科技导报杂志

科技导报杂志2025年第11期

• 完善生态文明基础体制，推进美丽中国建设

  朱永官, 郑华, 陈保冬

  中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议公报提出，必须完善生态文明制度体系，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，积极应对气候变化，加快完善落实绿水青山就是金山银山理念的体制机制。近年来，中国在推进生态文明建设方面取得令人瞩目的成就，但仍存在诸多问题，尤其需要完善生态文明基础体制，健全生态环境治理体系和绿色低碳发展机制，从而为建设美丽中国和可持续发展提供重要保障。

• 《中国生物物种名录2025版》面向全球共享162717条记录

  2025年5月22日，值第25个国际生物多样性日之际，中国科学院生物多样性委员会正式发布《中国生物物种名录2025版》，供全球用户自由下载使用。

• 中国重水堆“烤”出碳元素的放射性同位素碳-14

  2025年5月16日，中国首批商用堆产碳-14同位素产品从秦山核电基地正式发运至客户手中。该产品是中国首个同位素生产技术品牌“和福一号”诞生后的首批量产成果，标志着中国碳-14同位素实现了从自主研发、自主生产到市场化供应的全产业链贯通。碳-14由于其放射性，具有极高的医用价值和科研价值，主要用于幽门螺杆菌检测、新药研发和环境监测等。长期以来，中国碳-14供应严重依赖进口，全球仅有少数国家掌握量产技术。

• 稳定“气场”打通钙钛矿太阳能电池量产之路

  钙钛矿太阳能电池被誉为第三代光伏技术，具有柔性、质轻等特性，即便在阴天也可保持较稳定的光电转换效率。然而，其规模化制造仍面临挑战。杭州纤纳光电科技股份有限公司（简称“纤纳光电”）联合高校，提出太阳能电池材料钙钛矿的涂层革新技术，实现了平米级钙钛矿组件的稳定批量生产，推动钙钛矿技术实现了从实验室到规模化应用的跨越。2025年5月22日，相关研究成果发表于《Science》。

• 罕见病婴儿接受全球首例定制CRISPR基因治疗

  美国费城儿童医院与宾夕法尼亚大学医学团队利用定制化CRISPR基因编辑疗法，成功治愈了一名患有罕见遗传病的儿童。2025年5月15日，这项研究成果发表在《The New England Journal of Medicine》上，为其他罕见病基因治疗带来新希望。患儿KJ出生不久即确诊患有氨甲酰磷酸合成酶I型缺乏症（CPS1缺乏症）。CPS1编码一种肝脏酶；该酶缺乏会使蛋白质分解时血氨含量升高至正常值的数十倍，进而损伤大脑，超过1/2的患者因此早逝。

• 人类DNA使鼠脑变大

  人类大脑如何变得如此庞大和复杂一直是一个谜团。美国加州大学旧金山分校的Katherine Pollard团队发现，将一段仅存在于人类基因组中的遗传片段插入小鼠体内后，它们的大脑会长得比通常情况更大。2025年5月14日，相关研究成果发表于《Nature》。

• 科技部等七部门以“投-贷-融-保”构建科技金融新生态

  2025年5月14日，科技部、中国人民银行、金融监管总局、中国证监会等7部门联合发布《加快构建科技金融体制有力支撑高水平科技自立自强的若干政策举措》（以下简称《政策举措》）。《政策举措》强调，要统筹推进创业投资、货币信贷、资本市场、科技保险、债券发行等多元金融工具，为科技创新提供覆盖全生命周期、全链条的金融服务。

• 深海锁“碳”开启海洋能源循环新模式

  二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）是化石能源低碳高效开发的新兴技术手段。目前，全球共有65个CCUS商业化项目，但大多集中在陆地，海上项目屈指可数。2025年5月22日，中国首个海上CCUS项目在珠江口盆地的恩平15-1平台投用。油田开发伴生的二氧化碳被捕集、提纯后，加压至超临界状态，通过一口回注井，以初期8 t/h的速度精准注入地下油藏，既驱动原油增产，又实现二氧化碳封存，开创“以碳驱油、以油固碳”的海洋能源循环利用新模式。

• 真菌非对称染色体分配颠覆遗传学经典认知

  染色体数目异常与癌症、衰老等重大疾病的关联早已确立，但一项来自真菌的发现正在动摇这一生物学共识。2025年5月15日，四川大学张跃林团队在《Science》发表的研究成果显示，多核真菌中存在一种反常规的染色体分配机制——染色体并非均等分配，而是以随机的非对称方式进入不同细胞核。这一发现打破了“染色体必须完整传递”的经典细胞分裂范式，为理解生命遗传多样性提供了全新视角。

• 亚洲先民跨越白令陆桥重绘人类迁徙史

  2025年5月15日，一项发表于《Science》的国际基因组学研究指出，早期亚洲人群在10多万年前开启了人类历史上最长的史前迁徙——从亚洲北部跨越白令陆桥，最终抵达南美洲最南端的火地岛，全程超过2万km。这项由新加坡南洋理工大学领衔、全球22个机构48位科学家参与的研究，通过分析139个族群1537名个体的DNA数据，首次完整重构了人类从非洲起源、经东北亚向美洲迁徙的完整路径，改写了人类迁徙史的认知版图。

• 全球变暖背景下南亚季风的演变规律被揭示

  作为全球最显著的季风系统，南亚夏季风（SASM）将大量水汽从海洋输送至陆地，为该地区带来约80% 的年降水量。2025年5月14日，中国科学院大气物理研究所周天军在《Nature》发文，揭示了不同气候增暖背景下SASM变化机制的一致性，强调了古气候数据在提升未来气候预估准确性方面的重要潜力。

• 星载自主定轨新方法助力巨星座卫星精准导航

  卫星轨道的精密确定，是确保巨星座实现任务目标的关键环节。然而，传统依赖地面处理的卫星定轨方法难以满足巨星座卫星实时高精度定轨及测控运行需求。实现星载自主定轨，即利用星载全球导航卫星系统（GNSS）接收机观测和少量星间测量数据，通过星载自主处理器确定轨道，成为巨星座卫星精密定轨领域的重要发展趋势。当前利用GNSS结合星间链路的定轨策略虽然具备一定优势，但由于计算量大且对星载处理能力要求较高，难以直接工程化应用。如何在维持定轨高精度的同时减少星载处理负荷，成为理论和工程实现上的双重挑战。

• 新型声呐技术变革海底测绘

  BerkowitzRachel

  巨型声学相机模拟设备可探测动物洞穴、爆炸地雷和金属矿床

• 天气预报有望突破2周的预报上限

  VoosenPaul

  AI模型表明“蝴蝶效应”的真实限制仍未可知

• AI神经网络为战斗机飞行员提供保障

  尾旋——一种高速自旋跌落的极端飞行情景，曾让全球超过90% 的战斗机大迎角事故酿成悲剧。如今，西北工业大学航空学院张伟伟课题组联合沈阳飞机设计研究所相关研究团队，用人工智能技术为这一世界级难题提供了中国解决方案。通过创新构建的增量叠加神经网络模型，战斗机尾旋气动力预测精度实现跨越式提升，关键参数预测误差降幅达77%，为破解“死亡螺旋”密码提供了新的解决思路。

• 储能电池测试技术如何推动新能源产业

  张帅, 丁文龙, 段彬, 张承慧*

  2025年3月，美国《华盛顿邮报》刊文：“在未来的绿色科技领域，中国已超越世界上包括美国在内的所有国家。” [1]毋庸置疑，中国建立了完备的新能源装备“研发—测试—生产—制造—应用”全链条体系，成为全球新能源技术及产业引领者。截至2024年，中国风光新能源新增装机量、电池出货量分别达356 GW、345.8 GWh，约占全球65%、93.5%[2]，处于绝对主导地位。

• 生态学在美丽中国建设中的作用

  李若男, 郑华*, 朱永官

  改革开放以来，中国经济发展经历了从追求数量和速度到注重质量和效益的深刻转变。在此背景下，为解决生态环境对经济发展的制约问题，确保实现国家和人类社会的永续发展目标，党的十八大报告提出美丽中国建设理念，将其纳入“十三五”规划；随后，党的十九大和二十大报告进一步明确了分阶段的实践目标。在美丽中国建设的推动下，预计到21世纪中叶，中国将全面实现生态文明提升，构建绿色发展方式和生活方式，重点领域实现深度脱碳，生态环境健康优美，生态环境治理体系和治理能力现代化，全面建成美丽中国。美丽中国建设的核心不仅在于保护和恢复生态系统，还强调绿色发展的推广与资源的高效利用，其总体和阶段性目标明确体现了建成生态环境良好的生态文明国家，以及实现人与自然和谐共生的双重含义。

• 饮用水安全保障技术挑战与对策建议

  唐文忠, 黄鑫, 张洪, 胡承志*

  民以食为天，食以水为先。饮用水安全事关民生福祉，是保障人民健康、促进社会和谐、提升人民群众获得感、幸福感、安全感的重要基础[1]。2018年，习近平总书记在中央财经委员会第一次会议上强调，“饮水安全是人民生活的一条底线。要加强水源水、出厂水、管网水、末梢水的全过程管理，划定水源保护区，依法全面清理保护区内违法项目和排污口，加强农村水源保护和水质检测，严防地下水污染，确保所有城乡居民喝上清洁安全的水”[2]。饮用水安全保障不仅是以人民美好生活为目标的美丽中国建设的重要基础，也是实现中华民族永续发展目标的基础保障。

• 污染物环境过程净化与自净城市构建

  单文坡, 马金珠, 楚碧武, 徐耀阳, 蔡超, 陈青林, 张召基, 卢新, 贺泓*

  改革开放以来，中国经历了世界历史上规模最大、速度最快的城镇化进程，人口城镇化率从1978年的17.9% 增长到2023年的66.2%，并产生了多污染物、多过程和多介质的城市环境复合污染问题。以燃烧产生的氮氧化物（NOx）为例，从污染源排放以后进入大气，经过一系列的大气环境过程，可以引发灰霾、光化学烟雾、酸雨等污染问题；NOx经过沉降进入水体以后，可以影响水体pH值，并导致水体富营养化；进入土壤以后，可以引发土壤酸化；同时，在微生物作用下，水体和土壤中的含氮物种可以转化为氧化亚氮（N2O）返回到大气中，而N2O是一种强温室气体，其温室效应是二氧化碳（CO2）的298倍（图 1）[1−2]。可见，城市环境多介质复合污染问题复杂且难以有效控制。

• 推进土壤健康研究，保障土壤资源可持续利用

  陈保冬, 黄斯韵, 宋晓桐, 牛天祎, 张丽梅, 孙国新, 朱永官*

  土壤不仅是一个复杂动态的生命系统，具备粮食生产功能，还承担着水源涵养、水质和污染物净化、生物多样性维持，以及调节和应对全球变化等多重生态和环境功能[1]。土壤健康是指土壤作为一个生态系统，持续发挥其功能，以维持植物生产力、保持环境质量、促进动植物和人类健康的能力[2]。康奈尔土壤健康评价体系将土壤健康定义为：土壤作为一个动态、复杂且有生命的系统，在特定的土地利用和管理目标下，基于其内在属性和环境条件发挥功能，持续提供生态系统服务的能力[3]。中国耕地质量等级评价标准将土壤健康定义为：土壤作为一个动态生命系统，维持其功能的持续能力，可通过土壤清洁程度和土壤生物多样性来表征[4]。其中，清洁程度反映了土壤受重金属、农药和农膜残留等有毒有害物质影响的程度；生物多样性则反映了土壤生命体丰富程度。吴克宁等[5]认为土壤健康状况可概括为土壤发挥功能和提供生态系统服务的能力。土壤功能是一系列支撑生态系统服务的土壤过程，而环境胁迫则是影响这些过程的重要因素。

• 尾矿成土生态工程：理论与技术

  伍松林, 付伟, 陈保冬*, 吴雨琪, 韩伟, 朱永官, 黄隆斌

  现代社会的经济发展和人类活动离不开矿产资源的开发和利用，然而各类矿产资源的开采和加工产生了大量的尾矿矿渣。当前，中国纳入环境监管的尾矿主要包括黑色金属矿尾矿、有色金属矿尾矿、稀贵金属矿尾矿、非金属矿尾矿等，总占地面积可达110万hm2[1]。

• 市政污泥与餐厨垃圾厌氧沼渣协同热解炭化技术研究与示范

  汪印, 李智伟, 李杰, 刘学蛟, 王兴栋, 代敏, 陈坤镇, 邱胜

  2021年5月发布的第七次全国人口普查结果显示，全国居住在城镇的人口突破9.0亿，城镇化率达到63.89%，这意味着城市生活垃圾、餐厨/厨余垃圾、污水及污泥的产生量也在显著增加。据统计，2021年中国市政污泥产量已经达到7715万t，无害化处理率却仅有30%[1]，中国餐厨垃圾总产生量已经从2009年的7788万t上升至2020年的12775万t，尤其是在最近5年，始终保持5% 以上的增长速度[2]。传统的污泥处理处置方法包括卫生填埋、土地利用、好氧堆肥、干化焚烧、厌氧消化等[3−4]。然而，近年来在土地资源日益紧张、环境压力不断增加的背景下，填埋作为污泥“过渡性”的处置方式逐渐被其他处置方式所取代。污泥焚烧是继填埋之后迅速兴起并广泛使用的技术，可以使污泥减容和减量，回收能量，但高温彻底破坏了污泥中所含的有机质、氮磷钾等营养物质，并产生大量的烟气和二噁英等有害气体，“邻避效应”明显。好氧堆肥可充分利用污泥中的营养物质，但存在占地面积大、臭气污染问题以及堆肥产品的销路受限，而厌氧消化产生的大量沼渣和沼液也需另觅长期消纳出路。此外，重金属和抗生素限制了污泥规模土地利用。

• 动力电池技术革新与典型安全评价技术综述

  王芳, 韩策, 闫鹏飞, 王炜娜, 马小乐, 刘仕强

  新能源汽车作为现代交通领域的重要突破，其性能优化需要综合考虑安全性、续航里程、环境适应性、加速性能、便捷性和经济性等多维度因素。其中，动力电池作为新能源汽车的核心动力来源，其技术发展水平直接决定了整车的性能表现。因此，动力电池的技术研发重点聚焦于高安全性、高能量密度、宽温度适应范围、高倍率性能、长寿命以及低成本等方面，以满足日益多样化的车用需求[1−3]。动力电池产业通过多种手段持续开展技术革新，而该过程引入的新设计、新体系是否安全可靠，需要利用完善的测试评价技术对其进行检验分析。

• 多组学研究探索抑制胃癌新疗法

  谢丽, 施文艳, 李鑫琳, 熊娟娟, 刘晶晶, 姚宏亮, 周程远, 黄维*

  胃癌是全球第5大常见癌症，也是导致癌症相关死亡的第3大常见原因，在总死亡率中仅次于肺癌和结直肠癌。近年来肠道菌群成为国际研究热点，多项研究表明胃癌的发生发展与肠道菌群变化有着密切的关系[1]。

• 应重视中国关键和新兴技术标准的发展

  孙红军, 杜洋*, 黄菊秀, 靳宗振, 刘曦泽

  在新技术革命深入推进与全球科技竞争白热化的双重驱动下，标准作为引导新技术大规模实施与应用的关键环节，已演变为维系国家竞争优势的战略性资源。人工智能（AI）、量子计算、第六代移动通信（6G）等关键和新兴技术的集群式突破，往往伴随着新标准的提出与应用，而标准制定权直接关系到技术路线的主导权、产业生态的控制权以及价值分配的主动权。因此，关键和新兴技术标准制定已成为各国国家战略的关键组成部分。

• 钱学森系统工程思想的历史启迪和现实意义

  宋玉荣, 吕成冬

  钱学森经典著作《工程控制论》（英文版）自1954年出版以来已被翻译成俄文版、德文版、中文版和捷克版，在科技领域产生广泛而深刻的影响。如今该书出版已逾70年，成为世界范围内“自动控制领域中引用率最高的著作”。从钱学森思想发展史的角度来看，这本经典著作为钱学森在1978年联合许国志、王寿云共同发表《组织管理的技术——系统工程》一文奠定了重要思想基础。回顾钱学森从研究工程控制论到提出系统工程思想的历程，特别是从中华优秀传统文化、现代科学文化和马克思主义文化3种文化属性视角考察钱学森系统工程思想，对于深入了解钱学森思想的形成与理解钱学森精神的生成具有重要历史启迪，同时对于当下树立文化自信、科学自信和创新自信具有现实意义。