2025 研究前沿 RESEARCH FRONTS 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 科睿唯安 2025 001 2025研究前沿 目录 目 录 Contents 1. 背景 005 2. 方法论 006 2.1 研究前沿的遴选与命名 006 2.2 研究前沿的分析及重点研究前沿的遴选和解读 007 背景和方法论 农业科学、植物学 和动物学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 011 1.1 农业科学、植物学和动物学领域 Top10 热点前沿发展态势 011 1.2 重点热点前沿⸺“利用植物根际促生菌缓解植物的盐胁迫” 012 1.3 重点热点前沿⸺“基于深度学习的植物病害检测” 016 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 019 2.1 新兴前沿概述 019 2.2 重点新兴前沿⸺“花青素在食品智能包装膜中的应用” 生态与环境科学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 021 1.1 生态与环境科学领域 Top 10 热点前沿发展态势 021 1.2 重点热点前沿⸺“行星边界突破与地球系统风险治理” 022 1.3 重点热点前沿⸺“基于生物质的活性多孔炭吸附剂制备及二氧化碳捕集性能” 026 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 029 2.1 新兴前沿概述 029 2.2 重点新兴前沿⸺“污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸的微生物机制研究”

格局。《2025 研究前沿》报告遴选出十一大学科领域的 110 个热点前沿和 18 个新兴前沿，并对重要的前沿进行了解读 分析。在《2025 研究前沿》报告的基础上，《2025 研究前 沿热度指数》报告继续采用研究前沿热度指数来揭示世界主 要国家 / 地区在十一个学科领域的 110 个热点前沿和 18 个 新兴前沿的研究活跃程度，观察世界主要国家 / 地区在这些 研究前沿中的研究产出贡献和影响力表现，描绘全球科技前 18 新兴前沿 110 热点前沿 1. 方法论 研究前沿热度指数是衡量研究前沿活跃程度的综合评估指标。由于研究前沿本身是由一 簇共高被引的核心论文和后续引用核心论文的施引论文共同组成的，因此，在研究前沿热度 指数的设计中，分别从核心论文和施引论文的数量份额和被引频次份额的角度，设计贡献度 和影响度两个指标，二者加和构成研究前沿热度指数，逻辑模型如图 1 所示。 图 1 研究前沿热度指数逻辑模型 研究前沿热度指数逻辑模型 研究前沿 热度指数 贡献度 影响度 核心论文份额 施引论文份额 核心论文被引频次份额 施引论文被引频次份额 2025 研究前沿热度指数 01 利用研究前沿热度指数可以针对特定研究前沿、 特定学科或主题领域研究前沿乃至十一大学科领域研 究前沿整体，测度相关国家 / 地区、机构、团队以及 科学家个人等的表现。本报告利用国家 / 地区研究前 沿热度指数，从十一大学科领域整体、各学科领域和

2025 研究前沿 RESEARCH FRONTS 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 科睿唯安 2025 001 2025研究前沿 目录 目 录 Contents 1. 背景 005 2. 方法论 006 2.1 研究前沿的遴选与命名 006 2.2 研究前沿的分析及重点研究前沿的遴选和解读 007 背景和方法论 农业科学、植物学 和动物学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 011 1.1 农业科学、植物学和动物学领域 Top10 热点前沿发展态势 011 1.2 重点热点前沿⸺“利用植物根际促生菌缓解植物的盐胁迫” 012 1.3 重点热点前沿⸺“基于深度学习的植物病害检测” 016 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 019 2.1 新兴前沿概述 019 2.2 重点新兴前沿⸺“花青素在食品智能包装膜中的应用” 生态与环境科学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 021 1.1 生态与环境科学领域 Top 10 热点前沿发展态势 021 1.2 重点热点前沿⸺“行星边界突破与地球系统风险治理” 022 1.3 重点热点前沿⸺“基于生物质的活性多孔炭吸附剂制备及二氧化碳捕集性能” 026 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 029 2.1 新兴前沿概述 029 2.2 重点新兴前沿⸺“污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸的微生物机制研究”

0，累计建成1098座超充站（包括14座兆瓦闪充站），超充站是加油站3.7倍，打造 一公里超充出行服务圈。依托深圳市数字能源产业基础和“超充之城1.0”成果，发力重卡超 充、重卡换电、乘用车闪充三大前沿生态，以高品质充换电需求带动大功率充换电技术和 产业发展，全面开启“油电同速”新时代。 “AI+能源” 数字平台 立足全球最优最好“AI+能源”产业生态，强化人工智能先锋城市、数字孪生先锋城市、极速 、机器学习及深度学习算法，实现超短期、中长期 及极端天气等多场景预测。 （4）AI+钙钛矿技术：通过人工智能算法系统分析加速新材料发现及配方优化，大幅缩短产品研发周期，提升 产线生产效率。 前沿方向 深圳燃气·深圳北站综合交通枢纽分布式光伏绿色能源项目 关键技术 项目充分结合深圳北站综合交通枢纽空间资源及多元化场 景需求，在东、西广场闲置屋顶和风雨连廊建设分布式光 伏，辅以光伏太阳花和储能系统，实现了光伏与建筑的完 况下的电力系统安全稳定运行。 （2）深远海漂浮式风电技术 通过采用适应深水环境的海上漂浮式风机基础结构、动态海缆和智能运行控制等核心装备和技术，突破传统固 定式风电的水深限制，实现深远海风能资源的规模化开发利用。 前沿方向 新一代风电技术 1 （1）风能资源精细仿真评估 通过高精度中尺度气象模拟和计算流体力学微尺度模拟，对风资源进行高时空分辨率的精准量化分析，助力高 效开发低风速区与复杂地形风能资源，提升风电项目经济效益。

展望2026年，全球产业科技竞争将更加激烈，前沿技术加速突破，人 工智能技术加速赋能传统产业，与此同时我国在深化产业科技创新顶层战略、构建产业创 新生态，以及增强企业创新能力等方面持续发力。赛迪研究院认为，面对严峻复杂的国内 外形势，我国需锚定“十五五”时期关键任务目标，牢牢把握新一轮科技革命和产业变革 的窗口期，重点关注高质量科技供给不足、企业前沿技术创新能力不强，以及新兴产业治 理模式滞后等 （一）世界主要经济体持续推进产业科技合作，国际产业科技竞争延 续加剧态势 全球范围加快推进产业科技合作。2025年，美国与英国签署《跨 大西洋“科技繁荣协议”》，以加强两国在人工智能、量子计算和民用 核能等前沿技术领域合作，美国与日本达成双边贸易协定协议，深化在 供应链韧性、技术创新、投资安全和出口管制等领域的合作。同时，我 国与“一带一路”合作伙伴、金砖国家和上海合作组织成员国等经济体 围绕数字经 动计划》，欧盟的《人工智能大陆行动计划》《应用人工智能战略》， 以及日本的《统合创新战略2025》。预计2026年，美国、欧盟、日本等 世界主要经济体大概率将延续做法，持续增强人工智能、量子科技、生 物制造等前沿技术研发，我国将面临国际产业科技创新竞争进一步加剧 的形势。 045 （二）顶层产业科技创新战略持续深化，产业科技创新生态不断完善 创新政策支撑将更加有力。随着“十四五”规划收官和“十五五”

城市是技术创新、要素创新、业态创新、模式创新的策源地。从 创新爆发来看，城市是在一定范围内集聚人才、企业、科研基础设施 等创新要素最多的区域空间，知识溢出、产业集群水平、要素匹配效 率最高，为制造业创新爆发、前沿技术突破、新兴产业发展厚植根基。 如长三角 G60 科创走廊 9 城以全国 1/28 的人口和 1/120 的面积，汇 聚全球高被引科学家占全国比重达 9.5%，研发投入强度达 3.77%，高 基础研究到产业应用的全链条支撑。叠加当前创新资源配置已经从 “以生产者为中心”转向“以消费者为中心”，城市庞大的消费群体 和多元化需求创造了大量应用场景，尤其是无人驾驶、人工智能+等 科技与未来产业相关的前沿新兴消费需求将在城市区域率先涌现，倒 逼制造业创新技术加速市场化转化。 （二） 智能化绿色化融合化成为产业升级新方向，城 市制造业增量空间加速拓展 城市是制造业智能化绿色化融合化提升的核心承载空间。从制 全球产业科技创新竞争日益加剧，抢占科技前沿阵地的关键“窗口期” 变短。人工智能、集成电路、量子信息、生物技术等前沿科技领域竞 争白热化，对城市制造业的创新能力和市场适应性提出更高的要求。 城市作为我国参与全球科技产业竞争的核心战略支撑，城市制造业若 不能及时跟上技术迭代步伐，就可能丧失发展先机，在新一轮产业竞 争中处于被动地位，因此城市制造业发展需密切关注全球科技产业动 态，紧跟技术前沿趋势，为我国在全球竞争中赢得战略主动。如量子

........................36 （三）抗量子加密迁移成为共识，我国启动标准研制...................................39 （四）量子信息网络前沿研究活跃，实用化仍有差距...................................43 四、量子精密测量研究与应用进展................................. 步实用化，样机产品与示范应用逐步落地，产业发展需推动产品服务提 质降本。未来发展方向是基于量子隐形传态、量子存储中继和量子态转 换等关键技术，构建连接量子计算机和量子传感器的量子信息网络， 当前仍处于前沿探索和原型实验阶段，距离实用化有很大差距。 量子精密测量通过对物理量变化引起的量子态演化进行调控与 观测，实现超越经典技术极限的高精度传感测量，测量分辨率、灵 敏度与稳定性等指标带来数量级提升，主要包括时频基准、电磁场 亿美元/年，如图 1 所示，投资范围主要 涉及五大领域：量子计算（QCOMP）和量子传感与计量（QSENS） 两个领域投资规模最高，占比近三分之二；量子网络（QNET）重点 支持连接量子计算机的量子信息网络前沿研究；量子基础促进 （QADV）包括量子信息科学研究项目资助和基础设施平台投资； 量子技术（QT）主要支持原型机工程化研发、供应链建设和应用场 景开发，还包括推动抗量子加密（PQC）研究与应用投资。此外，

五、 技术应用：技术场景融合不足，前沿技术运用有限................................................. 78 (一) 技术工具与审计实战场景的融合不深..........................................................................78 (二) 前沿技术应用跟进缓慢.......... 2018-2019 年起步，已进入智能化应用阶段； 而第二梯队（五大发电集团等）则多处于从信息化向数字化深化的 探索期。 在具体实践中，电力行业已在高风险领域应用审计模型，并率 先探索大模型等前沿技术，审计模式正加速向持续、远程的智能形 态演进。各单位聚焦财务、物资采购等高风险领域，开发规则、统 计乃至机器学习模型，并实现了常态化批量应用。第一梯队已在审 计智能问答、文书自动生成等场景中应用大模型，并构建了一体化 行则处于“单点应用或起步”阶段，因科技力量薄弱，高度依赖外 部厂商或省联社进行统一建设。 全国内部审计数智化转型发展研究报告（2025） 51 在核心能力建设上，银行业已在模型应用上形成规模，并积极 探索以大模型为代表的前沿技术，但不同类型银行间的应用深度差 距显著。模型应用方面，六大行的模型数量庞大，股份制银行模型 建设活跃，类型已从规则类向统计和机器学习拓展。大模型应用整 体处于早期探索阶段，六大行及领先股份制银行（如平安、招行）

生 产计划的下达执行。实现计划的三级联控机制：①主计划（车型 平台）→②模块化排程（车体/转向架）→③工位级动态调度。 四级：基于 AI 的排产优化、风险预测和动态调优。企业 运用人工智能等前沿技术，建立生产排产与调度算法模型，实现 自动给出满足多种约束条件的优化排产方案，形成优化的详细生 产作业计划，生产情况实时监测，提前处理生产过程中的波动和 — 17 — 风险，AI 驱动计划优化以及数字孪生平台预演排程风险（如供 块（定制件）按节点精准投料）、设备（每工序绑定三维激光扫 描，数据实时比对数模公差±0.1mm）等的管控，实现信息化系 统与其他系统（如生产计划、质量或设备等）的协同，实现数据 共享。 四级：基于智能优化管控。企业运用人工智能等前沿技术 建立生产运行监测预警算法模型，实现对生产过程中（圆系平台） 工艺参数、设备状态、生产过程等生产作业数据的在线分析与实 时监测预警，基于数据驱动的生产过程自动化控制（如 MES 派 工自 料、半成品、 成品质量可追溯，实现轨道交通装备行业工艺精度与零缺陷管 理，单件级追溯（如每颗螺栓绑定 RFID，寿命周期≥30 年）。 四级：基于 3D 视觉检测和 AI 预测的智能质检。应用前沿 技术开展产品质量检测，提升检测效率和检测水平（将啮合间隙 控制精度提升至微米级别，转向架动平衡偏差≤5g·cm（约为汽车 轮毂 1/10）），开展产业链上下游质量数据跨企业共享；或构建 产

92% 电化学储能 7.51% 抽水蓄能 , 90.30% 数据来源： CNESA 14 技术创新 前 沿 布 局 布局多种前沿 技术路线 CATL 除了保持现有 LFP/NCM 池技术路线外，同时布局固态电 池、钠离子电池等多种前沿技 术。其中，钠离子技术已于 2021 年 7 月份正式发布。 智控 温 无惧寒暑 温度自动调节 智能热管理系统有效避免由于电 芯串联产生的木桶效应，最大程 智能电池管理系 统 25 前沿布局 - 钠离子电池 高能量密度 高充电倍率 良好低温性能 90% @ -20℃ 160 Wh/kg 15min 80% 26 整车使用 整车报废 电池设计 车电分离 健康电池 梯次利用 金属原料 再生处理 前沿布局 - 回收利用 依托