附件二

2012年度北京市自然科学基金项目指南

前言

《2012年度北京市自然科学基金项目指南》（以下简称2012年度项目指南）是2012年度北京市自然科学基金项目申请、评审、立项的指导性文件。其编制的指导思想是根据北京市科技发展总体部署、国内外科技前沿动态，结合北京的优势学科、特色领域，以提升自主创新能力为主线，充分调动首都地区基础研究资源，引导科技人员围绕北京市战略性新兴产业、重点发展产业、学科建设目标和中关村国家自主创新示范区建设的重大任务，凝炼具有前瞻性、战略性和基础性的科学技术问题，坚持有所为有所不为，突出重点，为今后北京市在若干战略性重点领域实现突破奠定基础。

北京市自然科学基金作为首都科技发展总体部署的重要方面，重视基础研究对于首都经济繁荣、城市安全、人口健康、生态环境和生活质量等方面的支撑作用，力求从北京市的优势和特点出发，围绕首都科技、经济、城市发展的难点与热点问题、关键科学技术问题和中长期需求，在有长远发展和重要应用前景的若干学科和领域形成特色和优势。2012年度项目指南围绕水资源、环境、交通等北京市着力解决的几大难题安排了相关研究方向，继续加强对新材料、“三网融合”与物联网、生物医药、食品安全、节能减排、能源、低碳经济（社会）、资源循环利用、世界城市建设等符合北京未来经济建设发展需求的研究方向的引导。

2012年度项目指南分为数理科学、化学与材料科学、工程科学、信息科学、生物科学、农业科学、医药科学、城建与环境科学、管理科学九个部分。其中：数理学科列面上项目指南，管理学科列面上项目、预探索项目指南，其他学科均列重大项目、重点项目指南和面上项目指南。

本年度申请：1、申请重大项目、重点项目或面上项目：须在2012年度项目指南规定的范围内进行选题；2、申请预探索项目：管理学科须在指南规定的范围内进行选题，其他学科可在指南范围之外进行自主选题。

本项目指南经北京市自然科学基金委员会四届十二次全体会议审定并报北京市科委批准，现予发布。

数理科学

一、数学

数学是自然科学的基础，也是重大技术发展的基础。北京市自然科学基金鼓励北京市属高等院校、科研院所及其他有条件的单位，根据当前数学发展的特点和趋势，针对数学中的重要问题和公开问题开展原创性研究；鼓励数学不同分支学科之间的相互交叉和渗透；鼓励来自于应用领域的数学问题的理论与模型研究。

本学科仅受理北京市属单位的申请。本学科不设立重大项目、重点项目。

面上项目指南方向：

1、几何分析

主要资助黎曼几何、复几何、几何分析。

2、代数学

主要资助代数学及其应用、代数数论、密码学、量子信息与量子计算。

3、函数论

主要资助多复变函数论、函数逼近论、调和分析与小波分析。

4、常微分方程与动力系统

主要资助分支理论与混沌、微分动力系统与哈密顿系统、拓扑动力系统与遍历论。

5、偏微分方程

主要资助非线性椭圆和非线性抛物方程，混合型、退化型偏微分方程，非线性发展方程和无穷维动力系统。

6、概率论与数理统计

主要资助马氏过程与遍历论、极限理论、抽样调查与试验设计、时间序列与多元分析、数据分析与统计计算。

7、计算数学与科学工程计算

主要资助偏微分方程数值计算、常微分方程数值计算、有限元和边界元方法、多重网格技术及区域分解、数值代数等。

8、运筹学与控制论

主要资助优化理论、物流与供应链、控制理论与复杂系统。

9、应用数学方法

主要资助信息论、经济数学与金融数学、生物数学、不确定性的数学理论、力学中的数学方法。

二、物理

物理学是研究物质的结构、性质、形态和相互作用基本规律的科学。物理学研究的进展和成就，是人类文明进步的基石并对其他学科产生重要影响。北京市自然科学基金在注重基础物理问题研究的同时，鼓励与物理学相关的多学科融合交叉的基础科学问题研究。

本学科仅受理北京市属单位的申请。本学科不设立重大项目、重点项目。

面上项目指南方向：

1、凝聚态物理相关问题研究

主要资助微纳结构与物理性质表征新技术及相关科学问题、扫描探针新技术、先进新材料（包括新能源转换与存储材料、信息功能材料等）及相关物理性质、光与物质相互作用及微纳光学、自旋电子学、超冷原子凝聚体、强关联凝聚态系统。

2、光学与相关问题

主要资助光谱学及光成像、微纳光学、太赫兹光学、非线性光学、激光与物质相互作用。

3、声学

主要资助超声无损检测、声表面波应用。

4、粒子物理和场论

5、核科学与技术及相关应用

6、等离子体物理相关问题

主要资助等离子体与表面相互作用、等离子体源与技术、等离子体表面激元共振。

7、物理新技术在生物学和其他领域中的应用研究

化学与材料科学

一、化学化工

化学是在原子、分子及分子以上层次上研究物质的合成与转化、分离与分析、结构与形态、功能与应用以及相关复杂体系化学过程的科学。

化工则是利用化学、物理、数学等基础学科的基本原理，进一步研究实现物质和能量的传递和转化，解决规模生产放大和大型化等过程工程问题的核心科学。

本学科主要资助化学化工学科中的基本规律、核心科学问题和关键技术研究。优先资助以化学化工为基础，在资源循环利用、节能减排、低碳经济等领域中开展的应用基础研究。

重大项目、重点项目指南方向：

1、有毒、有害物质快速检测分析的关键问题研究

本方向重点支持有毒、有害物质快速检测分析的新原理与新方法研究。包括复杂样品前处理与分离技术；物质相互作用、信号转换及作用机理；高通量、多尺度、多参量分析处理；以及生物/化学传感分析中关键科学和技术问题。

2、化学电源中的物理化学问题研究

本方向重点支持以下方面的研究：提高电池综合性能的电解质的合成及构效关系；高容量电极材料的设计与合成；复杂微纳结构电极表面与界面化学问题；电池内部的失控反应及电池内部的物质迁移与平衡等关键科学和技术问题。

面上项目指南方向：

1、分析化学中新原理、新方法与新技术应用

2、能源转换与储存中的化学基础问题

3、清洁生产中的化学与化工基础问题

4、资源高效利用与复杂化工系统的优化

5、功能化合物的分子设计、合成及构效关系

6、化工新材料设计与性能调控

7、城市大宗固废中有价元素分离提取的应用基础研究

8、化学新原理、新方法在其他领域中的应用研究

二、材料科学

材料是人类赖以生存和发展的物质基础。根据北京市国民经济、科技发展需求和产业发展的战略目标，并结合北京地区材料领域科研发展现状和优势，本学科鼓励与能源科学、环境科学、信息科学、生命科学的学科交叉研究，优先资助与节能减排、新能源、资源循环再生、低碳经济相关的材料科学问题研究。

重大项目、重点项目指南方向：

1、高效白光照明材料与器件的应用基础研究

本方向重点支持用于白光照明的低成本、长寿命、高稳定的高效发光材料制备技术及其器件设计的应用基础研究。

2、高温、耐磨、耐腐蚀材料的关键技术问题研究

本方向重点支持汽车、机车车辆、垃圾焚烧、石油化工、天然气、污水处理、电力、冶金、宇航等行业中经受高温、腐蚀、磨损的材料损伤机理研究；特种镍基、钴基合金及金属基、陶瓷基复合材料制备中的基本科学问题研究。

3、高效节能新材料及其制备技术的关键问题

本方向重点支持高效节能新材料的组成-结构-性能设计、制备工艺及其工程应用的基础研究。建立节能材料的多元组份设计原理、制备参数控制原则、性能表征评价方法。

面上项目指南方向：

1、材料与环境的交互作用、安全服役行为、失效与防护研究

2、新一代信息功能材料制备科学与应用基础研究

3、产品导向的低维材料和制备的应用基础研究

4、新能源与节能材料的应用基础研究

5、环境友好与污染治理材料的应用基础研究

6、可降解、循环再生材料制备与应用的基础研究

7、生物医用材料的应用基础研究

8、新型材料的设计、制备及应用基础研究

工程科学

一、机械工程

机械工程学科是研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学，它包括机械学和制造科学两大领域，涉及机构学、传动学、动力学、摩擦学、产品设计、成形与加工制造等。随着新技术发展及学科交叉，出现了仿生机械学、纳米摩擦学、微纳制造、仿生及生物制造、微电子制造、制造信息学、制造管理学等新的科学。

重大项目、重点项目指南方向：

1、绿色设计与制造技术研究

本方向重点支持面向典型产品的绿色设计与制造一体化技术研究，使产品在全寿命周期具有对环境影响小、节约资源和能源等特点。鼓励产学研相结合。

面上项目指南方向：

1、精密数控机床质量寿命（延寿）设计理论与运动控制方法研究

2、机电系统可靠性设计与故障诊断技术

3、先进材料成型技术与车辆轻量化关键技术研究

4、微机电系统与微纳米技术

二、工程热物理与能源工程

工程热物理与能源工程主要研究能量转换、传递与利用过程的基本规律以及能源的高效、清洁与合理利用等相关的理论和技术问题，在能源、交通运输、机械、化工、冶金、轻工、建筑、材料、环境控制、医药卫生、航空航天以及生命科学等部门和领域都有广泛应用，对国民经济发展有重要作用。本学科鼓励工程热物理与其他学科的交叉研究。

重大项目、重点项目指南方向：

1、提高太阳能转换和利用过程综合能效的基础研究

本方向重点支持以下方面的研究：太阳能与常规能源系统集成应用技术的基础研究；以提高太阳能综合应用能效为目标的创新性理论、技术和应用方式研究；太阳能在转换（如光热、光电、或光热与光电综合技术）、传输、蓄存、应用(如用于建筑供暖、生活热水、照明等) 过程中的综合能效评价方法研究。

2、CO₂捕集、储存和资源化利用新技术的基础研究

本方向重点支持CO₂的低成本捕集、储存和资源化利用中的新技术及关键科学问题研究。

面上项目指南方向：

1、面向可再生能源利用系统的新型蓄热、蓄能及强化传热理论与技术的基础研究

2、低品位能源热功转换新技术与基础研究

3、高效低污染排放燃烧关键技术基础研究

本方向重点支持：低成本催化燃烧理论与技术、NOx减排技术、新型高效低排放燃烧器与系统等。

4、车辆节能与污染物减排新技术研究

5、新型建筑节能与供能技术及建筑热工性能测试技术研究

三、生物医学工程

生物医学工程是工程学与生物学、医学相结合发展起来的交叉学科，是理、工、医结合，多种工程学科向生物医学领域渗透的学科。现代生物医学工程学的主要分支领域有：生物医学电子学，生物材料与人工器官，生物医学信息的检测与处理，医学成像与图像处理，生物系统的建模与控制，以及新兴的组织工程，分子医学，家庭医疗保健，心理医学及其应用技术等。

重大项目、重点项目指南方向：

1、医学成像新方法及数字化医学成像的计算方法、核心技术、关键部件的研究。

本方向重点支持医学成像的新原理或新方法（包括多模态与多参数成像技术；图像重建与降噪技术；成像系统性能评估的新方法）；数字化多维医学成像的计算方法；用于数字化医学成像设备的高性能探测器、传感器、换能器等；成像信号的放大、成形与数字化过程中的关键技术及部件。

面上项目指南方向：

1、生物医学信号检测与分析的关键技术与设备研究

2、各种物理因子对生物体的作用及其医学应用的基础研究

3、物理治疗与医学康复的关键技术与设备研究

4、医学成像、手术规划与导航、医学专用数据库、低成本医疗器械等关键技术的研究

信息科学

一、微电子与电力电子

以信息处理和功率处理为主要对象的微电子学和电力电子学是电子信息科学和机电一体化发展的基础。二者结合起来，渗透到国民经济各个领域。

北京地区具有微电子和电力电子的科技优势和迫切市场需求。有重点、有特色、有选择地开展这个领域的应用基础研究，是一项长远而紧迫的任务。

重大项目、重点项目指南方向：

1、新能源汽车专用集成电路芯片关键技术研究

本方向重点支持新能源汽车用高可靠性专用集成电路芯片的关键共性技术研究，为汽车产业的发展提供必要的技术支撑。

面上项目指南方向：

1、高性能、低功耗半导体集成化芯片系统（SOC）及其验证与测试

2、新型传感器及其系统

3、新一代电力电子关键技术

二、激光与光电子

激光与光电子技术已经渗透到各个学科领域，是许多高新技术发展的基础、前提和先导，是知识经济时代和信息时代的重要驱动力量。 加强这一领域的应用基础研究，可为形成和发展激光与光电子产业奠定基础。

重大项目、重点项目指南方向：

1、面向环境监测的微纳光电子技术与系统

环境监测系统网络化发展对数量众多、分布备置的环境传感器的提出全新要求，如：高灵敏度、可野外实时工作、低成本、小体积、低功耗等。本方向重点支持以微纳光电子技术为基础的新型微纳结构环境传感器及系统。

面上项目指南方向：

1、新型激光技术与器件

2、光显示、光探测、光传感及光信息处理

3、光电集成与微光机电关键技术

4、面向生命科学与健康的激光与光电子技术

三、计算机与城市信息化

计算机科学与技术是信息科学中研究最活跃、发展最迅速、影响最广泛的领域之一。

本学科重点加强软件、信息服务业和信息安全等方面的基础研究。

重大项目、重点项目指南方向：

1、面向公共安全的智能监控新技术和新方法

本方向以实现公共安全领域的智能监控为目标，重点支持以下方面的研究：背景建模；关键目标的信息提取和实时追踪；目标行为的分析和理解；海量信息的结构化描述与关联表示等。

2、面向现代农业的物联网关键技术及应用研究

本方向重点资助：作物和农作环境的感知技术；农产品质量安全与品质创新的感知技术；农业生产环境低成本自组织无线网络技术；海量感知数据高效处理及挖掘技术；农业物联网智能调控技术。

面上项目指南方向：

1、多媒体信息处理与虚拟现实

2、信息安全的新理论、新方法及应用

3、并行分布式与云计算技术

4、软件工程学

5、物联网的关键技术

6、生物组织计算机光学三维成像

7、面向人口、交通等城市管理的信息技术与系统

四、自动化与智能系统

开展先进自动化技术与智能系统的应用基础研究，将促进首都高新技术及产业化向更高水平发展。

本学科主要资助控制理论与控制工程、系统科学与系统工程、人工智能与智能系统等领域的基础理论、基本方法和关键技术的研究项目。

重大项目、重点项目指南方向：

1、面向领域的互联网精准搜索与挖掘方法

本方向重点支持面向领域的Web 信息多维特征表达、自动发现以及高维特征空间的优化计算；领域知识模型的建立和动态扩展；多模态方式下互联网信息的精准搜索与挖掘。

面上项目指南方向：

1、面向先进制造的自动化技术

2、互联网信息的检测、搜索、过滤与??情分析

3、复杂系统的建模、分析与优化控制

4、模式识别、计算机视觉与机器学习的新方法、新技术及应用

5、生命科学和医学相结合的智能技术及信息处理

五、通信

通信技术已经渗透到了全球的各个角落，促进了人类经济与文化的不断发展。北京作为信息化产业的中心城市，在通信技术的研发、实现以及产业化等方面均处于全国领先的水平，同时还具有研究所、企业与高校三位一体的科研及实现队伍，拥有丰富的文化科技人才资源。

本学科主要资助新型接入网技术、移动无线互联网技术、未来移动通信理论与系统、未来信息网络理论与传输机制、网络通信理论与系统等方面的研究。

重大项目、重点项目指南方向：

1、高速宽带通信网络关键技术

本方向针对未来宽带移动无线通信网、广播网、互联网、无线局域网和无线传感网等多网异构共存的复杂网络环境，重点开展以下方面的研究：异构网络环境下的互通互联关键技术、高效传输技术、资源分配与管理技术。

面上项目指南方向：

1、宽带移动通信关键技术

2、无线宽带互联网关键技术

3、网络融合的基础理论及关键技术

4、现代通信信息服务的基础理论及关键技术

生物科学

基于基因组学、蛋白质组学、代谢组学、细胞生物学、表观遗传学和系统生物学等学科的重要研究进展，利用北京的资源和人才优势，围绕生物学的基本问题和前沿热点科学问题，结合首都的民生需求，本年度生物科学的基金项目将重点支持与人类健康、动植物育种、抗逆及生物新能源等领域的相关研究，为解决健康、工农业和新能源发展中存在的问题提供科学依据和技术支撑。

重大项目、重点项目指南方向：

1、北京主要农作物的分子设计与实现途径研究

本方向重点针对北京地区农业生产的重大需求，将功能基因组学、分子生物学、表观遗传学等研究发现的功能基因、调控元件、启动子以及新型标记相结合，通过分子设计技术、杂交优势技术及转基因技术等方法，使作物育种由传统的“经验育种”逐步转向定向、高效的“精准育种”，培育高产、优质、抗逆的新品种，提高作物育种水平和效率，为改良作物品种的重要经济性状提供技术指导。北京主要农作物指：小麦、玉米、园艺、林果作物。

2、大动物诱导多能性细胞(iPS)的制备及其重编程机制研究

本方向重点支持猪、牛、猴、兔等大动物诱导多能性细胞（iPS）的研制，解决三胚层分化及种系嵌合能力等关键技术问题，构建其高效的制备体系或平台，并研究其相关重要因子调控重编程的分子机制，为动物新品种培育和人类疾病的细胞治疗奠定重要的理论和技术基础。

3、北京地区食品安全相关的基础及应用研究

本方向重点支持研究转基因生物产品、各类添加剂、农药残留等对健康的影响，揭示导致人体损害的机理，发展有效的检测防控方法，以期对可能影响健康的有害因素做到及时有效防范，为满足重大民生需求提供科学依据和保障。

4、合成生物技术研究与应用

本方向重点支持利用合成生物技术，开展细胞生长、发育、分化、遗传等生命活动的基本规律等方面的研究，针对生物医药、生物能源、生物产品等领域内的重大科学问题进行探索，为保障健康，促进首都经济的发展提供科学依据。

面上项目指南方向：

1、具有重要生物学功能的基因分离、克隆、功能鉴定和表达调控研究

2、重要蛋白质的结构与功能、调节及其应用的基础研究

3、细胞信号转导中分子间相互作用机理研究

4、胚胎干细胞的增殖与分化、诱导性多能干细胞重新编程的机理研究

5、细胞衰老、死亡、自噬、癌变或其他病变的分子机理研究

6、微生物代谢工程技术研究

7、新型生物活性物质产生菌的应用基础研究

8、新型高效表达系统的研究与应用

9、非编码RNA基因的鉴定及功能研究

10、非淀粉类生物质能源高效生物转化的关键技术研究

11、动植物全基因组关联分析鉴定重要生产性状基因研究

12、深度测序数据分析技术与应用

农业科学

本年度农业科学项目将在现代都市农业、生态安全、食品安全和低碳农业等重大和新兴方向予以重点支持，力争在农业（作物、园艺、畜牧）新品种、新技术、新工艺、新产品和相关应用基础理论方面有所突破，为农业结构调整与可持续发展，提供科学依据和技术支撑。

重大项目、重点项目指南方向：

1、农产品加工过程中生物活性物质的发掘及其稳定性研究

本方向重点支持研究农产品加工过程中生物活性物质的检测鉴定、组分分析及其化学结构和生物功能变化，分析生物活性物质在提取和加工过程中稳定性的变化规律、关键影响因素及其作用机理，探索保持生物活性物质稳定性、提高产率的加工新技术及新工艺。

2、设施作物品质形成的机理与调控技术研究

本方向重点支持设施作物品质形成的机理与调控技术研究，探讨设施作物外在和内在品质形成的关键生理生化基础，设施环境条件（光照、温度、湿度）对作物品质的影响及设施作物优质高效的水分养分调控及综合栽培管理技术等。

3、重要园艺作物野生优异基因资源的挖掘及细胞工程种质创新研究

本方向重点支持关于现代细胞工程技术在重要园艺作物野生优异基因资源的发掘及利用上的相关研究。包括克服有性杂交障碍，获得种间杂种的有效技术；减少非目标性状连锁累赘，促进异缘染色体重组，基因渐渗的技术；目标性状（或基因）的染色体及分子跟踪选择；远缘杂种的基因组及表观遗传变异等。探索结合现代细胞及分子遗传学研究手段，进行野生种优异性状定向转移的新思路和新技术，获得一批抗生物及非生物逆境新种质。

面上项目指南方向：

1、动植物重要性状种质资源的发掘、鉴定、评价及其在育种中的应用基础研究

2、作物优质、高产、抗逆和高效的遗传、生理生化基础及调控技术研究

3、养分、水分资源高效利用的土壤学及植物营养学基础和应用研究

4、逆境胁迫下作物、林木的生理生化变化规律及调控技术的研究

5、作物、林木主要病虫害发生规律及其综合防治原理与技术的研究

6、农畜产品贮藏保鲜、加工与冷链物流新技术、新工艺的研究