我国开展生物固碳研究的关键科学问题及其研究进展与展望*

随着温室气体浓度不断增加,全球变化成为不争的事实,生物固碳作为一种目前最安全有效经济的固碳减排方式,已经引起了国际社会的普遍关注,成为众多学科交叉研究的热点领域之一.我国森林和草地生态系统的绝大部分,只拥有较低的碳密度,与各自的碳储存能力相比,还具有较大的固碳潜力.而粗放管理的农田生态系统通过科学的管理措施也可以固定大气中更多的C02.本文在对国内外相关领域的研究进行总结分析的基础上,提出我国目前急需开展的生物固碳研究的关键科学问题:高固碳能力的转基因工程和物种筛选培育;生态系统固碳机理及固碳定量化研究;区域生物固碳减排模型模拟等.     

矿产资源领域国际科技发展态势分析

矿产资源作为人类社会经济发展的重要依赖和支撑,在当前经济发展对其需求激增同已探明矿产资源日益减少的矛盾加剧的形势下,其战略意义愈发凸显。本文基于ISIWoK论文数据库(SCI-E/SSCI)和Derwent专利数据库(DII),利用TDA、Aureka和UCINET等分析工具对2000年-2008年间矿产资源领域研究及专利文献进行分析,系统揭示近10年以来矿产资源领域科学研究与技术的发展态势、关注热点及其分布格局。结果显示,矿产资源领域科学研究与技术研发活动主要集中于矿产资源大国和传统技术强国;科学研究主体主要为国立研究机构和大学,而技术研发则集中于公共研究机构和企业;科学研究主要关注矿石采选方法及工艺、尾矿处理、矿床地球化学及矿物学分析以及矿山环境保护等方向;技术研发集中面向开采、掘进及井下基础工程技术、计算机控制、测量以及检测与探测技术;科学研究和技术研发整体呈现先进技术和方法研究及开发不断拓展,应用范围持续扩大的态势。整体来看,我国在矿产资源领域的科学研究与技术研发均较为活跃,科学技术产出持续增长,发展潜力巨大。     

专利情报视角下“CCUS”技术研发态势分析

[目的/意义]温室气体排放导致的气候和环境变化已经给人类带来恶劣影响,碳捕捉、碳利用和碳封存是控制大气中温室气体含量的重要手段,有助于实现我国“碳达峰”和“碳中和”目标。[方法/过程]从德温特世界专利索引数据库(DII)检索有关“碳捕捉”“碳利用”和“碳封存”的专利,开展专利分析:(1)对专利数量、专利申请时间等指标进行统计分析;(2)对专利公开国家/地区、专利权人以及研发团队合作关系等进行关联关系分析;(3)使用CiteSpace工具进行文本主题聚类分析和热点分析,基于专利被引频次分析“碳捕捉”“碳利用”和“碳封存”领域的关键技术主题,以掌握该领域的技术研发态势。[结果/结论]全球“碳捕捉”“碳利用”和“碳封存”技术的研发于20世纪90年代中期开始进入发展期;中国和美国的专利量领先全球,是全球最重要的技术布局市场;较多日本企业在该领域申请了专利,且全球企业间技术研发的合作较少;“碳捕捉”的材料、设备、系统以及“碳封存”的储存罐是研发热点,但“碳捕捉”技术较多关注能源开采、发电、采矿冶炼等工业生产过程,对大气中二氧化碳捕捉技术研发较少。从高被引专利来看,中国是该技术领域最重要的技术布局市场,在传统能源开采、工业生产、煤火发电等行业的碳捕捉方法、设备和系统技术研发较多;二氧化碳的再利用如防爆防雷、农业生产等技术研发较少;相对于“碳捕捉”和“碳利用”技术来说,“碳封存”技术则较为空白,这与“碳封存”技术的实现条件较为复杂以及成本较高有关。     

数字技术助推我国能源行业碳中和目标实现的路径探析

数字经济时代下数字技术是实现我国碳中和目标的最佳工具。能源行业是我国碳排放的最大来源部门,如何借助数字技术实现能源行业碳达峰与碳中和目标广受关注。文章首先阐释了数字技术在碳中和中的重要战略作用;然后,就已有文献中数字技术与碳减排的相关理论研究与应用进展进行了梳理分析,揭示了现有数字技术应用于能源行业碳中和存在的问题;最后,提出了数字技术推动我国碳中和进程的总体思路,以及大数据、数字孪生、人工智能、区块链等数字技术助力实现我国能源行业碳中和目标的主要路径。     

我国生物柴油技术专利计量分析

以中国国家知识产权局专利数据库为数据源,用定量和定性的方法从技术、竞争与合作研发三个角度对我国生物柴油技术领域的相关专利文献进行计量分析,以揭示我国生物柴油领域产业现状、竞争格局和发展趋势,为我国生物柴油领域的技术创新与战略发展提供参考.     

海岸带蓝碳增汇：理念、技术与未来建议

盐沼、红树林、海草床等海岸带生态系统的蓝碳功能和固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。然而以往的海岸带生态系统生态保护和修复工程忽视了蓝碳固碳增汇技术,在项目实施及管理过程中对碳汇状况的动态监测和系统评估也不够完善。文章提出了海岸带生态系统蓝碳增汇理念,重点围绕土壤碳减排技术、植物固碳增汇技术、土壤微生物固碳技术、碳沉积埋藏技术这4个关键技术,探索海岸带蓝碳增汇技术体系与途径。建议未来应从研发海岸带蓝碳增汇技术、实现生态保护修复与固碳增汇协同增效、加强固碳增汇技术的监测与评估、建立海岸带蓝碳碳汇发展的长效管理机制等方面,加快前瞻布局和系统研究,为制定海岸带蓝碳增汇途径和提升碳汇功能提供理论和技术支持,在增加生态碳汇能力和实现碳达峰碳中和目标中发挥积极作用。     

我国石墨烯领域专利信息可视化分析

以中国国家知识产权局专利数据库为数据源,借助Bibexcel和Pajek等分析工具,采用定量和定性的专利信息分析方法,从技术生命周期、技术主题和合作网络3个角度对我国石墨烯领域的相关专利文献进行可视化分析,揭露我国石墨烯领域存在研发合作强度较弱、研发机构技术优势不明显、研发主体合作意识淡薄3个主要问题,并提出对策建议,今后应加强我国石墨烯领域的政府支持力度和研发投入与研发合作强度。     

我国核工业标准化研究的演进、热点与前沿——基于中国知网1980-2021年文献的科学计量分析

通过中国知网期刊数据库,采用CiteSpace可视化软件,运用文献计量、数理统计和文献阅读分析法,从知识图谱的角度对1980—2021年我国核工业标准化研究领域的期刊文献进行可视化研究,分析41年来该领域文献的数量、作者分布、机构分布、期刊分布等现状。研究发现：（1）该领域研究文献呈指数增长的发展趋势,核工业标准化研究所是该领域研究的核心机构;（2）我国核工业标准化研究经历了起步、巩固和拓展三个阶段,研究内容和成果不断丰富,紧贴我国核工业科研生产实际;（3）研究热点主要归为五个领域;（4）后续研究关注重点主要集中在八个方面;（5）该领域研究还存在盲区和薄弱领域。     

基因编辑的技术分析与思考

基因编辑技术是当今非常重要的生物工程技术，在生物医药、生物环保和农业生产领域有着极其广泛的应用。文章通过对基因编辑相关专利和期刊文献的分析，从全球主要机构专利申请与发文情况、CRISPR技术专利概况、各国专利发明人的合作关系、技术流向分析、技术构成分析、主要创新主体现状等方面揭示了基因编辑技术的发展现状与趋势；并基于对CRISPR技术的专利分析及其相关重要研发机构的专利布局分析，对我国基因编辑技术在原始性技术创新、产业化进程、国际合作、全球布局等方面提出了对策与建议，为相关领域的研究人员及决策者提供参考。     

基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势研究——以OLED产业为例

为探寻战略性新兴产业全球研发竞争态势以及我国在战略性新兴产业研发领域面临的机会与挑战,提出基于文献计量和专利分析的战略性新兴产业研发竞争态势分析模型,并以OLED产业为例,验证了该模型的客观性、可行性和有效性。案例结果表明,我国在OLED产业技术领域研发比较活跃,且在基础研究方面,已经具有较强的研究实力;但在专利开发方面与国外发达国家相比还有一定的差距,国外一些企业和个人已经在我国进行了长时间的OLED技术专利布局,成为我国OLED技术专利的重要持有者,并且一些专利是集中在我国OLED技术的空白领域,这将对我国在OLED产业技术领域的自主创新产生严重干扰。     

人工智能技术全球专利布局与竞争态势研究

本文对德温特数据库中收录的人工智能领域专利数据进行分析,从整体态势、研发地域和创新机构出发,深入探讨了人工智能领域的全球专利布局和竞争态势。研究发现,人工智能领域现处于快速增长阶段,美国、中国、日本既是重要的国际市场地,也是重要的技术创新和技术来源地,我国的研发活跃度较高,优势技术领域集中在图像识别、语音识别、智能搜索和神经网络算法等方面。全球顶尖研发机构主要集中在美国和日本,我国的“标杆性”顶级企业有待增加。此外,还分析得到包括专家系统、图像识别、语音识别、生物特征识别、虚拟现实、智能家居等在内的人工智能领域10组重要的技术主题。     

现代生物化学中酶工程技术研究与应用

当前我国国内的现代生物化学技术迅猛发展,而作为现代生物化学中的主体酶,酶的发现和应用可以说是人类史上的一大进步,酶已经渗入到人们的日常生活中,同时也带动了其他行业如生物制造、研发新项、科学探索等领域的飞速发展,如此说来酶的重要性不可忽视。酶的生化工程技艺复杂且涵盖内容广泛,基本内容主要包括酶开发工程、生产技术、高度提取、固话技术等,但是随着科学的进步和技术的发展,相应关于酶的探索领域也有待发掘,生化化学领域必将面临一个新的发展空间。     

基于碳循环的黄淮海平原耕地固碳功能研究

耕地固碳作为陆地主要生态系统固碳的有效补充,越来越引起学术界的广泛关注。但是,目前耕地固碳功能研究多从生态学角度研究耕地植被、土壤等碳吸收、碳释放以及将耕地看作纯自然生态系统研究系统碳平衡,缺乏从土地利用和管理学科角度对耕地固碳功能进行系统阐述和研究。黄淮海平原作为中国重要的粮食主产区,区内耕地面积大,耕地利用模式典型。本文以黄淮海平原为研究区,从耕地利用系统的角度出发,基于整个系统碳循环过程,构建了黄淮海平原耕地利用系统固碳功能研究基本框架,并基于生态学角度陆地生态系统固碳相关研究成果,从耕地固碳能力、固碳效率和固碳优势度三个方面对黄淮海平原耕地固碳功能进行了评价。研究结果表明：耕地利用过程中的耕地固碳功能认识,应从自然固碳能力、理想固碳能力、现实固碳能力和区域固碳能力4个层次展开,黄淮海平原耕地固碳能力在各个层级上均表现出正向性;此外,黄淮海平原耕地平均固碳效率为2.5,固碳优势度达到0.85,黄淮海平原耕地固碳功能在本区域具有不可忽视以及区域内其他生态系统不可替代的重要作用,在本区域应该作为耕地的重要功能进行显化。本研究不仅可为耕地生态功能理论研究提供新思考点,也为提升耕地的生态效益、缓解气候变化以及耕地生态补偿方面研究提供了参考和支撑。     

海水稻专利技术分析

海水稻,由于比普通栽培水稻具有更高的抗洪涝、抗盐碱、抗虫害等能力,成为国内外科研人员研究的热点问题。本文以海水稻技术相关专利为基础,展开对海水稻技术的专利分析。结果表明,海水稻研发目前处于整体技术上升期;中国和美国专利申请量最多,是全球最受重视的技术市场;我国在海水稻领域的研究占有领先优势;对专利文献内容的进一步分析,表明通过基因工程实现海水稻育种是海水稻领域的研发热点。     

人工智能技术全球专利布局与竞争态势

通过对德温特创新索引数据库中收录的人工智能领域的专利数据进行分析,分别从技术整体态势、研发地域和创新机构等方面深入探讨人工智能领域的全球专利布局和竞争态势。研究发现:人工智能领域的专利现处于快速增长阶段,美国、中国、日本既是重要的国际市场地,也是重要的技术创新地和技术来源地;中国的人工智能技术研发活跃度较高,优势技术领域集中在图像识别、语音识别、智能搜索和神经网络算法等方面;全球人工智能顶尖研发机构主要集中在美国和日本,中国的标杆性顶级企业有待增加;此外,还分析得到包括专家系统、图像识别、语音识别、生物特征识别、虚拟现实、智能家居等在内的人工智能领域10组重要的技术主题。     

抗冠状病毒药物创新实证研究

通过对全球抗冠状病毒药物专利情报进行实证分析,揭示该技术领域的研究热点和发展趋势,为我国相关技术的发展提供信息参考。通过利用Patsnap专利信息检索和分析平台,对全球抗冠状病毒专利情报进行国家或地区专利分布、技术发展趋势、申请人排名、重点技术分支、重点专利申请人专利布局、核心专利分析,为我国国内相关研究提供参考。分析结果表明,抗冠状病毒药物技术领域的研究热点主要集中在化学药物和生物药物,美国在抗冠状病毒药物领域的研发实力较强,其中主要研发主体为大型医药公司,而中国主要为科研院所。中国虽然在该技术领域专利申请量最大,但核心专利还未实现产业化,核心创新竞争力还有待进一步提高。     

基于科学计量的中国可信计算领域发展状况分析

采用科学计量法,对中国可信计算领域的专利和文献统计数据进行综合分析,得出较为全面的中国可信计算领域的技术情报信息,对该领域的发展趋势、高产机构、高产研究者及主要研究方向、基金资助情况等方面的情况进行了分析,并确定了该领域内的核心专利与论文,明确我国在该领域的整体发展态势和有可能实现技术突破的研究方向,为政府决策、技术研发及产学研结合提供了决策支持.     

中国陆地生态系统固碳效应——中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”之生态系统固碳任务群研究进展

气候变化是当前人类生存和发展所面临的共同挑战,受到世界各国人民和政府的高度关注。陆地生态系统固碳被认为是最经济可行和环境友好的减缓大气CO2浓度升高的重要途径之一,因此,如何提高陆地生态系统碳储量及其固碳能力,是近年来全球变化研究的热点领域。2011年,中科院启动了"应对气候变化的碳收支认证及相关问题"的战略性先导科技专项;其中,生态系统固碳任务群在中国森林、灌丛、草地和农田生态系统约16 000个野外样地进行了系统的野外调查,并开展了6大国家重大生态工程固碳效应评估和4个典型区域固碳增汇技术体系和示范的综合研究。在全国尺度上准确评估了森林、灌丛、草地和农田生态系统的固碳现状、速率和潜力,科学评估了中国重大生态工程的固碳效应,并发展了兼顾社会经济和固碳效应需求的区域可持续新模式。此外,生态系统固碳任务群首次在国家尺度构建了科学的、可核查的陆地生态系统碳清查实体数据库,不仅可为中国应对气候变化的国际间谈判提供重要数据,还将在中国生态文明建设中发挥重要作用。     

产学研合作国际研究:研究现状与知识基础

从文献计量的分析视角,以Web of Science数据库收录的产学研合作国际研究领域的文献为研究对象,对该领域的文献发表数量、主要国家、学科分布、主要期刊、高产学者、主要的研究机构、高被引文献及高频关键词等八个方面展开分析。研究发现:Research Policy是产学研合作研究领域国际最重要的学术期刊;当前研究热点主要包括三重螺旋创新模型、技术(知识)转移、影响产学研合作的因素及产学研合作所带来的影响等研究;发达国家在产学研合作研究领域具有主导性地位;我国在该领域总引文数量、平均引文数量及H-index等指标值与其他优秀国家相比仍然存在较大的差距,这与产学研合作在我国创新体系建设中的重要地位与创新驱动发展中的重要性不相符。     

专利视阈下的中国国际技术合作研究

专利文献包含了技术研发和扩散活动中有关时间、国家、产业和技术领域分布等极具价值的信息,为研究技术研发活动的国际化提供了可能和便利。本文从专利分析角度,通过计量和可视化分析展示专利权人合作网络和技术创新脉络,分析展示中国与国际上主要国家开展国际技术合作的情况,评价我国国际技术合作态势,为企业国际技术合作布局提供参考。