一、农业领域

1．主要作物高产、优质品种设计和选育的基础研究

研究主要作物（小麦、玉米、大豆等）高产和优质性状的遗传机理，鉴定出具有重要实用价值的分子靶点，通过常规和分子育种手段的结合，创制在产量、品质等目标性状上表现突出的育种材料，建立多基因组装育种的理论和方法体系。

2．主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究

研究提高粮食作物主产区大面积产量的相关理论与方法，集中阐明影响作物生长发育和产量提高的制约因素以及相关资源（土、肥、水、光、热等）的利用现状和问题，为提高相关资源综合利用率及制定各主要粮食作物大面积产量持续增长集成措施提供科学依据。

3．可持续发展的水产养殖关键科学问题研究

研究养殖品种遗传分析与优良品种培育，主要养殖对象营养需求分析与高效无公害饵料研制，微生物群落结构优化与病害防控，以及安全优质产品保障等高效集约化养殖的关键科学问题。

4．农业生防微生物和设施农业的基础研究

（1）　　 研究重要微生物生防基因结构、功能与代谢调控，生防活性物质分子改造及制剂优化相关基础研究。

（2）　　 研究设施园艺作物在亚适宜环境中生长发育、代谢适应及其调控；设施条件下病虫害发生的规律和控制；农药和营养元素在植物和土壤中的行为和调控。

5．畜禽产品有害物质形成机理及控制途径研究

研究畜禽产品中危害人类健康的外源性化合物及其代谢产物的产生机制、演化规律和控制原理，为生产安全畜禽产品提供理论基础。

6． 林木生长和纤维素合成的机理研究

开展速生优质树种培育的遗传基础及生长调控的功能基因组学研究，研究植物细胞壁生物合成过程基因的功能和细胞壁各类多聚物合成代谢的调控机理，探索培育细胞壁生物质高效转化植物的途径。

7．光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究

研究主要农作物光合作用能量传递和转化的动态衔接及调节机理，研究调控光能利用效率重要基因的功能，揭示光能利用效率调控的分子机理，为提高作物光能利用效率的遗传改良提供理论依据。

8．农业生态安全相关基础研究

研究植被对我国典型区域农业生态环境的调控机理；研究外来生物入侵对生态系统的影响机理，提出预警及控制的理论和方法，为控制生物入侵提供科学支撑。

二、能源领域

1．油气资源勘探开发的基础研究

研究我国重要盆地火山作用特征及其与盆地形成演化的关系，含火山岩盆地油气成藏主控因素、火山岩储层地球物理响应，油气分布规律和油气资源预测，为我国火山岩有关的油气勘探提供科学支撑。

针对我国重要深水盆地的油气勘探和开采的关键科学问题，重点开展深水盆地的形成演化、油气成藏条件与分布和深水地球物理方法研究，开展深水油气资源开采的基础研究，为我国深水区域油气勘探开发提供科学支撑。

针对我国海相油气资源钻井中的关键科学问题，重点研究油气井的优化设计理论、安全性评价与控制方法等，为海相油气资源钻井提供科学支撑。

2．高丰度煤层气富集机制及提高开采效率基础研究

研究高丰度煤层气富集区评价与分布预测的关键科学问题，为探明煤层气富集区分布和资源规模提供科学支撑；建立单井和多井煤层气微观渗流机理与宏观流动规律，为实现煤层气大规模高效开发提供理论基础。

3．分布式发电供能系统相关基础研究

针对大规模分布式发电独立与并网稳定运行、电能质量和大电网相互作用的关键问题，研究含有分布式发电单元、储能单元和负载的独立或并网运行的微型电网理论；高渗透率下基于微型电网的分布式发电系统与大电网的相互作用与影响；分布式储能对微型电网安全稳定运行的作用机理。

4．节能及工业低品位热源利用的基础研究

开展大规模工业过程的节能新理论和新方法研究；开展建筑节能设计理论的研究；开展提高工业低品位热源有效利用相关科学问题，以及基于低品质余热、余压发电的新型热力循环系统和基于能源综合梯级利用的分布式供能系统的基础研究。

5．太阳能化学和生物转化过程的基础研究

针对太阳能化学和生物转化为能源产品过程中的基础科学问题，着重研究新型光催化制氢反应体系的构建理论，高效制氢光催化剂的设计、制备、表征及相关基础科学问题；模拟自然界中光合体系和氢化酶活性中心复合体系，研究光敏剂激发态淬灭速度、模型体系光致电子转移反应速度，优化模型配合物结构。

6．新型二次电池及相关能源材料的基础研究

围绕二次电池发展中的重大基础问题，通过新构思和新材料的探索，发展绿色电池新材料、创建电池新体系；从微观层次揭示电极表面/界面结构与性能的内在联系和反应机制，研究相关的电池反应机理、失效与再生机理及能量回收机制等。

7．内燃机高效清洁利用代用燃料的基础研究

针对解决内燃机代用燃料，特别是甲醇和二甲醚等使用过程中存在的燃料物性、燃烧科学与理论、排放及后处理等关键科学问题，研究代用燃料与油品的相溶问题，建立代用燃料生命周期评价和对环境影响的评估模型，为建立我国多元化燃料体系提供科学支撑。

8．我国天然气水合物富集规律与勘探开采基础研究

研究南海北部新生代地质条件对浅埋藏渗漏型水合物成藏的影响，南海北部不同类型气源形成浅埋藏渗漏型水合物的条件、成藏过程和控制因素，南海浅埋藏渗漏型水合物大规模成藏的机制和控制因素及在南海的发育特征和识别方法，深水化合物开采中的多相流动机理和控制方式，以及天然气水合物开采前期关键技术的基础研究。

三、信息领域

1.新型光电子器件与技术相关基础研究

针对光电子器件在信息传输、获取、处理、显示和存储等应用中的重大需求，开展光电子器件新机理、新结构和新功能基础研究；开展基于超快光子技术的信息获取与微器件制作新方法基础研究，为我国信息器件创新跨越发展提供科学基础。

2.微传感器芯片系统和系统级封装基础研究

针对环境监测、智能交通等领域的重大需求，开展用于传感器网络的,具有感知和无线通信能力的网络微传感器芯片系统研究；开展系统级封装的基础研究。

3.光传送网的新体系研究

研究适应海量信息的高可扩展性超高速光纤承载网体系；研究业务感知与承载网资源优化调度的关联、支持流量可控可管和提供QOS的策略及方法；提出兼顾网络高生存性、业务颗粒性和带宽高效利用的模式；研究适于分组业务传送和向光路交换演进的理论与技术基础。

4.认知无线网络基础研究

针对有限无线频谱资源和迅速增长的宽带无线业务需求的矛盾，研究无线频谱及环境认知的理论和提高频谱效率的方法；研究无线频谱的动态管理机制；研究异构无线网络重配置的技术基础，提出可实现异构资源优势互补的开放协同网络体系；设计认知无线网络的理论模型和验证系统；分析资源优化效果及与用户体验的关联。

5. 新一代互联网体系和协议理论研究

针对互联网面临的重大理论与实践挑战，面向异构环境、普适计算、泛在联网、移动接入和海量流媒体的应用，研究大规模可扩展路由和寻址算法、安全可信和可靠传送机制、应用层流量匹配与深层分析及模型、实时QOS性能保障和业务分级优化策略、网络监控测量和管理方法等，在体系设计理论和关键协议及应用上取得创新和突破。

6.复杂控制系统的理论与技术基础研究

控制系统将要进入集网络化、软件控制、现代传感器技术为一体的复杂控制系统阶段。开展不同类型网络一体化的自动控制、智能管理、实时协同技术基础研究，开展控制系统的安全性、协同性、易用性研究，为我国先进控制系统的开发与应用提供科学支撑。

7.基于网络的复杂软件可信度和服务质量的基础理论与方法研究

网络上的复杂软件应用系统需要实现资源间的协同共享，无处不在的无缝计算和主动可信的服务计算，并对服务质量和保护质量提出了更高的要求。开展面向特定应用的软件体系结构、软件开发方法、中间件支撑平台和评价标准的技术基础研究和原型研究。

8.基于视觉特性的视频编码理论和虚拟现实理论与方法研究

开展基于视觉特性的高效视频编码理论及其在宽带移动多媒体应用的原型研究；开展虚拟现实的理论与方法研究。

四、资源环境领域

1. 大陆构造演化与成矿规律

研究我国特提斯成矿域大陆离散、俯冲、碰撞及陆内构造演化各阶段的成矿作用、成矿规律，研究在此过程中矿床、矿集区形成的时空结构及分布规律，探讨壳幔作用对成矿控制的机理，进行成矿远景区的预测。

2.我国急需矿产资源成矿机制与预测研究

研究我国急需矿产资源（如铁矿）的成矿地质构造环境、成矿物质富集条件、分布规律，成矿的地质、地球物理、地球化学、遥感等标志，探索成矿物质来源、成矿机制，进行深部矿产资源预测。

3.中国主要生态系统生态服务功能与生态安全研究

研究主要生态系统碳循环机制以及对气候变化的适应和响应；研究主要生态系统的生态服务功能的时空格局变化及驱动机制，建立生态系统服务定量评价指标和方法体系，提出生态系统保护、利用和调控的对策，为保障生态安全提供科学支撑。

4.干旱区陆表过程对人类活动、气候变化的响应与调控

研究干旱区水、土、气、生过程及其相互作用机理，人类活动与气候波动对陆表过程的影响机制，陆表过程的变化趋势及其环境效应评估，为发展环境调控技术与管理模式提供科学支撑。

5.东亚能量和水分循环过程的变异及其对极端气候的影响

研究在全球变暖的背景下东亚季风区海洋-大陆热力差异和我国典型气候区域陆气交换过程特征的变化对我国能量和水分循环过程变异的影响，揭示其影响我国旱涝、高温和大雾等极端气候事件的机制和改善气候预测的途径。

6.台风登陆前后的演变及其成灾机理

研究台风登陆前后海-陆-气相互作用的发展变化规律、台风结构、路径和强度的变化、以及台风内中小尺度天气系统的演变，揭示登陆台风的风雨分布和灾害形成机理，为提高登陆台风灾害预测预报和应对技术水平提供科学支撑。

7.人类活动影响下的海洋环境与生态安全

研究在我国社会经济快速发展的影响下，近海环境、生态系统的演变，及其对生态安全的影响，为近海生态环境的预测和改善提供科学依据。研究气候变化和人类活动对我国陆架海生态环境的影响，综合分析海域生态环境的演变过程，建立生态环境的响应模型以预测其未来变化趋势。

8．大气和土壤环境污染与修复调控机理

开展持久性有机污染物的来源、演变规律及其对生态环境的影响与控制研究；开展经济快速发展区大气和土壤环境质量变化规律与修复调控机理研究，为社会经济可持续发展提供科学支撑。

五、人口与健康领域

1. 肿瘤发生和转移的分子调控机制

以肿瘤早期发现和临床治疗为目标，开展肿瘤发生和转移的分子调控机制研究，以及肿瘤血管生成与抑制和肿瘤干细胞等研究。

2. 脑血管疾病发生和防治的基础研究

研究与脑卒中等重大脑血管疾病相关的遗传、分子、细胞和营养代谢机制，为脑血管疾病防治提供新思路。

3. 呼吸系统疾病与损伤的基础研究

研究病原菌引起的传染性呼吸系统疾病或与环境遗传因素相关的呼吸系统功能障碍、损伤等疾病的易感性、免疫应答和发病机理，寻求防治的新方法。

4. 精神依赖的神经生物学机制

针对成瘾性药物和毒品等精神活性物质导致的精神依赖现象，探求其发生、发展及难以戒除的神经生物学机制。

5. 基于细胞信号转导网络的重大疾病机理研究

在细胞信号转导通路间的相互作用研究的基础上，探讨细胞信号转导网络调控异常引起疾病的机理，提出重大疾病诊治的新策略和新靶点。

6. 具有成为创新药物前景的生物活性物质的研究 

从我国特有的药物资源入手，深入系统地研究具有成为创新药物前景的动物、植物与微生物中的有效活性物质，建立相应的天然产物药物资源库，从中发现并进行结构功能研究，为发展创新药物奠定科学基础。

7．物理和化学有害环境因素的危害机理及防护

研究物理和化学等有害环境因素对人体、人群及人类遗传作用的生物学基础和危害机理，为提出切实可行的防治措施提供科学依据。

8．脏器移植的免疫学应用基础研究

研究器官移植后慢性失功免疫学分子机制，移植后感染及原发病的复发机制及干预，筛选疗效明确的个体化免疫抑制方案。

9. 重要传染病基础研究专项

（1）丙型肝炎病毒感染及防治的基础研究

重点开展丙型肝炎病毒侵犯宿主细胞分子机制 、丙型肝炎病毒与宿主细胞相互作用进行病毒蛋白翻译及基因组复制和引起致病的机制、感染过程中丙型肝炎病毒诱生和逃逸机体免疫应答及免疫系统对病毒进行识别及清除机制的研究,初步探明丙型肝炎病毒感染宿主细胞以及宿主限制病毒感染的分子机制，为研制有效抗病毒药物和疫苗提供新的理论基础和思路。

（2）重要致病性细菌微进化的研究

以严重危害人民健康的重要致病细菌为研究模型，通过比较基因组学等手段，研究病原菌与环境、宿主相互作用的适应性进化，分析不同年代和不同来源病原菌的基因组多态性，建立多态性基础数据库，并在此基础上分析和揭示病原菌基因变异和微进化的规律。

10．中医理论专项

（1）“肺与大肠相表里”脏腑相关理论的应用基础研究

根据中医脏腑相关理论，选择“肺与大肠相表里”理论指导下临床疗效确切的病证，运用临床研究、实验研究等多种传统与现代研究方法，多角度阐明“肺与大肠相表里”的内在联系与协调机制，揭示疗效产生的内在规律，深化对肺与大肠之间表里、升降等功能的认识，进一步发展和创新中医脏腑相关理论，提升其临床应用价值。

（2）确有疗效的有毒中药科学应用关键问题的基础研究

选择《药典》和本科教材中的有毒中药，对其与毒性相关的物质基础、毒效、药效、中毒机理和科学应用(加工、炮制、用量、用法、配伍减毒、辨证准确)等重点内容，运用传统与现代的方法开展研究，揭示其科学内涵，继承创新中药药性理论，为临床安全有效的应用这些有毒中药提供科学支撑和新的理论依据。

（3）灸法作用的基本原理与应用规律研究

运用传统与现代的研究方法，深入研究灸法的理论内涵与作用机制，包括灸法理论的科学内涵研究、灸法的温热刺激效应机制研究、艾蒿及其他施灸辅助材料的药物效应机制研究等；从灸法的临床现象提炼出理论规律，定性定量研究灸材、灸法、灸量和施灸部位，与灸效之间的效应机制，探索建立灸的量效关系和应用规律的技术平台，为灸法临床疗效的提高提供理论支撑和科学依据。

（4）中药成、验方的现代临床实验研究

从中医药基本理论出发，按照循证医学主要原则，在制定严格药材、制剂等质量标准的条件下，对一种已有很好临床基础的中药成方或验方（不超过5味药材为宜）进行多中心现代临床实验研究，为中药国际化奠定基础。

六、材料领域

1.节能降耗与环境友好建筑材料的基础研究

研究水泥熟料组成与结构优化、与水化活性的关系，研究高胶凝性水泥熟料与辅料的优化复合及强度的提高、高性能水泥单位质量能耗和环境负荷的降低；研究混凝土材料在化学-力学因素耦合作用下微结构的演化与损伤机理，揭示混凝土制备、结构、性能间的关系，建立服役寿命理论，为重大混凝土工程安全运行提供理论基础。

2.信息功能陶瓷的基础研究

研究信息功能陶瓷微结构与性能关系、外场响应机制及其新效应、新应用，研究信息功能陶瓷微结构形成动力学、微结构的调控原理与技术、陶瓷集成化的方法与技术，发展信息功能陶瓷元器件的制备科学。关注陶瓷元件的微型化/片式化、集成化/模块化、高频化和频率系列化、多功能化和新应用，以及元器件的高可靠性。

3.有机/高分子光电转化材料的基础研究

开展有机/高分子光电转化材料的分子设计、合成、制备、结构、性能及在全色平板显示屏、平板照明等方面应用的基础研究。着重于有机/高分子电子结构、聚集态结构、表面/界面电子态结构与光电转换机理及规律的揭示。发展价廉、高效、高稳定性的有机/高分子光电转化材料、电极材料、电极介面修饰材料、柔性屏衬底和封装材料等。

4. 材料结构、性能表征新技术与新设施的基础研究

发展材料物性测量与结构表征的新方法、新理论、新技术、新设施。发展具有高空间分辨和高能量分辨的电子显微系统，发展高性能探针扫描显微系统；鼓励研制上述系统联合的具有材料原位生长、动态表征、性能测量等功能的综合实验装置。进一步利用上述综合实验装置解决若干关键科学问题。

5. 聚合物基复合材料的多层次结构和性能研究

研究以有机聚合物为基的纤维、颗粒复合增强机制。研究复合材料体系中组分、相、结构、形态、表面/界面相对材料使用性能的影响，揭示其内在规律，并用于指导聚合物基复合材料的设计、合成、制备，获得高性能、低成本的有重要应用前景的新型聚合物基复合材料，解决复合材料加工中典型的瓶颈问题。

6. 面向应用过程的膜材料设计与制备的基础研究

研究膜与膜材料的功能性质与微结构间的关系、其微结构的形成机制与控制方法、服役过程中的演变规律和失效机制。揭示膜与膜材料的传质机理，阐明高分子链的结构、取向、聚集态与膜功能的关系，发展复合膜微尺度加工的理论方法。针对节能、环保或传统产业改造研制几种高强度特种分离膜。

7. 新结构高性能多孔催化材料的基础研究

针对我国石油化工大宗化学品国际竞争力提高的重大需求，开展催化材料分子设计研究，发展多孔催化材料的合成、制备的方法，澄清材料的结构－催化性能间的本质联系，关注多孔材料孔道形态及活性中心的形成、机制、调控方法，发展多孔催化材料的原位动态表征技术，为提高我国石油化工的创新能力奠定基础。

8. 耐热、耐蚀高温合金材料制备与加工的基础研究

重点开展高温合金(如铁基、镍基、钴基等耐热合金)的合金设计与合金元素的强化机理、超纯化冶金及微量元素控制、凝固偏析和冶金缺陷的形成机理与控制、服役条件下高温合金的损毁机制、高温合金加工变形机制、复杂构件的制备与加工、高温氧化机理、高温防护涂层体系的建立及表征等研究，为发展先进动力(推进)系统用的高温结构材料提供理论基础。

七、综合交叉领域

1. 科学与工程计算中若干基础科学问题

针对复杂体系(流体、材料、生命)中若干重大科学问题开展计算、模拟研究；开展科学与工程计算中的建模、数值方法、软件实现和基于数值模拟的基础研究，如材料、生物和航空航天领域各类多时空尺度/多物理场耦合问题，各类大型、非线性／不确定性系统的反馈控制和优化规划问题。

2. 成像，探测、观测的新理论和新方法

开展新概念、新方法的成像与探测技术的研究；为建立高精度、实时、动态对地观测，探索相关的理论和方法，解决应用中的瓶颈问题。

3. 涉及飞行器的综合交叉基础研究

研究飞行器结构的多物理场、多尺度和多不确定性的综合交叉基础，提出飞行器结构设计与分析方法；开展支持自主飞行器导航监视网络化的理论研究。

4. 先进制造基础理论

为提升我国先进制造水平与竞争力，开展超高速、超精密和极端条件下加工与制造的基础理论、重大工程装备及大型复合材料构件自动化制造的关键科学问题研究。

5. 面向生命科学与健康的重大交叉科学问题研究

开展生命科学中重大多学科交叉问题及其在疾病预警、诊断、防治和老龄人口健康，保障机制与干预等方面应用的基础研究。开展生物信息学理论、方法及其应用研究。

6. 城市防灾和重大突发事件应急处置的科学基础

针对中国城市群的快速发展，开展城市群重大灾害预防、预警研究，为城市群综合防灾体系的建立提供科学支撑。研究城市重大突发事件的预防、预警与处置等关键技术中的重大科学问题，重点开展突发事件和人类行为学特征信息获取与识别为主体的公共安全信息技术理论的研究。

7．重大工程灾变机理与控制理论

重点研究重大工程的耐久性及其在灾害环境下的安全性，研究地下洞库群在多种场力作用下水、原油、地质体等多种介质相互作用的变形与破坏机理与规律等。

8.工业过程中的若干基础科学问题

开展化工过程中的安全、经济、清洁生产及全过程控制的关键科学问题研究；开展生物催化和生物转化核心科学问题研究。

八、重要科学前沿领域

重点支持经过自然科学基金等前期培育取得重要进展，可望取得重大突破的科学前沿研究；基于国家重大科学工程开展的前沿科学研究；基于重大国际合作计划开展的基础科学前沿研究；其他可望取得重大突破的科学前沿交叉综合研究。如宇宙第一缕曙光探测，东亚平流层大气过程及其对气候变化的作用，全球重大地震活动规律及其对我国的影响研究，BES3τ-粲物理实验研究，粒子束与物质相互作用微观机理的研究，化学合成中惰性分子的选择性激活、重组及其控制，新非编码基因和非编码RNA的系统发现，合成生物学及人工进化工程，糖化学和糖生物学研究，中国人群医学遗传图谱的构建及重大复杂性疾病的全基因组关联研究，表观遗传的结构机理研究等。