基于超高指向精度和超高稳定度的新型卫星平台，中国首颗太阳探测科学与技术试验卫星“羲和号”搭载的科学载荷Hα成像光谱仪在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测，像元光谱分辨率0.024 Å，全日面扫描时间46 s，空间分辨率1.2"。论述了利用“羲和号”的高质量科学数据，国内外学者在太阳活动的低层大气动力学过程，太阳暗条的形成、演化和爆发，以及太阳和恒星爆发的比较研究中取得的系列原创科学成果。

“夸父一号”卫星(ASO-S)是中国首颗综合性太阳探测专用卫星，在轨测试和试运行近1年，2023年9月底正式进入科学运行阶段。以“夸父一号”卫星的3台载荷数据利用为主线，重点介绍了卫星科学运行不到一年半时间(截至2025年2月)所取得的初步观测研究成果: β型黑子衰减的磁对消作用、耀斑硬X射线准周期震荡的综合诊断、双视角硬X射线成像联合分析、360 nm白光耀斑的观测特性、Lyα卡林顿图等。未来，使用ASO-S观测数据，结合国内外其他先进太阳观测卫星数据，可联合开展多波段乃至立体观测研究，有望在“一磁两暴”的本质及关联性方面取得重要进展。

介绍了中国科学院云南天文台澄江抚仙湖一米新真空太阳望远镜（NVST）的观测系统，总结近10年来国内外科研人员利用NVST观测数据在磁重联的观测特征及其精细物理过程、太阳暗条结构及其形成和演化、日珥的精细结构及其动力学演化、太阳小尺度活动、光球活动的精细物理过程、图像处理与特征识别方法等方面开展的亮点科研工作。展望了未来国内外地基大口径太阳望远镜可能解决的日冕加热、局地发电机、太阳爆发活动触发机制等科学问题。

阐述了国际太阳射电研究具有在更宽频带上实现射电频谱成像的发展趋势，指出了太阳射电观测的重要性和独特性。研制并建设了中国明安图射电频谱日像仪，以开展太阳大气中爆发活动的宽频带连续谱-像结合的三维射电成像研究。展示了太阳射电观测和三维射电成像结果及其在太阳物理和空间天气中的重要作用，指出了明安图射电频谱日像仪可重点研究驱动太阳爆发的日冕磁场结构特征、太阳风的起源及其加速机制等多类问题，并有望探究太阳爆发活动在行星际空间的传播规律、三维日球层结构特征等重要科学问题。

2024年5月10—11日，太阳活动区（AR）13664爆发了自卡林顿事件（1859年）以来最强的太阳风暴事件之一，引发了G5级地磁暴（地磁扰动指数达-412 nT）和全球范围的极光现象。AR 13664呈现致密复杂的磁场分布，伴随快速磁场演化与高活动性，如丰富的磁场浮现、拓扑重构与产生多个耀斑和日冕物质抛射（CME）等。由此AR 13664是否代表强烈太阳爆发的能量积累和释放的典型过程，使其成为研究磁场复杂度、能量存储与释放机制、强烈太阳爆发成因的理想对象。综述了目前相关研究成果，聚焦基于多波段观测、磁流体力学建模和非线性无力场外推，揭示AR 13664从磁通量浮现到近地空间响应的全链条物理过程。围绕AR 13664的研究结果表明：（1）该活动区表现出极高的磁通量浮现速率，峰值可达2.2×10²² Mx/d，迅速形成复杂的βγδ型磁结构，总无符号磁通量高达1.35× 10²³ Mx，为能量的高效存储奠定了磁拓扑基础；（2）磁拓扑分析结果表明，磁能释放过程与准分割面（QSL）及多重电流片的演化高度相关，揭示了局部非势能区的能量释放机制；（3）多阶段磁剪切过程被清晰观测到，表明磁绳结构的逐步形成与不稳定性增强，与随后爆发的12次X级耀斑和多个晕状CME密切相关；（4）相关CME具有跨赤道日面源区大尺度结构，在日地空间快速传播，最快投影速度超过2000 km/s，其行星际结构在1 AU处表现为强烈的南向磁场（行星际磁场z轴分量Bz最小达到-50 nT），对地球磁层造成剧烈冲击，诱发强磁暴和电离层扰动过程。这些研究系统描绘了极端空间天气事件从太阳源头到近地空间的全链条演化过程，为太阳爆发的触发、能量积累释放，以及传播机制提供了创新性理解，为建立更加准确和可预报的空间天气模型提供了重要的研究基础。

重点研究了2024年5月10—11日特大地磁暴事件的系列太阳爆发的“先锋官”，即发生在5月8日的X1.0级耀斑的触发过程。多波段观测显示，该事件的太阳源区包含2个密不可分的活动区AR13668和AR13664。活动核心区存在4个暗条，相应的高温波段表现为4组亮的热冕环结构，对应非线性无力场模型中的1个扭缠磁绳和3个弱扭缠的剪切磁拱。分析X1.0级耀斑的复杂触发过程，发现其伴随2个M级耀斑和2个热通道的爆发。发生在第1个M级耀斑期间的热通道HC1的爆发为热通道HC2形成后便迅速进入快速上升相提供了有利条件，而HC2的快速上升又推进了HC1的快速爆发，最终二者合并为一体成功抛出后，形成一个晕状日冕物质抛射。多波段观测和非线性无力场联合分析表明，热通道HC2的形成是光球磁对消引发的2组剪切磁拱的缰绳截断磁重联所致，该过程发生在第2个M级耀斑期间，随后热通道HC2的快速上升触发了X1.0级耀斑的开始。揭示了2024年5月特大地磁暴的首个日面爆发触发的复杂过程，即多个耀斑和热通道爆发的耦合，推动对极端空间天气事件日面爆发的触发过程的深入理解。

组织韧性是组织在遭遇严重风险时维系生存进而实现持续发展的根本。研究灾害情景下的组织韧性，目的是搭建韧性理论研究与应急管理实践的对话通道，以组织韧性研究的丰硕成果和管理启示指导灾害应急管理的研究与实践。基于灾害情景下的组织韧性研究问题，采用Citespace梳理领域核心文献，提炼出灾害风险治理、灾害韧性的复杂系统、韧性评估、社会心理与公共安全治理、城市韧性规划、技术赋能韧性治理6大研究主题；在此基础上，构建了基于灾害应急管理全过程的组织韧性分析框架，涵盖灾害前的预防与准备、灾害中的快速响应与短期恢复、灾害后的长期适应与反超能力；未来研究需关注虚拟组织韧性培育、多主体协同机制优化及组织韧性动态演化机理，以应对灾害情景下的复杂挑战，为提升组织综合抗灾能力提供理论支撑与实践路径。

巨灾灾后恢复重建是一项开放复杂的系统工程。基于系统工程视角解读中国巨灾灾后恢复重建的历史发展。首先定义了巨灾和划分标准，据此梳理新中国成立以来巨灾事件。其次，采用霍尔三维结构模型和物理—事理—人理系统方法论，从发展阶段、关键活动、科学技术3个要素构建了巨灾灾后重建系统结构。然后，通过分析典型巨灾灾后恢复重建的具体措施及其与人地关系演化的关联，揭示了巨灾灾后恢复重建系统的传统、可持续和智慧模式。最后从体制优势与法律保障，跨部门协调与信息共享，智能监测与精准需求评估，基础设施与文化建设，巨灾救助与巨灾保险5个方面总结出中国巨灾灾后恢复重建的历史经验。

随着全球气候变化和城市化进程加速，洪水、地震和台风等自然灾害对人类社会构成了严重威胁。信息技术的发展为防灾减灾救灾体系提供了新的动力和可能，极大地提升了灾害管理的效率和效果。综合分析了信息技术在防灾减灾救灾体系中的关键应用，讨论了信息技术在提高灾害响应速度和减少人员伤亡方面的潜力，即信息技术的应用显著提升了灾害预警的精度和响应速度，为减少灾害损失提供了技术保障。随着信息技术的进一步发展和多源数据的集成应用，灾害管理的智能化和精准化将得到持续提升，为社会提供更加稳健的安全保障。

巨灾之后住房恢复重建关系到城乡社会稳定和治理水平，既是生存基础的重建，也是社会关系和治理能力的再建，必须着眼于实现现实社会治理能力的恢复和未来再次发生巨灾如何降低损失2个层面进行谋划。从巨灾后恢复重建中政府和市场合作模式理论研究出发，提出从住房恢复重建的实践看，离不开政府和市场2方面的共同推动；市场可以比较高效地解决社会力量参与重建的激励问题；政府可以更有力地解决社会治理能力的恢复和未来的防灾减灾问题；同时，实践表明唯有政府和市场合作才能实现2方面的较优解，在“常态社会—非常态社会—常态社会再建”的过程中公平合理与和谐地处理好私人物品与公共物品的供给，在灾后住房重建过程中同步实现以城乡治理现代化为导向的社会再建。基于住房恢复重建的2个样本地区数据分析，提出了政府与市场边界法律构造的3个经验与启示，提出巨灾后住房重建过程中应以城乡社会治理现代化为基本考量，通过建立以国家补助和市场灾后保险制度结合的灾后住房重建资金支持体系，激励企业等市场力量参与住房重建，并同步从政策法律层面对住房重建和社会再建进行双重规制。

以2008年汶川地震重灾区的12个县（市）为研究对象，探讨灾前和灾后经济、社会和制度韧性的时空演变规律。研究结果显示，尽管汶川地震对各地区造成了严重破坏，但在有效的政策支持和资源分配下，各地区的经济、社会和制度韧性水平逐年提升。基于研究结果提出了优化资源分配与基础设施恢复、提升社区参与度与自我恢复能力等策略，以进一步提升地质灾害易发区的经济、社会和制度韧性，实现更加安全、可持续的发展。此研究为政府和决策者制定更有效的灾害应对和恢复策略提供了实证依据，促进了灾害管理和韧性建设的科学化和系统化发展。

山区地形复杂，暴雨易导致山洪暴发，洪峰汇聚到山前平原，形成严重洪涝，特别是在防灾能力薄弱的发展中国家。因此，亟须辨识山前平原的洪涝灾害风险，以提供科学的防洪减灾指导。以2022年巴基斯坦特大洪涝灾害中受灾严重的俾路支省西北部山前平原区为研究区，从下垫面、气候2类因素选取洪水产汇流集指标，利用组合赋权规则对层次分析法和均方差决策法作权重分配，结合不同地表类型、基础设施及经济发展水平差异构成的抗洪涝风险能力，综合计算研究区风险。结果表明基于组合赋权规则的洪涝淹没程度预测符合实际，其中预测淹没范围包含90.31% 的实际淹没范围，所得结果中极高风险主要位于耕地多、地势低、抗洪条件弱的洪水易聚集区域。

美国、俄罗斯、日本、韩国、欧盟等世界主要海洋国家和地区，以及联合国等主要涉海国际组织出台多部中长期海洋战略和规划，加大力度推动重点海洋科技领域发展，力图在海洋基础研究、深海科技、北极领域科技、航运业、海洋可再生能源，以及海洋电子信息技术领域取得突破和进展。未来中长期世界海洋科技将呈现诸多新的发展趋势。从世界主要发达国家和主要涉海国际组织出台的规划角度总结分析世界海洋科技发展在海洋基础研究、深海领域、船舶航运业、海洋可再生能源开发、全球海洋观测等领域的主要趋势，梳理总结中国海洋科技仍存在诸多短板，如基础研究水平与世界海洋科技强国仍有差距、深海技术装备创新不足关键核心技术仍依赖进口等。在此基础上，建议加强海洋科技基础研究，加强重点海洋技术领域的攻关力度。

在梳理“新质生产力”提出背景、权威定义的基础上，系统探讨了海洋新质生产力的概念、内涵、理论体系及实现路径。研究指出，海洋新质生产力是以海洋科技创新为引领，依托海洋技术创新的重大突破，为实现海洋生产要素的创新性配置，推动海洋产业深度转型升级，催生的现代海洋先进生产力。从宏观、中观、微观3个维度分析海洋新质生产力的核心内涵。构建了一个以创新为指导，“新”和“质”分别居于首尾，“要素深化、技术变迁和产业迭代”为主干，“产业体系、绿色生产、生产关系、教育科技”为通道，“新发展理念”为载体，形成1个核心、2个方向、3个主干、4个要点、5个要求的理论分析框架。提出以高质量发展为首要任务、以科技创新为核心动力、以高素质劳动者为主力军、以绿色发展为必由之路的海洋新质生产力实现路径。

全球海洋观测系统（GOOS）作为全球重要的海洋观测网络，致力于整合持续性的海洋观测活动，为气候政策、灾害预警、天气预报、海洋资源管理等关键领域提供统一的数据支持。随着技术的持续进步，国际科学界及政策圈声称基于浮标、海洋滑翔机、船舶、海平面、高频雷达、动物传感器的监测，尤其在国家管辖范围内的海域监测方面，面临若干治理挑战。这些挑战包括法律程序与实际操作的不协调、预先通知的难题、争议海域监测许可问题，以及新技术应用的国内许可程序的缺失等。目前，政府间海洋学委员会（IOC）等国际机构已经开始采取措施应对这些挑战。对此，中国应加速海洋观测技术的创新与发展，积极参与全球海洋观测事务，加速培育国际海洋科技治理的专业人才，以有效应对全球海洋治理可能出现的变革。

海洋科技水平是衡量一个国家科技实力的重要标志，在全球绿色能源低碳转型的大趋势和“双碳”目标引领下，海洋能源资源成为保障中国能源安全的重要增长极。选取海洋领域具有代表性的6个子领域，通过综合分析工程科技发展态势、发展需求与挑战，运用技术预见战略研究方法，结合经济社会发展愿景，创新性地凝练出了10项关键技术、10项共性技术和3项颠覆性技术，提出了具备先进的自主的海洋装备和技术体系、提升海洋能源和资源绿色开发能力、建立海洋安全和战略利益技术保障体系“三位一体”的2040年中国海洋工程科技发展战略框架，以及6项海洋科技重大工程：海上能源综合开发示范、全球智能空天地海一体化海洋信息组网、海洋矿产资源绿色开发、海洋环境全方位监测组网建设、极地与大洋公海生物资源开发和中国海洋专属经济区渔业绿色开发。研究建议：加强海洋工程科技领域的顶层设计，做好统筹规划；发挥体制机制优势，实现产学研用一体化集成应用；强化自主创新，形成技术装备高质量发展；深化国际交流与合作，提升国际话语权；创新海洋人才体制机制，加强人才培养和成果转化；加大研发投入，把握跨越式发展新机遇，助力中国早日实现海洋强国的宏伟蓝图。

生物多样性监测是生物多样性保护的重要基础性工作。传统的生物多样性监测耗时长、成本高、效率低、人为影响大，难以实现大范围、长时间的连续监测，无法保障业务化运行、支撑美丽中国建设的要求。基于新设备和新技术提出了生物多样性智慧监测体系的概念，通过地面监测和遥感监测相结合，以红外相机、声纹记录仪等被动式调查设备为主，依靠物联网、人工智能和环境DNA等前沿技术，实现监测数据自动采集、物种智能识别，支撑生物多样性的调查、监测、评估和预警。概述了浙江省丽水市生物多样性智慧监测体系建设试点的工作进展，通过对植物、哺乳动物、鸟类、两栖爬行动物、昆虫和水生生物等类群的智慧监测技术体系构建，为中国生物多样性智慧监测体系业务化运行提供了实践案例和理论支撑。

随着人类社会和经济的快速发展，气候变化等因素促使全球生物多样性急剧丧失。植物是生物多样性的核心组成部分，通过迁地保护来拯救濒危植物已经成为植物园的核心工作。总结了基因组测序技术对植物保护的发展和迁地保护的成效与现状，基因组技术为准确识别濒危植物的分类地位、探索濒危植物的种群演化动态和濒危原因、解析全基因组水平的遗传多样性及其对未来气候的适应能力提供了可能。提出基因组学在挖掘功能性和适应性变异基因、鉴定评估物种遗传风险和调控生长发育及次生代等方面有助于濒危植物的保护研究，并针对基因组时代如何推动未来的迁地保育，提出应对建议和未来发展趋势。

基因组、转录组、表观组等多组学数据，因含有丰富的生物分子遗传信息，对生物遗传多样性的研究以及生物多样性的保护具有重要意义，但这些不同层面的组学数据不仅数据量大，而且分散在不同的数据资源网站甚至文献中，对数据的获取、共享、再整合利用等带来很大的挑战。为促进生命科学领域多组学数据的快速递交和及时共享，国家基因组科学数据中心（National Genomics Data Center，NGDC）构建了多个基础数据汇交平台。同时，为了充分整合和挖掘已有组学数据资源，构建了多个家养动植物的多组学整合资源库以及知识库。目前，NGDC形成了综合的多组学大数据资源体系，这将对生物多样性保护，包括物种鉴定、濒危物种保护、育种、生境变化监测等起到重要支撑作用。

将景观生态学原理与分析方法运用到察汗淖尔流域的生态安全评价中，从景观结构出发，通过斑块密度（patch density，PD）、景观形状指数（landscape shape index，LSI）、景观分离度指数（landscape division index，DIVISION）和景观聚集度指数（landscape aggregation index，AI），对察汗淖尔流域2010年和2024年2期的生态安全状况进行了评价，并开展了动态变化分析。与此同时，计算了该时间范围内流域生态系统的相互转换强度和综合动态度。结果表明，2010—2024年，流域和建设用地森林面积呈现上涨的趋势，草地面积呈现下降趋势，而盐碱地面积显著上升。综合分析格局指数值PD、LSI、DIVISION、AI的空间分布规律表明，大部分景观破碎度呈下降趋势，其中，耕地和森林的景观破碎度的下降较为显著，湿地的景观破碎度的增加较为急剧。在该时间段内，察汗淖尔土地覆被转类指数和土地覆被综合变化率分别为47.36% 和20.54%，表明土地覆被类型仍然在向较好的方向转变。

药物研发作为现代医药产业的核心驱动力，面临传统模式“高投入、长周期、低产出”的困境，亟需突破以应对日益复杂的健康需求。人工智能（AI）技术的快速发展为药物研发带来了革命性变革，其在蛋白质结构预测、蛋白质设计、抗体药物设计及小分子药物设计等领域的应用显著提升了研发效率与成功率。深入分析了AI在蛋白质结构预测中的突破及其在靶点发现、虚拟筛选等环节的应用潜力；探讨了AI驱动蛋白质设计从结构预测到功能创新的闭环模式；剖析了AI在抗体序列优化、亲和力成熟及新型抗体设计中的作用；梳理了AI在小分子药物靶点识别、虚拟筛选及ADMET优化中的最新成果。指出AI应用中面临的数据质量、模型可解释性及实验验证等挑战，并展望了多模态数据融合、动态行为预测及自动化平台的未来发展方向。通过全面剖析AI赋能药物研发的现状与问题，旨在为加速新药创制、提升人类健康福祉提供科学视角与思考启示，提供一个关于AI赋能药物研发领域科技问题的全面且深入的视角，并激发对未来发展方向的思考，以期促进AI技术在药物研发领域的更有效应用，加速新药创制进程，最终惠及人类健康

深海探测是开发海洋资源、研究地球演化和保护地球生态系统的关键技术。综述了2019—2025年深海探测技术的主要进展，包括潜水器、传感器、通信、能源等领域，展望未来5~10年的发展趋势。介绍了深海探测的重要性和面临的挑战，以及深海潜水器、传感器与观测、采样与分析、通信与导航、能源，以及大数据与人工智能等多方面技术的现状。分析表明，智能化、长续航和原位实验技术将成为核心方向，但高压环境适应性、能源供应和数据传输仍是主要瓶颈。探讨了智能化与自主化、长续航与能源创新、成本革命等未来发展趋势。期望对推动深海探测技术的可持续发展起到一定的指导作用。

剖析了“双碳”目标下甲烷管控与减排的战略布局。现阶段，甲烷管控已取得初步成效。“空-天-地”立体监测精准定位排放源，能源开采前端采收率提高，农业中水稻种植与畜牧业源头控排技术成熟，甲烷气候投融资体系也为减排注入资金活力。但甲烷减排面临的挑战依旧严峻，在能源领域，传统煤炭资源开采利用流程中甲烷泄漏、油气系统逃逸排放阻碍绿色转型；在农业领域，水稻厌氧、畜牧肠道发酵与粪便处理致甲烷逸散突出；在废弃物处理环节，固废填埋与工业废水厌氧发酵产生大量甲烷。为此，提出通过跨领域协作，打破能源、农业、废弃物处理行业界限，构建联动减排体系，同时兼顾能源安全与“双碳”目标，稳步推动能源结构绿色、低碳化发展，保障能源供应，整合教育、科研、人才优势，多学科交叉融合，布局国家级科创平台，攻克甲烷管控技术难题。未来，借助持续技术创新、精准政策优化与深度国际合作，中国有望突破甲烷管控困境，大幅削减排放，助力“双碳”目标实现，为全球气候治理添砖加瓦。

基于光学方法的量子真空测量技术凭借其在测量量程拓展与不确定度突破方面的显著优势，成为支撑深空探测、半导体制造、新型装备研发等战略领域创新发展的关键技术。从光量子与气体分子相互作用机理出发，介绍了法布里-珀罗腔光学干涉、冷原子碰撞损失、光谱吸收等量子光学方法反演真空参数的理论模型创新与实验装置突破，系统综述了国际研究机构在该领域从基础研究到工程转化的最新发展态势。深入分析揭示了现有量子真空测量技术体系存在的瓶颈问题，进而从量子真空基准构建、微型化器件集成等技术路径，展望了量子真空测量技术的演进发展方向。

冰刻技术（ice lithography）是一种基于电子束与低温材料相互作用的新型微纳加工方法，通过将特定气体在低温衬底表面凝结成固态冰胶，利用电子束辐照实现纳米精度的图案直写与转移。冰刻技术自提出以来凭借其独特优势快速发展：一是冰胶对电子束的低敏感性支持加工过程原位观察，可实现高精度套刻；二是冰胶可均匀覆盖非平面衬底，突破传统加工工艺对衬底平整度的依赖；三是冰胶经过升温即可去除，可实现全程无须溶剂的绿色加工，为敏感易损材料的加工提供了解决方案。回顾了冰刻技术的发展历程，从技术特点、加工精度、设备演进、工艺应用等方面总结了冰刻技术的重要成果和进展，并对未来的发展方向进行了展望。希望能激发跨学科的前沿研究，挖掘冰刻这一新兴技术在三维光电器件、生物传感、柔性电子等领域的应用潜力。

面向2040现代化强国发展战略需求，以新材料、新质生产力和新产业融合发展为驱动，全面梳理强国战略和相关国家政策与行动纲要对前沿性-颠覆性关键技术和关键材料发展的共性需求，阐述了材料基因工程核心关键技术的发展与革新为人工智能数据基础设施、材料大模型基座、新材料研发及其产业应用等关键核心技术创新奠定重要基础。人工智能将进一步促进高通量智能计算软件/工具的开发、从高通量实验到自主实验范式革新并加速材料智能体的发展、数据资源节点和平台与数据标准规范的建设、新质生产力和新材料产业发展以及教育范式变革和新一代生力军培养。材料基因工程与智能科学的融合，正在以“理论重构、技术赋能、产业牵引”三位一体模式，重塑材料科学与技术以及教育的底层逻辑。它不仅是单一学科的升级，更是一场涉及科研范式、产业生态和人才培养模式的系统性变革，将为新材料、新兴产业和未来产业等重点领域培养复合型人才。

全球能源需求不断增长，钙基电池因其资源丰富（钙在地壳中的储量约为锂的2500倍）、电化学性能优异（体积比容量高达2073 mA·h·cm^-3）以及环境友好等优势，被视为下一代高性能储能技术的有力竞争者。然而，钙基电池的发展仍面临多重挑战，包括金属钙难以实现高效可逆的沉积/剥离、电解液体系电化学稳定窗口有限，以及高性能正极材料匮乏等关键问题。系统梳理了近年来钙基电池领域的研究进展，重点围绕钙负极优化、电解液优化、正极反应体系设计以及新型电池结构构建等方面展开综述。针对当前技术瓶颈，归纳了代表性研究中提出的机制理解与技术策略，探讨了钙基电池在储能场景中的潜在应用前景，提出未来可以优化钙离子的溶剂化结构和界面动力学、扩大离子扩散通道并缓解体积膨胀、提升电极材料的氧化还原电位和容量、开发高性能柔性钙基电池等方面作为发展方向，旨在为推动钙基电池技术突破提供全面的理论依据与技术参考，推动钙基电池走向实际应用，并最终实现其在储能领域的全部潜力。

综述了国际托卡马克型核聚变装置的发展、现状及未来展望。阐述了聚变能相对其他能源所具有的安全性高、燃料储量丰富、能量密度高、不会产生二氧化碳等温室气体、环境友好等优势；回顾了托卡马克的发展历程，从20世纪50年代托卡马克概念的提出到如今国际热核聚变实验堆的建造，重点介绍在国际上产生过重要影响成果及取得了重要关键技术突破的著名托卡马克装置，如那些验证了可控核聚变的科学可行性，获得了最高聚变能增益，创造了等离子体三乘积世界纪录，获得最高等离子体温度，发现了重要物理现象、机理与机制、发现或提出了新的或先进的运行模式的托卡马克装置；分析了托卡马克聚变堆尚待解决的诸如燃料循环、氚自持、材料等关键科学与技术挑战；最后展望了聚变堆托卡马克的未来发展方向及聚变能商业化前景。旨在为核聚变研究领域提供参考。

环状适配体作为一类具有闭合环状拓扑结构的核酸分子，凭借其独特的核酸外切酶抗性、优异的热力学稳定性及与滚环扩增技术的高度兼容性，已成为食品安全、环境监测及疾病诊断领域的优良分子识别探针。系统阐释了环状适配体的合成方法、高效筛选策略、结构与功能理性设计、滚环扩增驱动超灵敏检测与多价探针应用，并对环状适配体的大规模高效合成技术、人工智能辅助结构设计以及面向复杂生物基质互作解析的动态筛选模型开发的未来发展趋势进行了展望。

从水源、水厂、管网及风险控制方面阐述了饮用水安全保障的发展现状，总结了饮用水安全领域20余年来在水质风险识别与评价、水源修复、水质净化、管网输配以及农村供水方面的重要成果，在监测设备国产化及能力提升、城镇龙头水稳定达标和农村供水提质等方面取得重大突破，创建了饮用水安全保障技术体系。分析了在新时代美丽中国建设目标下，饮用水安全保障领域面临的水源水质波动、新污染物风险及厂网智慧化程度有待提升等技术挑战与难题，如新污染物去除效率低、毒性副产物缺乏风险控制、化学药剂使用量高、流程繁琐等，并提出了未来要发现的水质净化新原理及新方法、研发水质净化新工艺及新技术、构建高品质饮用水技术体系及未来水厂的发展方向。

随着中国污染控制进入深水区和“双碳”目标的提出，传统污染源治理技术在碳污协同减排和多介质污染协同控制等方面面临诸多挑战，亟需探索环境治理新范式。针对城市环境复合污染治理难题，将污染控制由排放源拓展至环境过程，论述了通过人工手段强化城市环境的自净功能，利用自然界的光、热、风、氧、水等条件实现污染物的环境过程净化，耦合气-水-土多介质人工强化环境自净技术构建“自净城市”，有望成为环境保护工作新的增长点，从而巩固当前污染源排放控制的成果，保障环境质量持续改善。在此基础上，对污染物环境过程净化、自净城市的理论与技术进行了介绍，如将气–水–土多介质人工强化环境自净技术在城市区域进行多场景、多过程、全方位应用，以提升城市环境容量，持续改善城市环境质量，并对城市环境污染物自净过程与机制、人工强化自净材料与技术、多介质环境自净应用策略与方案、城市环境自净能力评估4方面提出了发展建议。

土壤健康是指土壤可持续支持植物生产力、保持环境质量、促进动植物和人类健康的能力。土壤健康直接关系到土壤资源可持续利用和社会经济可持续发展。在论述土壤健康概念内涵及研究现状的基础上，探讨了面向土壤健康的土壤生态调控原理与技术体系，提出从改善土壤环境和调控土壤生物系统2方面管理土壤健康，并特别强调了根际微生物组在土壤健康管理中的重要作用；以保护性农业为例，介绍了通过生态工程措施维持农田土壤健康的基本原则和具体实践。最后，展望了土壤健康研究的未来方向，提出构建中国土壤健康管控系统等建议，旨在提升公众对土壤健康的认知，推进土壤健康研究，为中国土壤资源永续利用提供科技支撑。

矿产资源的开发和利用是维系现代社会经济发展和人类活动的重要基础。然而，近百年来各类矿产资源的开采和加工产生了大量尾矿矿渣，严重威胁着生态环境和人类社会的可持续发展。如何实现尾矿区的生态重建成为实现可持续矿业的关键。在分析传统尾矿生态修复技术不足的基础上，提出基于土壤发生学原理的尾矿生态修复新策略，即尾矿成土生态工程。具体而言，本策略将尾矿视为成土母质矿物，通过系统性生态工程手段加速成土过程，并逐步将其改造成具有多孔物理结构和化学缓冲特性，能够承载生态功能的稳定类土基质，从而实现对尾矿区的生态重建。尾矿成土生态工程需综合考虑尾矿的特性、本地微生物和植物物种资源及气候条件，因地制宜设计技术路线，构建成套技术体系。最后，基于现有研究进展，提出了尾矿成土的关键基础科学问题和技术应用前景。

市政污泥和餐厨垃圾是城市代谢产生的2种典型有机固废，它们的低碳资源循环再利用是“无废城市”建设的重要一环。目前，在全国将污泥和餐厨垃圾厌氧沼渣协同资源化处置的案例较少，且其共热解制备的生物炭的理化性质及重金属的稳定固化效果尚不明晰。本研究从多源固废协同资源化再利用降低投资和运行成本的角度，首先对市政污泥和餐厨垃圾厌氧沼渣进行了共热解实验研究，然后建立了一套日处理能力干基20 t的脱水污泥与沼渣协同热解炭化示范装置，并进行了长时间稳定运行分析。结果表明，在600℃的热解温度下，随着沼渣向污泥中添加比例的增加，焦油和热解气产率降低，而生物炭产率则逐渐升高（质量分数由1∶0时的62.71%增加至1∶3时的73.14%）；共热解后的钾和磷主要富集在生物炭中；共热解所得生物炭中重金属的残渣态和氧化态所占比例均高达80%以上，说明热解技术有利于重金属的稳定固化；与污泥生物炭相比，共热解生物炭中的O—H收缩振动峰有明显减弱，但—C=O吸收峰增强。示范工程运行结果表明，在热解温度400~500℃，单独污泥或沼渣以及污泥与沼渣混合热解后的生物炭得率基本在25%~30%；生物炭中的挥发分为13%~15%，高位热值在4500~5500 kJ·kg^-1；生物炭中的固定碳含量 < 10%，这种碳非常稳定，将其施入土壤中后可以长期稳定存在而不被分解释放CO₂，与污泥焚烧相比，热解1 t污泥相当于减排0.024 t的CO₂；生物炭中的重金属形态更趋近于稳定固化，与实验室研究结果趋势一致。

随着全球人口的快速增长和气候变化带来的挑战，水稻育种面临前所未有的压力。综述了传统育种技术与前沿育种技术在水稻种质创新中的应用，分析了各自的优劣势。传统育种技术如诱变育种、转基因育种和杂交育种，在遗传多样性拓展方面发挥了重要作用，但效率较低，难以满足当前对水稻新品种的需求。相对而言，前沿技术如分子标记辅助选择、基因编辑、分子设计育种和双单倍体育种，在提高育种效率和精准度方面具有巨大潜力，但高成本和法规限制仍是主要障碍。提出了应综合运用多种育种技术，强化基因组学研究，优化基因编辑工具，并加强国际合作，以推动水稻育种的持续创新和发展。融合传统与前沿技术，尤其是现代科技手段，将大幅提升水稻育种效率，并为应对全球粮食安全挑战提供更强支持。

2008—2022年，中国油料产量实现“十五连丰”，分析这一成就的背后成因对促进油料持续增产意义重大。通过公式分解，定量测算单产、种植面积和种植结构调整3个因素在“十五连丰”期间对油料增产的贡献，聚焦大豆、油菜、花生3大油料，构建柯布-道格拉斯生产函数（C-D生产函数）模型，分析生产资料投入、政策、气候和农户行为对油料单产的影响。结果表明：大豆对油料增产的贡献率最高，花生和油菜籽次之，其他油料作物的贡献率最低；单产提升对中国油料增产的贡献最大，种植面积扩大和种植结构调整的贡献相对较小，且随着时间的推移，单产提升在3大油料增产中的作用愈发重要；种子费、化肥费、劳动投入、政策环境、温度对油料单产具有显著影响，其中，种子费、化肥费、劳动力投入是推动油料单产提升的重要因素。最后，基于研究结果提出推动未来油料增产的针对性政策建议。

随着人口增长和耕地资源的紧张，传统高投入、高产出的农业模式已难以持续，提高土壤肥力、充分利用作物间作时空配置、增强农田生态系统稳定性等方面的生态效益，以及促进农业可持续发展方面的经济社会效益已成为农业可持续发展亟待解决的问题。综述了大豆‖玉米带状复合种植国内外研究现状，论述了其在改善土壤质量及生态环境等方面的影响，明确了优化光合空间资源利用、提高作物产量等方面的优势。大豆‖玉米带状复合种植作为一种资源节约型和环境友好型技术模式，土地资源高效利用、生态稳定性增强和作物产量提升效果显著，破解了传统种植模式单一、土壤养分失衡和农田空间资源利用不充分，以及经济收益多元稳定的科技难题，为推动大豆‖玉米带状复合种植技术广泛应用，以及实现农业高质量、可持续发展目标提供重要理论支撑。

氮素对植物生长发育及提高产量和品质至关重要，但过度施用氮肥会造成资源浪费和环境污染，因此，深入理解植物氮素利用的遗传分子机制对改良作物氮素利用效率具有重要意义。系统总结了近几年植物氮素感知与转运途径、氮素同化途径及植物响应氮素信号的转录调控途径等方面的研究进展，以及作物氮高效相关基因的遗传定位和氮素调控途径研究结果在作物育种中的应用现状，这些研究将为培育高产、高效、绿色作物新品种奠定基础，促进作物生产可持续发展。同时探讨了未来在如何建立氮高效评价体系、完善氮素利用分子调控网络、协同调控植物氮高效、产量和品质等重要性状、挖掘作物种质资源中优异氮素利用关键基因资源，以及建立作物氮素高效分子育种技术体系研究方面亟待解决的问题。

广域长距离高性能传输技术在中国“东数西算”工程构建全国一体化算力网背景下具备重要的战略价值。3个趋势对广域分布式算力协同范式提出新需求：对算力资源要求极高的人工智能（AI）大模型智能应用的兴起；高端高性能图形处理单元（GPU）芯片被禁运限制单中心算力资源；中国各地建设的算力集群形成算力分散分布态势。广域长距离高性能传输技术是上述新范式的关键技术。从支撑广域分布式算力协同新范式、技术路线、承载网络、研究难点、成本5个方面进行讨论，结合深圳到宁夏中卫2100 km实网实验结果，将现有远程直接内存访问（remote direct memory access，RDMA）技术基于广域全光网进行长距离优化的方案是短期内可行性高、成本低且利于开展研究的最佳方案之一，通过优化基于融合以太网的远程直接内存访问（RDMA over Converged Ethernet，RoCE）可以在广域全光网上实现“广域光数直达”逼近物理层通信性能指标。

超高清视频是中国视听产业重要发展方向之一，国家相关部门也出台了一系列政策，鼓励和支持超高清视频产业的发展。超高清视频的采集、传输、制作、播出过程，尤其是融合了ChatGPT、Sora等先进人工智能内容生成技术后，呈现出典型的大带宽、高算力、低时延特征，令算力和网络基础设施面临严峻考验。基于超高清视频典型需求和计算、网络技术最新发展趋势，提出了面向超高清视频的算力网络架构，综合运用异构算力资源组网与安全传输技术、超高清视频业务需求建模与资源编排技术、“数算模”联合调度与路由规划技术、超高清视频高速传输技术等算力网络关键技术，实现全国范围内异构算力的汇聚、组网，满足超高清视频采、编、播等各环节业务处理对多样化算力和网络传输的需求。