3．发展生态环境保护技术，促进人与自然和谐发展
以提升循环经济和节能减排的技术支撑能力为目标，重点发展重污染行业的清洁生产工艺、大宗废弃物资源化技术、多层次循环经济构建技术。发展烟气治理、机动车尾气净化等技术，饮用水安全保障、污水高效处理与回用等技术，土壤污染治理技术，生活垃圾与危险废物处理处置技术，智能环境检测和监测技术，城市与工业生物质废物集中化燃气利用技术，核放射性污染防护与处置技术。发展近海污染防治技术、地下水污染防治技术、化学品风险控制技术、农村环境综合整治技术，推动减排约束性指标的实现和环境质量的改善。
以提升生态保护和脆弱生态修复技术能力为目标，重点发展典型生态脆弱区生态保护与恢复技术，重大工程建设区生态保护与恢复技术，城市生态保护与建设技术。开发大尺度生态系统监测技术，发展多载体新型生态环境监测与遥感技术，提升退化土地防治技术支撑能力，不断强化生态系统服务功能。开发生物多样性保护、生物安全保障、持久性有机污染物风险控制等技术，提高我国履行国际环境公约能力。
4．加强气候变化科学研究和技术集成，全面提高应对能力
加强全球气候变化规律和观测技术研究，开发多源、多尺度观测数据同化、融合与集成技术，发展全球变化背景下极端天气及气候事件预测技术，建立温室气体排放的监测、统计和核查技术体系。加强不同尺度和相关领域气候变化影响和脆弱性评估研究。强化气候变化适应技术研发、集成与示范应用。发展林草固碳等增汇、土地利用和农业减排温室气体、二氧化碳捕集利用与封存等技术。加强应对气候变化重大战略与政策研究，围绕气候变化领域热点问题深入开展应对措施研究，为国家应对气候变化提供支撑。
专栏：可持续发展科技示范重点
海水淡化与综合利用。重点发展高压反渗透和低温多效蒸馏海水淡化、大型海水循环冷却、浓海水处理与化学资源利用等核心技术与装备，建设若干大型海水淡化与综合利用示范工程，加快海水淡化与综合利用产业发展。
生态保护与修复示范。重点选择“两屏三带”生态屏障、退化生态系统、重大工程建设区生态系统、城市生态系统等，开展生态保护与修复关键技术研发和模式构建，并进行应用示范。
环境污染治理示范。重点选择大型城市群、能源资源基地、老工业基地、重污染行业等区域或企业，开展大气污染治理、土壤修复、重金属污染防治、水污染治理、清洁生产等技术综合应用示范。
可持续发展集成技术应用与示范。以国家可持续发展实验区为载体，以转变发展方式、保障民生为重点，加强资源高效利用、节能减排和低碳发展、保障公共安全和改善人居环境等科技示范。
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六、前瞻部署基础研究和前沿技术研究
基础研究和前沿技术研究是提升我国原始创新能力和科技长远发展能力的重要基础，是推动科技进步和创新的源泉，必须依据国家重大战略需求和世界科技发展趋势，予以强化部署。
（一）继续加强基础研究
坚持面向国家重大战略需求和瞄准世界科学前沿，进一步完善学科布局，大力推动学科交叉和融合。积极营造有利于自由探索的学术环境，引导兴趣驱动的科学研究聚焦于国家战略需求。加强在若干科学前沿和事关经济社会发展重要方向的战略部署，突破一批关键科学问题，取得一批重大原始创新成果，显著增强我国在世界科学研究中的地位和影响力，为科技长远发展奠定重要基础。
1．推动学科协调均衡发展，促进学科交叉融合
重视基础研究基本理论和学科建设，结合当前我国学科发展态势，全面协调基础学科发展。继续保持数学、材料科学、工程科学等学科在国际上的优势地位，重点支持代数数论与代数几何、材料科学基础理论、深部资源绿色开发和绿色冶金理论与技术的研究。加大对空间科学、动植物分类学、流行病学、工程海洋学等弱势学科的扶持。加强基础学科之间、基础学科与应用学科、科学与技术、自然科学与人文社会科学的交叉融合，支持医学、纳米、生物信息学等综合交叉学科的发展，积极扶持新兴学科，推动学科整体水平的提高。
2．探索科学前沿，超前部署若干重大科学问题研究
继续深化基础科学前沿领域研究，包括生命过程的定量研究与系统整合、凝聚态物质与新效应、物质深层次结构和宇宙大尺度物理学规律、核心数学及其在交叉领域的应用、地球系统过程与资源环境和灾害效应、新物质创造与转化的化学过程、脑科学与认知科学、科学实验与观测方法、技术和设备创新等重点研究方向，加强在合成生物学、暗物质等新研究方向的部署。
3．坚持需求导向，着力突破制约经济社会发展的重大科学问题
围绕国家战略需求，重点部署农业生物遗传改良和农业可持续发展中的基础研究、能源可持续发展中的关键科学问题、信息科学技术基础、地球和环境系统关键过程和规律、人类健康与疾病的基础研究、基础材料改性优化和新材料设计探索及服役失效机理、制造与工程的科学基础、多学科综合交叉的基础研究、空间科学和航空航天重大科学问题等事关经济社会发展的重大科学问题研究。
专栏：需求导向的重大科学问题研究领域和方向
农业科学领域。重点支持农作物高产、抗逆、优质、高效研究，农业动物高产、优质、抗病基础研究，农田资源高效利用研究，农林草综合农业系统的可持续发展，有害生物控制、生物安全及农产品安全等方向。
能源科学领域。重点支持油气资源勘探与开发的新理论和新方法研究，煤炭资源精细探测、绿色开采、高效洁净转换、环境污染控制及灾害防治研究，低品位能源高效热功转换的基础研究，节能的新理论与新方法，新能源和可再生能源规模化利用的基础研究，智能电网的基础研究，支撑核能发展的基础研究等方向。
信息科学领域。重点支持后摩尔时代电子系统集成的基础理论，新型光电子器件、传感器及其应用，太赫兹源、波调制、控制、传输与接收器件，太赫兹辐射与物质的相互作用及其应用技术，能源效率优先和资源优化的通信与网络理论，软件理论与方法，信息内容安全计算基础理论，密码基础理论，安全协议理论与方法，海量信息表示、存储与高效处理，信息科学与系统科学的交叉等。
资源环境科学领域。重点支持影响我国的高影响天气发生发展的规律、机制和预测，气候多尺度变化特征及其检测、预测和预估，影响气候的重要过程参数化和模式发展研究，重要成矿带、我国短缺支柱性矿产及优势矿产、海洋矿产成矿规律，地震、火山等地质灾害基础研究，生态与环境演变、环境污染的机理与控制，城市化的资源环境效应，海洋动力过程及其在气候系统中的作用，我国近海环境及生态的关键过程，海陆气相互作用与东亚季风的季度-年际预测理论，中国典型陆地、海洋生态系统-大气碳、氮气体交换规律与调控理论研究。
人口与健康科学领域。重点支持非传染性慢性复杂疾病机理及其防治、传染性疾病致病机理及其防治、计划生育与生殖健康、灾害医学、我国不同民族疾病易感性、衰老和衰老相关疾病、中医药、人与环境相互作用等领域的基础研究。
材料科学领域。重点支持基础材料产业升级与改造的工艺，先进材料制备科学，复杂服役条件下材料的使用行为与失效，从需求出发的多组元、多层次材料设计与性能模拟，组织结构与性能的高效、高分辨、智能化表征系统研究。
制造与工程科学领域。重点支持极端服役装备设计与强场制造，高速铁路安全监控与保障，信息器件与微纳制造，能源装备设计制造，高性能构件跨尺度制造，数字制造与智能制造，生物制造与仿生制造，超精密、超高速、超常能量条件下的极端制造，以及重大工程自然灾害灾变机理和风险研究，重大工程的减灾和安全设计，重大工程健康状态的检测、监测以及诊断和处置，重大工程对自然环境的干扰及控制，大型工程的关键生态效应和生态调度基础理论研究等方向。
综合交叉领域。重点支持航空航天中重大力学问题，空间探测与对地观测新原理与技术，灾害形成演变规律和防灾减灾理论与方法，城市发展过程中生态环境、交通以及安全问题的调控与设计，科学、工程与社会问题的建模与计算，合成生物学与生物制造，绿色化学工程，生命科学与多学科的交叉与融合，基于大科学装置和新原理的科学实验方法、技术、仪器与设备等方向。
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4．集中优势力量，推进重大科学研究计划实施
加强顶层设计，完善管理机制，推动蛋白质研究、量子调控研究、纳米研究、发育与生殖研究、全球变化研究和干细胞研究六个重大科学研究计划的实施，力争在未来五年内取得重大突破。以参加国际热核聚变实验堆（ITER）装置建设为契机，启动实施核聚变能研究专项。根据国际科学发展前沿和我国科学发展实际需要，力争启动相关研究计划和大科学工程研究专项。
专栏：国家重大科学研究计划
蛋白质研究。重点在蛋白质结构生物学，蛋白质组学，蛋白质研究新技术、新方法，蛋白质合成降解与调控机制研究，蛋白质生物学功能研究，系统生物学与合成生物学、基于蛋白质的应用基础研究等方面加强部署。
量子调控研究。重点在基于光子、固态系统量子信息处理，量子仿真，量子通信与信息安全，新颖关联量子材料，竞争序和量子相变，关联量子现象理论与数值模拟，单粒子和单量子态、半导体量子结构、等小量子体系，人工带隙材料的能带和带隙调控，光子微结构集成回路及相关元器件，亚波长光子学结构等方面加强研究。
纳米研究。重点在面向国家重大战略需求的纳米材料，传统工程材料的纳米化技术，纳米材料的重大共性问题，纳米技术在环境与能源领域应用的科学基础，纳米材料表征技术与方法，纳米表征技术的生物医学和环境检测应用学等方面加强部署。
发育与生殖研究。重点在胚胎与器官发育的机理，生殖细胞的发生成熟、精卵识别、受精以及着床等生殖发育与生殖调控机制，重要妊娠疾病等发育与生殖相关重大疾病等方面加强研究，推动发育与生殖系统与平台建设，支持建立猴等大动物人类重大疾病模型。
全球变化研究。重点支持全球变暖的基本驱动力及过程与机理，人类活动对全球气候变化的影响及其定量评估，全球变化对社会经济和生态系统的影响机制和定量评估，综合地球观测数据的反演、同化与融合的理论模型和技术构建，地球系统模式研制及全球变化的模拟与预测，地球系统变化的阈值，中国适应气候变化和减排温室气体策略等科学基础研究。
干细胞研究。重点支持细胞重编程及其调控机制研究，干细胞自我更新及多能性维持的机理及新物种多能干细胞的建系，干细胞的定向诱导分化及其调控机制研究，干细胞发育与微环境的相互作用，标志物的发掘、识别与示踪，干细胞临床应用基础研究，植物细胞全能性与器官发生等方面的研究。
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专栏：核聚变能研究专项
核聚变能研究专项。加速开展我国聚变能发展研究，完成国际热核聚变实验堆装置建设中我国承担的国际热核聚变实验堆采购包的设计、认证以及制造技术研发，全面消化吸收国际热核聚变实验堆总体设计以及相关技术，开展我国未来磁约束聚变堆的总体设计研究，加快人才培养，建设我国核聚变能研究创新体系。
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