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http://www.86xian.com 發布日期：2013-01-04 中關村多媒體創意產業園 關注度：
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北京市自然科學基金發展規劃（2011-2020年）
基礎研究是科技進步的先導、自主創新的源泉，在提高原始創新能力、推動國家和區域可持續發展等方面具有重要作用。北京市自然科學基金作為首都區域科技創新體系的重要組成部分，重點資助自然科學及與自然科學相交叉學科領域的基礎研究、應用基礎研究及其相關的環境條件促進活動。為進一步增強我市基礎研究和應用基礎研究的綜合實力和知識儲備，提升我市原始創新能力，依據《北京市國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》和《北京市“十二五”時期科技北京發展建設規劃》，編制《北京市自然科學基金2011-2020年發展規劃》。
一、基礎與現狀
北京市自然科學基金（以下簡稱“市自然科學基金”）成立以來，緊密圍繞全市科技工作的需求和部署，取得了明顯成效。截止到2010年，市自然科學基金共受理申請項目33338項，資助項目3786項，資助經費總額4.33億元，取得了一批高水平研究成果，促進了一批優勢學科發展，發現和培養了一大批基礎研究與應用基礎研究領域的優秀科技人才，對營造首都科技創新的良好氛圍起到重要作用。
（一）優秀成果不斷涌現，成果價值有待挖掘
在市自然科學基金的長期支持下，形成了一批優勢學科和學科群體，神經外科、神經生物學、神經病學、基礎數學等被批準為國家重點學科。在被調查的1237個基金項目中，共在國際一流學術期刊上發表論文6000篇，獲國家和地方科技獎項分別達44項、149項，699個項目獲國家自然科學基金、國家973計劃、863計劃等國家科技計劃的后續支持，申請和批準國內發明專利分別達1355項、611項，申請和批準國外發明專利分別為40項、19項，取得了一批優秀的研究成果。如，中生代昆蟲與植物的協同演化、Y連鎖遺傳性耳聾的發現研究等在國際基礎研究中處于領先地位；鋼結構多次預應力優化設計理論研究、新型組合剪力墻及筒體結構抗震理論與技術等在一定程度上攻克了關鍵技術難題，為首都城市建設做出了貢獻。
從總體上看，自然基金成果積累的優勢未能充分轉變為核心技術研發優勢。大量高水平基金成果的價值沒有得到充分的挖掘利用，沒有充分體現出基金成果對戰略性新興產業和經濟社會可持續發展的科學基礎作用。
（二）人才培養初見成效，青年和團隊尚需強化
市自然科學基金致力于發現和培養創新人才，取得了明顯成效。在市自然科學基金資助的3786個項目中，35歲以下青年科技人員承擔的項目有803項，資助總經費7840.1萬元，分別占資助項目和經費總數的21.21%和18.15%。在被調查的1237個基金項目的負責人及成員中，有39位獲得國家杰出青年科學基金資助、12位成為教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授、12位入選中國科學院百人計劃。
目前在我市自然科學基金項目中，由青年科技人員承擔的比重還有待進一步提高，培養的高層次人才數量偏少，亟需加大青年人才的培養力度。同時，隨著創新活動的深度和廣度不斷拓展，單憑個人的知識結構和創新能力已難以實現重大成果突破，亟需培養一批基礎研究創新團隊。
（三）合作交流日趨廣泛，實質性合作研究偏少
2001年以來，在對外合作交流活動基金的支持下，資助對外合作交流項目102項，資助總金額467.5萬元，年均資助金額46.8萬元；通過支持舉辦一系列重要的國際學術會議，擴大了市自然科學基金的影響力。與市教委設立聯合資助項目，重點支持市屬高校的學科建設和基礎研究，發揮了科學基金的導向和協調作用；聯合資助的項目共144項，資助經費5253.5萬元，提升了科研人員和團隊的整體素質和學術水平，增強了市屬高校的科研競爭力。此外，市自然科學基金還重視區域合作，與其他省市的科學基金簽署合作協議，共享專家資源、推動專家資源互補和整合，共享相應的信用記錄。
目前市自然科學基金合作和交流的規模、強度、層次和廣度需要進一步擴大，聯合資助模式相對單一，通過學科交流促進交叉學科發展的力度需要進一步增強，針對首都需求的實質性國際合作研究尚需開展。
（四）基金規模穩步增長，管理模式尚需完善
2001-2010年，市自然科學基金年度項目申請數量及資助經費總額逐步增長，基金項目申請量由1000項增加到4691項，增長3.69倍，年均增長18.74%；資助項目數由128項增加到477項，增長2.73倍，年均增長15.74%；資助經費總額由1569萬元增加至5930萬元，增長2.78倍，年均增長15.92%。近年來，市自然科學基金不斷完善管理體系，形成了研究項目基金、對外合作交流基金、專著出版基金、會長基金等形式的資助格局，以及重大項目、重點項目、面上項目、預探索項目的項目結構；初步建立了以競爭性支持為主的資助模式；確立了“依靠專家、發揚民主、擇優支持、公正合理”的評審原則和“宏觀引導，自主申請，平等競爭，同行評審，擇優支持”的運行機制，基金管理總體上日趨科學規范。
隨著基金項目規模的不斷增大，基金管理局部環節尚存一定不足，如資助體系尚待完善；資助模式仍需繼續優化；立項評審機制仍需科學化、規范化的部分環節尚需完善；項目實施管理仍需加強；績效評估機制尚待建立；信用管理機制不夠健全等。
二、形勢與需求
當前，首都科技和經濟社會發展正處在立足新起點、謀劃新發展的重要戰略機遇期。應對未來國際、國內科技競爭態勢，滿足產業和城市可持續發展的戰略需求，比以往任何時期都更加迫切地需要堅實的科學基礎和有效的技術支撐，迫切需要超前謀劃推進首都基礎研究與應用基礎研究繁榮發展的新思路、新方法和新舉措。未來十年，市自然科學基金的發展面臨著新的形勢與需求。
（一）首都新興產業發展與城市發展要求超前部署基礎研究自20世紀以來，開展基礎研究的目的已逐步從單純滿足科學家探索自然現象和規律的興趣，轉向更加注重服務于經濟社會發展的需要。從科學發現到技術發明、成果轉化的周期日益縮短，基礎研究與應用研究的界限日趨模糊。從實踐看，引發經濟和社會生活巨大變化的新興產業的興起，幾乎都與科學的重要突破密切相關；從現實看，基礎研究的儲備已成為科學選擇戰略性新興產業核心技術突破點的基礎。
當前，北京在能源、資源、環境等方面均面臨嚴峻考驗，產業與城市發展受到科學基礎儲備不足的制約，特大型城市建設和運行的壓力激增，轉變經濟發展方式的任務十分艱巨。為此，北京必須因勢利導，緊密結合科學前沿的發展趨勢和首都可持續發展的戰略需求，凝練和解決具有戰略意義和帶動作用的科學問題，超前部署基礎研究和應用基礎研究，重點突破一批事關產業振興和城市發展的關鍵科學問題和技術基礎問題，為首都戰略性新興產業和城市發展提供基礎性的知識、成果與人才儲備。
（二）推進世界城市建設要求加大基礎研究與人才資助力度
首都發展已進入中國特色世界城市建設的新階段，新形勢、新任務對基礎研究和人才隊伍建設提出了更高的要求。基礎研究的積淀正在為新的科技革命積蓄能量，國際科技競爭的關口已經前移，各級政府對基礎研究的重視程度不斷提高，基礎研究活動日趨活躍；國際科技競爭首先是人才的競爭，人才特別是高端人才的大量聚集，將成為世界城市的重要標志，也是世界城市建設的直接推動力。在日益激烈的國際競爭中，進一步促進基礎研究進一步發展，發現、培養和吸引一支世界級的科學家隊伍，涵養和活躍創新資源，已成為加快首都科學發展的決定性因素，對于北京建設中國特色世界城市具有極為重要的戰略意義。
目前，我市基礎研究人才和創新團隊在首都科技與經濟社會發展中的基礎性、戰略性、決定性作用尚未充分發揮，同建設世界城市的目標還有較大差距。今后一段時期，必須從投資首都未來發展的戰略高度，對我市基礎研究和應用基礎研究進行系統謀劃，加大財政支持力度，進一步強化人才是第一資源的理念，盡快發現和培養一批熱愛科學事業、富有創新精神和創新能力的基礎研究人才和創新團隊，努力打造世界一流的人才之都，盡早確立支撐和引領世界城市建設的人才競爭優勢。
（三）應對基礎研究國際化態勢要求拓展基金的合作與交流當今時代，世界各國都面臨著氣候變化、能源安全、糧食安全、環境保護、人口健康、疾病防控等許多共同挑戰。解決好這些挑戰，迫切要求構建全球基礎研究與應用基礎研究開放合作的大格局，拓展科技全球化的廣度和深度，動員全球科學研究資源，共同攻克難題。在“科技北京”和中國特色世界城市建設進程中，開展高水平、實質性的基礎研究國際交流與合作至關重要。隨著區域一體化縱深發展，國內各省市間科技與經濟社會發展的聯系日益緊密，在環境治理、產業布局和區域協調可持續發展等領域開展應用基礎研究的交流與合作，聯手解決區域所面臨的共性科學問題已是大勢所趨。
目前，市自然科學基金的發展面臨進一步擴大合作范圍、提升合作層次、加強研究性合作的迫切需求，必須進一步拓展在全球、全國和全市范圍內的基礎研究與應用基礎研究交流與合作，并推進交流型合作盡快向研究型、戰略型合作發展。
（四）形成創新驅動發展格局要求進一步加強基金管理創新未來十年北京要率先形成創新驅動的發展格局，建設具有全球影響力的國家創新中心，必須有效提升基礎研究在首都科技創新體系中的地位，最大限度地消除各種體制機制障礙，加強基金管理對首都原始創新活動的推動和激勵作用。
為使市自然科學基金的有限經費發揮最大效能，必須在資助體系、資助模式、立項評審、項目管理、績效評價、信用管理等方面進一步推進管理創新，強化與全市科技工作的有機銜接，營造尊重科學、鼓勵探索、寬松和諧的良好創新環境，提高申請與評價管理體系的科學化、規范化水平，使科研人員能夠潛心從事科學探索，不斷提高我市基礎研究成果的創新水平和影響力。
三、指導思想、原則與目標
（一）指導思想
以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，深入貫徹落實科學發展觀，以科學基金制為根本，以提升原始創新能力和促進成果價值利用為主線，以基金管理創新為動力，堅持更加注重部署前沿、更加注重培養青年人才、更加注重國際合作、更加注重營造環境的戰略取向，為首都自主創新提供不竭的科學基礎和發展源泉，助推“科技北京”和中國特色世界城市建設。
（二）基本原則
未來十年，市自然科學基金發展應遵循的基本原則是：前沿引領，彰顯特色，突出重點，服務發展。
前沿引領：瞄準世界科技發展前沿，大力推動學科交叉和融合，前瞻部署科學前沿，帶動首都基礎研究的原始創新，強化北京在全國的科技創新中心地位。
彰顯特色：堅持科學基金制，服務和利用好中央在京科技資源，著力促進首都優勢、特色學科發展，推動建立新興交叉學科，將首都豐富的科技資源比較優勢真正轉化為競爭優勢，進一步提升市自然科學基金的品牌、聲譽和影響力。
突出重點：堅持有限目標，加強頂層與系統設計，圍繞首都戰略性新興產業和特大型城市可持續發展的重大需求，遴選和部署一批應用基礎研究項目，提升重點領域整體創新能力，并力爭在相關方向有所突破。
服務發展：堅持需求導向，圍繞首都經濟社會發展中的重大科學問題和關鍵技術基礎，匯集創新力量，攻克科學難題，為首都可持續發展提供知識基礎、人才儲備和技術源泉。
（三）發展目標
到2020年，形成更加完善、更具活力、更有影響力的首都特色科學基金制。我市基礎研究實力進一步增強，取得一批高水平的基礎研究成果，基金研究成果的價值得以有效利用；優勢與特色學科進一步發展；規模適當、結構合理、創新能力強、特色優勢明顯的基礎研究隊伍基本形成；實質性國際合作研究取得突破；管理科學化和規范化水平顯著提高。未來十年，新設立3-5個聯合基金，發現和培養10-15個具有一定影響力的創新團隊，打造1-2個有影響力的學術交流平臺。基礎研究在涵養首都科技資源、提升自主創新能力、活躍首都學術氛圍、服務首都經濟社會發展方面的支撐和引領作用進一步顯現。
四、重點任務
（一）加強前瞻部署
圍繞首都戰略需求與科學前沿，超前部署一批基礎研究項目，助推北京優勢特色學科發展，為首都經濟社會發展提供基礎研究支撐和前沿技術儲備，力爭在若干重點領域取得突破。
1.圍繞戰略需求，加強宏觀引導。依據首都經濟社會發展對基礎研究的戰略需求，注重與國家和北京科技計劃的銜接，凝練關鍵科學問題，遴選優先資助領域，前瞻部署一批基礎研究項目，引導科學家圍繞首都人口資源環境協調發展、特大型城市建設和運行、區域競爭與產業發展、社會結構復雜變化、城鄉區域協調發展等對基礎研究的需求，開展戰略性、前瞻性應用基礎研究。
2.關注科學前沿，鼓勵自由探索。面向前沿科學問題，探索與學科發展規律和北京市基礎研究相適應的基金資助模式；堅持科學基金制，通過優化學科設置和完善競爭性擇優機制，鼓勵科學家圍繞首都戰略需求開展探索性基礎研究，形成新思想、新理論、新方法和新技術。
3.強化優勢特色，促進交叉融合。高度重視優勢學科，積極關注特色學科，大力促進學科交叉融合，努力培育新的學科增長點，切實推進北京地區學科可持續發展。
（二）培育創新人才
加強和相關人才培養計劃的協調與銜接，建立高效的基礎研究人才培養機制，積極推進首都基礎研究人才培養及團隊建設。
1.發現和培養青年人才。以培養青年科技人才為重點任務，逐步提高青年科技人員承擔基金項目的比例；積極聯合企業、行業資助高等學校、科研院所和企業的青年科技人才研究企業需要解決的關鍵技術基礎問題；著力培養青年人才的創新思維、科學前沿把握能力、科研能力、科研組織協調能力，為首都原始創新能力的躍升奠定基礎。
2.培養創新人才團隊。以國家和北京市重點實驗室、工程（技術）中心、重點學科為依托，以事關首都發展的重大科學問題為研究對象，以優秀中青年科學家為學術帶頭人和骨干，構建結構合理的學術梯隊，倡導合作精神，拓展合作視野，著力培養和建設一批具有較大影響力、創新成果突出的創新人才團隊；對以優秀科學家為帶頭人的研究群體給予持續穩定的經費支持，促進形成一批致力于攻克共同科研目標的優秀創新研究群體。
（三）深化合作交流
統籌利用各類社會資源，拓展聯合基金，積極開展跨學科、跨行業、跨區域的學術交流和合作研究，推進實質性合作研究。
1.建立與社會資源和國際組織合作的聯合基金。發揮市自然科學基金的導向作用，引導社會資源投入首都基礎研究，嘗試建立多種形式的聯合基金，提升相關領域、行業（企業）或區域的自主創新能力；圍繞首都發展的科學問題，吸引非政府組織、國際科研機構等開展國際學術交流與合作研究,增強科學基金引導科技資源配置的能力。
2.開展形式多樣的學術交流活動。繼續資助在京舉辦水平較高、影響較大、對首都學科發展推動作用較強的國際會議，拓展科技工作者的國際化視野，提升市自然科學基金國際影響力；針對首都需求和科學前沿選定主題，定期開展學術前沿交流、研究方法培訓，為青年科技工作者搭建長期學術交流平臺，打造具有首都特色的青年學術論壇品牌；以市自然科學基金資助項目為依托，邀請學術成就突出的境外知名學者，以暑期講習班、國際研討會和短期互訪等方式開展國際交流，促進基金項目研究水平的提高。
3.逐步探索實質性的國際科技合作。鼓勵和支持承擔市自然科學基金項目的科技人員與外國研究機構、科學家建立合作關系，共同申請市自然科學基金項目，開展實質性合作研究；在具備一定條件的基礎上，支持在京科學家和科研機構參與國際科研合作項目和國際學術組織，鼓勵高等院校、科研院所與海外研究開發機構共建聯合實驗室或研究中心。
（四）推進管理創新
樹立“管理即服務”的管理理念，提高基金項目全過程管理的科學化、規范化水平，進一步創新機制，提升管理績效，切實提高基金對自主創新的激勵效果。
1.優化基金資助體系。適時調整和優化基金資助體系，逐步形成由研究項目、人才培養、環境促進三大板塊構成的資助格局。研究項目板塊注重統籌學科布局、突出重點領域、推動學科交叉、激勵原始創新；人才培養板塊注重涵養后備人才、穩定青年人才、造就拔尖人才、培育創新團隊；環境促進板塊注重促進交流合作、優化學術環境。
2.創新項目資助模式。在目前以競爭性資助為主的基礎上，進一步探索穩定性資助模式。圍繞首都戰略性新興產業重點領域和方向，實行穩定支持，培育競爭優勢，力求重點突破；遴選一批優勢特色學科和團隊，通過統籌安排與重點扶持，實行連續滾動投入，加強基礎研究儲備和積累；針對項目研究成果優異并有望進一步取得重大突破的項目完成人，探索建立連續支持機制。
3.完善立項評審機制。進一步完善基金項目的立項評審標準和評價體系。強化項目指南和申請指南的引導作用，制定與完善限項申請規定，提高申請項目的質量，將項目申請數量控制在合理范圍之內；明確非共識項目邊界范圍，確定篩選標準和推薦程序，建立非共識項目評審機制，保護和鼓勵創新思想；完善復審機制，建立獨立的項目復審部門，制定具體復審辦法和程序，更好地體現科學基金的公平精神。
4.加強項目實施管理。探索基于不同學科特點和不同類型項目的全過程管理模式，建立針對不同類型項目的中期交流制度和驗收機制，采取多種形式進行項目結題審查，簡化工作程序，減輕科研人員和評審專家負擔。
5.建立項目績效管理機制。建立和完善尊重基礎研究發展規律、體現科學基金工作特點的績效評估機制。科學確定評估周期，建立第三方機構評估機制，探索開展有國內外專家參與的外部評估，建立績效信息反饋體系和工作機制。
6.加強多主體信用管理。分別建立針對不同主體的信用評價體系和信譽檔案。探索開展評審專家的后評估與信譽分級管理，建立評審專家隊伍動態管理機制和激勵約束機制；根據依托單位科研管理部門的不同信譽等級，定期表彰信譽良好的依托單位，充分發揮其示范作用；將項目負責人、參與人的信譽等級作為今后項目評審的重要依據。
五、優先資助領域與方向
按照“前沿引領，彰顯特色，突出重點，服務發展”的原則，重點圍繞首都人口資源環境矛盾、特大型城市建設與運行、區域競爭與產業發展、社會結構復雜化、城鄉區域協調發展等對基礎研究的需求，部署優先資助領域與方向，并為制定項目指南提供參考。
（一）數學
1.微分幾何與幾何分析
主要研究方向：黎曼幾何中曲率與拓撲的關系；度量黎曼幾何與亞歷山大幾何；Ricci流和幾何分析；復幾何；數學物理中的幾何問題；量子通訊及計算中的幾何問題。
2.數論與代數幾何
主要研究方向：自守形式的現代理論及其在數學物理中的應用；素數方程的遍歷理論與傅立葉分析；丟番圖方程；符號計算與計算數論；橢圓曲線與阿貝爾簇；不變量、分類學與參量空間；志村簇；編碼與密碼。
3.偏微分方程與動力系統
主要研究方向：幾何、物理和力學中的偏微分方程；非線性橢圓和非線性拋物方程；混合型、退化型偏微分方程；非線性發展方程；哈密頓動力系統；微分動力系統；拓撲動力系統；遍歷論；復動力系統；隨機動力系統；常微分方程的定性理論。
4.計算數學與科學計算
主要研究方向：復雜系統建模與科學計算；微分方程與代數方程高精度、高效率計算方法與分析；多尺度問題數值方法及其理論研究；有限元和邊界元方法；多重網絡技術及區域分解；數值代數。
5.概率論與數理統計
主要研究方向：不確定性非線性數學理論及其在經濟、金融、保險中的應用；滲流理論；大偏差理論與一般鞅論；馬氏過程及其應用；統計問題中的概率極限理論；統計設計與統計推斷的基礎理論與方法。
（二）物理學
1.新型光場的產生與調控
主要研究方向：超短激光脈沖的產生、整形與載波相位調控；超快過程的測量；相干波長光的頻率產生；高精密激光光譜；光子晶格中的光傳輸；超快超強激光與物質的相互作用。
2.太赫茲物理
主要研究方向：太赫茲產生、傳輸與探測；太赫茲光譜；太赫茲成像；太赫茲通訊。
3.三維空間光學圖像
主要研究方向：三維空間光學圖像的產生、傳輸與顯示；數字全息技術；三維傳感的新技術與新方法。
4.量子信息
主要研究方向：量子信息處理；量子糾纏和多組分關聯的物理實現與度量；單光子產生與探測；量子相干器件物理；量子光學；耗散理論和腔量子動力學；自旋的量子調控。
5.微納結構物理
主要研究方向：微納量子器件；單原子、單分子器件；微納結構及物理性質表征。
（三）化學
1.高分子、大分子、超分子及團簇
主要研究方向：高分子及大分子化學品合成與制備的方法學；分子量和產物結構可控的聚合反應；超分子功能化學品的結構設計、理論計算與實驗表征；高分子、大分子、超分子及團簇的時空多尺度效應及規律。
2.綠色化學與可持續化工過程
主要研究方向：有毒、耗能和重污染產品替代品的分子設計與合成；高效“原子經濟性”新反應及二氧化碳高值化利用；無毒、無害及可再生資源的高效轉化及利用；有毒有害原料或介質替代的清潔化工過程；綠色化工過程系統集成及評價方法。
3.功能化學品的分子設計、合成及過程集成
主要研究方向：具有特定功能的無機及有機精細化學品的分子設計、合成、結構調控及可控制備；大宗功能化學品生產過程中高效轉化、分離與過程節能的共性科學問題；新型催化材料的設計、合成及催化作用機理；新型高效反應器的反應-傳遞耦合規律與優化方法。
4.新型食品添加劑
主要研究方向：新型食品添加劑的分子設計、化學合成、構效關系、復配及結構性能；食品界面化學、食品風味化學控制的理論和方法；原料及生產工藝中影響食品安全的化學理論問題。
5.天然產物的化學提取及有效利用
主要研究方向：天然產物有效成分的化學鑒定、分離、純化及生物活性；天然產物中醫藥先導化合物的發現與提取；天然產物有效化學成分的結構修飾、構效關系與生命大分子相互作用的機理。
6.生物質化學轉化為能源的新方法及作用機制
主要研究方向：生物質高效轉化合成生物汽、柴油的作用規律及調控機制；生物質酶解作用機制及其新型酶制劑構建；新型生物質轉化反應器的設計與優化；生物質能源高效綜合利用新途徑。
（四）材料科學
1.支撐材料領域發展的科學基礎
主要研究方向：材料設計與制備的新理論和新方法；材料表征與測試的新原理和新技術；材料多尺度結構和力學性能的相互關系；材料在苛刻服役條件下的組織與性能演化；新型材料制備過程中形態結構的控制。
2.生態環境材料
主要研究方向：環境治理材料的設計及反應機理；建筑節能材料的性能與結構；高能耗工業過程的節能材料；可完全降解高分子材料的設計及降解機理；材料及產品全生命周期的環境負荷表征和評價方法。
3.能源材料
主要研究方向：能源轉換與存儲新機制；燃料電池關鍵材料；高效寬譜太陽能電池材料；二次電池材料；超級電容器材料。
4.生物醫用材料
主要研究方向：生物醫用材料的制備與表面改性；生物醫用材料與組織的相互作用；生物醫用材料的分子識別與生物導向；植入材料調控機制。
5.信息材料
主要研究方向：信息材料的設計與制備；高效信息轉換過程與機理；信息材料器件一體化設計。
6.納米材料
主要研究方向：納米材料的可控制備方法與原理；納米材料構效關系；納米尺度下物質輸運方法；納米材料復合組裝體系；納米催化材料；納米材料生物安全性評價。
（五）工程科學
1.機械設計
主要研究方向：真實機構設計理論；振動與噪聲控制及利用；機械產品動態特性與結構參數匹配規律；機械的驅動與傳動機理；零件與結構的安全服役；機械表面界面科學新理論。
2.先進機械制造
主要研究方向：高性能精確成形制造機理；高能束與特種能場制造機理；高精度數字化制造機理；綠色制造與再制造方法。
3.光機電一體化
主要研究方向：復雜機電系統集成機理；機械運行參數測量；新型傳感原理；基標準及相關測量理論。
4.可再生能源與新能源
主要研究方向：太陽能發電新方法；風力發電新方法；新型高效儲熱/儲能理論；生物質能源的高效清潔利用。
5.常規能源的高效利用
主要研究方向：常規能源綜合梯級利用；熱力系統新機理；化石能源的高效利用；CO2捕集和封存中的熱物理問題。
6.低品位能源熱功轉換
主要研究方向：新型低品位能源熱功轉換方法；余熱余壓發電及回收利用；小溫差高效換熱設備強化傳熱；地熱能利用。
7.建筑節能與交通節能
主要研究方向：建筑物的新型高效分布式供能；新型替代工質制冷理論；傳熱強化先進理論；常規能源汽車動力系統節能減排；新能源汽車動力系統節能減排。
（六）信息科學
1.納米級集成電路
主要研究方向：納米尺寸的MOS器件及存儲器件；微納傳感、能量獲取與轉換電路；可重構與容錯多核SoC；極低功耗電路、超高速混合信號系統；納米尺度SoC電子設計自動化、集成電路芯片測試、器件模型。
2.仿生機器人
主要研究方向：高性能仿生機器人；不確定環境下機器人實時感知；機器人自主控制。
3.云計算
主要研究方向：云計算環境中的海量數據智能化搜索；云計算環境中的信息安全；超大規模并行計算；虛擬化服務計算。
4.智能信息處理
主要研究方向：生物特征智能信息處理；專題信息智能搜索；跨語言信息檢索；信息化過濾和推送；網絡數據挖掘與理解。
5.未來寬帶無線移動通信
主要研究方向：網絡信道的建模與重構；有限頻譜資源與低能耗的高效寬帶移動傳輸與協同；多域多網協同無線網絡理論與網絡自優化；移動網絡組織與智能管理。
6.復雜巨型開放系統的平行控制
主要研究方向：大城市復雜巨型開放系統的建模；多系統協同優化控制；突發與應急情景下參數分析與決策機制。
（七）生物科學
1.生物大分子結構、功能及調控
主要研究方向：核酸、蛋白質、糖等生物大分子的生成、修飾、轉運、相互作用、活性調控及其結構與功能；生物大分子代謝調控的生物化學機制； 生物大分子空間結構預測與分子設計。
2.細胞信息系統及細胞命運的調控
主要研究方向：細胞增殖、分化、變性、衰老、死亡的基因表達、信號轉導、亞細胞器功能等分子機制；外源性因素導致細胞損傷的機制及其干預。
3.干細胞發育與分化
主要研究方向：干細胞發育和分化的分子機制；誘導性多潛能干細胞（iPS）的獲得及其功能；基于干細胞的臨床應用基礎研究。
4.生物防御系統的細胞與分子基礎
主要研究方向：免疫細胞發育、凋亡和調控的分子機制；新的功能性免疫分子及其受體的鑒定；植物防御系統中外源分子的識別、信號傳遞和防御機制。
5.生物種質資源
主要研究方向：優異生物種質資源的發掘、評價與保存；優異基因的鑒定、功能與調控機制；新種質材料的創制。
6.神經系統網絡的形成、功能與調控
主要研究方向：神經細胞的形成、發育、凋亡的分子機制；神經環路和網絡的形成與功能；神經網絡的信息處理與調控；學習與記憶、認知等高級整合功能的分子基礎。
7.性狀的遺傳網絡與遺傳規律
主要研究方向：性狀遺傳規律及其分子機制、全基因組系統分子方法及調控網絡的建立；性狀的全基因組關聯分析；不同遺傳系統間性狀變化的互作分析。
8.生物信息學基礎
主要研究方向：生物多組學數據整合的理論及算法；復雜生物網絡挖掘的數學模型及算法；生物大分子及相互作用中的結構計算與預測；分子、細胞、個體等多尺度調控預測模型；群體遺傳多態性和功能位點分析。
（八）農業科學
1.現代育種理論與方法
主要研究方向：分子設計育種理論與方法；生物分子標記、轉基因、雙單倍體、雜種優勢等方法利用；高通量基因型分析體系的建立；育種重要性狀參數快速采集與分析方法。
2.農產品質量安全
主要研究方向：農產品安全生產投入品創制的基礎研究；農產品生產環境檢測與監測方法；智能型、高通量、定量、快速檢測方法；農產品質量安全溯源。
3.動植物有害生物防控與預警
主要研究方向：重要動植物有害生物發生、流行與防控的生物學基礎與生理學、生態學機制；外來危險性有害生物入侵監測與預警；重要動植物有害生物的快速分子鑒定與種群結構遺傳變異。
4.植物營養與調控
主要研究方向：農作物高產、優質、抗逆栽培生理學與營養調控機理；土壤養分的生物有效化過程與途徑；根際互作的生態過程；土壤-植物-環境互作與調控。
5.設施農業生產與裝備
主要研究方向：設施作物品質形成及調控機理；設施作物水肥耦合機制與逆境生理；設施結構參數優化與裝備；設施農業的信息獲取、解析、智能決策及精準控制的理論與方法。
6.農產品采后、加工與冷鏈物流
主要研究方向：農產品采后生物學、生理學基礎；農產品冷鏈物流技術與裝備；農產品精深加工新技術、新方法；農產品副產物綜合利用。
7.農業資源與環境
農業水資源保護和利用的理論與方法；農業生態環境優化調控機制與效應評價；農業廢棄物無害化處理與資源化利用；退化、污染土壤修復；生態農業、循環農業的新技術、新方法與新途徑。
（九）醫藥科學
1.惡性腫瘤的發病機制和干預
主要研究方向：惡性腫瘤發生、發展及轉移機制；惡性腫瘤的預警、預防、早期診斷和個體化治療。
2.心腦血管疾病的發病機制和干預
主要研究方向：重要心腦血管疾病的發生、發展及轉歸機制；心腦血管疾病的預警、預防、早期診斷和治療。
3.重大傳染病與新發突發傳染病
主要研究方向：重大傳染病和新發突發傳染病的病原學、發病機制與傳播規律；重大傳染病和新發突發傳染病的診斷、治療與預防。
4.神經退變性疾病的發病機制和干預
主要研究方向：阿爾茨海默病、帕金森病等神經退變性疾病的病因、發病機制和生物標志物；神經退變性疾病的預警、預防、早期診斷和治療。
5.精神疾病的發病機制和干預
主要研究方向：抑郁癥、精神分裂癥等精神疾病的病因、發病機制和臨床評價體系；精神疾病的早期預測、綜合評估與治療的新技術和新方案。
6.代謝性綜合癥的發病機制和干預
主要研究方向：肥胖、高脂血癥、糖尿病等代謝綜合癥的發生、發展及轉歸機制；環境與遺傳互作對代謝綜合癥的影響及其機制；代謝綜合癥危險因素的分析、預警與干預。
7.免疫相關性疾病的發病機制和干預
主要研究方向：免疫相關性疾病的免疫識別、應答及調節機制；外源性移植物免疫排斥的機制；免疫相關性疾病診斷治療的新技術與新方法。
8.發育、生殖健康和出生缺陷
主要研究方向：內、外環境因素對生殖細胞發育、胚胎發育的影響；出生缺陷機制；免疫避孕及計劃生育新技術、新方法的基礎。
9.重大疾病的組學研究
主要研究方向：重大疾病的基因組學、蛋白質組學、藥物組學和代謝組學等研究；基于組學的重大疾病預警、診斷、治療的新理論、新技術和新方法。
10.公共衛生與食品安全
主要研究方向：公共衛生與食品安全相關風險因素評價及對策；食品安全相關檢測的新技術、新方法與新儀器的研究。
11.創新型新藥及相關技術
主要研究方向：重大疾病治療藥物的新靶點、新結構研究；新先導化合物、新生物藥物等的發現與優化；新劑型和新給藥途徑的研究。
12.重大疾病中醫藥治療
主要研究方向：具有明確重大疾病防治療效的中醫、中藥和中西醫結合手段的機理研究；重大疾病防治的中醫藥理論、技術、方法的傳承與創新。
13.重大疾病的生物工程學研究
主要研究方向：機體內生物學-物理學-化學的互作機制及其生物學意義；生理功能和重大疾病診治的生物工程新技術與新方法。
14.功能和組織修復及康復工程
主要研究方向：人體物理信號的提取與利用；人體生物組織修復；生物材料在醫學應用中的生物學改變及工程學設計；新型康復輔具的設計；康復評價與訓練的新方法。
（十）城建科學
1.建筑材料與建筑結構
主要研究方向：新型結構材料力學性能；住宅鋼結構體系模塊化設計；結構抗倒塌分析方法；結構性能化設計方法；新型建筑結構體系設計。
2.城市重大災害綜合防治
主要研究方向：城市綜合防災減災理論；城市災害綜合救援體系；城市建筑群應急疏散體系；多種災害信息綜合分析；結構全壽命健康監測與安全評估。
3.環境控制與節能減排
主要研究方向：建筑環境調控機理、手段與方法；室內環境空氣污染源檢測與凈化控制；新型空氣熱濕處理過程與方法；城市地下空間污染物的排放與控制；城鎮集中采暖系統節能關鍵技術。
4.橋隧結構及環境影響評價
主要研究方向：橋梁結構預應力體系；橋隧工程結構的減振與降噪；橋隧結構對環境影響的評價及對策。
5.城鄉規劃與城市布局
主要研究方向：超大型城市空間布局與生態規劃；村鎮土地利用與功能規劃；基于公共交通網絡的城市空間形態；中心城區交通節點一體化設計。
6.綠色建筑設計與歷史建筑保護
主要研究方向：綠色建筑內涵、指標體系及設計；歷史建筑信息采集；歷史建筑健康評價方法；歷史建筑保護、修復與再利用。
（十一）環境科學
1.水污染控制
主要研究方向：污水處理的過程優化；水污染控制的微生物學機制；水環境中特殊污染物的降解機理與阻斷技術；地下水污染過程與恢復；飲用水復合污染機制與控制；水資源保護與可持續利用的理論和方法。
2.大氣污染控制
主要研究方向：大氣污染的來源、變化及分布規律；大氣復合污染形成機制及控制方法；煙氣污染形成機制與控制方法；機動車尾氣污染控制；多種污染物協同處理與二次污染物抑制。
3.固體廢物處理處置與資源化利用
主要研究方向：固體廢物的無害化處理處置；城市生物質廢物的能源轉化機制；污泥資源化利用；危險廢物處理過程中有毒有害物質遷移轉化和環境風險控制。
4.環境監測與管理
主要研究方向：環境監測和環境分析新技術；資源開發利用的生態風險評價；區域環境過程調控。
5.環境污染控制化學
主要研究方向：環境介質中特殊污染物的污染過程及生態毒理學機制；環境污染物的來源、遷移轉化和毒性變化；典型生產工藝環節污染物的安全轉化。
（十二）管理科學
1.服務業發展與服務創新
主要研究方向：首都服務業發展模式；信息服務與北京經濟社會發展；知識資本主導下的服務管理創新。
2.資源環境政策
主要研究方向：北京市水資源消耗評價模型與方法；新能源產業政策與經濟發展模式；北京市低碳經濟發展的政策分析和路徑選擇；北京市人口承載能力研究。
3.城市大系統管理
主要研究方向：特大城市智能管理模型與方法；城市大系統工程理論與方法；社會網絡與群體行為；城市交通運輸瓶頸及優化方法；基于系統的大城市全過程安全風險控制管理。
4.人力資源與社會保障
主要研究方向：北京地區人才演化機理與結構需求；新形勢下北京地區創新人才配置機制；老齡化背景下的老年人服務體系；北京市流動人口管理政策。
5.首都經濟圈發展管理
主要研究方向：世界城市建設路徑和發展模式；北京文化創意產業聚集區管理機制；首都地區經濟發展規律與經濟管理機制；農業經濟與農業政策；城鄉一體化和區域協調發展的新理論。
6.科技創新與科技政策
主要研究方向：高新技術轉移與北京可持續發展；高科技企業家成長機制；核心技術研發與產業鏈形成模式；基于創新驅動的科技管理模式；面向創新型城市建設的科技政策。
（十三）交叉學科
1.仿生制造
主要研究方向：仿生功能結構制造；仿生感知、致動、控制原理；仿生器件的設計與制造。
2.微納制造
主要研究方向：微納設計；微加工原理；納米結構成形機制；微納復合加工機理；微納操作、裝配與封裝方法。
3.智能交通與軌道交通
主要研究方向：智能交通信息共享；道路網絡交通流優化組織；綜合交通樞紐的交通組織方法；北京市公共交通管理政策研究；軌道交通數據庫及信息化平臺研究；軌道交通全自動駕駛系統；軌道交通車輛在途監測與預警研究；列車和機電設備節能優化控制模型。
4.環境生物技術
主要研究方向：污（廢）水、廢氣及生物質廢物利用中的現代生物技術；快速生物檢測技術和生物毒理學評價體系；土壤生物修復。
5.重大社會安全事件的應急處理
主要研究方向：社會系統的全過程安全風險控制管理體系；重大社會安全事件預警與應急決策的理論和方法；重大復雜社會安全系統的全生命周期管理模型；重大社會安全事件的建模理論、仿真分析技術和方法；重大社會安全事件的網絡輿情治理；城市應急綜合體系建設的關鍵問題。
六、保障措施
（一）加強發展戰略研究
圍繞首都基礎研究長遠發展，著力強化戰略籌劃。把握首都發展戰略需求，跟蹤學科前沿動態與趨勢，凝練重大科學和關鍵技術問題，開展學科發展、人才培養、基金管理等戰略研究，不斷提升戰略調控能力；定期修訂規劃、編制具有較強導向性和操作性的項目指南與申請指南，發揮市自然科學基金在首都科技發展中的引導作用，切實提高規劃和項目指南的科學性、戰略性和前瞻性；充分發揮科學家群體和有關學術團體的決策咨詢作用，廣泛征求專家學者、依托單位、政府部門等社會各界對基金發展等各方面的戰略和政策咨詢意見。
（二）逐步提高經費投入
保障財政經費投入。立足保障首都基礎研究持續穩定發展、夯實自主創新科學基礎，根據國內外科技創新政策和基礎研究發展趨勢，分析我市基礎研究發展形勢和市自然科學基金申請狀況，把握首都基礎研究隊伍發展動態，科學預測經費需求，積極爭取財政資金持續穩定增加市自然科學基金投入，提高項目資助強度。
引導社會多元投入。充分發揮市自然科學基金的品牌效應和輻射效應，進一步加強與有關部門、事業單位、社會團體和企業的戰略合作，建立聯合資助機制，積極引導自然人、法人或其他組織通過與市自然科學基金聯合資助、向市自然科學基金捐資等方式資助基礎研究，促進科技資源共享，不斷建立完善以財政撥款為主、社會各界共同參與的多元化基金投入體系。
（三）提高管理服務效能
完善基金規章制度。以市政府頒布實施的《北京市自然科學基金管理辦法》為依據，針對市自然科學基金項目的全過程管理，研究制定相關管理辦法與實施細則，形成較為完善的科學基金規章制度體系。貫徹北京市財政與財務管理的法律法規，健全財務管理體系，提高財務管理效率。
強化部門溝通協作。注重市自然科學基金與全市科技工作的銜接，以及與政府其他相關部門的交流合作，探索建立長效合作機制，加強面向需求的宏觀引導，發揮市自然科學基金在首都科技創新體系中的重要作用。
加強基金內部管理。規范內部管理，強化服務職能，提高績效管理能力；加強培訓和職業素養教育，不斷總結推廣行之有效的基金工作經驗；推進內部管理的程序化、規范化，提高基金管理效能；樹立工作人員信用理念，構建廉政和職業道德風險防控工作機制，提高依法行政能力。
（四）提升信息服務水平
建立并完善市自然科學基金網絡化工作平臺。建設評審專家的智能選派信息系統、非共識項目評審系統、會議評審系統、專家信用管理系統、項目數字檔案管理系統、項目預算管理系統、成果管理系統、市自然科學基金辦內部辦公系統等，實現基金項目全生命周期的網絡化管理；充分利用國家和其他部門的信息資源，構建基礎信息服務數據中心，逐步實現基金項目信息共享，為基金管理決策提供支撐。
（五）營造創新文化氛圍
突出首都需求的戰略導向，營造著眼長遠、穩定支持、鼓勵探索、寬容失敗的良好環境。加大宣傳力度，通過電視、網絡、報刊等媒體對科學基金進行宣傳報道，促進社會各界對自然科學基金的認知和重視，爭取各方支持。通過宣傳市自然科學基金優秀成果、杰出人才、創新團隊，弘揚求真務實、勇于創新的科學精神，不畏艱險、勇攀高峰的探索精神，團結協作、淡泊名利的團隊精神，服務首都、報效社會的奉獻精神，加強建設尊重科學、公正透明、激勵創新、誠實守信的科學基金文化，不斷擴大市自然科學基金品牌影響力。
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