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2022年 第44卷 第5期    刊出日期:2022-10-25
上一期   
《世界科技研究与发展》2022年第5期封面
WORLD SCI-TECH R&D
2022, 44(5):  1. 
摘要 ( 27 PDF (3643KB) ( 30
科技战略与规划
世界主要经济体氢能发展战略剖析与启示
王超 孙福全 许晔 丁明磊 黄宁
2022, 44(5):  596-604. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.04.005
摘要 ( 125 PDF (1312KB) ( 279
氢能产业独特的行业耦合属性使其成为全球碳中和进程中能源转型的重要基石,是工业、交通运输业等高碳排、难脱碳行业减排的重要技术路径。在应对全球气候变化背景下,世界主要经济体纷纷发布氢能产业中长期发展战略。本文聚焦美国、欧盟、德国、日本和韩国新近发布的氢能产业中长期发展战略,开展对比剖析,相关结论包括:提高制氢产能是氢能战略发展的主线,但各国制氢路径存在差异;氢能产业发展路径具有明确的阶段性特征,各国发展方向各有侧重;科技创新覆盖氢能全产业链;跨领域合作推动氢能战略实施;全球氢能产业国际贸易合作加速发展。在此基础上,结合我国氢能产业发展现状,为我国氢能产业发展提出了五点建议:深化推进我国氢能科技战略实施;系统部署氢能全产业链科技攻关及推广应用;持续拓宽氢能产业发展视野;系统推进以氢能为基础的能源系统整合战略;密切关注氢能国际金融贸易进展。
双碳战略背景下主要发达经济体低碳农业行动分析
谢华玲 迟培娟 杨艳萍
2022, 44(5):  605-617. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.01.003
摘要 ( 127 PDF (1120KB) ( 223
农业是国民经济的重要组成部门,同时也是重要的碳源和碳汇部门。作为碳汇部门,农业有能力补偿自身和其他部门不可避免的碳排放。低碳农业的核心是推动农业发展方式全面绿色转型,促进和扩大低碳农业相关实践是实现碳减排目标、应对气候危机的最佳途径。本文从行动背景、发展目标与技术路径,以及相关的支撑体系和预期效果等维度对比分析了欧盟、美国和日本三个发达经济体的低碳农业相关行动。分析发现,欧盟、美国和日本的低碳农业相关行动具有较强的继承性:1)欧盟主要倡导基于自然的解决方案,以实现经济增长与资源消耗脱钩的方式推动欧洲各项绿色目标的实现;2)美国重在打造气候智能型农林业,通过增强农林业应对气候变化的能力,提升农林业生产力并降低其环境负荷;3)日本则强调通过数字、智能、生物等技术创新实现农业脱碳,同时能提升和保障日本的粮食自给率和国产率。其中,欧盟主要通过限制某些农业投入品的使用、扩大有机耕作面积等措施来实现发展目标,美国主要通过技术创新等措施实现发展目标,日本则是结合欧盟和美国技术特色。上述三个经济体发展低碳农业的核心是通过完善的政策支撑体系、合适的经营管理模式和先进的减排固碳技术等策略,加强农业温室气体的排放和封存管理。中国低碳农业与国际上低碳农业水平较高的经济体尚有较大差距,包括适应与缓解气候变化的动植物新品种研发进程较慢、农业生产用清洁能源替代不足、粮食损失与浪费导致的温室气体排放依然严重。中国应依据自身特色,在政策规划、科技支撑和国际合作等方面加强布局,尽早打造中国绿色低碳农业产业链,助力中国碳达峰、碳中和目标的实现。
科技态势与趋势
高超声速武器防御装备体系发展及顶层思考
刘思彤 张占月 刘达 杨帅
2022, 44(5):  618-630. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.02.002
摘要 ( 115 PDF (1202KB) ( 849
高超声速武器具有机动性强、反应速度快、覆盖范围广、突防能力强等独特优势,其在军事应用领域所展现出的惊人作战效能,使其逐渐成为强国空天竞争新的战略制高点和大国战略博弈的聚焦点。为追求空天安全、保持战略平衡,各国竞相开展高超防御体系建设研究,尤其是装备体系建设研究。本文通过广泛搜集资料,梳理总结了美国和俄罗斯等军事强国在高超声速武器防御装备体系建设方面的情况与发展动向,其中,美高超防御装备体系架构逐渐明朗,正加快推进支撑装备能力的高超防御技术发展;俄持续推进新一代空天防御系统试验与部署,反高超武器系统取得重大进展;在此基础上,通过分析和研判当前形势和威胁,从构建全域立体覆盖的预警探测网、全流程完善多样的拦截打击网和全要素互联高效的指挥通信网等三个方面提出了对高超声速武器防御装备体系建设的建议和顶层思考。
量子计算产业化国内外发展态势分析
汪晶晶 杨宏 雷根 张弛
2022, 44(5):  631-642. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.03.005
摘要 ( 160 PDF (1351KB) ( 930
随着量子计算技术理论研究的突破与发展,量子计算正在从实验室走向产业化。如何抓住量子计算产业化机遇,积极应对量子计算产业化进程中的挑战,成为当前我国亟待解决的重大科技问题。本文首先概述了国内外量子计算产业的发展现状,介绍了以量子芯片、基础软件、应用服务为主体的产业链雏形。其次分析了量子计算产业化的发展趋势与面临的挑战,认为产业发展势头良好且潜力巨大,但尚存在商业模式不明朗、行业不规范等问题。最后针对我国量子计算产业的发展短板,提出了相关的建议与对策:1)加强国家统筹,为产业发展提供制度保障;2)借鉴国外先进经验,完善相关合作机制;3)充分关注行业经济,创建完整生态系统;4)加强核心器件和关键技术攻关;5)正确宣传教育,警惕产业泡沫的出现。
单原子催化国际研究态势分析
刘佳程 马廷灿
2022, 44(5):  643-653. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.02.001
摘要 ( 105 PDF (2012KB) ( 186
本文以WebofSciene核心合集SCI-E数据库为文献数据来源,利用德温特数据分析器以及科学知识图谱绘制软件VOSviewer和Gephi,对单原子催化领域的相关论文进行了文献计量分析。通过分析发现,单原子催化领域的相关论文数量持续增长,不仅包括单原子催化的基础理论研究,而且已开始出现应用研究;中国在单原子催化领域处于国际引领地位;中国科学院、清华大学、美国能源部实验室是单原子催化领域发文量最多的三个机构,理工类高校在该领域拥有明显优势;研究人员合作密切,形成了具有一定规模的研究团队;研究主题可以归纳为单原子催化剂的种类及其性能、单原子催化剂的应用、单原子催化剂的载体及表征方法和单原子催化涉及的理论计算方法等4个。最后,本文对分析结果进行总结,展望了单原子催化领域的发展前景与挑战,以期对单原子催化领域的研究起到积极的促进作用。
2006—2020年湿地领域国际研究态势分析
赵婉雨 孙玉玲 吕璐成 田黔宁
2022, 44(5):  654-667. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.11.006
摘要 ( 105 PDF (2185KB) ( 216
湿地是地球表面生物多样性最为丰富的生态景观之一,被誉为“地球之肾”“城市绿肺”。湿地领域研究和实践已成为近年来国际关注热点,为全面宏观了解湿地领域最新国际研究进展和发展态势,本文基于WebofScience核心合集中的SCIE和SSCI数据库,利用数据库自带分析工具、文本挖掘软件(DerwentDataAnalyzer,DDA)和主题聚类模型K-means等,对近十五年(2006—2020年)发表的湿地领域相关文献进行计量分析和主题挖掘,分析维度包括发文量变化趋势、国家/地区分布、研究机构分布、论文被引频次、研究热点等。结果表明,2006—2020年,全球范围内湿地领域年度发文量呈稳定上升态势,且论文被引次数较高;发文量排前三的国家分别是美国、中国和英国,其中美国的发文量远超过其他国家,占比约20%,美国、英国不仅发文量全球领先,论文的影响力也较高;主要发文机构包括中国科学院、美国地质调查局、美国佛罗里达大学、美国路易斯安那州立大学和中国中山大学等;通过对近十五年湿地领域文献的标题和摘要进行主题词聚类分析,发现研究热点和研究方向主要集中在14个方面,包括人工湿地、生物多样性、碳循环与碳储量变化、湿地的生态响应、生物地球化学过程、生态水文过程、湿地管理、湿地物种丰富度、湿地物种入侵、微生物研究、湿地污染与修复、湿地地质演化、红树林物种组成与群落特征、湿地地质调查分类及评价等。
临床质谱技术发展态势分析及建议
施慧琳 许丽 徐萍 王玥
2022, 44(5):  668-677. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.03.004
摘要 ( 65 PDF (1061KB) ( 230
质谱技术通过测量离子质荷比以准确鉴定未知分析物,定量已知化合物以及确定分子的结构和化学性质。近年来,其在生命科学基础研究和临床检测分析中的应用越来越广泛,为理解生命组成和生命现象本质,实现疾病快速准确诊断提供了重要支撑。本文分析了国际和中国临床质谱技术发展现状和问题,并提出了相关政策建议。分析结果显示,离子源、质量分析器的技术进步,以及离子淌度谱技术的创新性引入提高了质谱技术的灵敏度、分辨率,拓宽了可检测分子范围,并使得质谱技术的定性和定量能力获得显著的提升,这些发展助力质谱技术临床应用进入快速发展阶段。中国临床质谱技术研发和应用起步较晚,未来需进一步加强源头技术自主创新,推进临床应用下沉,并逐步完善相关监管规范。
我国智能网联汽车产业专利合作网络结构及演化研究
何培育 刘艳文
2022, 44(5):  678-690. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.03.002
摘要 ( 81 PDF (3067KB) ( 400
以我国智能网联汽车产业为研究对象,基于1985—2021年智能网络汽车产业中创新主体合作申请的专利数据,运用社会网络分析法构建专利合作网络,从网络密度、平均长度、中心度等指标对智能网联汽车产业专利合作网络进行测度及演化分析。研究发现:我国智能网联汽车产业专利合作网络整体创新效率不高,没有较大的核心团体;专利合作网络规模不断扩大,网络密度不断下降,创新主体之间的专利合作较为松散;清华大学、山东省科学院自动化研究所、重庆交通大学以及丰田自动车株式会所等创新主体处在网络中信息流通的关键位置;重点技术领域专利布局相对较少。基于此,建议政府制定指导政策鼓励产业研发;鼓励创新主体拓展合作的广度和深度;发挥高校在合作过程中的关键作用优化产学研合作模式;加强云平台大数据等重点技术的布局,共同推动智能网联汽车产业的发展。
生态学中暂态过程的理论与应用:进展与展望
王言丰 黄远洋 吴胜军 刘莹 马茂华 赵刚
2022, 44(5):  691-704. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.008
摘要 ( 126 PDF (1208KB) ( 163
生态系统演化过程一直是生态学和进化生态学关注的核心问题之一,也是生态修复的理论基础。经典生态学在研究系统状态转化过程时,通常是基于渐进式变化的研究假设,即状态转化过程是一个线性变化过程。但是自然界物种种群、群落乃至生态系统在状态转化过程中往往会呈现非渐进式的变化,表现出突然出现的临界点(Tipping Point)以及达到该临界点之前一段看似稳定的暂时变化过程,这种现象被称为暂态(Transient Dynamics)。作为系统的一种自组织过程,暂态过程也受自然界中广泛存在的随机事件以及内部环境干扰所影响。本文详述了暂态过程的主要特征、衡量指标、模型模拟及生态学意义。通过文献调研表明,当前暂态过程的研究聚焦于种群尺度,理论模型研究以矩阵模型为主,重点关注在系统失稳和趋稳过程中种群结构的动态变化。本文进一步以水陆交替转化过程中的河岸带为例,探讨了在其生态系统转化过程中的暂态动态特征,运用基于暂态过程的理论和方法为深入认识多因素影响下的复杂生态过程提供新的视角。同时,本文也探讨了生态系统暂态过程对生态进化的潜在意义。基于暂态过程的研究应用前景广阔,可运用动态模型预测系统自组织临界点到达前的过程,在生态系统质变之前采取适当措施进行干预。
科技政策与管理
DARPA在重大传染病领域部署颠覆性技术的特点与启示
朱姝 尹志欣
2022, 44(5):  705-715. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.06.003
摘要 ( 47 PDF (1152KB) ( 306
预防大流行疫情和防御生物威胁是美国国防安全的优先事项之一,美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)持续部署应对未来重大传染病的颠覆性技术研发。本文以DARPA2011—2020年在重大传染病领域部署的相关项目为研究对象,梳理项目目标、项目投入及其涉及的主要颠覆性技术等内容,进而分析DARPA在该领域部署颠覆性技术的特点。研究发现,DARPA在传染病领域部署了基因编辑、RNA疫苗、中和抗体、环境中微量病原物检测等多种颠覆性技术。从2016年起,DARPA在该领域部署的项目明显增多,在项目设置上更加关注重大传染病的早期防控;研发重点以预防为主,在诊断和预防方面共设立了9个项目;致力于投资传染病领域基础研究和技术开发的早期阶段,并加速和扩大工程学、信息科学在生物领域的应用。对此,提出了启示建议,包括:加大对重大传染病领域重点技术的部署与投入;加强对颠覆性技术的识别、预测与协同部署;加强对大规模生物恐怖威胁的监测及防御;促进军民两用技术转移,同时加强两用技术的管理与监控。
现代生物技术的物种安全风险及其治理对策
曾海燕 彭喻钊
2022, 44(5):  716-725. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.08.003
摘要 ( 33 PDF (1117KB) ( 160
现代生物技术发展带来的物种安全风险已成为国家生物安全中迫切需要考虑的重要议题。物种多样性风险、物种质量风险、物种生境风险、外来物种入侵风险等是现代生物技术物种安全风险的重要表征。科学认知能力的有限性、技术异化引起的负向价值、科技创新风险治理能力的局限性,是造成物种安全风险的重要原因。为加强物种安全风险治理,推进现代生物技术健康发展,“政府-科学共同体-公民社会”应形成多元主体平等互动、民主协商的柔性治理模式。具体来说,政府应明确治理的主导地位,完善国家物种安全战略、相关法律和制度体系、部际间协调机制,提升风险治理能力;科学共同体应积极承担社会责任,弘扬科学精神,坚持负责任创新,完善制度化咨询与对话机制,增强话语权;公民社会应积极参与,加强非政府组织支撑,有效发挥媒体作用,保障和行使公众权利,发挥监督和反馈作用。
俄罗斯大科学装置建设:进展、特征与启示
华盾 范唯唯 贾晓琪 祁子泷
2022, 44(5):  726-737. 
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2022.07.002
摘要 ( 49 PDF (1983KB) ( 194
大科学装置是国家综合实力的重要标志。俄罗斯作为传统的基础科学强国和当今西方技术经济制裁对象,其大科学装置的发展情况对于我国重大科技基础设施建设具有借鉴意义。本文通过辨析俄罗斯大科学装置的概念,梳理其政策沿革,考察其建设历程和最新进展,总结出俄罗斯大科学装置建设在项目、目标、管理和因素等方面的特征。俄罗斯界定的大科学装置仅有7个,均是俄罗斯指令性计划科学管理体制下遴选出的具有国际比较优势的项目,具有明确的科学外交功能,接受联邦政府拨款与管理,其建设进程对国内外形势具有较强敏感性。我国应以自主研发为主线构建良性的国际合作机制,构建可持续的大科学发展生态,在积聚资源建设大科学装置和科技事业广泛发展之间取得平衡。