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生态系统研究与管理简报 |
| 中国科学院科技创新战略计划首批启动的知识创新工程重大项目 |
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关键字：知识创新,重大项目
时间: 2003-04-14 点击率: 67610 |
摘 要： 知识创新工程重大项目是以解决我国经济发展、国家安全和社会可持续发展的重大战略性科技问题为主要目标，能充分发挥我院综合优势、广泛吸纳社会资源、多所多学科系统集成的大型项目。
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中国科学院科技创新战略计划首批启动的知识创新工程重大项目
知识创新工程重大项目是以解决我国经济发展、国家安全和社会可持续发展的重大战略性科技问题为主要目标，能充分发挥我院综合优势、广泛吸纳社会资源、多所多学科系统集成的大型项目。
按照“成熟一项，启动一项”的原则，中科院最近批准启动五项知识创新工程重大项目。
一、水稻基因组测序和重要农艺性状功能基因组研究
水稻是世界上最重要的粮食作物，世界半数以上的人口以此为生。我国是籼稻和杂交稻的种植大国，而水稻与小麦、玉米等禾本科作物在基因排列上具有同线性，通过水稻基因组将很快找到其他作物的同类基因。因此，完成籼稻全基因组测序及后基因组研究，对提升我国农作物育种水平和培育新品种具有重大战略意义，将为农业高新技术产业化提供物质和科学基础。
该项目以水稻基因组测序为基础，水稻比较基因组、功能基因组等领域的研究为核心，重点开展具有我国自主知识产权的重要功能基因发掘和应用。5年内研究目标为：2002年初完成我国承担的国际水稻基因组计划中粳稻“日本晴”和籼稻“广陆矮4号”两条4号染色体的精确测序；2002年中完成具有国际认可水平的籼稻全基因组测序，争取世界第一；利用水稻基因组序列，在建立水稻功能基因组研究技术、材料和信息平台的基础上，逐步深入开展水稻后基因组研究和水稻亚种间以及与玉米、小麦等重要农作物的比较基因组研究，发现和鉴定与农作物品种改良密切相关重要功能基因和蛋白1000个，获得功能基因专利50-100个。
该项目将集中我院基因组研究的主要力量，以我国农业生产的实际需求为目标，坚持“创新为本、优势集成、有限目标”的战略思想，以重要功能基因发现与应用为重点，有机结合生物信息学等研究，积极参与国际合作，提升我国基因组研究的整体水平，使我国功能基因组学的研发能力步入世界先进国家行列，确保我国在生物技术领域的国际竞争中逐步取得主动有利的地位，推进我国基因产业的健康发展。
二、青藏铁路工程与多年冻土相互作用及环境效应
青藏铁路格尔木至拉萨段，全长1118公里，其中多年冻土区长度为632公里，大片连续多年冻土区长度约550公里，岛状不连续多年冻土区长度82公里，全线海拔4000m以上地段长度约为965公里。高原和冻土是青藏铁路修筑中必须解决的极大难题。冻土区筑路遇到的主要问题是冻胀和融沉。在季节冻土区主要问题是冻胀，在多年冻土区主要问题是融沉。青藏高原的多年冻土大多属高温冻土、极易受工程的影响产生融化下沉。铁路建筑是百年大计，必须考虑全球转暖的影响。IPCC2001年发布的预测称“全球表面温度预计在1990―2100年间升高1.4―5.8℃”。青藏高原是全球变化的“启动器”和“放大器”，其升温更早于和高于全球平均值。因此，高温冻土加全球变化使青藏高原铁路的修筑面临着严峻的挑战，可以说：
青藏铁路成败的关键在路基
路基成败的关键在冻土
冻土的关键问题在融沉
因此，要确保铁路建筑的稳定性，必须预测全球气候变化背景下冻土的变化，预测工程作用下冻土的变化以及预测两种因素叠加后冻土的变化及工程稳定性，即必须开展气候-工程-冻土相互作用的预测研究。
为了应对高温冻土和全球变暖的严峻挑战，还必须改变以往一直沿用的消极保护冻土的措施，采用积极的保护冻土措施，即冷却地基的办法，为此，必须在了解气候-工程-冻土相互作用规律的基础上，研究开发新的地温调控原理和技术，采用高新技术，提出能冷却地基的新的路基结构形式和设计参数，以确保工程的稳定。
青藏铁路大体与青藏公路平行修建，两者之间的平均距离不到10公里。在10公里的狭长走廊内已建有格-拉输油管、兰-西-拉光缆和青藏公路，再加上一条青藏铁路，其对环境的干扰强度可想而知。冻土环境十分脆弱，一旦破坏极难恢复。在这不到10公里的范围内，冻土环境的改变也必将影响到工程的稳定性。所以无论从生态环境保护，还是从保护工程稳定性的角度，都必须开展冻土环境与工程的相互作用研究。
除了上述气候-工程-冻土相互作用及冷却地基原理和技术两大科技问题，以及冻土环境保护研究外，还需要对以往研究不足，但铁路建设中必须要解决的问题，如含盐冻土的工程性质、列车动荷载、地震荷载、雷暴对铁路通讯信号系统的影响等问题，开展必要的研究。
因此，为了保证青藏铁路工程的顺利实施和正常运营，必须加深对冻土问题的研究。正如江泽民总书记指出的：“尤其要加深对冻土地区的工程地质应用性勘探、研究和试验”。
青藏铁路已经开工，铁道部门已将难度最大的北麓河试验工程交给我院寒区旱区环境与工程研究所并要求做成全线的样板。同时要求不断地就勘察、设计、施工中的问题提出咨询意见。该所将在满足建设青藏铁路急需的基础上，远近结合，室内外结合，工程与理论结合，以任务带学科，进一步开展必要的基础性、战略性和前瞻性的研究，为青藏铁路今后的运营、维修，为南水北调西线工程，青藏高原油气开发及其它寒区重大基础设施建设提供必不可少的科学储备。
三、煤基液体燃料合成浆态床工业化技术的开发
该项目是根据当前国家对进口原油严重依赖的严峻能源形势、基于我国在煤间接液化技术方面20多年的积累和最新研究进展而启动的，它对于依靠我国丰富的煤炭资源，解决我国相对缺乏的油资源、缓解我国油品供需矛盾具有战略意义。
该项目拟进行先进的浆态床煤基合成液体燃料技术的工业中间试验，打通工艺流程，排除煤基合成液体燃料技术产业化的经济性制约因素，为工业化装置提供完整的设计依据，使百万吨级的成品油成本与炼油产品成本相近。
拟在3年内(2001年6月-2004年6月)解决浆态床合成油的关键技术问题，同时在未来几年中大力推动煤间接液化合成液体燃料技术的产业化进程。在2005-2008年建成并运行百万吨级煤基合成油多联产商业装置。最终形成以本技术为主、合成油品为主导产品的综合洁净煤产业基地。
四、中国陆地和近海生态系统碳收支研究
大气中二氧化碳、甲烷和其他温室气体浓度升高导致的全球气候变化是人类共同关注的问题，是世界经济可持续发展和国际社会所面临的最为严峻的挑战。尽管我国的人均CO2排放量远远低于发达国家，但是总排放量已经进入世界前列。一些发达国家正在利用一切手段加紧向发展中国家施加压力，要求中国、印度和巴西等发展中国家尽早承诺承担减排义务。今后随着我国经济的发展，CO2排放总量还可能增加。可以预见，我国政府有关《联合国气候变化框架公约》的外交谈判形势将更加严峻。因而获得有关我国碳收支的科学数据和知识储备极为重要。同时，我国的社会经济正处在高速发展阶段，由此所带来的一系列环境问题已开始对社会经济的可持续发展构成威胁。中国陆地和近海生态系统碳收支变化情况及应采取何种应对策略是我国科技界所面临的紧迫而重大的任务。
项目的长远目标是：瞄准国际碳循环与碳收支的热点科学问题，瞄准国际前沿，实现重点突破和知识创新。通过长期研究实现如下目标：揭示气候、土壤和人类活动对生态系统碳循环过程的综合影响规律；阐明自然扰动和人为活动对生态系统碳源/汇格局的作用和调控机理；阐明中国生态系统碳源/汇强度的时空分布特征及其在全球碳循环中的作用；预测中国生态系统碳循环对全球变化的响应和生态系统的适应性；提出增加中国生态系统碳固定/减少碳排放的对策和技术，制定有利于稳定气候的替代性生态建设方案。
(据《中国科学院实施科技创新战略行动计划暨知识创新工程重大项目新闻发布会会议材料》)
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