水资源承载力|2020重大科学问题和工程技术难题
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前沿科学问题
●问题1：冠状病毒跨种传播的生态学机制是什么？
目前新冠肺炎在全球肆虐 。 病毒学家曾多次警示冠状病毒跨物种传播是大概率事件 。 蝙蝠等野生动物携带冠状病毒的本底情况以及野生动物如何突破生态和生理屏障发生跨种传播和感染 ， 在科学层面都尚不清晰 。 该问题对于揭示冠状病毒跨物种的传播机制和预防未来冠状病毒导致的流行病具有重要意义 。
●问题2：引力波将如何揭示宇宙奥秘？
自2015年首次直接探测到引力波以来 ， 引力波已迅速成为国际上基础物理与天体物理前沿研究的热点 ， 预计十余年内宇宙起源问题将有取得重大突破的历史机遇 。 引力波打开了观测宇宙的一扇新窗户 ， 通过观测引力波源在宇宙中的产生与分布 ， 有望解答广义相对论与粒子物理的标准模型所遗留下来的深层次科学问题 ， 从而加深对自然界的理解 。
●问题3：地球物质是如何演化与循环的？
地球物质主要分为岩石和矿物 。 人们对地球历史时期岩浆岩和变质岩的演化与循环的认识由于缺乏大数据的综合分析而模糊不清 。 利用大数据平台和地球深时大数据系统的综合分析 ， 可以在矿物演化历程与行星地质演化的基本历程和特殊事件之间建立联系 ， 从矿物演化的角度来厘清行星地球及其多圈层演化规律和耦合关系 ， 并解答行星地球如何演化、地球各圈层是否存在共演化关系的基本科学问题 。
●问题4：第五代核能系统会是什么样子？
2000年 ， 美国能源部倡议发起的第四代核能系统国际论坛把核能的发展分为四代 。 目前对于第五代核能系统的研究仍处于探索交流阶段 ， 暂无成熟的概念界定和目标定义 ， 对其实现路径更是少有谈及 。 如能推动第五代核能系统概念的落地和最终实现 ， 其可以革新核能开发观念 ， 革新核能开发模式 ， 革新核能应用观念 ， 支撑能源系统的深度脱碳；引领世界核能创新 ， 助推中国成为世界核能创新高地 。
●问题5：特种能场辅助制造的科学原理是什么？
随着航空航天、交通运输等领域对轻量化和安全性的持续需求 ， 包括超高强度钢、轻合金、复合材料和金属间化合物等高强材料应用于复杂构件 。 随着材料强度的提高 ， 制造难度显著提高 ， 成形缺陷更难控制 。 现有的研究表明 ， 特种能场辅助成形技术在改善高强难变形材料制造难题方面具有巨大潜力 。
●问题6：数字交通基础设施如何推动自动驾驶与车路协同发展？
未来自动驾驶车辆大范围社会化运行局面必然会出现 ， 对交通运输系统而言将是一场变革 ， 道路交通运输系统面临演进换代的挑战 。 对于支撑自动驾驶社会化运行的新型道路基础设施的研究 ， 我国尚处于起步阶段 ， 国外也无现成的先进技术和经验可借鉴 ， 需要适时将自动驾驶研究的支持重点向基础设施侧智能供给研究及综合集成落地应用研究转移 。
●问题7：调节人体免疫功能的中医药机制是什么？
虽然免疫学的基础研究取得了令人瞩目的成就 ， 医学也在突飞猛进地发展 ， 但在许多疑难重症的防治方面仍显得不足 。 系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、强直性脊柱炎等自身免疫性疾病仍然困扰着患者 。 这些重大、疑难疾病的发生、发展和转归均与免疫密切相关 。 中医药能够多层次、多靶点、多途径作用于机体 ， 调节机体免疫功能 ， 在疾病预防和治疗中有重要的应用价值 。
●问题8：植物无融合生殖的生物学基础是什么？
无融合生殖是一种通过种子进行无性繁殖的生殖方式 ， 可以使杂交品种产生克隆种子 ， 保持杂交后代性状不发生分离 ， 从而永久固定杂种优势 。 然而 ， 由于无融合生殖发生机制的复杂性 ， 尽管经过了多国科学家近一个世纪的努力 ， 其形成机制依然不清楚 ， 也未能将其成功应用于作物育种中 。
●问题9：如何优化变化环境下我国水资源承载力 ， 实现健康的区域水平衡状态？
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