绽放在大亚湾地下100米的中国粒子物理之花——记大亚湾反应堆中微子实验科研团队

对普通公众而言,只在《2012》这样的科幻电影里听说过充当“灾难制造者”的中微子。“事实上．如果没有中微子．太阳不会发光．不会有比氢更复杂的原子．因此也不会有地球．人类。”大亚湾反应堆中微子实验项目工程副经理、中科院高能物理研究所研究员曹俊说,中微子不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用,而且与宇宙的起源和演化有关,例如宇宙中反物质消失很可能由中微子造成。     

开启中国认识宇宙的新篇章——空间科学战略性先导科技专项及进展

"空间科学战略性先导科技专项"于2011年1月由中科院立项,致力于在最具优势和最具重大科学发现潜力的科学热点领域,通过自主和国际合作科学卫星计划,实现科学上的重大创新突破,带动相关高技术的跨越式发展,发挥空间科学在国家发展中的重要战略作用。文章介绍了该专项的背景、实施目标、研究内容、进展及未来展望。     

开启中国设计育种新篇章——“分子模块设计育种创新体系”战略性先导科技专项进展

"分子模块设计育种创新体系"战略性先导科技专项以水稻为主,小麦、鲤等为辅,利用野生种、农家品种和主栽(养)优良品种等种质资源,综合运用基因组学、系统生物学、合成生物学等手段,解析高产、稳产、优质、高效等重要农艺(经济)性状的分子模块,揭示水稻复杂性状全基因组编码规律,发展多模块非线性耦合理论和"全基因组导航"分子模块设计育种技术,优化多模块组装的品种设计的最佳策略,建立从"分子模块"到"设计型品种"的现代生物技术育种创新体系,为实现全基因组水平多模块优化组装、培育新一代超级品种提供系统解决方案。文章介绍了该专项的背景、总体目标、研究内容、进展及发展展望。     

直面挑战 追梦核裂变能可持续发展——“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”战略性先导科技专项及进展

加速器驱动次临界系统(ADS,Accelerator Driven Sub-critical System)可提供高通量的硬中子,嬗变长寿命核素能力强,可大幅降低核废料的放射性危害,实现核废料的最少化,被国际公认为是核废料处理最有前景的技术途径。文章分析了ADS研究的国家需求,概述了国内外发展现状,同时介绍了中科院战略性先导科技专项(A类)"未来先进核裂变能——ADS嬗变系统"实施进展情况,并对未来发展进行了展望。     

叩开地球“神秘大门”的钥匙——解读地球深部探测技术与实验研究专项

随着神舟系列飞船成功发射和深海潜水器“蛟龙号”7000米海试成功,中国人“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的梦想－实现,但谁来扣开入地之门？中国地质学界给出了答案。     

我国空间科学任务“四个科学”特点及管理实践——以中国科学院空间科学战略性先导科技专项为例

文章指出我国空间科学任务的核心特点是科学驱动,具体表现为"四个科学"特点,即科学目标、首席科学家、科学载荷和科研院所。阐述了针对"四个科学"特点的管理实践,即坚持以科学目标为牵引,以首席科学家为科学导向,以科学载荷为抓手,以科研院所为依托,促进科学与技术、科学与工程的有机融合,确保工程进度和质量,努力促进成果产出的最大化。通过审视空间科学任务的特点,梳理管理实践和对策,并对后续任务管理提出建议,有助于进一步提升管理能力,对我国空间科学长期可持续发展颇有裨益。     

用好养好黑土地的科技战略思考与实施路径——中国科学院“黑土粮仓”战略性先导科技专项的总体思路与实施方案

"黑土地保护与利用科技创新工程(黑土粮仓)"战略性先导科技专项(A类)是中国科学院实施"黑土粮仓"科技会战,深入贯彻落实习近平总书记关于"把黑土地用好养好"系列指示精神的核心抓手。该专项立足国家粮食安全战略目标,针对东北黑土地保护与利用面临的关键科学技术难题,根据问题导向、创新引领和示范带动的思路,以"目标清、可考核、用得上、有影响、推得开、留得下"为原则,开展黑土地保护与利用的核心技术攻关和区域适宜性模式示范,致力于形成用好养好黑土地的系统解决方案,服务国家粮食安全产业带建设和现代农业发展。     

气候变暖及其对二氧化碳浓度敏感性的新认识——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”之气候敏感性任务群研究进展

大气中二氧化碳(CO_2)浓度不断增加导致的全球气候变暖引起了国际社会的广泛关注。2009年哥本哈根大会已使2°C阈值从科学认知演变为政治共识,即未来全球平均气温相对工业革命前的增温应该控制在2°C之内,且相应的大气CO_2当量浓度不超过450 ppm。全球温度变化与温室气体浓度的对应关系,是减排目标的逻辑起点,本质上是CO_2排放空间的问题。碳专项气候敏感性任务群从获取气候变化基础数据、发展完善中科院气候系统模式、预估全球2°C增温对应的温室气体浓度及出现时间这3个方面进行了深入研究,取得了气候敏感性的一系列新认识。     

中国温室气体排放研究——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”之排放清单任务群研究进展

温室气体排放清单一直是气候模型构建、各国减排政策制定及国际谈判与博弈的重要基础。2011年中科院启动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",其中设置了"排放清单任务群"4个项目,以建立我国温室气体参数及排放数据库。文章介绍了"排放任务群"中"能源消费与水泥生产过程排放"、"土地利用与畜牧业的甲烷和氧化亚氮排放"、"自然过程碳排放"和"卫星反演的‘净排放’"4个项目的主要研究进展,结果发现,中国2013年二氧化碳实际排放总量比前期估计值低近15%,该成果近期发表于Nature。本文同时针对温室气体排放的需求,提出了今后的发展方向。     

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。     

过去2万年以来气候变化的影响与人类适应——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”之影响与适应任务群研究进展

在当前全球气候变化背景下,中科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"影响与适应任务群"主要以全新世大暖期为"相似型",研究全球平均增温约1°C—2°C情形下的我国环境格局及其对陆地生态系统的可能影响,为人类适应提供自然背景及参照;探讨过去不同气候环境背景下人类的适应方式,揭示人类适应气候变化的规律和模式,为未来人类如何适应气候变化提供启示。通过近5年的工作,在自然背景研究方面,揭示出目前的全球增温有自然变暖的周期背景,且不同尺度的增温总体有利于我国季风区降水增加,导致森林面积扩大,我国北方沙漠区收缩,陆地生态系统碳储量增加。在人类起源与适应研究方面,获得了东亚地区现代人起源和迁徙的新证据,揭示出过去的气候变暖促进了农作物的栽培与驯化。8 ka BP—6 ka BP,稻作和旱作农业在空间上显著扩展,农业技术的进步促使史前人类在青藏高原大规模定居。一般情况下,过去寒冷的气候条件限制了人口发展,而相对暖湿的气候有利于人口的增加和文化的发展。研究同时显示,近70年来我国海岸带陆地面积由于人类活动加剧而增加近14 200 km~2。未来工作应加强高分辨率气候变化历史的定量重建,加强气候-环境-人类活动相互作用的机制等研究。