北自然 | 2016-2020年度北京市自然科学基金 面上项目指南及修订说明

市基金办综合分析2016-2020年度面上项目指南近两年申报与资助情况，结合重点研究领域发展需求，对面上项目指南进行修订，并提请北京市自然科学基金委员会六届二次全体委员会议审议通过。数理、医药学科删减了5个指南方向；工程、城建与环境、管理等学科新增了5个指南方向。

增减的指南方面详见下表：

学科 亚学科 原指南删减方向 新增指南方向 数理科学 物理 　　1.强关联电子体系与拓扑物性　　2.表面等离子体激元　　3.新型光场、高效发光及光谱调控　　4.三维空间光学图像 工程科学 机械工程 　　长寿命、零泄漏的密封新机理及关键技术 医药科学 生物医学工程 　　有氧运动与慢性病康复关系的工程学量化研究 城建与环境科学 城市建设与建筑学 　　城市桥梁和地铁工程结构装配式建造中的关键科学技术问题 环境保护 　　京津冀协同发展下的水储存、输运和利用模式研究 管理科学 管理 　　1.前沿科学领域和新兴研究方向的遴选与资助方法研究　　2．科学基金的资助管理绩效及对创新发展的贡献评估

面上项目指南全文

2016-2020年度面上项目指南在关注科学前沿、基础科学问题的同时，加强对城市管理、能源与环境、京津冀协同发展、科技文化融合、生物医药、信息技术、高端装备制造等符合北京未来经济建设和社会发展需求领域的引导。

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建设、城市管理、人口健康、生态建设和环境保护等方面的支撑作用，力求从首都的优势和特点出发，围绕首都发展需求，前瞻部署重点领域，为全国科技创新中心建设做出积极贡献。

《2016-2020年度北京市自然科学基金面上项目指南》（以下简称“2016-2020年度面上项目指南”）是申请北京市自然科学基金面上项目的指导性文件。其编制的指导思想是：根据首都科技创新中心的工作定位，结合北京的特色领域，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，引导科研人员围绕制约首都可持续发展的重大问题、京津冀协同发展的共性问题以及北京市战略性新兴产业发展和优势学科建设的需求，凝炼具有前瞻性、战略性和基础性的科学技术问题，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。

2016-2020年度面上项目指南在关注科学前沿、基础科学问题的同时，加强对城市管理、能源与环境、京津冀协同发展、科技文化融合、生物医药、信息技术、高端装备制造等符合北京未来经济建设和社会发展需求领域的引导。

申请面上项目：须在2016-2020年度面上项目指南规定的范围内进行选题。

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，“高技术本质上是数学技术”已经成为当代国际社会的普遍共识。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研究。

本学科仅受理北京市属单位的申请。

资助的研究方向

1.数论与代数几何

2.代数与组合

3.微分几何与几何分析

4.拓扑学

5.实分析与复分析

6.微分方程与动力系统

7.偏微分方程

8.非线性分析

9.计算数学与科学计算

10.概率论与数理统计

11.统计学及其应用

12.运筹与控制学

13.数学物理

14.信息科学中的数学问题与方法

15.生物数学

16.其他领域中的数学问题与方法(数学与其他领域的交叉)

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。

资助的研究方向

1.微纳结构物理、光电转换和量子调控

2.自旋电子学

3.量子信息与量子光力学

4.软物质与生物物理

5.太赫兹物理、光谱及应用

6.声光器件物理

7.物理与材料、信息学科的交叉

8.核技术与应用

化学与材料科学

一、化学化工

化学是研究物质变化和反应的科学。化工是利用基础学科原理，实现物质和能量的传递和转化，解决规模生产的方式和途径等过程问题的科学。结合北京市经济社会发展需求和学科发展前沿，本学科优先资助以化学、化工为基础，在能源转化与储存、新型材料、环境治理、天然产物、绿色化工、食品安全等领域中开展的基础和应用基础研究。

资助的研究方向：

1.能源转化与储存中的化学化工基础

2.新型化合物的分子设计与可控合成

3.京津冀地区环境治理中的化学化工基础

4.天然产物高效综合利用的化学化工基础

5.新型绿色化工材料设计与合成

6.食品安全检测的化学基础

二、材料科学

材料是经济建设、社会进步和国家安全的物质基础和先导。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。

资助的研究方向：

1.材料设计与制备的新理论、新方法

2.材料智能化制备、成形与加工中的科学问题

3.材料环境负荷评价、服役行为、失效与防护研究

4.材料的绿色回收和循环利用的相关基础研究

5.微纳材料与器件制备及集成技术

6.新型功能材料制备基础与性能调控

7.高性能结构材料相关基础问题

8.材料的复合、结构-功能一体化相关基础研究

工程科学

一、机械工程

机械工程学科是研究机械产品和系统的设计、制造及性能的理论、方法和技术的科学，包括机械学和制造科学两大领域，机械学主要涉及机构学与机器人、传动机械学、机械动力学、机械设计理论和仿生机械学等；制造科学主要涉及成形与加工制造、制造系统与自动化、机械测试理论与技术、微/纳机械系统、微电子制造、绿色制造和智能制造等。本学科鼓励申请人从工程实践中凝练和发掘科学问题，开展以获取新知识、新方法、新技术为主要目标的研究。

资助的研究方向：

1.服务机器人与新一代工业机器人的结构设计

2.复杂机电系统可靠性设计与健康监测技术

3.面向复杂环境的仿生机械运动机理与实现技术

4.先进成形与增材制造技术

5.制造过程的智能化、网络化与信息化融合技术

6.机械产品与系统的先进传感、检测与测量技术

7.微/纳机械系统及加工技术

8.微电子装备制造技术

9.绿色设计与再制造技术

10.长寿命、零泄漏的密封新机理及关键技术（新增）

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，对国民经济发展有着重要作用。本学科鼓励工程热物理与其他学科的交叉研究。

资助的研究方向：

1.常规能源利用过程中的节能减排理论与技术

2.分布式能源系统关键技术、热力学理论与评价方法

3.工业余能高效转换利用的理论、方法与新技术

4.建筑节能与供能系统关键技术及测试与评价方法

5.可再生能源高效利用的理论、方法与技术

6.面向可再生能源利用系统的新型蓄能理论与方法

7.高效低污染燃烧中的关键科学问题

8.能源系统中的微纳尺度流动、传热传质与燃烧

9.车辆动力系统的节能、减排与热管理

10.工程热物理与能源利用中的先进测试方法与理论

11.材料、环境和生命科学中的工程热物理问题

三、电气科学与工程

电气科学与工程是国民经济发展的重要支柱之一，是现代科学技术的重要组成部分，其应用领域广泛，社会需求稳定。电气科学与工程的基础研究，对提升首都的创新驱动能力和产业化水平具有重要意义。本学科主要资助电力系统理论与工程、电力电子技术、电力新材料与高电压技术领域的基础理论、基本方法和关键技术。

资助的研究方向：

1.电力系统分析、控制与保护

2.可再生能源发电技术

3.分布式电源并网及微电网技术

4.智能配电与用电技术

5.新型电力电子器件及其应用

6.高效电机及系统

7.面向电动汽车、轨道交通等的电力驱动与控制

8.超导电工技术

9.电工新材料及其应用

10.气体放电与放电等离子体技术

11.高电压、大电流及应用基础

12.电磁环境与电磁兼容

信息科学

一、信息与通信工程

信息与通信技术已经渗透到全球的各个角落，促进了人类经济与文化的不断发展。北京作为信息化高新技术产业的中心城市，在信息与通信基础理论研究、研发及产业化等方面均处于国内领先水平，形成了企业、高校与科研院所相结合的科技创新体系，在推动工业与信息化深度融合方面具有优势。

本学科主要资助移动互联网技术、下一代宽带无线及移动通信理论与系统、下一代信息网络理论与传输机制、新型接入网技术、智能信息处理技术、数字媒体信息处理技术、大数据与云计算信息处理技术等方面的研究。

资助的研究方向：

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.绿色通信网络架构与节能智慧网络

5.下一代互联网关键技术

6.5G核心理论与关键技术

7.空天地一体化传输前沿技术

8.数字媒体信息处理技术

9.现代数字信号处理理论及关键技术

10.智能信号处理理论及关键技术

11.面向物联网的信息感知、处理与传输集成技术

12.大数据与云计算信息处理关键技术

二、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、应用最广泛的领域之一。加强本学科的基础研究，对构建智慧城市和加速城市信息化建设具有重要的意义。

本学科资助围绕计算机科学领域的核心问题与关键技术，进行基础性、前瞻性研究，鼓励在互联网应用、信息服务业和信息安全等方面的基础研究，鼓励与数学、生命、医学等学科的交叉研究。

资助的研究方向：

1.新型计算机体系结构的设计理论与方法

2.计算机软件系统的设计方法与技术

3.网络与信息安全的新理论、新方法

4.多媒体信息处理与虚拟现实技术

5.智能信息搜索新方法与新技术

6.面向专题信息服务的大数据处理方法与技术

7.空间信息处理关键技术

8.医学影像处理方法与技术

9.面向文化创意产业的新理论与新方法

10.基于互联网的信息服务系统关键技术

三、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、机器人与自动化装置等领域的基础理论、基本方法和关键技术研究。

资助的研究方向：

1.面向先进制造的自动化技术

2.复杂系统的建模、分析与优化控制

3.复杂工程系统的综合健康管理技术

4.数据驱动的知识自动化技术与方法

5.多模态感知信息的融合与理解

6.智能化的视觉特征识别与分类

7.生物特征模式识别新方法

8.基于大数据的生物信息处理技术与方法

9.机器学习新模型、新方法及应用

10.面向城市管理的大数据挖掘算法与平台

11.网络信息的智能搜索与挖掘关键技术

12.新型工业机器人智能化技术与方法

13.大数据、云计算环境下机器人关键技术

14.面向城市领域应用的先进自动化装置技术及系统

四、微电子与光电子

微电子与光电子技术已经渗透到社会的各个领域，是许多高新技术发展的基础、前提和先导，是绿色智能社会发展的重要驱动力量和国防科技发展的重要基石。北京地区具有微电子和光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，可为形成和发展微电子与光电子产业奠定基础，提升北京市在微电子与光电子领域的竞争力。

资助的研究方向：

1.宽禁带半导体材料与高性能器件

2.自旋材料与新原理器件

3.低维材料及碳基电子器件

4.集成化芯片系统（SOC）设计、验证与测试方法

5.高速低功耗器件及集成电路

6.三维半导体器件与集成技术

7.低成本印刷电子技术

8.高密度信息存贮材料与器件

9.新型激光器件与技术

10.高速大容量光通讯/网络技术及器件

11.光信息获取与处理技术

12.光电集成与光互连技术

13.新型显示材料与器件

14.新型照明材料及技术

15.面向生命科学与健康的光电子技术

16.新型传感器及物联网技术

17.新型光伏材料及太阳能电池技术

18.微纳光机电器件与系统

生物科学

生物科学是自然科学的一大门类，研究范围包括生命的起源、演化、分布、构造、发育、功能、行为、与环境的互动关系等。北京市自然科学基金关注生物科学研究中的重要前沿和新兴领域，鼓励利用北京地区的学科优势，围绕人口与健康、粮食与生态安全等领域以及生物技术产业发展中存在的关键科学问题，开展创新性研究。

资助的研究方向：

1.核酸与蛋白质的修饰、功能及调控

2.糖-脂代谢及其调控机制

3.亚细胞结构的动态变化及其调控

4.细胞增殖、分化、衰老及凋亡的分子机制

5.细胞应答的信号转导分子机制

6.干细胞的干性维持及谱系发育

7.生殖细胞的形成及其调控机制

8.胚胎发育及其调控机制

9.重要神经环路的形成及调控机制

10.表观遗传及其调控机理

11.基于组学的数据挖掘及信息解析

12.微生物代谢与活性物质的应用基础

13.新型高效表达与纯化系统的研究与应用

14.生物能源高效生物转化制备的关键技术研究

15.生物防御系统的细胞和分子基础

16.生物种质资源发掘与利用的生物学基础

17.合成生物学的基础与应用研究

18.京津冀生物多样性维持机制

农业科学

围绕农业科学的基础、前沿和热点科学问题，并结合北京都市型现代农业发展及北京国家现代农业科技城建设对科技的需求，重点支持在籽种产业、设施农业、农业资源高效利用、健康养殖、农产品加工等方向的研究，加强对动植物种质资源挖掘、评价、保护与创新，动植物营养与调控，动植物有害生物防控，农田质量与生态修复等方向的资助，鼓励农业科学与信息科学融合交叉的基础科学问题研究，从而发挥北京农业区域优势，体现首都农业的高端、高效、高辐射作用。

资助的研究方向：

1.动植物优异种质资源与重要经济性状的发掘评价及其在育种中的应用基础研究

2.农作物高产、优质、抗逆、高效的遗传与生理生态基础研究

3.农田土壤水分养分耦合机制及作物肥水一体化高效利用调控机理研究

4.作物与林果的耐旱机理及调控研究

5.设施园艺作物优质、抗逆、高效、安全的生理生态与遗传基础研究

6.设施农业支撑系统优化配置与调控研究

7.作物、林果主要病虫害发生与成灾规律及其综合防治原理研究

8.主要农产品（粮油、果蔬、畜禽与水产品）贮藏、加工、流通过程中食用品质、营养品质、安全品质的形成与调控机理研究。

9.畜禽健康养殖模式与产品质量控制的基础研究

10.动物病原（包括人畜共患病）传播与流行成因、致病与免疫机制及其诊断与防控原理研究

11.农业耕作和养殖设施与装备的智能化基础研究

12.农业废弃物资源化、无害化及循环利用的基础研究

13.基于生产、生态、生活等多功能的农田质量提升与优化研究

14.北京地区行道树等绿化新树种选育的基础研究

15.生态补偿修复与园林景观的应用基础研究

医药科学

医药科学是研究人类健康的医学、药学和相关学科的总称，主要包括基础医学、临床医学（含口腔医学和护理学）、预防医学、药学、中医学、中药学、中西医结合学和生物医学工程学等学科。

当今医学科技是世界各国战略布局的重点和公共财政投入的重心，转化医学、精准医学、微创医学、再生医学等新战略和新技术不断涌现，促进医学的迅猛发展。结合医学及相关科学的发展趋势和北京重大需求，本领域以提高全民健康水平为目标，以重大慢性疾病防控、人口老龄化科技为重点，以科技创新为动力，主要资助重大慢病早期诊断研究、微创精准治疗技术、生物治疗与靶向治疗及个体化用药技术、再生医学技术、基因诊断技术、临床急救技术体系建设等相关的应用基础研究，旨在不断提升北京市健康科学的创新能力，满足市民日益增长的健康需求，提高公众健康保障水平，支撑医疗卫生体制改革的实施，培育发展生物医药战略性新兴产业，切实改善民生服务，为完善北京创新体系，建设北京国际化城市做出贡献。

一、基础医学与临床

资助的研究方向：

1.新发现的单基因遗传病致病基因鉴定及功能研究

2.慢病的分子分型与个体化治疗研究

3.炎症在疾病发生发展中的作用及机制研究

4.神经元与胶质细胞的相互作用在脑疾病发生发展中的机制研究

5.机体微生态在疾病的发生发展中的作用和机制研究

6.细胞与免疫治疗的应用基础研究

7.代谢相关性疾病的发病机制及干预措施研究

8.免疫性疾病的发病机制及干预措施研究

9.人类生殖与发育的相关基础研究

10.影响儿童生长发育的慢性疾病的发病机理及防治研究

11.衰老相关疾病的防治研究

12.创伤修复的机制与康复治疗研究

13.心脑血管、肿瘤等重大疾病的预警、预测及早诊早治研究

14.常见多发病的发病机制与防治研究

15.功能性疾病的调控机制与干预措施研究

16.心理应激诱发精神疾病的机理研究

17.基于新技术、新方法的疾病诊断与治疗研究

18.急救医学技术的基础研究

二、预防医学

资助的研究方向：

1.环境因素与健康研究

2.职业有害因素与健康研究

3.营养与食品卫生研究

4.妇幼与儿童青少年健康研究

5.传染病预防控制研究

6.慢性非传染病预防控制研究

7.毒理学与安全性评价研究

8.卫生信息与大数据挖掘利用研究

三、药学

资助的研究方向：

1.重要疾病新靶点的发现及创新药物研究

2.新结构骨架小分子化合物的发现及功能研究

3.基于生物合成的药物发现与创新

4.创新药物研发过程中的早期评价方法研究

5.药物评价新方法和新模型研究

6.药物耐药机制及克服策略与手段

7.药物制剂新材料和新技术研究

8.新型递药系统研究

四、中医药学

资助的研究方向：

1.中医优势病种的应用基础研究

2.北京地区历代名医学术思想传承、技能特长及经验方的应用基础研究

3.藏象、经穴、证候等中医理论的生物学基础研究

4.中西医结合防治重大疾病（包括传染性疾病）的基础研究

5.中药/中西药联合临床应用的科学性、合理性研究

6.中药药性理论以及中药炮制、中药制剂等相关基础研究

7.中药质量控制及安全性评价的相关基础研究

8.中药药效物质基础及作用机制研究

9.基于肠道微生态的中医药学基础研究

10.中医药研究的新技术新方法

五、生物医学工程

资助的研究方向：

1.人体物理、化学信息检测与分析的新原理、新方法研究

2.基于分子影像学的诊断方法与技术基础研究

3.基于生物医学工程方法与技术的人类脑功能研究

4.面向医学应用的物理因子生物效应研究

5.基于生物医学工程方法与技术的康复辅助技术基础研究

6.医学成像的新原理、新方法研究

7.手术规划系统与导航技术的基础研究

8.临床大数据获取、挖掘与利用方法研究

9.用于健康管理的低成本、便携式医疗装备关键技术研究

10.基于医学应用与健康维护的生物力学与力生物学研究

11.生物医用材料功能化基础研究

12.组织工程临床前基础研究

城建与环境科学

一、城市建设与建筑科学

城市建设与建筑科学涉及城市、建筑空间和形态规划与设计，重要工程建设，城市功能安全、高效运行以及防灾减灾等领域，研究方向主要包括：城市规划与建筑设计，建构筑物建设、安全评估以及加固技术，工程结构与城市防灾减灾等。本学科鼓励开展与北京城市建设、京津冀协同发展相结合的基础研究，注重学科交叉和新技术、新工艺和新材料的应用研究。

资助的研究方向：

1.高性能建筑材料与工程结构新体系研究

2.工程结构全寿命设计理论与方法

3.施工新技术及其风险分析与监控理论与方法

4.城市基础设施和重要建构筑物的防灾减灾

5.新一代信息技术在城市建设中的应用

6.面向交通领域的节能减排技术基础研究

7.城市交通减堵理论与方法

8.古建筑物保护理论与方法

9.绿色建筑设计理论与方法

10.可持续城市空间和形态规划设计理论与方法

11.城市桥梁和地铁工程结构装配式建造中的关键科学技术（新增）

二、环境保护

伴随着首都经济社会的高速发展，首都资源环境与经济社会发展的矛盾日益突出，改善生态环境事关经济社会可持续发展和人民生活质量的提高。全面实施“绿色北京”战略，大幅提高首都生态文明水平和可持续发展能力，对环境科学与工程研究提出了新任务、新要求。

针对首都环境保护的现实问题和重大需求，本学科重点关注水污染与大气污染控制、固体废物处理处置与资源化利用及环境化学、大气科学、环境地学等方面的基础研究。

资助的研究方向：

1.污水处理与再生利用技术基础研究

2.饮用水安全保障与控制技术研究

3.水体质量改善的理论与方法

4.大气二次污染的形成机制与控制原理

5.室内空气污染及其控制的原理和方法

6.移动源对空气质量的影响与控制方法

7.固体废物处理处置与资源化的新原理与关键技术

8.固体废物循环利用的关键技术与方法

9.污染场地修复的原理与关键技术

10.重大工程的地质环境效应及其地质灾害防控原理

11.噪声、电磁、光等物理性污染的影响与防治技术研究

12.新兴污染物对生态环境与人体健康的影响及控制研究

13.京津冀协同发展下的水储存、输运和利用模式研究（新增）

管理科学

管理科学主要是研究人类社会组织管理活动的客观规律及其应用的综合性交叉科学。本学科积极支持管理科学与工程、工商管理、宏观管理与政策三个学科中原创性强、社会需求紧迫、实践指导意义大的申请，鼓励围绕首都经济社会发展中的重大科学问题开展基础性、前瞻性和战略性研究；鼓励运用自然科学方法，结合经济学和行为科学等基础理论不断发展管理科学的理论方法；鼓励跨学科的交叉研究；鼓励针对首都城市建设和管理中的重大实际问题，做深度具体性研究，鼓励与政府和企业等有关部门开展合作研究。

本学科不受理纯人文社会科学研究领域的项目申请。

资助的研究方向：

1.特大城市综合集成管理模式与方法研究

2.特大城市非常规突发事件演化机理与防控研究

3.北京市人口膨胀与资源压力演化和趋势预测方法研究

4.“绿色北京”建设背景下城市生态系统演变与调控研究

5.北京市物流、商流、信息流、资金流等流通大数据下管理决策创新研究

6.互联网环境下首都现代服务业创新模式研究

7.首都食品安全预测预警机制研究

8.科技成果转化的动力机制及优化研究

9.京津冀地区生态环境协同发展研究

10.北京信用体系建设的管理理论与实现方法研究

11.北京市能源结构优化与支撑政策研究

12.北京市疏解公共交通拥堵的管理理论与技术研究

13.前沿科学领域和新兴研究方向的遴选与资助方法研究（新增）

14.科学基金的资助管理绩效及对创新发展的贡献评估（新增）

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