12月8日，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与科睿唯安联合向全球发布了《2021研究前沿》报告和《2021研究前沿热度指数》报告。
《2021研究前沿》报告遴选展示了在农业科学、植物学和动物学，生态与环境科学，地球科学，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，信息科学，经济学、心理学及其他社会科学11个高度聚合的大学科领域中，较为活跃或发展迅速的110个热点前沿和61个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势。
《2021研究前沿热度指数》报告显示，2021年，在11大学科领域整体层面，美国仍最为活跃；中国继续稳居第二，而且与美国的差距进一步缩小；英国、德国和意大利分别列第三、第四和第五。
1. 农业科学、植物学和动物学领域
Top10热点前沿主要分布在食品科学与工程、植物基因组与编辑、动物传染病、健康饮食、植物进化、植物抗病研究等六个子领域。其中，食品科学与工程、植物基因组与编辑领域最多，均有3个热点前沿。
此外，2021年首次出现了有关饮食方式的研究，即间歇性禁食对健康、衰老和疾病进程的影响。
注：表中标黄为重点热点前沿（下同）
农业科学、植物学和动物学领域有4个方向入选新兴前沿，聚焦农田土壤污染修复和植物抗逆研究。
2. 生态与环境科学领域
Top10热点前沿主要分布在生态科学和环境科学两个子领域，全球性的生态环境问题及新冠肺炎疫情相关的生态环境问题是主要关注点。
生态与环境科学领域有2个方向入选新兴前沿，即“气候环境因素对新冠肺炎疫情的影响”和“大气二氧化氮水平与新冠肺炎死亡率升高相关”。
3. 地球科学领域
Top10 热点前沿中有4个属于地理学相关研究，3个属于地质学，3个属于大气科学研究。
从研究主题上看，地球科学领域Top10热点前沿更加聚焦全球气候变化。其中，利用地球系统模型开展的气候敏感性评估和全球气候变化研究等主题自2015年起已4次入选《研究前沿》报告，展现出地学界对人类活动与气候变化研究的持续关注。
地球科学领域有1项研究入选新兴前沿，即“洞察号对火星地震的探测研究”。
4. 临床医学领域
Top10 热点前沿集中于新型冠状病毒肺炎（COVID-19，简称新冠肺炎）、肿瘤免疫与靶向治疗两个前沿群。
突发的新冠肺炎疫情是现代医学面临的重大挑战，相关研究迅速成为国际临床医学研究的热点，并在2021年临床医学热点前沿Top10中占据6个席位成为绝对主流，研究主题涉及新冠肺炎病例临床特征、CT诊断、药物治疗、肺外表现及并发症、对母婴影响等问题。
而肿瘤免疫和联合靶向治疗是历年研究前沿的核心议题，并在新冠肺炎火热研究冲击下持续保持较高热度。
临床医学领域今年入选的29个新兴前沿均为新冠肺炎研究。
新冠肺炎疫情是全球科学事业面临的一次重大考验，全球生物医学科学家顺势而为，纷纷开展各项科研攻关和长期科研项目，为疫情防控提供科技支撑。
5. 生物科学领域
Top10热点前沿主要集中于新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的致病机理研究、瑞德西韦抑制冠状病毒的机制研究以及基于图像的深度学习自动识别和诊断疾病等主题。
脑科学研究、肿瘤发生和治疗研究、抑郁症发病机制和药物作用机制研究等是历年生物科学领域研究前沿的核心议题。
生物科学领域有11项研究入选新兴前沿，主要研究主题包括新型冠状病毒相关主题、全基因组泛癌分析、人黏连蛋白折叠基因组机制以及人工智能在肽疗法中的应用等。
6. 化学与材料科学领域
Top10热点前沿主要分布在有机合成、先进材料、生物化学等方面。与2013-2020年相比，2021年Top10热点前沿中超过半数的前沿属于首次入选，即使曾经出现过的研究主题在今年其研究方向也发生了迁移。
在化学与材料科学领域共有3项研究入选新兴前沿，这三个前沿方向均是首次进入新兴研究前沿。
7. 物理学
Top10的热点前沿主要集中于凝聚态物理、高能物理、理论物理和光学。
物理学领域有1项研究入选新兴前沿，即“无限层型镍氧化物的超导电性研究”。
8. 天文学与天体物理学领域
位居前十位的热点前沿涉及引力波、快速射电暴、黑洞与暗物质关系、中子星性质、银河系地图、系外行星搜寻、恒星及行星系统形成等研究主题。黑洞、暗物质、恒星及行星系统形成等“一黑两暗三起源”相关的研究主题依旧表现突出。
总体来看，引力波的观测发现及其引发的相关研究在天文学与天体物理学领域产生了深远影响，众多热点前沿与此相关。
天文学与天体物理学领域有2项研究入选新兴前沿。
9. 数学领域
数学领域位居Top10的热点前沿主要集中于双相各向异性变分问题、光孤子传输特性的解析研究、基于深度卷积神经网络的医学图像分析算法等，统计学领域的非线性时间序列的复杂网络分析首次入选。
10. 信息科学领域
信息科学领域位居Top10的热点前沿主要集中于面向6G通信、植物分类和病害检测、心电图分类和心率失常自动诊断等方向。与深度学习相关的主题占据了今年Top10热点前沿的大部分主题。
“基于无人机的无线通信技术”是2020年热点前沿“无人机无线通信网络、传输保密和轨迹优化研究”的延续和扩展，其他前沿主题均为首次入选。
信息科学领域有1项研究入选新兴前沿，“利用医学影像检测和诊断新冠肺炎的深度神经网络研究”。
11. 经济学、心理学及其他社会科学领域
2021年经济学、心理学及其他社会科学领域位居Top10的热点前沿主要集中在心理学、社会学和经济管理领域，并且呈现出较强的学科交叉性。此外，Top10热点前沿还突出体现了新技术在经济学、心理学和社会科学中的应用。
经济学、心理学及其他社会科学领域有7项研究入选新兴前沿，其中4项新兴前沿与新冠肺炎疫情有关，分别是新冠肺炎疫情恐惧量表的测量评估、医护人员的心理健康问题的调查以及新冠疫情对金融市场的影响等。
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