平行引力理論
新興前沿
1.二維MoSi2N4材料的特性研究
2.黑洞信息佯謬與糾纏熵研究
解讀：物理領(lǐng)域位居前十位的熱點(diǎn)前沿主要集中于凝聚態(tài)物理、高能物理和理論物理。凝聚態(tài)物理方面的熱點(diǎn)前沿有5個(gè)，籠目晶格金屬、磁性拓?fù)浣^緣體MnBi2Te4、高效金屬鹵化物鈣鈦礦發(fā)光二極管成了新出現(xiàn)的熱點(diǎn)前沿，非厄米系統(tǒng)的拓?fù)鋺B(tài)連續(xù)3年入選熱點(diǎn)前沿，高壓下富氫化合物的高溫超導(dǎo)電性連續(xù)2年入選熱點(diǎn)前沿。高能物理方面的熱點(diǎn)前沿有3個(gè)，μ子反常磁矩的測(cè)量是新出現(xiàn)的熱點(diǎn)前沿，味對(duì)稱(chēng)性與輕子質(zhì)量的研究繼續(xù)作為熱點(diǎn)前沿，四夸克和五夸克態(tài)奇特強(qiáng)子繼2017-2020連續(xù)4年入選之后、第5次入選熱點(diǎn)前沿。理論物理方面的熱點(diǎn)前沿有2個(gè)，分別聚焦量子場(chǎng)論中的散射振幅研究和絕對(duì)平行引力理論。
來(lái)源：《光明日?qǐng)?bào)》
