项目计划名称：若干重大地质环境突变的地球生物学过程首席执行专家：谢树成中国地质大学（武汉）
项目起止年限：2011.1至2015.8
项目依托部门：教育部
二、项目预期目标
（一）总体目标
对比和阐明现代与地质历史时期不同环境微生物功能群的组成特征、对地质环境的影响，以及它们对地质环境突变事件的响应规律。查明不同地质时期的古生产力组成和古埋藏环境条件上的异同点，弄清自养和异养微生物的地质作用，阐述地质微生物对重大地质环境的响应和影响。同时也为我国海相烃源岩评价和当代全球变化的研究提供地球生物学方面的新思路和新方法。
促进地球科学和生命科学的交叉结合，推进高校和科研院所在相关研究领域的交流和合作，将中国的一些经典地层学剖面建设成为国际上地球生物学研究的典范，使之成为生命与环境相互作用研究的理论培育基地。提高中国科学家在地球生物学领域的综合学术优势，培养和造就一批国际知名的中青年专家，使中国地球生物学的研究提高到一个新高度，为发展地球生物学理论和应用做出原创性贡献。
（二）五年预期目标
（1）查明现代极端环境的微生物组成及其功能群的地质作用，从实验模拟角度探索某些微生物功能群对碳酸盐岩沉积的贡献及机制、不同微生物功能群与粘土矿物和氧化物之间的相互作用，阐述第四纪异常环境的微生物及其地质作用，建立评估地质时期古生产力及其生物组成、古环境条件（古氧相）的地球生物学指标。
（2）查明导致中元古代缺氧硫化环境、显生宙重大地质突变期富CO2环境以及新元古代极端气候环境时期的微生物功能群及其典型的微生物地质过程。阐明中元古代甲烷厌氧氧化作用对缺氧硫化海洋环境的重要性、微生物功能群对新元古代极端地质环境条件的响应和影响、显生宙重大地质突变期海洋微生物对地质环境事件的响应和反馈。
（3）在国际重要SCI刊物上发表50-70 篇高质量的科学论文，争取在重要刊物上出版地球生物学方面的论文专辑，出版总结地球生物学方面的系统专著。组织地球生物学方面的重要会议。
（4）培养博士研究生30名左右、硕士研究生50名左右、相关研究领域中青年学术带头人和科研骨干10名左右，造就一支既相对稳定又充满活力的多学科交叉的地球生物学研究队伍。
三、项目研究方案
（一）总的学术思路
本着“选准方向、突破关键、切入重点、引领前沿”的思想，以微生物地质过程为主线，以重大地质环境突变为切入重点，通过实验模拟和地质样品测试，研究现代典型环境和不同地质时期微生物功能群的地质过程。在研究思路上，围绕一个核心科学问题，遵循从地球生物学现代过程的解剖，再到地质过程的解剖与对比的研究思路，建立碳循环异常地质环境、硫循环异常地质环境和除此以外的极端地质环境这三类地质环境的地球生物学过程。
（二）总的技术途径
遵循以上总体方案，需要借助现代生命科学和地球科学两大领域一些技术方法才能取得重要突破。
首先，地球生物学过程的研究必须借助现代生命科学领域的最新技术方法。现代微生物学和生态学的现场调查和模拟控制实验为研究地质时期的地球微生物学过程提供了重要参考。可以说，没有现代生命科学技术的应用，一些地球生物学过程的机制研究难以深入。
其次，地球上的生命运动都是在一定地质时期和多种地质环境下发生的，地球生物学的研究必须借助于地球科学领域的关键技术。地质时期地球生物学过程的研究首先必须建立特定地质环境的生态地层格架，可以采用传统的古生物学和地层学的方法来建立。同时，生命运动本身包含着物理和化学运动，地球生物学的研究需要借助现代地球科学领域的技术手段。
经过长期的工作积累和不懈努力，我们已经初步形成了一些具有特色的技术和方法。总的技术路线是，利用传统古生物学和地层学的方法和技术建立地质环境及其相关的生态体系格架（纲）；在此地质环境背景框架下，利用生命科学和地球科学两大领域的各种技术研究特定生态体系格架下的重要地球生物学过程，特别是地球微生物学过程（目）。因此，各类地质环境与生态体系格架的建立是“纲”，重要的地球生物学过程研究是“目”。下面简单分述本项目涉及到的这些技术方法。
a. 地质环境和生态体系格架的重建技术方法
生态体系格架的建立需要生态地层学的工作，它以生物的群落分析为基础，研究地层中化石群落的时空分布及演替规律，用以恢复古环境。海、陆、大气演化控制着生态系的演化，并保存在地层和化石群落中，利用古生态反演可以识别海平面升降、古气候梯度变化、海洋温度和盐度梯度变化、古水温曲线或离岸远近曲线等环境因子。
b. 地球微生物学技术
包括传统的微体古生物学技术和微生物沉积组构识别技术。采用微体古生物学方法一方面是研究微体古生物的形貌，确定其类型。另一方面是研究微生物的生物量或其所反映的原始生产力。由微生物及其生命活动产生的各种微生物成因沉积构造和矿物组构可以保存下来，为研究地球微生物学过程提供了载体。其中最重要的是MISS 构造，可以精细刻画从微生物繁殖到最后死亡这一地球微生物学过程的相关信息。
c. 分子地球生物学和生物地球化学技术方法
由生物脂类分子转化来的各种地质类脂物分子（geolipids）成了分子地球生物学的关键技术方法。类脂物不仅可以与某些特定微生物功能群联系起来，而且还与各类环境过程相关联，示踪其地球生物学过程。本项目除了使用一些作为生产力指标的硅、磷、钡、铁元素外，将重点开展对地球生物学过程研究具有明显创新性的技术方法研究。例如，过渡族金属元素（Fe、Mo 等）同位素是近年生物地球化学家关注的重要对象，它们与生物生产力、水体环境、有机埋藏环境有关，是研究不同地质环境地球微生物学过程的重要手段。同步、平行地研究有机碳和无机碳同位素、硫化物和碳酸盐晶格中微量硫酸盐的硫同位素组成，为探讨生物-环境-有机碳埋葬的耦合关系提供基础。
d. 古生物学和生物地质学技术
传统古生物学主要研究那些以实体和遗迹形式保存下来的各种动植物化石，这些动植物又受各种地质环境条件的控制，利用这些动植物化石可以研究环境条件对生物的影响。同时，通过多种途径对化石资料进行处理，获取古海洋生产力的相对变化。生物对地质环境的作用可以形成一些特殊的生物地质学记录。生物扰动构造的变化与底层水的氧化还原条件有关。早期成岩过程的主要阶段都有特征性的结核存在，可以根据这些特殊结核及其地球化学数据来识别古氧相及其经历的主要地球微生物学过程。
e. 微生物学与分子生物学技术
将综合采用经典的微生物分子生态技术如文库构建、变性梯度凝胶电泳、大规模指纹图谱分析技术等，结合高密度生物芯片、高通量测序、单细胞基因组学等最新分子生态学手段，同时辅以环境化学与计算机统计和系统分析技术，进行极端海洋环境的微生物生态，分布特征以及微生物与环境相互关系的研究。利用微生物定量技术包括FISH、CARD-FISH技术和原位PCR技术进行微生物不同类群丰度的确定和细胞定量、细胞形态、细胞间相互关系的确定。应用传统的微生物分离和生理特征研究技术，结合现代发展的新的微生物分离技术例如流式细胞分选技术、Raman 激光细胞分选技术等，进行极端环境典型微生物功能群包括硫氧化自养细菌、硫酸盐还原菌、甲烷氧化菌和光合细菌的富集、分离和培养。建立实验室极端环境模拟设备和技术，利用连续流细胞培养技术和高压培养设备进行矿物形成过程的模拟，综合运用当代各种组学技术包括元基因组、转录组、蛋白质组、代谢组，结合脂类标记物和同位素地球化学技术阐明微生物功能群的地球化学过程和地质作用。利用系统生物学技术进行微生物和环境相互作用、动态发育模型的构建。
（三）各研究内容的详细技术方案
1. 现代海洋极端环境微生物作用的分子和同位素响应
选取如洋中脊深海热液区、冷泉区、西太平洋暖池区和北极等典型的极端海洋环境进行微型生物生态调查及其分布特征研究。将在现场和实验室进行化学参数采集，采用快速定量流式细胞术、大规模指纹图谱分析、高密度生物芯片、高通量测序等最新分子生态学手段，结合环境化学与计算机统计分析技术，力图对极端海洋环境的微生物生态、分布特征以及微生物与环境相互关系有较为全面的认识。
确定不同极端环境中典型微生物种群，获得典型微生物特异分子探针。利用qPCR，CARD-FISH、同位素地球化学等方法研究典型微生物功能群的生态特征
及其地球化学过程和作用。分析典型微生物功能群在极端环境中的分布状态、相互关系、与生存环境中其它生物共存方式和关系，研究种群分布的生物地球化学意义。进行典型微生物功能群在生物地球化学过程的功能分析。应用传统的微生物分离和生理特征研究技术，结合现代发展的新的微生物分离技术，例如流式细胞分选技术、Raman 激光细胞分选技术等，进行极端环境典型微生物功能群的富集、分离和培养。
以“海洋酸化”作为着眼点，利用模拟实验，研究典型微生物功能群对环境条件变化的响应程度，评估海洋酸化对微型生物生态系统的影响。
2. 现代环境微生物功能群地质作用的矿物学响应
利用电子显微镜、扫描透射X 光显微镜、纳米离子探针仪等微区分析手段，研究现代沉积物中粘土矿物与有机质的成分、结构、形态、同位素特征。室内模拟成岩作用早期不同温度条件下微生物功能群与富含有机质的单粘土矿物和含多种粘土矿物的复杂沉积物之间的相互作用，用有机地球化学方法测定总有机质和有机质组分浓度随时间降解，用液相气相色谱测定电子受体的消耗与产物的生成。采用高分辨电子显微镜与扫描透射X 光显微镜，观察起始粘土矿物的溶解与新矿物的生成，找出矿物反应与功能微生物新陈代谢的成因关系。
以将今论古的原则为指导，以现代地质环境中常见的微生物菌株或微生物群落为例，设臵不同的实验条件，收集微生物参与下形成的碳酸盐矿物，利用XRD、SEM、TEM等手段，表征微生物成因矿物的特点。再通过ICP-MS对溶液化学性质的分析，阐明矿物形成前后溶液性质的变化，揭示微生物对环境条件的改造作用。利用SEM、TEM以及GC和GC-MS等对微生物形态、微生物特征标志化合物进行监测，揭示微生物对环境条件的响应。为寻找地质记录中微生物成因的矿物提供实验依据。
拟采用仿生矿化的实验方法，以与自然界中与生物矿化作用相关的生物大分子蛋白质、脂类、多糖以及类似组成、结构的化合物为仿生矿化调节剂和矿化模板体系。通过改变溶液物理化学环境（pH、溶液化学组成、浓度等），有效控制目标矿物的生成，进而研究与生物矿物形成密切相关的生物大分子及其特定官能团对生物矿物成核、生长和分级结构的影响。以X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜、环境扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、选区电子衍射、X-射线能谱分子等现代纳米科学与技术研究手段，配合固体核磁共振、穆斯堡尔谱、红外光谱、拉曼光谱、原子吸收和发射光谱等确立矿物组成、结构和形貌特征。以生物大分子相互作用分析仪或等温滴定微量热仪原位测定组织大分子间相互作用。
3. 第四纪异常气候环境与地质微生物
野外研究：在长江中游地区，选择已有研究基础的湖北省长阳土家族自治县境内的清江和尚洞和湖北武汉梁子湖、神农架大九湖等湖泊/泥炭为研究地点，采集洞穴沉积物和湖泊沉积物等研究材料，详细研究区域的地质、水文、环境、气候、植被、土壤等特征；根据研究对象化石分布和保存特点，采集大熊猫、披毛犀、鬣狗，猪，水稻古DNA分析样品；在部分研究地点（如湖北清江和尚洞）设立了自动温度和湿度观测站，获取高频气温和湿度变化信息。通过科研合作的方式，收集研究点附近的水文观测数据，如气温、降水量、大气湿度、CO2等基本数据。在研究材料的采集点，开展以了解气候、环境、生物信息的传输-转换-记录过程为目的的现代地质过程观察与模拟试验，为利用洞穴、湖泊沉积物重建过去生物与环境提供科学依据。
资料收集与分析：系统收集长江中游及其附近地区（宜昌、恩施、长阳、五峰、绿葱坡、神农架、武汉、九江等）最近50年的气象资料，分析当地气候对区域生态环境的影响。
技术开发：开发石笋微生物类脂物的分离、富集和分析技术，为提取研究载体中的低含量类脂物提供技术保障；开发Mo同位素分析技术，为研究其对环境和生物的作用过程提供技术支撑。
地质样品微生物类脂物分析：同一个样品同时分析游离态和结合态的类脂物。其中游离态类脂物的分析按常规超声方法进行，而结合态类脂物的分析采用酸消解方法。烷烃和芳烃可以直接上机测试，非烃组分经BF3-甲醇溶液甲酯化、BSTFA硅烷化后再上机分析。利用气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪对分子进行鉴定和定量，用气相色谱-燃烧/热裂解-同位素比质谱仪分析分子的单体碳/氢同位素。
有壳变形虫分析: 有壳变形虫和水文条件的相关关系已经得到应用，为了进一步确定在研究区两者之间的定量关系，本项目将开展所研究泥炭地现代有壳变形虫和水文（水位、含水量）等环境变量之间的关系，建立“有壳变形虫—水位” 转换函数模型，然后将沉积物中的有壳变形虫数据（百分含量）代入该模型，从而反推古水位的变化曲线，实现古水位的定量重建。在神龙架大九湖泥炭地表层设30-50个样点，采集各样点的泥炭藓植物用于现代有壳变形虫的分析，同时测量各样点的环境指标，经过统计，并根据生态学方法确定“有壳变形虫—环境变量”之间的关系，计算各属种的最佳水位适宜值，并建立“属种—水位”转换函数模型。
沉积物同位素地球化学分析：通过对湖泊和洞穴沉积物进行精细定年、测定其碳、氧和钼同位素组成，以及各类化合物的单体同位素组成，研究微生物与碳循环耦合关系。
沉积物元素地球化学分析：对石笋进行高空间分辨率（20微米间隔）的分析，获取Ca、Mg、Ba、Sr、P、U、等地球化学组成，建立末次冰盛期以来高分辨率的湿度变化曲线。
古DNA的提取、多重PCR 扩增、分子克隆和序列测定等。
4. 显生宙碳循环异常环境的地球生物学过程
在中国南方有较好地层学研究基础的地区，选择一些代表不同沉积古地理背景的地层剖面，以关键环境标志和生态系不同营养层次生态类群为重点开展系统的野外和室内研究工作，建立区域上具有代表性的关键环境事件和生态系结构演变序列，为生物与环境协同演变过程分析提供第一手资料。计划重点研究剖面为：安徽巢湖剖面、贵州明塘―关刀剖面、贵州青岩剖面、贵州紫云四大寨、广西田东作登剖面、贵州安顺六枝剖面、湖南桑植剖面、安徽巢湖剖面、广西东攀剖面剖面、湖南慈利剖面、湖北崇阳剖面、重庆老龙洞土地垭剖面等。所要研究的关键环境事件标志包括：（1）沉积古地理（特别生物建隆标志）；（2）碳同位素与碳循环；（3）元素地球化学与古海洋化学等。生态系结构研究包括：（1）生物类群结构；（2）生物习性结构；（3）食物链结构。野外工作包括剖面测量（包括岩性和沉积构造的详细描述）、各类大化石和微体化石（放射虫和有孔虫）样品采集、微古植物样品、火山事件、旋回地层样品、同位素样品以及沉积地球化学样品的采集。室内工作包括化石的鉴定与统计、微体化石处理-鉴定-统计以及其他各类样品的室内处理-测试-分析；不同剖面以上各类指标的综合对比研究。
华南晚泥盆世F-F之交主要研究广西横县六景剖面、广西桂林杨堤剖面、贵
州独山大河口剖面和四川北川甘溪剖面，以牙形石生物地层和旋回地层为基础，进一步精细和优化研究剖面晚泥盆世F-F之交的年代地层格架。通过对剖面的系统研究确定晚泥盆世F-F之交菌藻微生物类型、丰度、分异度、亲缘关系和演变以及菌藻微生物功能群特征与关键环境因子的关系。通过对主要研究剖面珊瑚-层孔虫礁和菌藻微生物礁的精细解剖和系统的资料整理，揭示珊瑚-层孔虫等宏体生物为主体生态系与菌藻微生物为主体生态系更替的地球生物学过程。
以华南奥陶-志留纪之交多层火山物质—钾质斑脱岩为载体进行精确定年，从而建立年代地层-综合地层学格架，标定各类事件的时空变化关系。在标定精确的时空格架的同时，努力揭示火山活动及由此产生的大气CO2和营养元素与微生物繁盛之间的可能联系。由于高成熟度导致了生标的直接提取不能奏效，我们将采取“对比地质学”的思路来开展这段地层的微生物功能群替代指标的识别和研究。开展相关地层的岩石地球化学及稳定同位素分析，同时确定古海洋生产力或其替代指标及其变化。
5. 新元古代极端地质环境的地球生物学过程
在华南（扬子）地区，开展成冰系（南华系）、埃迪卡拉系（震旦系），以及埃迪卡拉系-寒武系界限上下的地层、岩石、古生物化石及相关矿产的调查和研究。综合运用地质学、古生物学、元素和稳定同位素地球化学等方法，获取沉积岩中记录的各种古气候、古海水化学、微生物和古生物化石的信息和证据，揭示极端寒暖交替时期海洋出现的“冷泉”事件，探讨极端气候环境下的地球生物学过程，以及它们对古海洋化学、早期多细胞真核生物（群）辐射和灭绝的关系。
在极端冷、暖事件研究方面，采用各种铁组分分析、元素和微量元素（包括REE）、同位素等地球化学手段研究南华纪（以下江群、江口群为代表）的古气候（CIA指数等）与古海洋化学（氧化还原敏感元素、Fe组分等）的变化，根据碳（无机碳和有机碳）、硫（CAS和黄铁矿）同位素分馏和变化探讨海洋微生物（古菌、细菌和藻类）的响应及作用。同样的地球化学方法还用来研究南沱冰期之后帽白云岩、江口冰期间的BIF铁矿和灯影期深水硅岩形成环境、成因及微生物的作用。综合起来，确定新元古代古气候、古海洋环境变化的基本特征，结合发生的（微）生物作用，建立极端气候、海洋氧化还原与地球生物学过程关系的模式。
在冷泉事件研究方面，采用“将今论古”的对比方法阐述华南新元古代“冷泉”事件的成因、识别标志、古地理分布和微生物功能群印迹，分析“冷泉”事件的古环境效应和地球生物学过程。拟选择华南地区有代表性的“冷泉”记录地层剖面（例如，陡山沱组“盖帽”、大塘坡组“白云岩”夹层），在充分收集分析前人资料和已有研究工作基础上，有针对性地开展高分辨的地层学、沉积学、元素和稳定同位素地球化学等研究。加强新元古代“冷泉”事件地质记录，以及“冷泉”环境与地球早期多细胞后生动物的出现和有机质保存之间的关系，进而探索新元古代甲烷“冷泉”极端地质环境的地球生物学过程。
在多细胞真核生物出现、演化与古环境研究方面，采用古生物学、生物地层学、沉积学和沉积岩石学、同位素地球化学和元素地球化学方法开展华南地区有宏体古生物化石出现的埃迪卡拉系地层的综合研究。在前期关于瓮安生物群、庙河生物群、西陵峡生物群和高家山生物群古生物学研究基础上，开展华南埃迪卡拉系生物地层学研究工作。结合碳同位素化学地层学研究，进行埃迪卡拉系内部划分和地层的区域及洲际对比。开展皖南埃迪卡拉系蓝田组（相当于陡山沱组）蓝田生物群的发掘和系统古生物学研究。结合化石生物群埋藏学和相关地层元素
地球化学分析，如Fe组分等，探讨该时期古海洋环境变化。在此基础上进行地区间古海洋环境和古生物化石保存与埋藏方面的对比。
在富有机质烃源岩与微生物作用研究方面，充分收集前人有关华南震旦系-寒武系岩相古地理、富有机质沉积岩的分布、TOC、热成熟度（Ro）和硫、碳同位素等资料和数据，通过数据和文献资料分析提炼出新的问题和可借鉴的方法，设计实验分析项目。系统采集地质样品，由于有机质、黄铁矿易被氧化必须有效地去除风化面，并尽量利用石油、煤田、金属矿产钻探所获取的新鲜岩心样品。利用我们已经建立的实验室开展样品前处理与各种分析测试，包括测定不同存在形式的硫及硫同位素、有机碳及碳同位素分析和可溶有机质与沥青C生物标志化合物分析。研究湘西、黔西北震旦系-寒武系界界线附近两个地层剖面的富有机质黑色页岩中有机氢同位素、有机硫同位素、各种铁组分含量、生物标志化合物组成及特征，探讨微生物作用与烃源岩形成的关系，以及它们与海底火山热液、富H2S静水环境的关系等，建立这一时期烃源岩形成的微生物地球化学作用模型。
6. 中元古代硫循环异常环境的地球微生物学过程
野外地质工作是研究的基础与前提。拟选取华北地台天津蓟县、河北平泉、河北怀来、河北兴隆、河北涞水等中元古界不同相区的3-6条剖面进行多学科综合的野外地质研究；尽量选择成熟度相对较低、较新鲜的露头，据研究目标运用便携式岩石切割器和微钻机等系统采集岩石、微生物岩、MISS构造及各种地球化学样品。
层序地层与海平面变化是各研究方面共同的基础。主要采取野外与室内、地层与沉积、宏观与微观、生物与矿物、定性与定量相结合的技术路线.在野外综合地层与沉积研究基础上,建立地层与沉积相序列,据关键界面、地层结构与副层序叠加形式划分沉积层序并标定沉积体系时空分布；通过生物地层、年代地层及事件地层方法标定时间控制点，建立层序地层年代格架，通过沉积体系的时空分布与变化分析查明古环境变迁与沉积演化过程。
对微生物岩、MISS构造及沉积微相等研究，传统研究方法与新技术相结合，开展宏观与切片的显微镜和扫瞄电镜的研究，揭示微细结构与形态特征和分类单元。进一步运用X光衍射、ICP-MS、激光拉曼分析技术测定其主要矿物和化学成分，以确定微生物主要类群及其可能的微生物化学过程。
在微生物类群与功能研究方面，主要对薄片、化学处理获得的实体标本进行显微镜与SEM研究，通过形貌与结构特征识别微生物类分类单元。不同的微生物类群有不同的生物标志物，选择合适的样品开展类脂标志物研究，与现代微生物类群及其功能的对比，确定主导的功能群。
对生物矿化、微生物化学过程的研究，主要通过其产生的矿物组构和地球化学信号反演推断。如AOM作用会使海水中的HCO3-过饱和，导致以针状文石等矿物组构的快速形成，由于厌氧细菌活动，会产生显著的δ13C同位负偏；而BSR 作用则会形成过量的HS-，产生自生黄铁矿，SRB细菌的活动导致海水δ34S偏移。因而对这些标志性矿物组合和地球化学信号的研究可以提供生物矿化与主导微生物过程的重要信息。
对氧化还原条件和氧化界面深度的研究标定，主要采用沉积岩的HRFe/TFe 比值, 铁同位素δ58Fe的测定进行恢复与研究。近年对新元古代的研究已经证明HRFe/TFe比值可以很好地反映古海洋氧化还原状态，而对中元古代δ58Fe的研究表明它是一个重要的海洋氧化指标，能够有效地用于氧化界面深度与含氧量的标
定与研究。
古海洋化学条件，如硫酸盐浓度与硫化状态，可以通过某些矿物组构与地球化学元素分析相结合取得重要信息。在低硫酸盐浓度、缺氧-硫化条件下，由于CaCO3成核受到限止，会形成以层状鱼骨状方解石、哑铃状文石为标志的海底碳酸盐沉淀；结合微量元素的测定能够提供古海洋化学条件的信息。
在上述多种沉积环境、海洋化学条件、微生物群落参数的研究基础上，将其臵于层序地层年代格架和沉积环境变化序列内综合分析，就能够对中元古代硫化环境变化及微生物过程做出良好的判定，从而取得重要的新成果。
四、年度计划
2011年
研究内容：
主要是收集文献资料，制定实施研究方案，建立和完善新实验方法，野外地质调查和样品采集。主要研究内容如下。
海洋典型极端环境下的微生物生态及分布特征的研究，典型微生物功能群的分离。利用不同微生物，合成有机质-粘土矿物集合体。设臵不同的对照实验，通过XRD、SEM等手段考察异养微生物参与下形成碳酸钙矿物的特征。开展磁铁矿仿生矿化研究。
采集洞穴石笋、大九湖泥炭、鄱阳湖等载体的样品，研究区域的地质、水文、环境、气候、植被、土壤等特征，开展现代地质过程观察和模拟试验，分析泥炭沉积微生物类脂物的分子及其单体同位素组成，泥炭沉积有壳变形虫的工作，开发Mo同位素分析新方法。
巢湖、明塘―关刀、青岩剖面、湖南桑植、安徽巢湖、浙江黄芝山和浙江长兴煤山二叠系-三叠系界线剖面的环境标志或生物多样性分析；广西田东作登剖面、湖南慈利剖面、湖北崇阳剖面、重庆老龙洞土地垭剖面二叠纪-三叠纪界线附近微生物岩野外研究。晚泥盆世F-F之交广西横县六景剖面、广西桂林杨堤剖面、贵州独山大河口剖面和四川北川甘溪剖面采集岩性、化石、岩相和地球化学样品。华南奥陶—志留界线相关剖面的选择和野外调查工作。微藻自养功能群与异养功能群的控制培养。
南华系剖面（湘黔桂）、“冷泉”事件及相关地层、蓝田组古生物和地层（皖南）、牛蹄塘组黑色岩系（黔西北、湘西）的野外调查。常量元素（XRF）、微量元素（ICP-MS）、铁组分、碳硫同位素和生物标志化合物等分析。蓝田生物群的埋藏学研究。选择中元古代部分典型剖面开展详细的野外地质调查与剖面测制，据野外工作，开展相关地质图件编制与层序地层、沉积相及微相的研究，开展沉积岩、矿物与微生物岩样品的加工与分析测试。
研究目标：
建立某些极端海洋环境的微生物生态，分布特征以及微生物与环境相互关系的初步认识。分离典型的参与C/S循环的微生物功能群菌株。初步建立实验室及船载环境条件模拟平台。培养成功各种功能微生物，合成粘土-有机质集合体，并证实有机质在粘土矿物表面或结构的赋存状态。查明异养微生物作用下，碳酸盐矿物形成的过程及特点。
了解长江中游现代气候和环境特征。通过泥炭建立地区反映气候环境变化的细菌、古菌和有壳变形虫的指标体系；在季节尺度上，认识气候信息的传输-转换-记录过程。
初步建立二叠系-三叠系之交部分剖面的环境恶化过程。完成二叠纪-三叠纪之交浅水台地相区微生物岩地层序列研究，优化研究剖面晚泥盆世F-F之交的年代地层格架和主要宏观环境因子的特征。完成华南奥陶系—志留系界线典型剖面的选择和观察、相关样品的采集与初步分析。
发现更多新元古代甲烷“冷泉”记录地层剖面，揭示蓝田生物群面貌特征及代表性分子的生物属性，探讨生物群本身的古环境指示意义。
完成兴隆、平泉、蓟县中元古代剖面的野外地质测制与系统采样工作，完成部分微生物岩与MISS。
发表SCI论文5-10篇。
2012年
研究内容：
大量野外工作和大量的室内测试分析。主要研究内容如下。
典型微生物功能类群及其地球化学作用研究，进行典型微生物功能群在生物地球化学过程的功能分析。进行功能微生物-粘土矿物-有机质相互作用的实验。测定功能微生物对粘土矿物的溶解、沉淀、转化的动力学过程与产物。设臵不同对照实验，查明以蓝细菌为代表的光合自养微生物参与下碳酸钙矿物的特征。开展铁羟基氧化物（如针铁矿和纤铁矿等）的仿生矿物研究。研究蛋白质、脂类化合物、多糖等调节剂对铁羟基氧化物聚集、成核和生长过程的控制作用。
继续开展现代地质过程观察和模拟试验，石笋沉积微生物类脂物的分子的研究，石笋和湖泊沉积物的碳、氧同位素组成研究，石笋中元素地球化学组成的高分辨率测定。样品的Mo同位素和配套的同位素和微量元素的分析。古DNA的提取、多重PCR 扩增、分子克隆和序列测定。
开展巢湖剖面、青岩剖面和明塘―关刀剖面的生态系结构分析，对不同相区二叠系-三叠系界线剖面的生物多样性变化进行深入研究。对广西田东作登剖面、湖南慈利剖面、湖北崇阳剖面、重庆老龙洞土地垭剖面二叠纪-三叠纪界线附近微生物岩剖面进行微相切片研究。对华南晚泥盆世F-F之交主要研究剖面中搜集和采集的岩性、化石、岩相和地球化学样品进行系统的室内分析。补充完成华南奥陶系-志留系界线的野外工作，继续进行测年工作。完成环境效应促进养功能群和异养功能群的微藻细胞结构、生化成分、代谢通路和基因表达变化的分析。
继续南华系和“冷泉”事件的野外调查和采样，围绕瓮安生物群、庙河生物群、西陵峡生物群和高家山生物群开展埃迪卡拉系地层和古生物化石的野外工作。分析南华纪古气候、古海洋化学及海洋微生物学活动的数据和资料。开展华南埃迪卡拉系生物地层学和碳同位素化学地层学研究。研究黔西牛蹄塘组沉积岩中各种形式的铁、硫含量在剖面上的变化、生物标志化合物分布、有机碳、氢、硫同位素组成的变化特征。
进一步选择代表性中元古代剖面扩展野外工作范围，系统采集各类样品，全面开展资料的分析与整理，开展编图与深入的相分析、沉积环境变化研究。对关键层段的样品进行深入的分析研究，研究微生物与环境相互作用，以及一些典型的微生物化学过程和地质记录。
研究目标：
继续深入认识典型极端海洋环境的微生物生态，分布特征以及微生物与环境相互关系。建立实验室及船载环境条件模拟平台并进行初步的模拟培养实验；获得典型微生物特异分子探针。评价不同微生物活动对单种粘土矿物的溶解、沉淀、转化的控制及环境因素，建立生物成因的粘土矿物学标志。查明光合蓝细菌
在不同条件下形成矿物的差异性。
深入了解现代沉积物中信息的记录过程，通过石笋建立地区反映气候环境变化的细菌、古菌的指标体系，完成部分样品的元素和同位素分析。
建立下-中三叠统碳同位素演变完整曲线，探索其与碳循环之间的联系。以安徽巢湖和湖南桑植等剖面为解剖对象，从生物的时空变化规律阐明环境的恶化过程。用扫描电镜揭示微生物岩中钙化了的微生物化石特征。初步查明晚泥盆世F-F之交菌藻微生物类型、丰度、分异度、亲缘关系和演变以及菌藻微生物功能群特征与关键环境因子的关系。取得奥陶系-志留系界线关键层位斑脱岩的精确定年数据。理解地球环境条件变化引发细胞结构、代谢和基因表达趋向异养生长的内在规律。
初步建立南华纪古气候、古海洋环境变化和地球生物学过程之间相互关系。小结华南新元古代“冷泉”事件的环境效应和微生物功能群的识别。提供黔西北牛蹄塘组剖面上化学、同位素和生物标志化合物分布的变化规律，初步判别是否与火山热液、富H2S静水环境有关。
完成怀来、宽城、西山地区地质剖面测制与系统采样，建立研究剖面的层序地层序列与沉积相编图，建立完整的层序地层年代格架与海平面变化曲线，完成部分沉积岩与微相分析工作，以及微生物岩类型与MISS的相分研究工作。
发表SCI论文8-15篇。
2013年
研究内容：
部分野外工作和大量室内工作，阶段性总结。主要研究内容如下。
典型微生物功能类群的分离及其环境指示标记物的识别和提取。开展硫酸盐还原菌和铁还原菌对含铁硫酸盐矿物的还原作用研究，包括黄钾铁矾和施氏矿物，并监测还原过程中矿物相的转变。系统研究地质环境有机大分子、环境物理化学因素对水铁矿等含水铁氧化物转变为稳定铁氧化物过程的影响，揭示成岩过程中，有机质对成岩矿物组成、结构和形貌的影响。
湖泊沉积微生物类脂物的分子工作，2万年来典型环境事件解剖。古DNA分析及其国内外分析结果的比对。现代地质过程观察和模拟试验的继续进行。
完善明塘-关刀剖面和青岩剖面早-中三叠世生态系结构，补充完善环境标志序列。开展四大寨和/或作登等剖面的生态系结构和环境标志研究。完成和总结广西田东作登剖面、湖南慈利剖面、湖北崇阳剖面、重庆老龙洞土地垭二叠纪-三叠纪界线附近微生物岩剖面的扫描电镜分析和地球化学测试。对广西桂林杨堤剖面、贵州独山大河口剖面和四川北川甘溪剖面进行补充性野外工作和有针对性的室内分析处理。对华南奥陶系-志留系界线典型剖面的精细定年和地球生物学过程进行阶段性工作总结及论文撰写，补充少量野外工作。完成微藻功能群成烃与生物标志化合物特征的控制实验研究。
进行陡山沱组帽白云岩、灯影期硅岩野外调查、采样及样品测试。研究甲烷“冷泉”事件前后的古海洋、古气候变化和古构造背景，探索“冷泉”极端环境下微生物功能群的形貌保存。开展蓝田生物群相关地层Fe组分等元素地球化学分析。研究湘西牛蹄塘组沉积岩中各种形式的铁、硫含量在剖面上的变化、生物标志化合物分布、有机碳、氢、硫同位素组成的变化特征及富有机质烃源岩的成因。
针对前两年的重要发现与进展，对中元古代一些关键层段开展野外扫面及
重点补充研究与采样工作，全面开展各类样品的多种测试与分析研究工作，总结前两年的研究工作，针对发现的重要科学问题，深入理论研究并重点突破。重点研究古海洋化学条件演变与微生物功能群相关性的研究
研究目标：
较全面认识典型极端海洋环境的微生物生态，分布特征以及微生物与环境相互关系。鉴定3-5个与典型微生物功能类群相关的特异性脂类生物标记和他们的同位素信标。摸清不同环境条件下，不同功能微生物与不同粘土矿物、不同有机质的时空、成因关系。揭示不同微生物功能群作用于于对同一种矿物时的差异性。
通过湖泊建立地区反映环境变化（如富营养化）的细菌的指标体系，建立长江中游近2万年，特别是全新世以来的气候变化特征及微生物过程的关系，认识气候、环境、生物信息保存、记录的时效性。
建立明塘-关刀剖面环境演变序列、青岩剖面生态系结构演变序列，揭示二叠纪-三叠纪之交生物形态-结构对极端环境的响应。完成微生物岩中钙化微生物化石的鉴定，总结地球化学及其所反映的海洋环境。查明晚泥盆世F-F之交菌藻微生物类型、丰度、分异度、亲缘关系和演变以及菌藻微功能群特征与关键环境因子的关系。完成奥陶系-志留系界线的关键层位斑脱岩的精确定年数据。搞清自养与异养微藻功能群在成烃特征和生物标志化合物成因上的差异。
探索冰期后帽碳酸盐岩和末前寒武纪硅岩的成因，揭示气候、海水化学和微生物的各自作用。探索“冷泉”环境下微生物功能群的识别及其环境效应。通过化石生物群埋藏学分析，结合地球化学研究成果，从另一个侧面埃迪卡拉纪早期古海洋环境的变化。提供湘西牛蹄塘组剖面上化学、同位素和生物标志化合物分布的变化规律，并与黔西北对比。
完成中元古代大部分样品的分析测试与汇总分析，完成各类参数的分析整理，建立各种地球化学、沉积相以及微生物分布相关性对应曲线，建立环境演变与微生物群落的关系，完成微生物类群与主导功能分析及其与海洋环境变化相互作用模式。
发表SCI论文6-10篇。
2014年
研究内容：
少量野外和部分室内分析测试。
利用模拟实验，研究典型微生物功能群对环境条件变化的响应程度。开展硫酸盐还原菌和铁还原菌共同存在的条件下对含铁硫酸盐矿物的还原作用研究，包括黄钾铁矾和施氏矿物，并监测还原过程中矿物相的转变。在研究生物铁氧化物矿物矿化过程机制的基础上，开展生物碳酸钙矿物过程仿生研究，从分子水平揭示其成因机制。
以泥炭沉积为重点，调查细菌等微生物随环境条件的变化如何影响有机质的保存和分解，如何影响泥炭植物的成分及其同位素组成。探讨Mo同位素与氧化还原敏感元素、生物标志物之间的相关性。长江中游末次冰盛期以来湿度曲线的重建。
早―中三叠世台地及前缘斜坡区生态系结构及其演变补充研究，台缘及前
缘斜坡区关键环境因子的演变过程研究，盆地相区生态系结构和环境因子补充研究。完善华南二叠纪-三叠纪之交微生物岩剖面的地球化学测试和微区分析工作。研究华南奥陶系-志留系界线典型剖面的生境变化，分析火山活动对沉积微相变化的影响。
开展华南新元古代BIF铁矿的野外调查、采样和样品测试。分析华南地区新元古代甲烷“冷泉”事件的综合识别标志。综合华南埃迪卡拉系生物地层和碳同位素化学地层成果，与其它地区和大陆进行对比研究。完成牛蹄塘组富有机碳地层的地球化学研究，进行数据分析、对比和归纳，建立成因模式。
重点开展中元古代微生物化学过程的研究，深入研究AOM与BSR等微生物过程的机理、标识及其对海洋环境和烃源岩形成的可能影响，深入研究微生物与环境作用过程及其可能的地质意义；研究主导微生物群功能地质记录。
研究目标：
完善建立实验室环境条件模拟平台，构建共生微生物群体与环境响应、相互作用的模型。评价不同微生物活动对复杂粘土矿物-有机物体系的作用机制，评价矿物溶解、沉淀、转化等的控制作用及影响的环境因素，建立生物成因粘土矿物学的标志。考察不同微生物功能群共同存在的情况下，对电子受体的竞争关系，真实反映自然界中各种微生物发生作用的顺序关系。
阐述微生物活动对碳循环的影响，建立关系C同位素对微生物过程模型。提出Mo同位素对环境和生物的指示意义。在年际尺度上认识地质过程中气候与生物信息的记录过程。了解长江中游过去气候变化特征，认识干旱事件的强度与周期。
初步建立中生代台地及前缘斜坡区生物与环境互动演化关系，初步建立盆地相区生态系结构演变序列，弄清典型剖面二叠纪-三叠纪之交生态系、火山事件与碳循环等的相互关系。建立主要微生物岩剖面的地球化学指标变化曲线，弄清各指标与碳酸盐微相之间的关系。初步揭示珊瑚-层孔虫等宏体生物为主体生态系与菌藻微生物为主体生态系更替的地球生物学过程。弄清华南奥陶系-志留系之交生物与环境过程，建立火山活动与氧化还原条件等环境因子的可能关系。
探索新元古代BIF铁矿的成因，及与雪球地球、古海洋氧化还原、微生物作用等的关系。初步建立新元古代甲烷“冷泉”环境下的地球生物学过程。通过总结与对比，探讨埃迪卡拉系全球对比的可能性，及同位素和（古）生物标志。给出华南震旦系-寒武系界线附近富有机质岩石的成因。
对华北中元古代硫化环境条件下的主导微生物化学过程、地质产物及可能的机理提出系统认识，对AOM、BSR等代表性微生物过程在硫化条件形成、烃源岩形成与保存中的生物地质意义做出评价，对微生物影响环境机理做出分析，确定主导微生物化学过程的地质产物与标识，提出不同微生物岩类型的生物-环境作用机理，提出铁的微生物模型及海洋铁循环模型，提出主导微生物群落结构与多样性模式。
发表SCI论文8-13篇。
2015年
研究内容：
部分补遗，综合、整理、总结和提高。
总结现代海洋极端环境微生物功能群及其地质作用特征。微生物与矿物相互作用的特征和规律。总结第四纪微生物对不同环境因子的响应规律。
早-中三叠世不同沉积古地理背景下生态系结构的演变过程，碳同位素演变的环境指示意义和生态学意义。全面总结二叠纪-三叠纪之交华南浅水碳酸盐台地上微生物岩建造、微生物类型、沉积微相、地球化学特征，综合研究微生物化石、地球化学和草莓状黄铁矿的氧化还原参数。总结晚泥盆世F-F之交的生物与环境过程。综合分析奥陶纪-志留纪之交宏体生物类群、沉积地球化学特征及各种可能的微生物功能群指标，研究早古生代重大地质突变期的地球生物学过程和各种地质事件记录。
综合分析研究新元古代古气候变化、古海洋环境变化和附随的地球生物学过程，“冷泉”事件的环境、气候影响及地球生物学作用，真核生物演化与古环境背景，烃源岩形成的微生物作用等。
重点研究中元古代硫化海洋环境起因、微生物群在形成烃源岩过程中的重要贡献的研究，研究AOM在海洋碳－硫循环中的作用、BSR作用对海洋化学条件转变和真核生物发展的影响，研究中元古代硫化条件下微生物过程的一般性模型。
研究目标：
重点阐述某些重要微生物功能群的地球化学过程和地质作用，古今结合。建立生物成因粘土矿物、碳酸盐矿物的标志和特征。
揭示中生代初复苏、辐射过程中生态系结构的转变过程及“现代型海洋生态系”结构的建立机制。弄清二叠纪-三叠纪之交华南浅水碳酸盐台地上生态系的转换、微生物岩和微生物化石广泛分布的原因，阐明地微生物对环境变化的地质记录及其可能的后续环境效应。揭示晚泥盆世F-F之交珊瑚-层孔虫等宏体生物为主体生态系与菌藻微生物为主体生态系更替的地球生物学过程。标定华南奥陶纪-志留纪之交重要地质事件的精细定年，阐明各地质事件之间的关系，探讨该阶段海洋初级生产力的变化及与奥陶纪末高CO2背景下的全球生态系统演化事件之间的可能对应关系。
摸清新元古代极端地质环境下的主要地球生物学过程。阐明地球（微）生物学作用与极端气候变化、海洋环境转变的关系，建立相关模型。为“冷泉”事件成因解释、“寒武纪生命大爆发”背景、新元古代BIF铁矿及前寒武纪-寒武纪过渡期富有机质烃源岩出现，提供理论依据。
提出海洋硫的可能的微生物过程，提出不同微生物功能群的作用与对烃源岩的贡献程度，对AOM作用在中元古代影响气候与在海洋硫循环中的作用做出评估，对BSR消除海洋硫化的可能机理提出认识，探讨中元古代大气与海洋环境相对稳定性与微生物过程的相关性。
发表SCI论文10-17篇左右。
一、研究内容
围绕不同地质环境中微生物功能群的地质作用这一关键科学问题，采用现代地球科学和生命科学两大学科领域的的研究方法和先进技术，以微生物岩和烃源岩为两大载体，从现代过程的现场调查和实验模拟，到现代过程与地质过程的对比，再到典型地质过程的详细解剖，突出对若干重大地质环境突变的地球生物学研究，最终形成互相关联、承上启下、古今结合、涵盖三大主题的研究内容。
1. 现代典型环境微生物的地质作用：现代过程的调查和模拟
要弄清楚重大地质环境的微生物作用和响应特点，本项目首先把精力放在现代典型环境及其若干关键地球生物学记录的解剖上。从两方面入手，一是现代典型环境的现场调查和分析，二是地球生物学现代过程的实验模拟。因此需要借鉴现代生命科学的研究方法，兼顾地球科学的方法和技术。主要开展现代海洋极端环境微生物生态特征、分布、以及对环境作用的分子和同位素响应（课题一），现代环境微生物功能群地质作用的矿物学响应与地质记录（课题二）这两方面的研究，构成本项目的第一主题内容。
在现代海洋极端环境微生物作用的分子和同位素响应方面，主要包括如下研究内容：
（1）海洋典型极端环境下的微生物生态及分布特征：采用分子生物学、有机与同位素地球化学的理论与技术，调查与碳循环或硫循环异常有关的现代海洋极端环境（如天然气水合物区、热泉等）微型生物生态、典型微生物功能群的分布特征。
（2）典型微生物功能类群及环境指示标记物的识别和提取：确定不同极端环境中典型微生物种群，进行极端环境微生物群体的元基因组、转录组学研究；分离参与碳循环或硫循环的微生物功能群；鉴定与典型微生物功能类群相关的特异性脂类生物标记及其同位素信标；进行典型微生物功能群在生物地球化学过程中的功能分析，阐述有地质环境指示意义的代表性脂类分子标记物的生物来源。
（3）典型微生物功能群对环境条件变化的响应：研究典型微生物功能群对环境条件变化的响应方式和程度。评估海洋酸化对微型生物生态系统的影响；建立甲烷氧化和硫酸盐还原共生体系的实验室模拟培养，构建共生微生物群体与环境响应、相互作用的模型。
在现代环境微生物功能群地质作用的矿物学响应，主要研究如下方面的内容：
（1）在常温与中温（60-80℃）条件下，模拟异养好氧菌、厌氧菌与人工合成的有机质-粘土矿物集合体之间的相互作用，分析这些功能微生物对粘土矿物的溶解、沉淀、转化的动力学过程与产物，寻找生物成因矿物的典型特征。
（2）研究微生物参与下形成的碳酸盐矿物的特征、矿物形成过程中微生物特征标记化合物及代谢特征产物的变化，为识别地质记录中微生物成因的矿物提供证据。包括微生物有机大分子对碳酸钙类矿物沉淀的作用、环境中Mg/Ca比对碳酸钙同质异象矿物的影响、微生物EPS和生物标志物对环境中Mg/Ca比变化的响应。
（3）以模型大分子或与生物矿化作用类似组成的蛋白质、脂类化合物等生
物大分子作为矿化调节剂，仿生合成生物成因氧化物（铁氧化物/羟基氧化物、硅石等）等，定向研究与生物矿物形成有关的生物大分子及其特定官能团对生物矿物成核、生长、形貌以及多级组装结构的影响；同时结合改变溶液物理化学条件，研究生物矿物形成中生物基因和晶体化学因素对生物矿物超结构形成的协同作用；进一步确立生物矿物的成因标志。
（4）研究富含盐矿中的微生物特征，通过与盐湖、晒盐场等环境中的相关微生物数据进行对比，选取有代表性的物种研究其在人工模拟的成岩条件下的生理变化规律，从地质学和微生物学角度探询微生物在陆地盐岩形成中的作用。
2. 第四纪异常环境微生物的地质作用：现代过程向地质过程的延伸
在现代过程分析基础上，进一步把微生物的作用延伸到第四纪更长的时间段，实现现代过程与地质过程的衔接，这构成本项目的第二主题内容（课题三），为第三主题内容过渡到地球生物学地质过程研究奠定基础，并起到承上启下的作用。从技术层面上，体现了生命科学和地球科学并重，也体现人类活动从无到有、并逐渐增强的这样一个过程。本项目将有重点地选择这个时期，特别是全新世以来一些异常气候环境事件的微生物记录及其作用，主要以长江流域的泥炭沉积、湖泊沉积和石笋，以及部分海洋沉积物为主要载体，建立评估典型地球生物学地质过程的分子和原子（同位素）水平的示踪技术方法。
具体研究内容包括：
（1）以石笋、泥炭沉积和湖泊沉积为载体，利用微生物类脂物分子及其单体同位素，建立地区反映气候环境变化的细菌、古菌和有壳变形虫的指标体系等，查明微生物如何响应干湿、冷暖、水体富营养化等气候环境因子的变化。
（2）调查细菌等微生物随泥炭沉积环境条件的变化如何影响有机质的保存和分解，如何影响泥炭植物的成分及其同位素组成，从而阐述微生物活动对碳循环的影响。结合现代海洋沉积物的有机碳和无机碳同位素分析，建立并完善不同环境下碳循环模型。
（3）在洞穴现代地质过程观察与模拟试验的基础上，利用石笋的元素地球化学高分辨率重建第四纪（尤其是末次冰盛期以来）长江中游气候历史，研究气候变化的幅度与频率。通过与同期的地质微生物特征进行比较，考察不同气候态下环境和生物对气候变化的响应特征，尤其关注地质微生物对极端异常气候的适应性。
（4）利用第四纪样品，如大熊猫、披毛犀、鬣狗、猪和水稻，借助于现代生物实验技术（如PCR等）开展研究生命的遗传物质DNA的碱基序列有种的特异性研究，恢复已经死亡的甚至已经绝灭的生物的全部或部分遗传信息，从根本上反映生物系统演化，从而在分子水平上研究生物演化与环境气候变化、人类活动的关系。
（5）研究Mo同位素的生物地球化学特征，建立其与成岩早期硫酸盐还原阶段的异养微生物的地质过程、古氧相及有机埋藏之间的耦合关系，研究第四纪地质样品的保存与环境的关系。
3. 重大地质环境微生物的作用及其地球生物学过程：地质过程解剖
在现代以及第四纪一些典型环境研究的基础上，有针对性地开展若干重大地质环境的地球生物学解剖，构成本项目的第三主题内容。不同微生物功能群往往通过生物地球化学循环与典型地质环境紧密相连，相互作用。在地质时期有三类
比较典型和重大的地质环境，这些环境与碳、硫等生物地球化学循环密切关联，是不同微生物功能群地质作用的典型代表。一是富H2S 的海洋环境（如中元古代等），与异常硫循环有关；二是富CO2 环境（如显生宙某些重大生物危机时期），与异常碳循环关联；三是除此以外的极端地质环境（如冷泉地质环境等）。本项目将有重点地选择这三类重大地质环境的突变开展地球生物学研究，由此构成本项目三个课题的研究内容（课题四、五、六）。
在显生宙异常碳循环时期，主要研究如下内容：
（1）古生代与中生代之交的生物与环境过程：海洋环境的变迁、生态系结构组成的调整、灾难环境中宏体生物的形态和结构的适应性变化及其环境启示、微生物类群组成和特征、微生物沉积建造类型、微生物岩微区地球化学标志、海洋氧化还原指数的变化、海洋古生产力和有机质埋藏条件、以及富CO2地质条件下微生物繁盛与碳同位素和硫同位素的对应关系。二叠纪碳酸盐台地生态系构成和演化、海洋古生产力和有机质埋藏条件、铁元素在浅水台地碳酸盐沉积中的地球生物学意义。
（2）古生代晚泥盆世弗拉期和法门期之交以及奥陶纪-志留纪之交的生物与环境演变：华南晚泥盆世弗拉期和法门期之交（F-F）菌藻微生物类型、丰度、分异度、亲缘关系及其演变; F-F之交菌藻微功能群特征与关键环境因子的关系; 珊瑚-层孔虫等宏体生物为主体生态系与菌藻微生物为主体生态系更替的地球生物学过程。华南奥陶-志留纪界线典型剖面多层斑脱岩的精细定年研究；典型剖面岩石地球化学（包括稳定碳同位素）指纹特征分析；典型剖面古海洋初级生产力替代性指标及其纵向变化研究；华南奥陶纪-志留纪之交火山（斑脱岩）事件与古海洋生产力、微生物功能群（替代性指标）以及全球高CO2背景下的异常碳循环之间关系。
（3）现代微生物功能群（微藻）的组成、特征、古生产力、有机质埋藏条件与碳循环关系的控制实验：古环境条件下CO2、有机碳源和C/N值对微藻Chlorella. Protothecoides（原始小球藻）的自养和异养营养生长功能、生产力及对成烃母质的贡献；环境效应促进自养功能群和异养功能群的微藻细胞结构、生化成分、代谢通路和基因表达变化的分析。
在新元古代极端地质环境方面，主要研究如下内容：
（１）新元古代的极端冷-暖事件：通过华南地区连续的新元古界地层记录研究江口、南沱两次冰期前后的古气候、古海洋，探讨冰期前后的环境变化。系统完成有代表性剖面的野外工作和矿物、岩石和地球化学研究确定古气候和古海洋化学的变化；开展新元古代BIF铁矿、帽白云岩、硅岩的研究，确定它们与雪球地球、古海洋（氧化还原、海底热液活动等）和（微）生物作用的关系。
（2）新元古代的“冷泉”事件：研究华南地区新元古界地层“冷泉”事件的地质记录和识别标志，包括构造古地理、特殊沉积构造、自生矿物（碳酸盐类、硫酸盐类、硫化物类）及其稳定同位素特征、稀土和微量元素特征；确定华南新元古代“冷泉”事件的区域分布特征；根据“将今论古”原理，探讨“冷泉”环境可能的微生物功能群；分析新元古代“冷泉”事件的碳、硫循环过程和环境效应，并探索其与地球早期动物出现和烃源岩形成之间的关系。
（3）埃迪卡拉纪真核生物演化、埋藏保存与古环境关系：华南地区成为世界瞩目的埃迪卡拉纪特异保存的多细胞真核生物化石库，如陡山沱组磷块岩和硅质岩中保存的以瓮安生物群为代表的微体生物化石库、以蓝田生物群和庙河生物群为代表的页岩相宏体生物化石库以及灯影组以西陵峡生物群和高家山生物群
为代表的具矿化骨骼生物和宏体动物化石库。研究这些化石库的生物群面貌、生物属性和埋藏学特征，以及生物地层学意义；探讨埃迪卡拉纪碳同位素变化的区域、洲际地层对比意义；探讨埃迪卡拉纪生物群辐射和灭绝的古环境背景。
（4）埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期富有机质烃源岩的微生物作用：烃源岩是微生物与环境相互作用的产物之一。通过分析华南震旦系灯影组-寒武系牛蹄塘组富有机碳烃源岩TOC、总硫、黄铁矿硫、CAS、有机硫以及不同铁组分含量的变化，生物标志化合物（特别 -腊烷、芳基类异戊二烯烃）分布特征，对比研究硫酸盐、黄铁矿与有机硫硫同位素、干酪根碳、氢同位素组成的差异。研究震旦纪不同沉积环境下海洋铁含量的变化、下寒武统有机碳富集的原因，以及究竟是火山热液、还是硫酸盐还原菌导致的海洋透光带富H2S静水环境等控制了该边界地球化学事件。
硫循环异常海洋环境主要研究如下内容：
（1）通过对华北中元古代重点时段沉积层序及体系域的旋回序列及其时空变化关系和沉积岩C、O、S稳定同位素以及一些元素含量和比值特征研究，查明华北地台中元古代不同古地理背景下海平面变化旋回、沉积环境演变过程。通过高于庄、雾迷山、铁岭和下马岭组活性铁与全铁比值（HRFe/ TFe）、铁同位素（Fe56/Fe58）以及含铁硫化物沉积的环境磁学研究，揭示华北地台中元古代缺氧-硫化环境下铁的微生物化学过程、影响铁循环的主要微生物功能群及其对氧化还原条件的响应机理。
（2）研究中元古代微生物岩的主要类型、结构、时空分布、有机碳含量以及与环境相互作用关系，揭示其微生物群落、生态功能以及对沉积环境变化的响应机理。查明高于庄组、雾迷山组、铁岭组和下马岭组不同沉积类型中建隆和非建隆型微生物岩发育的环境控制因素、生物-沉积作用方式，以及两类不同性质微生物岩的形成机理、对环境的影响。
（3）重点研究高于庄组、雾迷山组、下马岭组等层段、特别是成岩早期形成的硅质条带中保存的微生物实体化石和生物标志物特征，查明中元古代碳酸盐和泥质沉积环境背景下的主导微生物类群、群落结构、生物-环境作用过程及其对海洋化学条件的影响。
项目名称：纳米结构材料的程序化组装 首席科学家：宋卫国中国科学院化学研究所起止年限：2009.1至2013.8 依托部门：中国科学院
一、研究内容 （1）赋予纳米结构空间各向异性。各向异性的纳米结构单元间的相互作用力是控制它们空间组装的前提，也是程序化组装的基础。为此我们将系统地研究通过纳米结构单元的尺寸，形貌和表面化学功能调控，选区修饰，不对称粒子等手段引入空间各项异性的方法，可控地赋予纳米结构在不同空间区域的各向异性。发展制备和表征单分散各向异性纳米结构单元的技术。 （2）纳米结构单元组装的空间调控：利用作用于纳米结构单元的空间各向异性，研究如何可控地将不同的纳米结构单元组装为初级结构；调控组装体中的组分序列和空间构型；设计和构建异质界面，在纳米结构单元之间引入对外界环境刺激敏感的生物或合成大分子；控制纳米结构组装体作为一个整体的性能。 （3）纳米结构单元的动态组装与过程调控：通过精细地调控在纳米结构单元之间的排斥力和吸引力的平衡，在纳米结构单元间始终保持一个可控且较强的排斥力，实现纳米结构单元的组装的动态化。此外，利用各种界面作模板诱导纳米结构的组装，界面的动态特征也将用于强化实现纳米结构的动态组装。利用外加场（光，电，磁），对纳米微粒的组装在过程乃至时间上实施调控。将通过空间受控组装制得的初级纳米结构，程序化组装为多维度多层次的纳米结构组装体。在特定区域引入特定组装功能，将其可控集成在器件单元上；将不同纳米结构组装体集成在一起，搭建多级多层次，功能可调，宏观可用的功能材料。 （4）研究组装过程与组装体的能量传递和物质传输：发展实时监控纳米组装单元和各级组装体的原理和方法。通过对纳米结构的组装过程的动力学和热力学的研究，从纳米结构单元层面上认识组装过程中物质能量转化与界面行为，获得其中物质能量转化与界面行为的基本规律。通过组装体的结构，调控在组装体中物质传输和能量传递，以适应不同应用过程的需要。借鉴超分子合成和组装以及生物大分子程序化组装过程中的能量传递和物质传输规律，发展纳米层次的组装物理化学。通过对组装过程规律的认知，指导利用纳米结构构建新型的功能材料，发展全新的材料性能； （5）纳米结构材料的规模化制造与应用：程序化组装，特别是动态组装可以显著地降低由组装过程中的随机性造成的组装体的空间尺寸和形貌的不均一，有利于规模化地制备纳米结构材料，因此我们将探索一些纳米结构材料程序化组装方法的规模化。同时，以应用需要为导向来设计材料，在光学材料，离子通道，分子扩散，催化等不同应用领域，设计相应的组装路线。通过设计材料—〉程序化自组装得到材料—〉应用实践检验材料—〉修改完善设这样一个螺旋上升的过程，为一些应用过程发展高性能的材料。 上述研究内容覆盖了纳米结构程序化组装过程中四个层次：纳米结构单元的设计，初级纳米结构的空间受控组装和多级纳米结构的动态可控组装，组装过程和组装体中物质传输和能量传递规律，以及纳米结构的集成和应用，可望为纳米结构材料的设计和应用奠定坚实基础。
973项目申报书——2009CB623100-水泥低能耗制备与高效应用的基础研究
项目名称：水泥低能耗制备与高效应用的基础研究首席科学家：沈晓冬南京工业大学 起止年限：2009.1至2013.8 依托部门：中国建筑材料科学研究院
一、研究内容 围绕水泥生产和应用过程的各个环节开展提高水泥性能和节能减排的基础研究，实现水泥科学理论和技术的重大创新，促进水泥工业生产与产品结构调整、提高使用效能，提高能源与资源利用效率。 项目拟解决4个关键科学问题： 1)高介稳阿利特微结构调控及高胶凝性熟料相匹配 高介稳阿利特矿物和水泥熟料矿相匹配决定熟料性能。在研究熟料矿物微结构及其形成机制基础上，建立熟料微结构与熟料性能的关系。该问题是提高和高效发挥熟料性能的基础，也是降低熟料烧成热耗的关键。 2)熟料分段形成动力学 针对熟料形成过程中的多阶段化学反应，在分析研究主控反应动力学和熟料形成速率基础上，完善熟料形成动力学理论。该科学问题，是实现熟料烧成过程能量最佳配置，降低熟料烧成能耗的基础和重要途径。 3)离心力场中的粉磨动力学与能量传递 完善该动力学理论和能量传递机制，是实现水泥粉磨环节节能和发展高效粉磨设备新技术的理论基础，也是实现水泥粉磨节能技术突破的关键。 4) 水泥优化复合与结构稳定性 优化复合水泥组分，建立水泥浆体不同层次结构的形成机制以及浆体结构与稳定性的关系。该科学问题是高效发挥水泥各组分性能及延长水泥基材料服役寿命的基础。 围绕上述关键科学问题，本项目将从以下6个方面开展研究： 1)高介稳阿利特微结构和熟料矿物相组成与胶凝性的关系
系统研究实验室合成的纯C3S相结构、不同阿利特（杂质元素种类、掺量、掺杂方式不同）相结构以及熟料中阿利特化学组成、杂质固溶形式、工艺参数与结构之间的关系。研究矿物相结构在温变过程中演化规律。研究掺杂离子、工艺参数对阿利特缺陷形态的影响规律。研究阿利特介稳程度、缺陷形态对其水化活性的影响，建立高介稳阿利特微结构与水化活性--包括水化反应程度、水化反应速度等参数之间的关系，揭示最优水化活性的阿利特组成和微结构缺陷特征。 研究掺杂物质作用下熟料形成过程中的化学反应规律，优化矿物相匹配。阐明高温液相特性（如数量、组成和粘度等）的演变规律，确定硅酸盐水泥熟料的石灰饱和系数、硅酸率、铝氧率及掺杂新相的控制参数。研究熟料中矿物相匹配与烧成热耗和胶凝性能的关系，确定熟料中C3S与其它矿物的最佳匹配，获得高胶凝性熟料。 2)熟料分段形成动力学及过程控制 研究原料矿物分解产物的反应活性，确定新生物相初始形成反应的温度重叠区和反应速率。研究固相反应过渡产物及其与温度场的关系，分析固相反应的放热效应。研究熟料形成固－液相反应热焓互补机制。研究不同热、动力学过程条件下，高温熔体性质及其变化规律，确定高温熔体量、组成、黏度对熟料矿物、结粒和窑皮形成的影响。确定离子的扩散过程及其控制因素，分析阿利特相的晶核形成过程及生长机理，确定最佳的反应热、动力学参数。研究快速形成的水泥熟料微观结构及其宏观力学性能，解析组成、结构、性能之间的关系，提高水泥熟料的综合性能。 通过冷、热态试验和计算机模拟，研究在悬浮态下进行的快速物理化学过程和热、动力学机制。研究在窑尾系统进行预烧结的方法，研究堆积态下窑内的传热过
项目名称：纳米生物材料的合成、组装及在生物医 学领域的应用 首席科学家：李峻柏国家纳米科学中心 起止年限：2009.1至2013.8 依托部门：中国科学院
一、研究内容 拟解决的关键科学问题 本项目研究的主要关键科学问题是：通过模拟生物膜的结构与功能，利用分子组装技术制备具有纳米孔隙的生物材料，研究它们在生物体中的兼容性，作为药物支架如何担载和释放药物及在体外的稳定性，确定其作用机理和影响因素；探索组装的生物材料在生物体中的状态与排除功能，建立合成体系与生物体之间的联系与作用机制，研究其代谢过程，具体地： 1.通过模拟生物膜（生物相容的磷脂/蛋白质复合双层囊泡）研究和揭示细胞膜 和其它生物膜的精细结构、生物功能及其相互关系； 2.分子组装，纳米模板合成和气/液界面相分离等组装单元的结构特征、组装过 程、驱动力、影响因素和调控技术； 3.处于这些组装体中的生物活性物质的状态和功能评价，它们与组装体之间的 相互作用和影响，寻求保持其生物活性的措施； 4.这些具有生物功能的组装体进入人体后的有益效果、作用机制、代谢过程和 可能危害。 考虑到各课题研究的具体对象、问题和目标不同，除上述共同的关键科学问题外，还各有其特殊的科学和技术问题要解决： 1.纳米孔隙的药物载体：构造生物兼容、生物降解的多功能化胶囊，包裹不同 类型药物的最佳方法及药物的缓释；生物界面化胶囊及包裹药物胶囊的靶向释放，不同的类型中空胶囊作为药物和基因载体；智能化微胶囊的构造以及可控性研究；负载药物微胶囊的体外细胞试验及动物试验；多功能微胶囊用于药物载体的包裹和释放机理研究。 2.红血球替代物 聚合物/血红蛋白纳米胶束（胶囊）：官能化乳酸共聚物的 设计与合成，保证在水环境中实现自组装形成纳米胶束或胶囊；引入含有易与血红蛋白反应的官能团，保证反应不影响血红蛋白中的血红素活性中心； 反应基团有足够数量，保证组装体中有足够的血红蛋白浓度；构筑聚合物/
国家重大科学研究计划项目申请书编写提纲 项目摘要（1,000字左右） 简述项目所针对的指南方向、国家重大战略需求、拟解决的关键科学问题、主要研究内容和目标、课题设置、研究队伍、经费概算。 申请书正文（30,000字左右） 一、立项依据 项目针对的指南方向，项目所面向的我国经济、社会、国家安全和科学技术自身发展等的重大战略需求，项目研究的科学意义，在解决国家重大战略需求问题、引领未来科学和技术发展方面的预期贡献。 二、国内外研究现状和发展趋势 国内研究现状和水平，国际最新研究进展和发展趋势，相关研究领域取得突破的可能性。 三、拟解决的关键科学问题和主要研究内容 详细阐述围绕国家重大战略需求、引领未来科学和技术发展所要解决的关键科学问题的内涵。主要研究内容要围绕关键科学问题，系统、有机地形成一个整体来详细阐述，重点要突出，避免分散或拼盘现象。 四、预期目标 从对解决国家重大战略需求、引领未来科学和技术发展的预期贡献，在理论、方法等方面预期取得的进展、突破及其科学价值，优秀人才培养和基地建设等方面分别论述。 五、总体研究方案 结合主要研究内容阐述学术思路、技术途径及其创新性，与国内外同类研究相比的特色和取得重大突破的可行性分析等。 六、课题设置 应围绕项目所要解决的关键科学问题、主要研究内容和预期目标合理设置课题。需说明课题设置的思路、各课题间的有机联系以及与项目预期目标的关系；详细、具体叙述各课题的名称、主要研究内容和目标、承担单位、课题负责人及主要学术骨干和经费比例等。
七、研究队伍 1.研究队伍的规模和结构 研究队伍的规模，以及年龄、专业、职称等方面的结构，实验技术人员概况等。研究队伍规模要适度，人均资助强度应在20万元/人年以上。 2.推荐项目首席科学家和课题负责人 分别介绍推荐项目首席科学家和课题负责人的研究背景。包括：工作简历、主要学术业绩，近五年主持的与申请项目相关的各类国家科技计划项目情况（格式见下表），与申请项目相关的代表性论文（不超过5篇）、获得国家和省部级 3.其他中青年学术带头人概况 八、现有工作基础和条件 1.项目承担单位在所申报项目相关研究方面的工作基础和取得的主要研究成果。 2.项目实施所具备的工作条件，包括实验平台和大型仪器设备、国家实验室、国家重点实验室和重大科学工程等重要研究基地参与情况。 3.项目申报单位近五年承担的与所申报项目直接相关的国家科技计划项目、课题的完成情况，与所申报项目的关联和衔接。 九、经费概算 金额单位：万元
项目名称：环境友好现代混凝土的基础研究首席科学家：李宗津东南大学 起止年限：2009.1至2013.8 依托部门：江苏省科技厅教育部
一、研究内容 环境友好建筑材料的基本要求是低污染、低能耗及高性能。现代混凝土的发展实现了辅料（主要是工业废渣）的充分和高效利用，降低了环境污染，节约了能源和资源，同时大幅度的提高了抗压强度与流动性。从这一观点出发，现代混凝土属环境友好的建筑材料。但是现代混凝土又具有胶凝材料用量大，组分复杂，水胶比低的特点，早期易开裂，为有害物质侵入创造了条件，导致了其性能的严重衰减，甚至过早地退出服役，造成大量的经济损失、能源与资源的严重浪费及大量废弃物的污染。因此，要真正实现现代混凝土的环境友好，必须有效地提高现代混凝土的服役寿命。 关键科学问题一：现代混凝土微观结构形成机理及其与宏观性能的关系 现代混凝土结构的服役性衰退是一由材料到结构的渐进过程。对这一过程的正确描述依赖于对现代混凝土从微观到宏观的科学认识。在现代混凝土的组分中，水泥基胶凝材料起着将其它组分固结在一起的重要作用。胶凝材料在水化过程中形成的微结构是现代混凝土的基因，其分布与组合影响着现代混凝土的各项宏观性能。因此，探讨现代混凝土复杂的硬化浆体微观结构形成机理并提炼其微结构模型是本项目的重大科学问题。围绕这一科学问题，本项目将展开水泥熟料组成与水化活性关系的研究，水泥熟料组成与结构优化的研究，特别要研究高胶凝性水泥熟料与辅料复合优化，各组分对微结构形成的影响，组分之间的交互作用，水化速率与水化度对微结构的影响，提炼现代混凝土的微结构模型，研究微结构形成的诱导与控制途径。总之，通过先进测试技术及高效计算机模拟等研究手段，探索现代混凝土材料微结构形成机理。通过掌握微结构形成机理，研究微结构的优化理论，实现按终端用途对现代混凝土进行材料设计的飞跃。 建立现代混凝土的微结构模型之后，我们需要将其与宏观性能有机的联 系起来。围绕这一目标，我们将探讨微结构对现代混凝土弹性系数的影响，确 定典型的代表性体积单元，通过多尺度过渡途径，确定微结构与宏观本构之间 的联系，建立力学宏观本构关系及基于多孔介质力学的混凝土传输本构关系。 关键科学问题二：现代混凝土在化学-力学因素耦合作用下微结构的演化 与损伤机理 现代混凝土服役过程中既承受荷载（静载,动载）又经受环境的双重和多
项目名称：超高压下凝聚态物质的新结构与新性质首席科学家：崔田吉林大学 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 本项目的总体目标： 在超高压下凝聚态物质的新结构与新性质前沿领域做出重要原创性的工作，获得一批国际水平的研究成果，形成我国有特色的高压科学研究体系，造就一支具有创新思维的中青年高压研究队伍，使中国高压研究的总体水平进入国际先进行列，进一步提升在国际高压界地位。 五年预期目标: 为完成总体目标，集中进行以下几个方面的研究工作：1）超高压下凝聚体系的金属化与奇异性能，2）超高压下强关联体系中价电子的行为，3）超高压下纳米限域体系的结构演化，4）超高压下的化合物半导体的电输运与新效应，5）超高压下亚稳相的截获与材料的微结构及性能调控。 揭示超高压下纯氢以及富氢体系中分子的解离机制，探索可能产生金属氢的新途径，实现压制金属化；获得不同压力-温度-组分空间中，新型含3d、4d、5d关联体系的结构特征和奇异物性，揭示超高压关联体系材料磁、电和介电的物理机制和晶体及电子结构起源；总结在纳米尺度、空间受限条件下压致分子体系的键合规律；揭示高压下准一维纳米体系的结构演化以及力学、电学等性质随压力的变化规律；揭示化合物半导体的结构、电输运行为与其特殊功能性质之间的内在联系，诠释高压下电子驰豫、平均自由程、有效质量的新内涵以及各物理量之间的内在联系及其规律；在新型材料的超高压合成方面，由唯象研究上升到注重内在物理本质的探索，获取截获高压亚稳相的新方法及规律性认识。合成出3d、4d、5d族3种以上Mott有序化和Stoner型磁电新材料、3-5种有代表性高致密化超细微结构的高性能块体材料。 预期的科学研究成果： 拟在SCI收录的国内外著名学术刊物上发表论文300篇以上，撰写1－3部专著，申报高水平的奖励3－5项，申请发明专利15-25项。同时培养高压领域的拔尖人才以及学术带头人，培养博士研究生50名、硕士研究生200名。
项目名称：新型二次电池及相关能源材料的基础研 究 首席科学家：吴锋北京理工大学 起止年限：2009.1至2013.8 依托部门：国家工业和信息化部
一、研究内容 随着微电子、信息和新能源技术的飞速发展，对二次电池性能提出了越来越高的指标要求，而现有电池体系在能量密度和功率密度等方面的提升空间有限，迫切需要发展基于新构思、新材料和新技术的二次电池新体系。本项目根据项目的总体设想，以大幅度提高二次电池的能量密度、功率密度和安全性为目标，围绕轻元素化合物多电子反应实现途径、快速电极反应过程与相关材料和应用环境下电池材料与性能的演变三个关键科学问题，进行以下方面的深入系统研究： 1．轻元素化合物的电化学反应性质。以具备多电子反应潜力的轻元素化合物为重点研究目标，研究这类化合物的电化学反应性质和影响反应可逆性的因素与解决途径，构建高能量密度二次电池新体系。 2．快速电极反应过程与相关材料。对于已知的快速电化学氧化还原反应，探索符合电池应用的材料体系，研究这类新材料的电荷转移与传输的动力学性质，适宜的电极结构和电解质体系，揭示相关反应机理，发展可实用化的高功率二次电池体系。 3．二次电池安全性机制与控制技术。研究高容量与高功率电池在应用环境或滥用条件下自身安全保护的机制，研究电池添加剂，解决有机溶剂电池的可燃性和气胀，重点研究内禀式、自激发、可逆性的安全机制。 4．材料的表面结构与功能调控。研究用于电极材料化学稳定性、热稳定性、形态稳定性的表面修饰方法；抑制电池副反应和改善充放电效率的材料表面改性方法；典型电极材料体系的表面结构与应用性质。 5．电池性能演变过程的研究。研究电极活性材料和电极结构在长期循环下微结构变化的机制及其与性能变化的关系，不同荷电状态下材料结构和电极结构的演变规律，电极结构和状态的准确表征和智能控制。 6．二次电池的资源利用与环境保护。结合我国资源状况，研究和选择高性价比的电极材料，探索其在现有二次电池体系中的应用；探索电池修复与再生的有效技术途径，进行电池材料的资源再生处理，实现资源的有效利用。 7．二次电池检测新原理与节能技术。研究数字化高频开关恒流源的优化拓扑结
项目名称：光学自由曲面制造的基础研究首席科学家：房丰洲天津大学 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部天津市科委
二、预期目标 （1）总体目标 针对国家发展的重大需求对光学自由曲面制造技术的要求，深入研究并解决光学自由曲面制造中的重大关键基础科学问题，揭示自由曲面成型过程中纳观尺度材料迁移新理论，掌握和研究光学自由曲面高效、纳米级精度加工工艺技术及装备的共性基础问题，发展具有自主知识产权、具有国际先进水平的高精度、可控面形的光学自由曲面加工技术，培育我国光学自由曲面加工领域在国际上具有重要影响的学术带头人和创新团队，推动我国制造技术基础理论研究，确立在光学自由曲面制造领域国际竞争中的优势地位，增强光学自由曲面核心关键器件自主创新能力，并将光学自由曲面制造理论向更多领域纵深发展，推动我国科技进步。 （2）五年预期目标 在理论研究方面： 解决光学自由曲面制造中的关键科学问题，为实现高精度、高效率和高可靠性的光学自由曲面制造技术与装备提供理论基础，跻身于国际制造科学研究领域的前沿。 ?揭示光学自由曲面加工装备多体多态动力学行为与精度稳定性的映射规律、时变工况激励下控制系统与机械结构耦合动态特征对加工精度的 扰动规律，建立几何/物理/材料关联约束条件下光学自由曲面的空间机 构构型创新设计与优化理论； ?揭示光学自由曲面非均匀变流向纳观材料迁移规律，建立曲面成形过程中跨尺度材料特性演变、表层及近表层材料结构变化等基础理论； ?揭示光学自由曲面物理再构过程中加工工具在力、热和化学等多场耦合环境下与加工材料之间相互作用和微观力学行为，建立加工工具的失效 形式及其加工性能的演变理论； ?揭示多物理场辅助下纳米切削行为、离子注入表面改性后的硬脆材料切削规律，建立工具磨损抑制及材料学分析测试理论。 在技术应用方面：
项目名称：宽光谱高效薄膜太阳电池的基础研究首席科学家：XXX 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：中国科学院
二、预期目标 项目总体目标 面向国家对洁净能源的重大战略需求，选择具有材料丰富、环保和良好研究基础的高性价比薄膜太阳电池为突破点，通过深入研究，将在以下方面获得突破性进展，达到国际领先或先进水平，使光伏发电在国家能源布局中占有重要地位。 前沿的基础研究成果 本项目将发展高稳定、宽光谱吸收的高效电池用关键材料，全面揭示电荷分离、输运和复合机理，建立高效宽光谱薄膜电池光管理的理论模型，宽谱高效薄膜电池设计模型，深刻认识实用化电池中效率与稳定性的内在联系，揭示工作环境对组件性能的影响机制，为真正实现薄膜太阳电池的大规模光伏发电应用，提供科学依据和技术基础。 高水平技术研究成果 探索研究拥有自主知识产权的高效染料敏化太阳电池制备技术，效率高于15%；研发面积大于300cm2，效率达10%的染料敏化太阳电池组件及产业化制备关键技术，获得使用寿命20年以上制备技术路线。研发基于全光谱利用的新型硅基薄膜吸收材料体系和宽光谱新型透明导电薄膜，探索研究具有自主知识产权的全光谱高效硅基薄膜叠层太阳电池制备技术，效率高于15.5%，提供可实现产业化的技术方案。培养和造就一批年富力强薄膜太阳电池领域的学术带头人和高素质研究团队，提高我国在薄膜太阳电池领域的科学研究水平和技术创新能力，建立有国际影响力的研究平台，满足节能减排重大国策及可再生能源普及应用的重大需求。 五年预期目标 (1) 利用自主知识产权的纳米结构和有机光电功能材料实现转换效率达15%的染料敏化太阳电池，实现基于凝胶电解质电池转换效率达13%的染料敏化太阳电池和基于有机空穴传输材料转换效率达8%的全固态染料敏化太阳电池。 (2) 建立染料敏化太阳电池微观尺度界面电荷转移、复合及传输的完整动力学模型，为提升器件效率提供理论指导。 (3) 完成电池组件制备中关键设备的研制，获得使用寿命20年以上，工业制作成本低于0.5美元/峰瓦的染料敏化太阳电池组件技术路线（面积大于300cm2，效率达10%）及产业化制备关键技术。 (4) 建立高效全光谱硅基薄膜太阳电池基于全面“光管理工程”的理论模型及其实现途径与方案，获得适于宽光谱高效硅基薄膜电池的透明导电薄膜。 (5) 基于能带工程和高效全光谱硅基薄膜太阳电池的模拟计算，构建适于宽谱吸收硅基薄膜光伏材料体系及其制备技术。
计划类别：科技成果转化计划 指南代码： 项目受理号： 江苏省科技计划项目申报书 项目名称： 项目类别： 承担单位： 单位地址： 项目负责人：电话： 项目联系人：电话： 主管部门： 申报日期：年月日 江苏省科学技术厅 二○一六年
项目法人信用承诺书 本项目法人承诺严格遵守《江苏省科技计划项目实施管理办法》、《江苏省省级科技专项资金管理暂行办法》和《江苏省科技计划项目相关责任主体信用管理办法》等有关规定，为项目实施提供承诺的条件，严格执行经费管理等相关规定。承诺所提供申报资料真实可靠，项目组成员身份真实有效，无编报虚假预算、篡改单位财务数据、侵犯他人知识产权等失信行为。 本项目法人承诺如有失实或失信行为，愿意根据相关规定，承担以下责任： 1、取消项目评审资格； 2、撤销项目立项，并收回省拨经费； 3、记入不良信用记录，并接受相应处理； 4、其他相关法律责任等。 项目负责人（签字）： 单位法人（签字）：（公章） 年月日
项目主管部门信用承诺书 按照省科技计划项目申报的要求，我们对该项目进行了认真审查，该项目单位提交的项目申报资料完整齐全、真实有效，该单位无不良信用记录，项目负责人和申报单位符合本计划申报资格要求。 本主管部门承诺在审查推荐项目过程中，无违规推荐、审查不严等失信行为。承诺按照相关管理规定，切实履行项目主管部门管理职责。如有失实或失信行为，本部门承诺按照《江苏省科技计划项目相关责任主体信用管理办法》等相关规定，承担相关责任。 （公章） 年月日
填写说明 《江苏省科技成果转化专项资金项目申报书》（含江苏省科技计划项目信息表）是江苏省科技成果转化专项资金项目评审的主要依据，必须严格按规定的格式和栏目要求，客观、准确、全面填写，严禁弄虚作假。 《江苏省科技成果转化专项资金项目申报书》直接由申报软件生成，同时进行书面申报和网上申报，书面申报的内容和网上申报的内容必须完全一致。申报书及其附件应编制目录页码，并合订成册。 一、项目简介 项目简介是可以公开宣传、介绍本项目的资料，须按栏目要求作简明、扼要地撰写，不超过2200字。 [1]目标产品概述 包括目标产品的定性描述，主要用途及重要意义。不超过500字。 [2]项目现有技术基础 包括核心技术的成果来源，拥有的自主知识产权，获得的国家和部省级科技奖励及重大科技计划支持，项目所处阶段等。不超过400字。 项目所处阶段：完成小试、正在中试、完成中试、批量生产等。 [3]项目实施主要内容 包括主要技术突破和创新点，项目研发内容及主要技术指标，产业化建设目标，经济产出目标，投资估算与资金筹措等。不超过800字。 [4]企业概况 包括上一年的企业总资产、销售收入、入库税收总额、净利润，创新实力和研发投入，主营业务与行业位次，主要荣誉与银行资信等级。不超过300字。 [5]项目负责人、技术负责人及团队情况 不超过200字。 二、项目意义与必要性 综合阐述项目的意义和必要性，包括国内外发展现状及趋势，目标产品处于产业链重要环节的阐述，对实现重大技术突破、促进产业结构调整、提升该产业整体竞争力和水平的重要作用。不超过1500字。 三、项目技术基础 [1]成果来源情况 来源单位名称：填写具体单位名称，可填多个。 成果来源单位指与项目直接相关的核心技术成果的提供单位。 [2]技术依托与参加单位 技术依托单位名称：填写具体单位名称，不得超过2个。 技术依托单位指在项目下一步实施中与项目申报企业形成产学研紧密结合关系，并提供项目关键技术支撑的单位，与核心技术成果来源单位可以不一致。该单位必须与项目单位签定具体的合作协议，明确双方各自的权利义务关系。 参加单位名称：填写具体单位名称，不得超过3个。
附件2 国家重点基础研究发展计划（973计划）课题中期财务自查报告 计划名称： 项目编号： 项目名称： 课题编号： 课题名称： 课题承担单位（公章）： 课题承担单位法定代表人（签章）： 课题负责人（签章）： 课题承担单位财务部门负责人（签章）： 年月日
承诺书 本课题中期财务自查报告，是课题负责人会同课题承担单位财务部门，在认真清理账目，核实拨款与支出数，正确计算课题实际成本的基础上完成的。本单位法定代表人、财务部门负责人、本课题负责人保证自查报告各项内容真实、客观，并承担由此引起的相关责任。 法定代表人（签章）： 年月日 财务部门负责人（签章）： 年月日 课题负责人（签章）： 年月日
国家重点基础研究发展计划（973计划）课题 中期财务自查报告编写提纲 课题中期财务自查报告主要内容包括： 1.课题专项经费实际到位情况、使用情况，以及未能按预 算执行的情况及原因；课题执行过程中发生的预算调整 及报批情况。课题总账情况表作为报告附件，并加盖单 位财务专用章。 2.课题对外拨付经费情况，预算外外拨经费情况及原因说 明。外拨经费银行汇款单复印件作为报告附件，并加盖 单位财务专用章。 3.设备购置情况，劳务费、专家咨询费的审核和发放情况。 设备明细账（单价５万元以上）作为报告附件，并加盖 单位财务专用章。 4.课题自筹经费实际到位情况，若自筹经费未能及时到位 说明原因。自筹经费银行进账单复印件作为报告附件， 并加盖单位财务专用章。 5.课题经费结余的数量、原因及使用计划。 6.课题承担单位内部经费管理相关规章制度情况，包括经 费是否单独核算，账目设置及管理等。单位制定的相关 规章制度纸质材料作为报告附件。 7.课题执行过程中预算执行及经费管理遇到的问题、采取
申请书-国家重点基础研究发展计划(973计划)项目申请书编写提纲
国家重点基础研究发展计划(973计划）项目申请书编写提纲 项目摘要（1,000字左右） 简述项目所针对的指南方向、国家重大需求、拟解决的关键科学问题、主要研究内容和目标、课题设置、研究队伍、经费概算。 申请书正文（不超过3万字） 一、立项依据 项目针对的指南方向（请注明申报的领域），面向的我国经济建设、社会发展、国家安全和科技发展等重大需求，研究的科学意义，对解决国家重大需求的预期贡献。 二、国内外研究现状和发展趋势 国内研究现状和水平，国际最新研究进展和发展趋势，相关研究领域取得突破的可能性。 三、拟解决的关键科学问题和主要研究内容 围绕国家重大需求凝练所要解决的关键科学问题，并详细阐述问题的内涵。主要研究内容要围绕关键科学问题，系统、有机地形成一个整体来阐述，重点要突出，避免分散或拼盘现象。 四、预期目标 从理论、方法等方面预期取得的进展、突破及其科学价值，优秀人才培养和基地建设等方面分别阐述。 五、总体研究方案 结合主要研究内容阐述学术思路、技术途径及其创新性，与国内外同类研究相比的特色和取得重大突破的可行性分析等。 六、课题设置 围绕项目所要解决的关键科学问题、主要研究内容和预期目标合理设置课题。需说明课题设置的思路、各课题间的有机联系以及与项目预期目标的关系；详细、叙述各课题的名称、主要研究内容和目标、承担单位、课题负责人及其他
参加人员和经费比例等，人均资助强度应在20万元/人年以上。（申报青年科学家专题项目不设课题） 七、研究队伍 1.研究队伍的规模和结构 研究队伍的规模，以及年龄、专业、职称等方面的结构，实验技术人员概况等。研究队伍规模要适度，项目参加人员不超过30人，申报C类项目参加人员不超过15人，申报青年科学家专题项目参加人员不超过5人。 2.推荐项目首席科学家和课题负责人 分别介绍推荐项目首席科学家和课题负责人的研究背景。包括：工作简历、主要学术业绩，近五年主持的与申请项目相关的各类国家科技计划项目情况（格式见下表），与申请项目相关的代表性论文（不超过5篇）、获得国家和省部 3.其他中青年学术带头人概况。 注：项目申请书中不设学术指导、项目顾问等。 八、现有工作基础和条件 1.与本项目相关的研究工作基础和主要成果。 2.承担单位为本项目实施提供的工作条件，包括实验平台和大型仪器设备、国家实验室、国家重点实验室和重大科学工程等重要研究基地参与情况。 九、经费概算 金额单位：万元
国家重点基础研究发展计划 （973计划）项目建议书 所属领域： 项目名称： 所在学院： 项目建议人： 联系手机： 西北农林科技大学科研处制 二○年月日 项目简介（500字左右） 简述项目拟解决的关键科学问题、主要研究内容和目标等。 建议书正文（1万字左右） 一、立项依据 项目所面向的我国经济、社会、国家安全和科学技术自身发展的重大需求，项目研究的科学意义，对解决国家重大需求问题的预期贡献等。 二、国内外研究现状和发展趋势 国际最新研究进展和发展趋势，国内研究现状和水平，相关研究领域取得突破的可能性等。 三、拟解决的关键科学问题和主要研究内容 详细阐述围绕国家重大需求所要解决的关键科学问题的内涵。主要研究内容要围绕关键科学问题，系统、有机地形成一个整体来详细阐述，重点要突出，避免分散或拼盘现象。 四、总体目标、五年预期目标 总体目标和五年预期目标应从对解决国家重大需求的预期贡献，在理论、方法等方面预期取得的进展、突破及其科学价值，优秀人才培养和基地建设等方面分别论述。五年预期目标要求有具体的考核指标和人才培养计划。
五、总体研究方案 结合主要研究内容阐述学术思路、技术途径及其创新性，与国内外同类研究相比的特色和取得重大突破的可行性分析等。 六、现有工作基础和条件 1.项目承担单位在所申报项目相关研究方面的工作基础和取得的主要研究成果。 2.项目实施所具备的工作条件，包括实验平台和大型仪器设备等，国家实验室、国家重点实验室和重大科学工程等重要研究基地在项目中所起的作用等。 3.项目申报单位近五年承担的与所申报项目直接相关的国家科技计划重大、重点项目的完成情况，与所申报项目的关联和衔接。 七、研究队伍 研究队伍的规模，以及年龄、专业、职称等方面的结构，实验技术人员概况等。学院教授（学术）委员会意见 所在单位意见 学校推荐意见
项目名称：超高速加工及其装备的基础研究首席科学家：卢秉恒西安交通大学 起止年限：2009.1至2013.8 依托部门：教育部
一、研究内容 超高速加工已经成为先进制造技术竞争的一个制高点。超高速加工中，工件与刀具相互高速撞击，力的瞬态作用使剪切局限在一个微区域，能量在此微区的耗散使材料局部高温，可能达到熔化或接近熔化的状态。正反馈效应使局部绝热剪切作用愈加增强。切削速度越高，这种绝热剪切作用也越强，接近音速的超高速切削走向极端条件，带来了诸多新机理研究和对传统切削机理的突破性挑战。 机床工作在数万转/分转速下承受冲击载荷，依然达到μ级的工作精度，要求实现机床主轴系统旋转的高精度高稳定性控制以及整机动静热特性的精确设计。冲击载荷下，主轴的高刚度、高精度要求轴承工作间隙很小，在微间隙中轴承润滑介质受到强剪切与挤压，同样达到了一种极端的工况。机械装备大多工作在力热耦合状态下，现代CAE技术对连续的机械结构的特性预测已达到很高的精度。分析的困难发生在结构界面造成的不连续性。因此，无论整机的结构设计，还是高速切削中，刀具与工件材料的强烈摩擦，以及高速轴承支承的工作表面与润滑介质的相互作用都存在界面强耦合作用问题。 本项目探索在多场耦合强作用条件下的材料剧变和去除的科学实质，阐明超高速加工工具的失效机理；揭示微约束空间、强剪切润滑介质支承系统的热、动力学行为规律，发现冲击载荷下，保证超高速主轴系统运行稳定性的条件；建立超高速机床结构界面的物理表征方法，实现高速机床整机系统耦合的精确建模与设计。项目将形成我国自主的高速加工机床核心部件创新技术，建立高速加工技术及机床装备和工具设计制造的理论，实现加工速度向超高速阶段的跨越。 为此，本项目围绕下列三个重要科学问题开展研究工作： 科学问题一：超高速加工多场强作用下的材料激变行为及其去除机理 Salomon高速切削（high speed machining, HSM 或high speed cutting, HSC）的理念提出以来，超越“热沟”、切削力和切削热同时下降的假设始终未得到验证。超高速加工过程中，被切材料与刀具以接近声速进行瞬间碰撞，材料的高速激烈应变和切屑的瞬间形成，工件材料的应变达到1-10，应变速率达到105－107/s，甚至更高，工件材料发生剧变，工件材料发生超强应变过程及工具－切屑－工件之间剧烈的摩擦学行为将导致在局部区域产生高温，工件材料接近或达到熔化状态，形成绝热剪切。在这些极端工作状态下，工件材料被软化剥离去除而形成高精度、高光洁表面。工件材料有时发生塑脆或脆塑转变，传统金属切削加工的剪切滑移理论已很难适用超高速切削的研究。揭示超高速切削的机理，探明其科学实质，不仅是对传统切削理论的突破，同时可实现切削速度的跨越，从而获得更高的制造效率和更高的加工质量，降低能耗，并为解决高速加工工具的设计、使用以及最佳工艺选择提供理论依据。 主要研究内容如下： 1）多场耦合强作用下超高速加工的切削学行为 建立超高速切削的实验平台，捕捉切削的瞬态过程，通过对超高速切削过程的实验分析，研究切屑形成的机理，探索所发生的力学、物理与化学行为的本质，揭示多场强作用超高速切削过程的科学实质，形成对超高速切削加工的切削学行
“中央高校基本科研业务费专项资金” 科研创新团队建设项目申请书 （格式） 团队名称： 所属领域： 依托单位： 负责人： 联系人： 联系电话： 传真： 电子邮件： 填报时间：年月日 兰州大学科学技术处 二〇〇九年制
内容提纲 一、团队情况简介 研究方向和研究内容，队伍结构和人才情况，现有科研条件（仪器设备、科研用房、配套设施）情况等。 二、五年工作规划 1．战略目标，研究方向和研究内容创新思路 根据国家重大需求和学科发展前沿，尤其是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年》要求，凝炼团队中长期战略目标，明确重点任务和方向。在此基础上，确立近期主要研究内容和预期研究目标。 2．队伍建设和人才培养 团队规模和队伍结构的发展计划（包括对于团队结构调整和相关资源整合的考虑），研究组的设置，稳定和吸引优秀中青年人才的计划及相关措施等。 3．实验平台建设 统筹制定科研仪器设备和配套设施建设的五年规划，并根据轻重缓急的原则，制定年度分解计划；大型仪器设备同时应提出共享使用机制。
4．日常运行与对外开放 内部管理制度的规范和完善，人员聘任、流动、考评和激励制度；开放课题管理制度等。加强与国内其它优势研究单位、重点实验室的交流合作，及与产业界合作的措施。 三、项目执行期工作计划 1．研究方向创新项目的部署。包括项目名称、负责人和研究队伍、拟解决的关键科学问题和主要研究内容，研究目标和研究方案，经费预算等。 2．队伍建设和人才培养。实验室结构调整、相关资源整合计划，研究单元（组）的设置、稳定和吸引优秀中青年人才计划。 3．开放课题的设置。包括课题名称、负责人和研究队伍、拟解决的关键科学问题和主要研究内容，研究目标和研究方案，经费预算等。 4．实验室管理和运行。水电气燃料、房租、学术委员会议、公共仪器设备维护、公共试剂和耗材、无工资性收入的临时人员聘用、组织学术交流合作、研究设施对外共享等开支的预算。规范管理和制度建设计划。 四、依托单位意见（请填写具体意见） 五、专家论证意见（空）
973项目、国家自然科学基金项目申请书_二叠纪地幔柱构 造与地表系统演变 项目名称: 二叠纪地幔柱构造与地表系统演变 首席科学家: 徐义刚中国科学院广州地球化学研究 所 起止年限: 2011.1 至 2015.8 依托部门: 中国科学院 二、预期目标 本项目的总体目标: 通过对二叠纪大规模岩浆作用、环境记录和生物演化的研究，揭示地球深部过程、重大 地质事件与地表环境和生命演变之间的内在联系，提出地幔柱和地表系统之间相互作用的理 论体系,为地球系统科学研究的提供范例。 五年预期目标: 1、通过扬子地块西缘和塔里木地块及其周边火山喷发前后地层和岩相古地理对比，石炭- 二叠纪重大地质事件的年代学、几何学和运动学研究，为该区大规模岩浆作用的地质- 构造背景提供制约; 2、揭示二叠纪大规模岩浆作用的时空分布特征和深部动力学，对塔里木二叠纪玄武岩是否 是我国另一个大火山岩省给予明确的答案;
3、通过扬子地块西缘被动源远震观测及层析成象分析工作，查明研究区的深 部结构和地幔 柱活动遗迹，揭示深部结构与溢流玄武岩空间展布之间的关系; 4、完成攀西裂谷带人工源地震观测，获得横穿地幔柱活动区的地壳精细结 构，计算岩浆产 出量; 5、分析侵入岩与喷出岩之间的时空和成因关系，研究地幔柱岩浆上升过程中 壳幔相互作用 及对岩浆分异演化和成矿作用的影响; 6、研究地幔柱与岩石圈的动力相互作用，阐明其对大火成岩省多样性的控制; 7、揭示二叠纪环境变化的生命和地质记录，阐明地表环境变化与大规模火山作用之间的耦 合和相互作用机理; 8、综合对比全球二叠纪三个火成岩省(峨眉山、塔里木和西伯利亚)，揭示三 者之间的时 空联系并建立晚二叠纪全球地幔柱活动模式; 9、阐明地幔柱影响地表系统的主要方式和作用机理，初步建立二叠纪地幔柱 活动和地表系 统演变之间相互作用的理论框架。 以上预计的研究成果将以 70~80 篇论文发表在 SCI 刊物上，同时造就一批活 跃于国际地学舞台的中青年学术带头人和若干创新研究群体，培养研究生和博士 后 20~30 人。 三、研究方案 1、学术思路
项目名称：高性能滚动轴承基础研究首席科学家：王煜西安交通大学起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 1) 总体目标： 本项目瞄准高速铁路、精密机床、风力发电机等重大装备关键零部件轴承的设计、制造与使用所面临的关键共性问题，揭示高速重载精密轴承服役性能形成与演变规律、复杂工况下宏微观动态润滑接触机制、多重润滑膜生成与失效机理等，发展面向预定性能的控形控性制造方法和在线调控技术，从而建立高速重载精密轴承设计、制造、装配以及使用的新原理、新方法和新工艺等。通过本项目研究，提升我国高速重载精密轴承设计制造的自主创新能力，为我国轴承工业提供原创性核心技术和若干高性能轴承技术原型，培养一批理论基础深厚、创新能力强的学术带头人和研究骨干，形成一支朝气蓬勃的研究团队，建立轴承创新研究平台，显著提升我国轴承设计制造的技术水平，解决我国重大装备制造对高性能轴承需求的瓶颈问题。 2) 五年预期目标： 围绕复杂工况下高性能轴承关键科学问题，发展基础理论、核心技术，获得有国际影响的创新性研究成果，为我国轴承技术的发展奠定坚实的理论与人才基础，主要预期目标包括： （1）理论层面 ●揭示高速重载精密轴承多场耦合作用下动态接触行为对界面演化过程影 响的科学本质，建立新的考虑宏微观特征的接触力学理论； ●建立滚动轴承运动副界面多因素耦合润滑分析模型，揭示高速重载滚动 轴承的热失稳机制； ●揭示轴承多重润滑膜生成与失效机理，建立极端条件及多变工况中润滑 材料性能优化及可靠性增长的相关理论； ●发展基于热力学、动力学和晶体学的微观组织调控基础理论； ●揭示轴承滚道轧制过程中组织状态遗传演化机理，建立高性能轴承基体 组织和滚道表面状态可控性轧制成形理论； ●揭示复杂工况下滚动轴承服役性能创成机理。 （2）技术层面 ●轴承界面系统复杂性摩擦学行为大规模数值模拟技术； ●新型润滑剂制备技术，提供2－3种新型高性能滚动轴承润滑材料； ●轴承组件的三种控形控性形制造技术：面向复相组织和碳化物形态及分 布控制的淬火/分配/回火（QPT）热处理新工艺、控形控性轧制成形技术、表面完整性的可控磨削和强化技术； ●轴承摩擦界面多重润滑膜构建技术； ●服役状态的在线监测与服役性能的在线调控技术； ●建立实验测试平台：轴承摩擦学行为长期演化测试平台、轴承润滑材料
国家重点基础研究发展计划项目申请书编写提纲 项目摘要（1,000字左右） 简述项目所针对的指南方向、国家重大需求、拟解决的关键科学问题、主要研究内容和目标、课题设置、研究队伍、经费概算。 申请书正文（30,000字左右） 一、立项依据 项目针对的指南方向，项目所面向的我国经济、社会、国家安全和科学技术自身发展等的重大需求，项目研究的科学意义，对解决国家重大需求问题的预期贡献。 二、国内外研究现状和发展趋势 国内研究现状和水平，国际最新研究进展和发展趋势，相关研究领域取得突破的可能性。 三、拟解决的关键科学问题和主要研究内容 详细阐述围绕国家重大需求所要解决的关键科学问题的内涵。主要研究内容要围绕关键科学问题，系统、有机地形成一个整体来详细阐述，重点要突出，避免分散或拼盘现象。 四、预期目标 从对解决国家重大需求的预期贡献，在理论、方法等方面预期取得的进展、突破及其科学价值，优秀人才培养和基地建设等方面分别论述。 五、总体研究方案 结合主要研究内容阐述学术思路、技术途径及其创新性，与国内外同类研究相比的特色和取得重大突破的可行性分析等。 六、课题设置 应围绕项目所要解决的关键科学问题、主要研究内容和预期目标合理设置课题。需说明课题设置的思路、各课题间的有机联系以及与项目预期目标的关系；详细、具体叙述各课题的名称、主要研究内容和目标、承担单位、课题负责人及主要学术骨干和经费比例等。 七、研究队伍
1.研究队伍的规模和结构 研究队伍的规模，以及年龄、专业、职称等方面的结构，实验技术人员概况等。研究队伍规模要适度，人均资助强度应在20万元/人年以上。 2.推荐项目首席科学家和课题负责人 分别介绍推荐项目首席科学家和课题负责人的研究背景。包括：工作简历、主要学术业绩，近五年主持的与申请项目相关的各类国家科技计划项目情况（格式见下表），与申请项目相关的代表性论文（不超过5篇）、获得国家和省部级科技奖励以及发明专利情况。 3.其他中青年学术带头人概况 八、现有工作基础和条件 1.项目承担单位在所申报项目相关研究方面的工作基础和取得的主要研究成果。 2.项目实施所具备的工作条件，包括实验平台和大型仪器设备、国家实验室、国家重点实验室和重大科学工程等重要研究基地参与情况。 3.项目申报单位近五年承担的与所申报项目直接相关的国家科技计划项目、课题的完成情况，与所申报项目的关联和衔接。 九、经费概算 金额单位：万元