《國家自然科學基金十三五發(fā)展規(guī)劃》
118個學科優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
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（一）各科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
“十三五”期間，通過支持我國優(yōu)勢學科和交叉學科的重要前沿方向，以及從國家重大需求中凝練可望取得重大原始創(chuàng)新的研究方向，進一步提升我國主要學科的國際地位，提高科學技術(shù)滿足國家重大需求的能力。各科學部遴選優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域及其主要研究方向的原則是：（1）在重大前沿領(lǐng)域突出學科交叉，注重多學科協(xié)同攻關(guān)，促進主要學科在重要方向取得突破性成果，帶動整個學科或多個分支學科迅速發(fā)展；（2）鼓勵探索和綜合運用新概念、新理論、新技術(shù)、新方法，為解決制約我國經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)鍵科學問題做貢獻；（3）充分利用我國科研優(yōu)勢與資源特色，進一步提升學科的國際影響力。各科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域?qū)⒊蔀槲磥砦迥曛攸c項目和重點項目群立項的主要來源。
1．數(shù)理科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
?。?/strong>1）數(shù)論與代數(shù)幾何中的朗蘭茲（Langlands）綱領(lǐng)
主要研究方向：幾何p-adic?Galois表示的Fontaine-Mazur猜想；亞辛群的穩(wěn)定跡公式；Shimura簇的上同調(diào)；特征p上的代數(shù)群的不可約特征標問題；簡約群的表示和它們的扭結(jié)Jacquet模的關(guān)系；BSD猜想及相關(guān)問題。
?。?/strong>2）微分方程中的分析、幾何與代數(shù)方法
主要研究方向：幾何方程奇點問題與流形分類；Morse理論和指標理論及應(yīng)用；高虧格的Lagrangian?Floer同調(diào)理論；Hamilton系統(tǒng)的動力學不穩(wěn)定性；動力系統(tǒng)的遍歷論；Navier-Stokes方程的整體適定性；廣義相對論中Einstein方程的宇宙監(jiān)督猜想，以及相關(guān)的反問題數(shù)學理論與方法。
（3）隨機分析方法及其應(yīng)用
主要研究方向：非線性期望下的隨機微分方程；隨機偏微分方程與正則結(jié)構(gòu)；隨機微分幾何、狄氏型及應(yīng)用；馬氏過程遍歷論；離散馬氏過程的精細刻畫；隨機矩陣、極限理論與大偏差，以及在金融、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測、生物、醫(yī)學和圖像處理等方面的應(yīng)用。
?。?/strong>4）高維/非光滑系統(tǒng)的非線性動力學理論、方法和實驗技術(shù)
主要研究方向：含非線性、非光滑性、時滯和不確定性等因素的高維約束系統(tǒng)的動力學建模、分析與控制，及學科交叉中的新概念和新理論；相關(guān)的大規(guī)模計算和實驗方法和技術(shù)研究。
?。?/strong>5）超常條件下固體的變形與強度理論
主要研究方向：超常條件下固體的變形與強度理論、柔性結(jié)構(gòu)多場大變形本構(gòu)關(guān)系與功能－材料－結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計原理、新型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的不確定性動態(tài)響應(yīng)規(guī)律及固體中彈性波傳播機理；相關(guān)的新實驗方法與儀器、多尺度算法與軟件。
?。?/strong>6）高速流動及控制的機理和方法
主要研究方向：與高速空天飛行器和海洋航行器流動以及多相復(fù)雜流動相關(guān)的湍流機理及其控制手段；稀薄氣體流動和高速流動的理論、模擬方法及實驗技術(shù)。
（7）銀河系的集成歷史及其與宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的演化聯(lián)系
主要研究方向：銀河系的集成歷史；銀河系的物質(zhì)分布；暗物質(zhì)粒子性質(zhì)探測；宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的形成；宇宙加速膨脹的觀測；暗能量本質(zhì)和宇宙尺度引力理論；星系形成的物理過程；星系性質(zhì)與大尺度結(jié)構(gòu)的關(guān)系；大質(zhì)量黑洞的形成及對星系形成的影響。
?。?/strong>8）恒星的形成與演化以及太陽活動的來源
主要研究方向：星際物質(zhì)循環(huán)、分子云的形成、性質(zhì)及其演化；恒星的形成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與演化；致密天體及其高能過程；太陽大氣的磁場結(jié)構(gòu)；太陽發(fā)電機理論與太陽活動周演化規(guī)律。
?。?/strong>9）自旋、軌道、電荷、聲子多體相互作用及其宏觀量子特性
主要研究方向：新的量子多體理論與計算方法；新的高溫超導(dǎo)以及拓撲超導(dǎo)體系，銅基、鐵基和重費米子超導(dǎo)的物理機理問題，界面超導(dǎo)體系的制備與機理；拓撲絕緣體等拓撲量子態(tài)的調(diào)控機制，不同材料體系中拓撲磁結(jié)構(gòu)；高密度、低能耗信息拓撲磁存儲的原理性器件；新型低維半導(dǎo)體材料中能谷與自旋態(tài)的控制，高遷移率的雜質(zhì)能帶和多能帶效應(yīng)。
?。?/strong>10）光場調(diào)控及其與物質(zhì)的相互作用
主要研究方向：光場的時域、頻域、空間調(diào)控，超快、強場和熱稠密環(huán)境中原子分子動力學行為；強激光驅(qū)動粒子加速、輻射源產(chǎn)生及激光聚變物理；納米尺度的極端光聚焦、表征與操控；介觀光學結(jié)構(gòu)光過程精確描述以及微納結(jié)構(gòu)中光子與電子、聲子等相互作用新機制，光子－光電器件耦合與操控和等離激元的產(chǎn)生及傳輸。
?。?/strong>11）冷原子新物態(tài)及其量子光學
主要研究方向：光子－物質(zhì)相互作用及其量子操控的先進技術(shù)，新奇光量子態(tài)的構(gòu)造、控制和測量，固態(tài)系統(tǒng)相互作用的光力學；基于量子光學的精密測量的新原理和新方法；冷原子分子氣體的高精度成像技術(shù)與量子模擬，分子氣體冷卻的新原理和新方法；原子分子內(nèi)態(tài)、外部環(huán)境及相互作用精確操控的新機制。
（12）量子信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)與新型量子器件
主要研究方向：可擴展性的固態(tài)物理體系量子計算與模擬；面向?qū)嶋H應(yīng)用的量子通訊、量子網(wǎng)絡(luò)和量子計量學等量子技術(shù)前沿的變革性新技術(shù)；用邏輯嚴謹?shù)牧孔游锢砝碚撛忈?、?dǎo)引量子信息的研究方向。
?。?/strong>13）后Higgs時代的亞原子物理與探測
主要研究方向：超弦/M－理論、極早期宇宙研究探討相互作用的統(tǒng)一；TeV物理、Higgs特性、超對稱粒子和其他新粒子、強子物理與味物理、對稱性研究和格點QCD計算；量子色動力學的相結(jié)構(gòu)與夸克膠子等離子體新物質(zhì)特性；不穩(wěn)定核和關(guān)鍵天體核反應(yīng)的精確測量，滴線區(qū)原子核的奇異結(jié)構(gòu)和同位旋相關(guān)衰變譜學，合成超重核的新機制和新技術(shù)。
?。?/strong>14）中微子特性、暗物質(zhì)尋找和宇宙線探測
主要研究方向：中微子振蕩、中微子質(zhì)量、無中微子雙β衰變、直接和間接尋找暗物質(zhì)、宇宙線源的成分和加速機制；抗輻照，大面積、空間、時間和能量高靈敏、高分辨的核與粒子探測原理、方法和技術(shù)；超弱信號，超低本底的探測機制和技術(shù)。
?。?/strong>15）等離子體多尺度效應(yīng)與高穩(wěn)運行動力學控制
主要研究方向：等離子體中多尺度模式（包含波與不穩(wěn)定性和邊界層物理）之間的非線性相互作用和磁重聯(lián)過程；穩(wěn)態(tài)高性能等離子體的宏觀穩(wěn)定性和動力學和微觀不穩(wěn)定性、湍流和輸運；電子動力學和在相空間所有維數(shù)上的多尺度湍流/輸運的機理和模型；尋找降低熱和粒子流對材料表面損傷的方法；波與粒子相互作用及其與其他物理過程的耦合。
2．化學科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
?。?/strong>1）化學精準合成
主要研究方向：新試劑、新反應(yīng)、新概念、新策略和新理論驅(qū)動的合成化學；非常規(guī)和極端條件下的合成化學；原子經(jīng)濟、綠色可持續(xù)和精準可控的合成方法與技術(shù)；化學原理驅(qū)動的合成生物學；特定功能導(dǎo)向的新分子、新物質(zhì)和新材料的創(chuàng)造。
（2）高效催化過程及其動態(tài)表征
主要研究方向：構(gòu)筑特定結(jié)構(gòu)和功能催化材料的新方法與新概念；催化活性位點的調(diào)控；原位、動態(tài)、高時空分辨的催化表征新方法與新技術(shù)；催化反應(yīng)機理和過程的新理論方法。
?。?/strong>3）化學反應(yīng)與功能的表界面基礎(chǔ)研究
主要研究方向：表界面結(jié)構(gòu)與電子態(tài)的新穎特性；表界面修飾和反應(yīng)性的調(diào)控；分子吸附、組裝、活化與反應(yīng)；外場調(diào)控與表界面反應(yīng)性能增強；多尺度、多組分復(fù)雜界面電化學體系；新介質(zhì)體系中的膠體以及界面現(xiàn)象；表界面過程研究的新理論和新方法。
?。?/strong>4）復(fù)雜體系的理論與計算化學
主要研究方向：強關(guān)聯(lián)及激發(fā)態(tài)的電子結(jié)構(gòu)理論新方法；針對大分子和凝聚相體系的低標度有效算法；針對復(fù)雜體系，發(fā)展多尺度的動力學理論，包括量子動力學、量子－經(jīng)典混合以及經(jīng)典動力學。
?。?/strong>5）化學精準測量與分子成像
主要研究方向：新的分析策略、原理與方法；超高時空分辨光譜技術(shù)與成像分析；多維譜學原理與技術(shù)；單分子、生物大分子和單細胞的精準測量、表征及操控；活體的原位和實時分析；生物傳感與重大疾病診斷；公共安全預(yù)警、甄別與溯源；大科學裝置的應(yīng)用；極端條件下的化學測量與分析。
?。?/strong>6）分子選態(tài)與動力學控制
主要研究方向：高效分子振動態(tài)制備技術(shù)和基于相干光源的探測技術(shù)；多原子反應(yīng)動態(tài)學；表界面化學反應(yīng)動力學；分子振動激發(fā)態(tài)、電子激發(fā)態(tài)及非絕熱動力學；多元復(fù)雜體系的動力學測量及模擬。
?。?/strong>7）先進功能材料的分子基礎(chǔ)
主要研究方向：新型功能材料體系的分子基礎(chǔ)與原理，以及多尺度結(jié)構(gòu)及宏觀性能控制；高性能和多功能新材料的創(chuàng)制，這些性能與功能包括面向能源、健康、環(huán)境和信息等領(lǐng)域的光、電、磁、分離、吸附、仿生、能量儲存與轉(zhuǎn)換、藥物輸運、自修復(fù)、極端條件應(yīng)用等。特別注重我國特色資源的研究和深度利用。
?。?/strong>8）可持續(xù)的綠色化工過程
主要研究方向：復(fù)雜體系化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精準測量與建模；限域空間或極端條件下的質(zhì)荷與能量傳遞和反應(yīng)；復(fù)雜化工體系介尺度理論與方法；基于原子經(jīng)濟性和宏量制備的化工過程及過程強化技術(shù)。
?。?/strong>9）環(huán)境污染與健康危害中的化學追蹤與控制
主要研究方向：復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)中污染物的表征與分析，多介質(zhì)界面行為與調(diào)控；大氣復(fù)合污染控制；灰霾形成機制與健康風險；水和土壤污染過程控制與修復(fù)；持久性有毒污染物環(huán)境暴露與健康效應(yīng)；環(huán)境中抗生素及抗性基因的傳播與控制；放射性物質(zhì)的環(huán)境行為與防控。
?。?/strong>10）生命體系功能的分子調(diào)控
主要研究方向：以細胞命運調(diào)控為主線的分子探針設(shè)計、合成及應(yīng)用；生物大分子的合成、標記、操縱、動態(tài)修飾、化學干預(yù)及其相互作用網(wǎng)絡(luò)定量化；小分子對生物大分子的系統(tǒng)調(diào)控；重要生物活性分子的發(fā)現(xiàn)與修飾；重大疾病治療的先導(dǎo)藥物發(fā)現(xiàn)和靶點識別。
?。?/strong>11）新能源化學體系的構(gòu)建
主要研究方向：碳基能源的高效催化轉(zhuǎn)化；燃料電池、二次電池和超級電容器等電化學能量儲存與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)集成；高效太陽能電池材料設(shè)計與制備、器件組裝與集成的光電轉(zhuǎn)換過程化學；纖維素類生物質(zhì)選擇轉(zhuǎn)化和生物燃料電池。
（12）聚集體與納米化學
主要研究方向：分子聚集體中的基元協(xié)同作用；大分子、超分子和納米結(jié)構(gòu)的精確構(gòu)筑和調(diào)控；大分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、動態(tài)演變及其理論與計算方法。
?。?/strong>13）多級團簇結(jié)構(gòu)與仿生
主要研究方向：團簇的精準制備、本征性質(zhì)表征和理論；團簇的動態(tài)生長、機理、結(jié)構(gòu)和性能；團簇多級結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑與協(xié)同效應(yīng)；仿生團簇的生物功能和高效化學活性。
3．生命科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
（1）生物大分子的修飾、相互作用與活性調(diào)控
主要研究方向：生物大分子修飾、動態(tài)變化及其功能；生物大分子相互作用的動態(tài)性和網(wǎng)絡(luò)特征；生物大分子特異相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和預(yù)測；生物大分子復(fù)合體的自組裝；糖、脂化學與酶促合成、結(jié)構(gòu)與功能；高分辨等技術(shù)方法研究細胞內(nèi)大分子行為。
（2）細胞命運決定的分子機制
主要研究方向：細胞可塑性調(diào)控機制；細胞器和亞細胞結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化及其功能；細胞跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與命運決定；干細胞多能性維持與定向分化的機制；胚胎干細胞分化的轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
（3）配子發(fā)生與胚胎發(fā)育的調(diào)控機理
主要研究方向：配子發(fā)生和成熟的分子機制；胚胎發(fā)育圖式的動態(tài)變化及其分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；細胞譜系發(fā)育的分子機制；配子發(fā)生和胚胎發(fā)育的表觀遺傳調(diào)控。
（4）免疫應(yīng)答與效應(yīng)的細胞分子機制
主要研究方向：免疫細胞新亞群、新分子及其功能；免疫細胞識別和活化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；不同類型免疫細胞相互作用及其功能；微生態(tài)黏膜免疫機制；免疫耐受和免疫逃逸機制。
?。?/strong>5）糖/脂代謝的穩(wěn)態(tài)調(diào)控與功能機制
主要研究方向：糖/脂代謝與能量代謝的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控；膜糖/脂代謝的動態(tài)調(diào)控與功能；糖/脂特異代謝物的轉(zhuǎn)運機制與功能；細胞或組織器官特異的糖/脂代謝與功能；糖/脂代謝調(diào)控與內(nèi)分泌系統(tǒng)的相互關(guān)系；糖/脂代謝的穩(wěn)態(tài)維持與異常發(fā)生機制。
?。?/strong>6）重要性狀的遺傳規(guī)律解析
主要研究方向：復(fù)雜性狀的遺傳結(jié)構(gòu)和調(diào)控機制；復(fù)雜疾病的遺傳和生理機制；生物性狀演化的遺傳基礎(chǔ)；人類及重要生物表型的特征及遺傳基礎(chǔ)；次級代謝調(diào)控的遺傳基礎(chǔ)。
（7）神經(jīng)環(huán)路的形成及功能調(diào)控
主要研究方向：神經(jīng)元的發(fā)育、形態(tài)與功能；神經(jīng)元之間選擇性聯(lián)系機制；神經(jīng)環(huán)路信息的處理和整合；神經(jīng)環(huán)路異常與疾病發(fā)生機理。
（8）認知的心理過程和神經(jīng)機制
主要研究方向：感知覺信息處理與整合；注意和意識的心理過程和神經(jīng)機制；高級認知過程（學習、記憶、決策、語言等）的心理和神經(jīng)機制；認知異常的發(fā)生機理、早期識別與干預(yù)；人類個體認知與社會行為的發(fā)生發(fā)展過程。
?。?/strong>9）物種演化的分子機制
主要研究方向：特殊環(huán)境下物種的適應(yīng)性演化機制；物種相互作用的協(xié)同演化機制；物種相似性狀的趨同演化機制。
（10）生物多樣性及其功能
主要研究方向：生物多樣性的形成機制；生物多樣性的維持機制；生物多樣性喪失機制；生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系。
?。?/strong>11）農(nóng)業(yè)生物遺傳改良的分子基礎(chǔ)
主要研究方向：農(nóng)業(yè)生物重要性狀形成的遺傳基礎(chǔ)；農(nóng)業(yè)生物基因與環(huán)境互作機制；農(nóng)業(yè)生物表型和基因型的關(guān)系；農(nóng)業(yè)生物育種的新理念和新模型。
?。?/strong>12）農(nóng)業(yè)生物抗病蟲機制
主要研究方向：農(nóng)業(yè)生物抗病蟲的分子和生理機制；農(nóng)業(yè)生物免疫應(yīng)答的分子基礎(chǔ)；農(nóng)業(yè)生物病蟲害發(fā)生的規(guī)律與防治基礎(chǔ)。
（13）農(nóng)林植物對非生物逆境的適應(yīng)機制
主要研究方向：農(nóng)林植物適應(yīng)非生物逆境的分子生理基礎(chǔ)；農(nóng)林植物對多種非生物逆境的交叉響應(yīng)機理；農(nóng)林植物適應(yīng)非生物逆境的栽培調(diào)控機制。
?。?/strong>14）農(nóng)業(yè)動物健康養(yǎng)殖的基礎(chǔ)
主要研究方向：農(nóng)業(yè)動物重要性狀形成的生物學規(guī)律和生理基礎(chǔ)；農(nóng)業(yè)動物及養(yǎng)殖環(huán)境中病原的適應(yīng)性與傳播規(guī)律；重要人獸共患病的發(fā)生規(guī)律及防控；養(yǎng)殖過程中環(huán)境因子變化和污染物遷移規(guī)律；飼料營養(yǎng)及代謝產(chǎn)物對動物免疫的影響機制；牧草品種選育及草地生產(chǎn)力維持機制。
?。?/strong>15）食品加工、保藏過程營養(yǎng)成分的變化和有害物質(zhì)的產(chǎn)生及其機制
主要研究方向：食品加工方式、加工過程營養(yǎng)成分的變化及其機制；食品貯藏保鮮和營養(yǎng)成分維持的生物學基礎(chǔ)；食品中有害物質(zhì)的產(chǎn)生及其消除的機制；食品有害物質(zhì)痕量、快速檢測的理論與新技術(shù)、新方法。
4．地球科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
?。?/strong>1）地球觀測與信息提取的新理論、技術(shù)和方法
主要研究方向：地球物質(zhì)物理化學性質(zhì)和過程的實驗技術(shù)；地球深部探測和地表觀測的理論和技術(shù)；微量、微區(qū)與高精度和高靈敏度實驗分析技術(shù)；地球系統(tǒng)基礎(chǔ)信息采集和應(yīng)用的理論與技術(shù)；深空、深地、深時、深海的探測理論與方法；地學大數(shù)據(jù)的同化、融合、共享和分析技術(shù)；地球系統(tǒng)科學體系下的遙感定量化研究；觀測系統(tǒng)和多源數(shù)據(jù)融合；地球系統(tǒng)科學數(shù)值計算與模擬技術(shù)。
?。?/strong>2）地球深部過程與動力學
主要研究方向：地殼和地幔的結(jié)構(gòu)、組成和狀態(tài)；大陸巖石圈的形成、改造與演化；板塊匯聚過程與造山帶動力學；地球深部流體和揮發(fā)份；板塊界面相互作用與俯沖帶過程；地球深部過程與表層過程的耦合關(guān)系；早期地球的構(gòu)造體制和組成；地震災(zāi)害孕育發(fā)生和成災(zāi)機理；大陸活動火山成因機理與災(zāi)害和環(huán)境效應(yīng)。
?。?/strong>3）地球環(huán)境演化與生命過程
主要研究方向：重要化石門類系統(tǒng)古生物學與生命之樹；深時生物多樣性演變與規(guī)律；生命起源與地球物質(zhì)演化；高分辨率綜合地層學與地時研究；地球微生物學及化學過程與環(huán)境演化；極端條件下的生命過程與地質(zhì)環(huán)境；地質(zhì)歷史時期的重大環(huán)境事件與成因；人類起源與環(huán)境背景之間的共同演化；類地行星起源與演化。
（4）礦產(chǎn)資源和化石能源形成機理
主要研究方向：地球深部資源和能源的賦存狀態(tài)與勘察；板塊匯聚、巖石圈再造與成礦作用；特殊元素分散富集與成礦作用；盆地動力學與成礦成藏作用；致密油氣形成條件、富集區(qū)分布與勘探；地下水循環(huán)與可持續(xù)利用；成礦模型、成礦系統(tǒng)與成礦機理。
?。?/strong>5）海洋過程及其資源、環(huán)境和氣候效應(yīng)
主要研究方向：多尺度海洋過程及其在氣候系統(tǒng)中的作用；海洋生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性；海洋生物地球化學過程與生態(tài)環(huán)境；東亞大陸邊緣海形成演化與島弧－洋中脊系統(tǒng)；洋陸過渡帶結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與相互作用；南、北極環(huán)境變化與海洋過程，海洋多圈層相互作用過程和機理。
?。?/strong>6）地表環(huán)境變化過程及其效應(yīng)
主要研究方向：陸地表層系統(tǒng)的過程與機制；地表過程對環(huán)境變化的響應(yīng)機制及其反饋；土壤過程及其生物地球化學循環(huán)；典型區(qū)域地表過程綜合研究。
?。?/strong>7）土、水資源演變與可持續(xù)利用
主要研究方向：土壤過程與演變；土壤質(zhì)量與資源效應(yīng)；流域水文過程及其生態(tài)效應(yīng)；區(qū)域水循環(huán)與水資源的形成機制；區(qū)域水、土資源耦合與可持續(xù)利用；土壤生物的生態(tài)功能與環(huán)境效應(yīng)；生態(tài)水文過程與生態(tài)服務(wù)。
?。?/strong>8）地球關(guān)鍵帶過程與功能
主要研究方向：關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)、形成與演化機制；關(guān)鍵帶物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程與相互作用；關(guān)鍵帶的服務(wù)功能與可持續(xù)發(fā)展；關(guān)鍵帶過程建模及系統(tǒng)模擬研究。
?。?/strong>9）天氣、氣候與大氣環(huán)境過程、變化及其機制
主要研究方向：天氣與氣候變化的動力機制及其可預(yù)報性；氣候年代際變異預(yù)測；大氣物理、大氣化學過程及相互影響機制；亞洲區(qū)域天氣變化、氣候變異和大氣環(huán)境的相互影響；氣候系統(tǒng)中能量和物質(zhì)的交換和循環(huán)；極端氣候事件的頻率和幅度。
?。?/strong>10）日地空間環(huán)境和空間天氣
主要研究方向：空間天氣科學前沿基本物理過程；日地系統(tǒng)空間天氣耦合過程；空間天氣區(qū)域建模和集成建模方法；空間天氣對人類活動的影響的機理和對策研究；太陽活動及其對空間天氣的影響；空間與海洋大地測量理論、方法與技術(shù)及其地學應(yīng)用。
?。?/strong>11）全球環(huán)境變化與地球圈層相互作用
主要研究方向：全球變暖停滯（Hiatus）的過程與機制；海氣相互作用與亞洲氣候環(huán)境變化；全球氣候變化與水循環(huán)；生物地球化學循環(huán)與氣候環(huán)境變化；新生代氣候系統(tǒng)古增溫及其影響；圈層相互作用和地球系統(tǒng)模擬。
（12）人類活動對環(huán)境和災(zāi)害的影響
主要研究方向：工業(yè)、城鎮(zhèn)固廢棄物污染特征、交互作用規(guī)律與安全處置；大規(guī)模人類工程活動對環(huán)境影響和致災(zāi)機理；礦產(chǎn)資源利用的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)；滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的演化機制、誘發(fā)因素與成災(zāi)機理；大氣復(fù)合污染物形成過程中的人類影響；人類活動對區(qū)域和全球環(huán)境的影響；區(qū)域環(huán)境過程與調(diào)控；區(qū)域可持續(xù)發(fā)展；環(huán)境污染物的多介質(zhì)界面過程、效應(yīng)與調(diào)控；區(qū)域人類活動與資源環(huán)境耦合；城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境效應(yīng)。
5．工程與材料科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
?。?/strong>1）亞穩(wěn)金屬材料的微結(jié)構(gòu)和變形機理
主要研究方向：發(fā)展新型具有特殊性能的非晶態(tài)合金體系；復(fù)雜合金相的結(jié)構(gòu)和性能研究；結(jié)構(gòu)特征與表征方法；結(jié)構(gòu)與熱穩(wěn)定性；變形機理及強化機制；脆性斷裂機理及韌化；深過冷條件下的凝固行為及晶體形核和生長過程研究。
?。?/strong>2）高性能輕質(zhì)金屬材料的制備加工和性能調(diào)控
主要研究方向：輕質(zhì)金屬材料（鋁、鎂、鈦合金和泡沫金屬等）合金設(shè)計、強韌化機理及組織性能調(diào)控研究；先進鑄造、塑性加工以及連接過程中的工藝、組織和性能調(diào)控的基礎(chǔ)理論研究；使役性能與防護基礎(chǔ)理論研究；燒結(jié)金屬孔結(jié)構(gòu)控制基礎(chǔ)研究。
?。?/strong>3）低維碳材料
主要研究方向：低維碳材料的結(jié)構(gòu)特征及其新物性的物理起因；低維碳材料中電子、光子、聲子等的運動規(guī)律和機制；低維碳材料的可控制備原理與規(guī)?；苽浞椒ǎ坏途S碳材料的新物性、新效應(yīng)、新原理器件和新應(yīng)用探索。
?。?/strong>4）新型無機功能材料
主要研究方向：基于微觀物理模型和物理圖像的高溫超導(dǎo)機理研究與應(yīng)用；多鐵性材料的合成和磁電耦合機理與應(yīng)用；超材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理及其新效應(yīng)器件；阻變材料的物理機制和器件憶阻行為的可調(diào)控性及原型器件研究。
?。?/strong>5）高分子材料加工的新原理和新方法
主要研究方向：高分子材料加工中結(jié)構(gòu)演變的物理與化學問題；高分子材料非線性流變學，以及高分子加工不穩(wěn)定現(xiàn)象的機理；高分子材料加工的多尺度模擬與預(yù)測；高分子材料加工的在線表征方法；微納尺度加工等新型加工方法，以及基于原理創(chuàng)新的加工技術(shù)。
?。?/strong>6）生物活性物質(zhì)控釋/遞送系統(tǒng)載體材料
主要研究方向：生物啟發(fā)型和病灶微環(huán)境響應(yīng)載體材料；疾病免疫治療藥物載體材料；核酸類藥物載體材料及其遞送系統(tǒng)；具高靈敏度、組織和細胞高靶向性及信號放大功能的分子探針，以及診－治一體化的高分子載體材料及其遞送系統(tǒng)。
?。?/strong>7）化石能源高效開發(fā)與災(zāi)害防控理論
主要研究方向：實鉆地層物化特性和巖石力學；油氣藏開發(fā)，復(fù)雜工況管柱與管線，復(fù)雜油氣工程相互作用及流動；開采條件下巖體本構(gòu)關(guān)系，多相、多場耦合的多尺度變形破壞機理；極端條件下開采機器人化的信息融合與決策。
（8）高效提取冶金及高性能材料制備加工過程科學
主要研究方向：冶金關(guān)鍵物化數(shù)據(jù)；選冶過程物相結(jié)構(gòu)演變；反應(yīng)器新原理與新流程，低碳煉鐵；高效轉(zhuǎn)化與清潔分離，二次資源利用，高效連鑄；高性能粉末冶金材料；多場作用下的金屬凝固；界面科學；冶金過程高效利用。
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