2025年研究前沿报告

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 目 录Contents 1.1农业科学、植物学和动物学领域Top10热点前沿发展态势0111.2重点热点前沿⸺“利用植物根际促生菌缓解植物的盐胁迫”0121.3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0192.2重点新兴前沿⸺“花青素在食品智能包装膜中的应用”019 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0211.2重点热点前沿⸺“行星边界突破与地球系统风险治理”0221.3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0292.2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”029 1.热点前沿及重点热点前沿解读031 地球科学 1.1地球科学领域Top 10热点前沿发展态势0311.2重点热点前沿⸺“中国陆相页岩油类型与重点地区资源潜力研究”0321.3重点热点前沿⸺“骤旱事件成因与风险研究”036 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读039 2.1新兴前沿概述0392.2重点新兴前沿⸺“中国区域性极端降水-滑坡动态模型研究”039 临床医学 1.1临床医学领域Top 10热点前沿发展态势0411.2重点热点前沿⸺“CFTR调节剂三联疗法对囊性纤维化实现从症状控制到病因治疗”0421.3重点热点前沿⸺“全切片病理图像的弱监督深度学习框架”045 2.2重点新兴前沿⸺“人工智能大语言模型ChatGPT等在医疗健康领域的应用” 049 1.热点前沿及重点热点前沿解读051 1.1生物科学领域Top 10热点前沿发展态势0511.2重点热点前沿⸺“网络药理学在中医药现代化研究中的应用”0531.3重点热点前沿⸺“肿瘤微生物组”056 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读059 2.1新兴前沿概述0592.2重点新兴前沿⸺“AI驱动的生物分子复合物结构预测与设计新突破”060 1.热点前沿及重点热点前沿解读063 1.1化学与材料科学领域Top 10热点前沿发展态势0631.2重点热点前沿⸺“废旧聚烯烃塑料的化学回收”0641.3重点热点前沿⸺“用于全固态电池的卤化物固态电解质”068 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读071 2.1新兴前沿概述0712.2重点新兴前沿⸺“倒置钙钛矿太阳能电池稳定性及转换效率提升策略”071 物理学 1.1物理学领域Top 10热点前沿发展态势0731.2重点热点前沿⸺“超导二极管效应研究”0741.3重点热点前沿⸺“拍瓦级激光器及其应用”078 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读082 2.1新兴前沿概述0822.2重点新兴前沿⸺“双层镍氧化物La3Ni2O7的高温超导特性研究”082 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读113 2.1新兴前沿概述1132.2重点新兴前沿⸺“可移动天线在智能无线通信中的性能优化研究”113 1.1经济学、心理学及其他社会科学领域Top 10热点前沿发展态势1151.2重点热点前沿⸺“机器人发展与就业转型”1161.3重点热点前沿⸺“个性化与数据驱动的心理治疗研究”120 2.新兴前沿及重点新兴前沿解读123 2.1新兴前沿概述1232.2重点新兴前沿⸺“生成式人工智能在商业领域的应用实践与风险治理”123 附录研究前沿综述：寻找科学的结构124报告研究团队134 1.背景 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新的研究活动节点。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。同时，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。 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。 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2024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连续发布了9版年度《研究前沿》分析报告。这一系列报告引起了全球广泛的关注。2025年，在以往系列研究前沿报告的基础上，推出了《2025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Essential Science IndicatorsTM（ESI）数据库中的13830个研究前沿（Research Fronts），遴选出了2025年自然科学和社会科学的11大学科领域排名最前的107个热点前沿和18个新兴前沿（含前沿群；从2025年开始，将报告中遴选出的研究前沿或研究前沿群统称为研究前沿，下同），同时基于Research HorizonNavigatorTM（RHN） 数 据 库 的 新 兴 主 题（EmergingTopics）遴选出3个热点前沿，合计110个热点前沿和18个新兴前沿。 通过持续跟踪全球最重要的科研学术论文，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 2.方法论 整个报告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，128个研究前沿的核心论文及其施引论文的数据由科睿唯安提供；研究前沿的分析和重点研究前沿（包括重点热点前沿和 重点新兴前沿）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。此次分析主要基于2019-2024年的论文数据，数据下载时间为2025年3月。 2.1研究前沿的遴选与命名 《2025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128个研究前沿（包括110个热点前沿和18个新兴前沿）。我们将ESI数据库中20个学科的研究前沿和RHN数据库中的新兴主题划分到11个高度聚合的大学科领域②，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128个研究前沿的具体遴选过程如下： 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11个大学科领域分别选出若干个热点前沿。 方法2：首先按照11个大学科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，再根据核心论文平均出版年重新排序，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，并遴选出若干备选前沿。 2.1.1热点前沿的遴选 今年热点前沿的遴选用了三种方法。方法1：沿用往年的热点前沿遴选方法。方法2：从2022年起，对数学领域和信息科学领域研究前沿的遴选方法进行了微调和拓展应用。方法3：2025年，对信息科学领域研究前沿的遴选新增RHN数据库中的新兴主题。 方法3：同方法1类似，首先在RHN数据库中的新兴主题中，按核心论文和共引论文④之间的引用网络密度排序，选出引文影响力排在前10%的新兴主题。然后根据核心论文平均出版年重新排序，遴选出那些“最年轻”的新兴主题，并由各学科战略情报研究人员进行调整和归并。 方法1：首先将每个ESI学科中的研究前沿，按照核心论文的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，并按照大学科领域进行合并。然后根据核心论文平均出版年③重新排序，遴选出每个大学科领域中那些“最年轻” 结合上述三种方法，最终在每个大学科领域各遴选出10个热点前沿，共计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 的研究前沿在总被引频次和篇均被引频次上会相对较少，所以从11大学科领域中分别遴选出的排名前10（以下简称Top10）的热点前沿，代表各大学科领域中最具影响力的研究前沿，但并不一定代表数据库（所有学科）中最大、最热的研究前沿。 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11大学科领域中，从而遴选出了18个新兴前沿，这18个新兴前沿最早的平均出版年是2023.6。 从11大学科领域中遴选新兴前沿，并不按学科限定其遴选数量，因此这些新兴前沿在各个大学科领域中分布并不均匀，例如，2025年数学领域没有遴选出新兴前沿，而生物科学领域选出了4个新兴前沿。 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。 通过以上两个流程，本报告突出显示了11个高度聚合的大学科领域中的110个热点前沿和18个新兴前沿。 对11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2023年6月之后的研究前沿才被考虑。将20个ESI学科中符合时间要求的研究前沿分别按被引频次从高到低排序，选取 2.1.3研究前沿的命名 由各学科战略情报研究人员，根据研究前沿的核心论文的研究主题、主要内容和特点等，对128个研究前沿逐一进行命名，并结合专家意见调整确定。 2.2研究前沿的分析及重点研究前沿的遴选和解读 本报告在遴选的128个研究前沿的数据的基础上，由中国科学院科技战略咨询研究院的战略情报研究人员对11大学科领域的110个热点前沿的发展趋势进行了分析，并对31个重点研究前沿进行了详细的解读（见后续各章）。重点研究前沿既包括重点热点前沿，也包括重点新兴前沿。 的技术、数据、理论等在核心论文发表之后是如何被进一步发展的，即使这些引用核心论文的施引论文本身并不是高被引论文。本报告对相关内容也进行了一定程度的揭示。 2.2.1重点研究前沿的遴选 2014年设计了遴选重点研究前沿的指标⸺年篇均被引频次(CPT)，2015年在该指标的基础上，又增加了规模指标⸺核心论文数（P）。 研究前沿由一组共同高被引的核心论文和一组引用核心论文的施引论文组成。核心论文来自于ESI数据库中的高被引论文，即在同学科同年度中根据被引频次排在前1%的论文。这些有影响力的核心论文的作者、机构、国家在该领域做出了不可磨灭的贡献,本报告对其进行了深入分析和解读。同时，引用研究前沿核心论文的施引论文可以反映出核心论文所提出 （1）核心论文数（P） ESI数据库用共被引文献簇（核心论文）来表征研究前沿，并根据核心论文的元数据及其统计