2022研究前沿

2研究前沿 2022 目录1 Contents 目录 背景和方法论 1.背景5 2.方法论6 2.1研究前沿的遴选与命名6 2.2研究前沿的分析及重点研究前沿的遴选和解读7 农和业动科物学 植物学 1.热点前沿及重点热点前沿解读11 1.1农业科学、植物学和动物学领域Top10热点前沿发展态势11 1.2重点热点前沿——“新型冠状病毒对家养动物的感染及其传播”12 1.3重点热点前沿——“植物泛基因组研究与应用”16 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读19 2.1新兴前沿概述19 2.2重点新兴前沿——“缓解作物砷中毒的机理和方法研究”19 生态与环境科学1.热点前沿及重点热点前沿解读21 1.1生态与环境科学Top10热点前沿发展态势21 1.2重点热点前沿——“COVID-19疫情带来的固体废物和医疗废物污染及管理”22 1.3重点热点前沿——“废水中新型冠状病毒的检测及基于废水的流行病学监测”26 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读30 2.1新兴前沿概述30 2.2重点新兴前沿——“2019/2020年澳大利亚特大森林火灾对生态系统 的影响及气候相关驱动因素”30 地球科学 1.热点前沿及重点热点前沿解读33 1.1地球科学Top10热点前沿发展态势33 1.2重点热点前沿——“放射性碳测年校正曲线研究、数据集分析与应用”34 1.3重点热点前沿——“小行星地表特征和成分分析”38 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读42 2.1新兴前沿概述42 2.2重点新兴前沿——“埃及苏伊士湾油田储层多尺度表征”42 2 研究前沿 临床医学1.热点前沿及重点热点前沿解读45 1.1临床医学领域Top10热点前沿发展态势45 1.2重点热点前沿——“NAFLD遗传学研究以及疾病更名争议”46 1.3重点热点前沿——“COVID-19患者干扰素应答失衡”50 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读52 2.1新兴前沿概述52 2.2重点新兴前沿——“COVID-19疫苗副作用和对突变株有效性”前沿群53 生物科学 1.热点前沿及重点热点前沿解读55 1.1生物科学领域Top10热点前沿发展态势55 1.2重点热点前沿——“新型冠状病毒中和抗体的发现和药物研发”56 1.3重点热点前沿——“新型冠状病毒PCR核酸检测”60 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读61 2.1新兴前沿概述61 2.2重点新兴前沿——“AlphaFold等人工智能预测蛋白质结构”62 化学与材料科学1.热点前沿及重点热点前沿解读65 1.1化学与材料科学领域Top10热点前沿发展态势65 1.2重点热点前沿——“纳米酶”66 1.3重点热点前沿——“机器学习辅助的化学合成”67 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读71 2.1新兴前沿概述71 2.2重点新兴前沿——“钙钛矿太阳能电池关键核心基础问题 及其商业化实现技术”71 物理学 1.热点前沿及重点热点前沿解读75 1.1物理学领域Top10热点前沿发展态势75 1.2重点热点前沿——“磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4”76 1.3重点热点前沿——“高效金属卤化物钙钛矿发光二极管”79 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读83 2.1新兴前沿概述83 2.2重点新兴前沿——“二维MoSi2N4材料的特性研究”83 目录3 1.热点前沿及重点热点前沿解读85 天文学与天体物理学 1.1天文学与天体物理学Top10热点前沿发展态势85 1.2重点热点前沿——“基于‘帕克太阳探测器’和‘太阳轨道器’开展的 日球层物理研究”86 1.3重点热点前沿——“计算机数字宇宙模型研究恒星、星系及宇宙演化”90 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读93 2.1新兴前沿概述93 2.2重点新兴前沿——“GW190814引力波事件中2.6倍太阳质量天体 的性质研究”93 数学 1.热点前沿及重点热点前沿解读95 1.1数学领域Top10热点前沿发展态势95 1.2重点热点前沿——“基于深度学习的高维偏微分方程数值算法”96 1.3重点热点前沿——“8维及24维空间等体球体最密堆积问题”100 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读102 2.1新兴前沿概述102 2.2重点新兴前沿——“用于时间序列预测的递归神经网络方法”102 信息科学 1.热点前沿及重点热点前沿解读105 1.1信息科学领域Top10热点前沿发展态势105 1.2重点热点前沿——“面向从头药物设计的深度学习方法研究”106 1.3重点热点前沿——“多智能体强化学习研究”110 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读113 2.1新兴前沿概述113 2.2重点新兴前沿——“可解释人工智能”113 经其济他学社、会心科理学学及 1.热点前沿及重点热点前沿解读115 1.1经济学、心理学及其他社会科学领域Top10热点前沿发展态势115 1.2重点热点前沿——“COVID-19全球大流行下的金融市场波动”116 1.3重点热点前沿——“基于文献计量分析的经济管理领域科学图谱研究”120 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读124 2.1新兴前沿概述124 2.2重点新兴前沿——“COVID-19疫苗接种的意向研究”125 附录研究前沿综述：寻找科学的结构126 编纂委员会135 4研究前沿 背景与方法论 1.背景 科学研究的世界呈现出蔓延生长、不断演化的景象。科研管理者和政策制定者需要掌握科研的进展和动态，以有限的资源来支持和推进科学进步。对于他们而言，洞察科研动向、尤其是跟踪新兴专业领域对其工作具有重大的意义。 为此，科睿唯安发布了“研究前沿”（ResearchFronts）数据和报告。定义一个被称作研究前沿的专业领域的方法，源自于科学研究之间存在的某种特定的共性。这种共性可能来自于实验数据，也可能来自于研究方法，或者概念和假设，并反映在研究人员在论文中引用其他同行的工作这一学术行为之中。 通过持续跟踪全球最重要的科研和学术论文，研究分析论文被引用的模式和聚类，特别是成簇的高被引论文频繁地共同被引用的情况，可以发现研究前沿。当一簇高被引论文共同被引用的情形达到一定的活跃度和连贯性时，就形成一个研究前沿，而这一簇高被引论文便是组成该研究前沿的“核心论文”。研究前沿的分析数据揭示了不同研究者在探究相关的科学问题时会产生一定的关联，尽管这些研究人员的背景不同或来自不同的学科领域。 总之，研究前沿的分析提供了一个独特的视角来揭示科学研究的脉络。研究前沿的分析不依赖于对文献的人工标引和分类（因为这种方法可能会有标引分类人员判断的主观性），而是基于研究人员的相互引用而形成的知识之间和人之间的联络。这些研究前沿的数据连续记载了分散的研究领域的发生、汇聚、发展（或者是萎缩、消散），以及分化和自组织成更近的研究活动节点。在演进的过程中，每组核心论文的基本情况，如主要的论文、作者、研究机构等，都可 以被查明和跟踪。通过对该研究前沿的施引论文①的分析，可以发现该领域的最新进展和发展方向。 2013年科睿唯安发布了《2013研究前沿――自 然科学和社会科学的前100个探索领域》白皮书。 2014年和2015年科睿唯安与中国科学院文献情报中心成立的“新兴技术未来分析联合研究中心”推出了 《2014研究前沿》和《2015研究前沿》分析报告。2016年至2021年，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了 《2016研究前沿》、《2017研究前沿》、《2018研究前沿》、《2019研究前沿》、《2020研究前沿》和《2021研究前沿》分析报告。这一系列报告引起了全球广泛的关注。2022年，在以往系列研究前沿报告的基础上，推出了《2022研究前沿》分析报告。报告仍然以文献计量学中的共被引分析方法为基础，基于科睿唯安的EssentialScienceIndicatorsTM(ESI)数据库中的12610个研究前沿，遴选出了2022年自然科学和社会科学的11大学科领域排名最前的110个热点前沿和55个新兴前沿。 ①引用核心论文的论文，也称引文。 2.方法论 整个分析工作分为两个部分：研究前沿的遴选和命名由科睿唯安和中国科学院科技战略咨询研究院科技战略情报研究所合作完成，165个研究前沿的核心论文及其施引论文的数据提供由科睿唯安负责；研究前沿的分析和重点研究前沿（包括重点热点前沿和重 2.1研究前沿的遴选与命名 《2022研究前沿》分析报告反映了当前自然科学与社会科学的11大学科领域的165个研究前沿（包括110个热点前沿和55个新兴前沿）。我们将ESI数据库中20个学科的12610个研究前沿划分到11②个高度聚合的大学科领域，以此为基础遴选出较为活跃或发展迅速的研究前沿。报告中所列的165个研究前沿的具体遴选过程如下： 2.1.1热点前沿的遴选 对于除数学领域和信息科学领域以外的9个大学科领域，将对应的每个ESI学科中的研究前沿的核心论文，按照总被引频次进行排序，提取排在每个ESI学科前10%的最具引文影响力的研究前沿。再根据核心论文出版年的平均值重新排序，遴选出每个领域中那些“最年轻”的研究前沿，并由各学科战略情报研究人员进行调整和归并。通过上述几个步骤在9个大学科领域分别选出10个热点前沿，共计90个热点前沿。 由于数学领域和信息科学领域的特点，2022年我们尝试使用新的方法遴选这两个领域的热点前沿和新 点新兴前沿）的遴选及解读由中国科学院科技战略咨询研究院科技战略情报研究所主持完成。此次分析基于2016-2021年的论文数据，数据下载时间为2022年3月。 兴前沿。首先按照数学领域和信息科学领域研究前沿中核心论文的篇均被引频次进行排序，选出超过本领域平均篇均被引频次的研究前沿，然后根据研究前沿中核心论文在高水平期刊③上发表的比例进行排序，选出超过各领域平均水平的研究前沿，再根据核心论文出版年的平均值重新排序，遴选出若干备选前沿，由各学科战略情报研究人员判断这些研究前沿的研究主题是否显著促进了本领域的知识进步，最终在数学领域和信息科学领域各遴选出10个热点前沿。 11大学科领域中共遴选出110个热点前沿。因为每个领域具有不同的特点和引用行为，有些学科领域中的很多研究前沿在总被引频次和篇均被引频次上会相对较小，所以从11大学科领域中分别遴选出的排 名前10的热点前沿，代表各大学科领域中最具影响力的研究前沿，但并不一定代表跨数据库（所有学科）中最大最热的研究前沿。 2.1.2新兴前沿的遴选 一个研究前沿有很多新近发表的核心论文，通常 8.天文学与天体物理学；9.数学；10.信息科学；11.经济学、心理学及其他社会科学。 ②11个大学科领域分别为：1.农业、植物学和动物学；2.生态与环境科学；3.地球科学；4.临床医学；5.生物科学；6.化学与材料科学；7.物理学； ③高水平期刊为JournalCitationReportsTM数据库各学科分类中期刊影响因子排在前25%(含25%)的Q1区期刊。 提示其是一个快速发展的专业研究方向。为了选取新兴的前沿，组成研究前沿的基础文献即核心论文的时效性是优先考虑的因素。这就是为什么我们称其为新兴前沿。 对除数学领域和信息科学领域以外的9个大学科领域，为了识别新兴前沿，我们对研究前沿中的核心论文的出版年赋予了更多的权重或优先级，只有核心论文平均出版年在2020年6月之后的研究前沿才被考虑。将9个大学科领域对应的每个ESI学科的研究前沿按被引频次从高到低排序，选取被引频次排在前10%的研究前沿，然后由各学科战略情报研究人员经过调研和评审，遴选出每个ESI学科中的新兴前沿，并将其整合到9大学科领域中，从而遴选出了9大学 科领域的51个新兴前沿，这51个新兴前沿最早的平均出版年是2020.5。 数学领域和信息科学领域的新兴前沿的遴选参考了这两个领域的热点前沿的遴选方法。首先按照研究前沿中核心论文的篇均被引频次排序，然后根据研 究前沿中核心论文在高水平期刊上发表的比例进行排序，遴选出超过各领域平均水