12月8日，中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院文獻情報中心與科睿唯安聯合向全球發布了《2021研究前沿》報告和《2021研究前沿熱度指數》報告。

《2021研究前沿》報告遴選展示了在農業科學、植物學和動物學，生態與環境科學，地球科學，臨床醫學，生物科學，化學與材料科學，物理學，天文學與天體物理學，數學，信息科學，經濟學、心理學及其他社會科學11個高度聚合的大學科領域中，較為活躍或發展迅速的110個熱點前沿和61個新興前沿，較為客觀地反映了相關學科的發展趨勢。

《2021研究前沿熱度指數》報告顯示，2021年，在11大學科領域整體層面，美國仍最為活躍；中國繼續穩居第二，而且與美國的差距進一步縮小；英國、德國和意大利分別列第三、第四和第五。

1. 農業科學、植物學和動物學領域

Top10熱點前沿主要分布在食品科學與工程、植物基因組與編輯、動物傳染病、健康飲食、植物進化、植物抗病研究等六個子領域。其中，食品科學與工程、植物基因組與編輯領域最多，均有3個熱點前沿。

此外，2021年首次出現了有關飲食方式的研究，即間歇性禁食對健康、衰老和疾病進程的影響。

注：表中標黃為重點熱點前沿（下同）

農業科學、植物學和動物學領域有4個方向入選新興前沿，聚焦農田土壤污染修復和植物抗逆研究。

2. 生態與環境科學領域

Top10熱點前沿主要分布在生態科學和環境科學兩個子領域，全球性的生態環境問題及新冠肺炎疫情相關的生態環境問題是主要關注點。

生態與環境科學領域有2個方向入選新興前沿，即“氣候環境因素對新冠肺炎疫情的影響”和“大氣二氧化氮水平與新冠肺炎死亡率升高相關”。

3. 地球科學領域

Top10 熱點前沿中有4個屬于地理學相關研究，3個屬于地質學，3個屬于大氣科學研究。

從研究主題上看，地球科學領域Top10熱點前沿更加聚焦全球氣候變化。其中，利用地球系統模型開展的氣候敏感性評估和全球氣候變化研究等主題自2015年起已4次入選《研究前沿》報告，展現出地學界對人類活動與氣候變化研究的持續關注。

地球科學領域有1項研究入選新興前沿，即“洞察號對火星地震的探測研究”。

4. 臨床醫學領域

Top10 熱點前沿集中于新型冠狀病毒肺炎（COVID-19，簡稱新冠肺炎）、腫瘤免疫與靶向治療兩個前沿群。

突發的新冠肺炎疫情是現代醫學面臨的重大挑戰，相關研究迅速成為國際臨床醫學研究的熱點，并在2021年臨床醫學熱點前沿Top10中占據6個席位成為絕對主流，研究主題涉及新冠肺炎病例臨床特征、CT診斷、藥物治療、肺外表現及并發癥、對母嬰影響等問題。

而腫瘤免疫和聯合靶向治療是歷年研究前沿的核心議題，并在新冠肺炎火熱研究沖擊下持續保持較高熱度。

臨床醫學領域今年入選的29個新興前沿均為新冠肺炎研究。

新冠肺炎疫情是全球科學事業面臨的一次重大考驗，全球生物醫學科學家順勢而為，紛紛開展各項科研攻關和長期科研項目，為疫情防控提供科技支撐。

5. 生物科學領域

Top10熱點前沿主要集中于新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）的致病機理研究、瑞德西韋抑制冠狀病毒的機制研究以及基于圖像的深度學習自動識別和診斷疾病等主題。

腦科學研究、腫瘤發生和治療研究、抑郁癥發病機制和藥物作用機制研究等是歷年生物科學領域研究前沿的核心議題。

生物科學領域有11項研究入選新興前沿，主要研究主題包括新型冠狀病毒相關主題、全基因組泛癌分析、人黏連蛋白折疊基因組機制以及人工智能在肽療法中的應用等。

6. 化學與材料科學領域

Top10熱點前沿主要分布在有機合成、先進材料、生物化學等方面。與2013-2020年相比，2021年Top10熱點前沿中超過半數的前沿屬于首次入選，即使曾經出現過的研究主題在今年其研究方向也發生了遷移。

在化學與材料科學領域共有3項研究入選新興前沿，這三個前沿方向均是首次進入新興研究前沿。

7. 物理學

Top10的熱點前沿主要集中于凝聚態物理、高能物理、理論物理和光學。

物理學領域有1項研究入選新興前沿，即“無限層型鎳氧化物的超導電性研究”。

8. 天文學與天體物理學領域

位居前十位的熱點前沿涉及引力波、快速射電暴、黑洞與暗物質關系、中子星性質、銀河系地圖、系外行星搜尋、恒星及行星系統形成等研究主題。黑洞、暗物質、恒星及行星系統形成等“一黑兩暗三起源”相關的研究主題依舊表現突出。

總體來看，引力波的觀測發現及其引發的相關研究在天文學與天體物理學領域產生了深遠影響，眾多熱點前沿與此相關。

天文學與天體物理學領域有2項研究入選新興前沿。

9. 數學領域

數學領域位居Top10的熱點前沿主要集中于雙相各向異性變分問題、光孤子傳輸特性的解析研究、基于深度卷積神經網絡的醫學圖像分析算法等，統計學領域的非線性時間序列的復雜網絡分析首次入選。

10. 信息科學領域

信息科學領域位居Top10的熱點前沿主要集中于面向6G通信、植物分類和病害檢測、心電圖分類和心率失常自動診斷等方向。與深度學習相關的主題占據了今年Top10熱點前沿的大部分主題。

“基于無人機的無線通信技術”是2020年熱點前沿“無人機無線通信網絡、傳輸保密和軌跡優化研究”的延續和擴展，其他前沿主題均為首次入選。

信息科學領域有1項研究入選新興前沿，“利用醫學影像檢測和診斷新冠肺炎的深度神經網絡研究”。

11. 經濟學、心理學及其他社會科學領域

2021年經濟學、心理學及其他社會科學領域位居Top10的熱點前沿主要集中在心理學、社會學和經濟管理領域，并且呈現出較強的學科交叉性。此外，Top10熱點前沿還突出體現了新技術在經濟學、心理學和社會科學中的應用。

經濟學、心理學及其他社會科學領域有7項研究入選新興前沿，其中4項新興前沿與新冠肺炎疫情有關，分別是新冠肺炎疫情恐懼量表的測量評估、醫護人員的心理健康問題的調查以及新冠疫情對金融市場的影響等。