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2018 研究前沿总结

一、方法论和数据说明

1. 背景介绍

• 科研管理者和政策制定者需要了解科研进展和动态，以支持科学进步。
• 科睿唯安发布的“研究前沿”报告通过共被引分析方法识别科研领域的活跃方向。

2. 方法论

• 研究前沿的遴选：基于ESI数据库，通过总被引频次和平均出版年筛选出热点和新兴前沿。
• 热点前沿遴选：每个ESI学科中选取前10%的高被引论文，再根据平均出版年重新排序，选出每个领域最活跃的10个热点前沿。
• 新兴前沿遴选：仅考虑平均出版年在2016年6月之后的研究前沿，选取被引频次前10%的研究前沿，并结合专家评审进行筛选。

3. 重点研究前沿遴选

• 采用CPT（总被引频次/核心论文数/施引文献年数）指标，结合专业判断，遴选重点前沿。
• 热点前沿：每个大学科领域选出1个重点热点前沿，共计21个。
• 新兴前沿：从38个新兴前沿中选出10个重点新兴前沿。

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二、农业、植物学和动物学

1. 热点前沿及重点热点前沿解读

• Top10热点前沿：

  • 作物产量相关性状的遗传网络分析
  • 斑翅果蝇的入侵生物学和防治策略
  • 叶绿素荧光遥感在植物初级生产力模拟中的应用
  • CRISPR/Cas9基因编辑技术在作物基因组编辑中的应用
  • 植物中药用化合物生物合成的基因调控
  • 饲料添加剂对鱼类免疫力的增强作用
  • 纳米乳液研发及其在食品工业中的应用
  • 林木树种混交对林分质量和生产力的影响
  • 根际微生物群落及其与植物间的互作
  • 食品和动物饲料中霉菌毒素污染及其毒性研究

• 重点热点前沿：“作物产量相关性状的遗传网络分析”和“根际微生物群落及其与植物间的互作”是两个重点前沿。

2. 核心论文与施引论文分析

• 作物产量相关性状的遗传网络分析：

  • 核心论文18篇，被引频次1329次，平均出版年2014.8。
  • 中国贡献最多，占66.7%，主要机构为中国科学院、中国农业科学院。
  • 施引论文450篇，占43.6%，主要机构为中国农业科学院、中国科学院。

• 根际微生物群落及其与植物间的互作：

  • 核心论文44篇，被引频次4983次，平均出版年2014.4。
  • 美国贡献最多，占36.4%，主要机构为马普学会、美国能源部。
  • 施引论文606篇，占24.9%，主要机构为中国科学院、同济大学、根特大学。

3. 新兴前沿

• 新型CRISPR基因编辑技术在植物基因组编辑中的应用：
  • 核心论文15篇，被引频次271次，平均出版年2016.7。
  • 该技术在水稻、棉花、玉米、小麦等作物中被广泛应用，成为新兴前沿。

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三、生态与环境科学

1. 热点前沿及重点热点前沿解读

• Top10热点前沿：

  • 外来物种入侵的影响与管控
  • 氧化石墨烯清除水体放射性核素
  • 利用过渡金属与纳米技术催化活化过硫酸盐降解水中污染物
  • 电子废弃物中的金属回收技术
  • 森林外生菌根真菌在森林土壤碳循环中的作用
  • 环境DNA宏条形码技术监测生物多样性
  • 土壤水分和陆地蒸散的遥感监测
  • 用于物种多样性研究的系统发育方法
  • 抗生素抗性基因的来源与环境归趋
  • 电容去离子技术脱除水中盐分

• 重点热点前沿：“利用过渡金属与纳米技术催化活化过硫酸盐降解水中污染物”和“抗生素抗性基因的来源与环境归趋”是两个重点前沿。

2. 核心论文与施引论文分析

• 利用过渡金属与纳米技术催化活化过硫酸盐降解水中污染物：

  • 核心论文50篇，被引频次3344次，平均出版年2014.9。
  • 中国贡献最多，占74.0%，主要机构为科廷大学、哈尔滨工业大学。
  • 施引论文1065篇，占65.3%，主要机构为中国科学院、同济大学、美国农业部。

• 抗生素抗性基因的来源与环境归趋：

  • 核心论文17篇，被引频次1929次，平均出版年2014.4。
  • 中国和美国各贡献9篇，分别占52.9%。
  • 施引论文446篇，占37.0%，主要机构为中国科学院、浙江大学、香港大学。

3. 新兴前沿

• 微生物燃料电池技术用于废水处理：
  • 核心论文7篇，被引频次152次，平均出版年2016.6。
  • 该技术可将有机废弃物中的化学能转化为电能，具有广阔的应用前景。

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四、地球科学

1. 热点前沿及重点热点前沿解读

• Top10热点前沿：

  • 基于深度学习的高分辨率遥感影像的场景分类
  • 基于CMIP5模式的气候敏感性估计
  • 2015年尼泊尔喜马拉雅逆冲断层的廓尔喀地震研究
  • 中国各地区煤中稀土元素地球化学特征
  • 全球内陆水域的CO₂排放研究
  • 利用好奇号开展盖尔陨石坑的岩石矿物学研究
  • 元古代时期大气和海洋氧化研究
  • 地下流体注入诱发美国多地地震机理研究
  • 利用热带降雨测量任务和全球降水测量任务开展全球多地区降水分析
  • 基于GIS的滑坡敏感性评价研究

• 重点热点前沿：“利用好奇号开展盖尔陨石坑的岩石矿物学研究”。

2. 核心论文与施引论文分析

• 利用好奇号开展盖尔陨石坑的岩石矿物学研究：
  • 核心论文26篇，被引频次2253次，平均出版年2014.6。
  • 美国贡献全部26篇，主要机构为加州理工学院、美国国家航空航天局。
  • 施引论文752篇，占71.0%，主要机构为美国国家航空航天局、加州理工学院。

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五、其他领域（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、计算机科学与工程学、经济学、心理学及其他社会科学）

• 临床医学：重点前沿为“高血压强化降压治疗”和“生物可吸收药物洗脱支架治疗冠心病疗效”。
• 生物科学：重点前沿为“TREM2基因变异与阿尔茨海默症”和“肠道微生物对大脑和行为的影响”。
• 化学与材料科学：重点前沿为“间位选择性碳氢键活化”和“低共熔溶剂及其应用”。
• 物理学：重点前沿为“外尔半金属特性研究”和“中微子振荡与轻惰性中微子研究”。
• 天文学与天体物理学：重点前沿为“南极‘冰立方中微子天文台’和‘费米伽马射线空间望远镜’对高能中微子和伽马射线的观测研究”和“基于‘普朗克’探测器和‘威尔金森微波各向异性探测器’任务观测数据开展宇宙学参数研究”。
• 数学、计算机科学与工程学：重点前沿为“面向5G的非正交多址接入”和“多智能体系统一致性研究”。
• 经济学、心理学及其他社会科学：重点前沿为“睡眠与记忆巩固”和“大数据背景下的管理学问题研究”。

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六、附录与编纂委员会

• 研究前沿综述：总结了科学发展的结构和趋势。
• 编纂委员会：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共同组成。

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七、总结

• 本报告基于ESI数据库，通过共被引分析法，识别了2018年自然科学和社会科学领域的100个热点前沿和38个新兴前沿。
• 各领域重点前沿的遴选结合了CPT指标和专家判断，突出了最具影响力的研究方向。
• 农业、植物学和动物学、生态与环境科学、地球科学等领域是研究前沿的重点，涉及基因编辑、微生物互作、水体污染治理、气候变化等多个方面。
• 中国在多个领域中是核心论文和施引论文的主要贡献国，尤其在农业、生态与环境科学、地球科学中表现突出。