3.環境
改善生態與環境是事關經濟社會可持續發展和人民生活質量提高的重大問題。我國環境污染嚴重；生態系統退化加劇；污染物無害化處理能力低；全球環境問題已成為國際社會關注的焦點，亟待提高我國參與全球環境變化合作能力。在要求整體環境狀況有所好轉的前提下實現經濟的持續快速增長，對環境科技創新提出重大戰略需求。
發展思路：(1)引導和支撐循環經濟發展。大力開發重污染行業清潔生產集成技術，強化廢棄物減量化、資源化利用與安全處置，加強發展循環經濟的共性技術研究。(2)實施區域環境綜合治理。開展流域水環境和區域大氣環境污染的綜合治理、典型生態功能退化區綜合整治的技術集成與示范，開發飲用水安全保障技術以及生態和環境監測與預警技術，大幅度提高改善環境質量的科技支撐能力。(3)促進環保產業發展。重點研究適合我國國情的重大環保裝備及儀器設備，加大國產環保產品市場占有率，提高環保裝備技術水平。(4)積極參與國際環境合作。加強全球環境公約履約對策與氣候變化科學不確定性及其影響研究，開發全球環境變化監測和溫室氣體減排技術，提升應對環境變化及履約能力。
優先主題：
(13)綜合治污與廢棄物循環利用
重點開發區域環境質量監測預警技術，突破城市群大氣污染控制等關鍵技術，開發非常規污染物控制技術，廢棄物等資源化利用技術，重污染行業清潔生產集成技術，建立發展循環經濟的技術示范模式。
(14)生態脆弱區域生態系統功能的恢復重建
重點開發巖溶地區、青藏高原、長江黃河中上游、黃土高原、荒漠及荒漠化地區、農牧交錯帶和礦產開采區等典型生態脆弱區生態系統的動態監測技術，草原退化與鼠害防治技術，退化生態系統恢復與重建技術，三峽工程、青藏鐵路等重大工程沿線和復雜礦區生態保護及恢復技術，建立不同類型生態系統功能恢復和持續改善的技術支持模式，構建生態系統功能綜合評估及技術評價體系。
(15)海洋生態與環境保護
重點開發海洋生態與環境監測技術和設備，加強海洋生態與環境保護技術研究，發展近海海域生態與環境保護、修復及海上突發事件應急處理技術，開發高精度海洋動態環境數值預報技術。
(16)全球環境變化監測與對策
重點研究開發大尺度環境變化準確監測技術，主要行業二氧化碳、甲烷等溫室氣體的排放控制與處置利用技術，生物固碳技術及固碳工程技術，以及開展氣候變化、生物多樣性保護、臭氧層保護、持久性有機污染物控制等對策研究。
4.農業
農業是國民經濟的基礎。我國自然資源的硬約束不斷增強，人均耕地、水資源量明顯低于世界平均水平；糧食、棉花等主要農產品的需求呈剛性增長，農業增產、農民增收和農產品競爭力增強的壓力將長期存在；農業結構不合理、產業化發展水平及農產品附加值低；生態與環境狀況依然嚴峻，嚴重制約農業的可持續發展；食物安全、生態安全問題突出。我國的基本國情及面臨的嚴峻挑戰，決定了必須把科技進步作為解決“三農”問題的一項根本措施，大力提高農業科技水平，加大先進適用技術推廣力度，突破資源約束，持續提高農業綜合生產能力，加快建設現代農業的步伐。
發展思路：(1)以高新技術帶動常規農業技術升級，持續提高農業綜合生產能力。重點開展生物技術應用研究，加強農業技術集成和配套，突破主要農作物育種和高效生產、畜牧水產育種及健康養殖和疫病控制關鍵技術，發展農業多種經營和復合經營，在確保持續增加產量的同時，提高農產品質量。(2)延長農業產業鏈，帶動農業產業化水平和農業綜合效益的全面提高。重點發展農產品精深加工、產后減損和綠色供應鏈產業化關鍵技術，開發農產品加工先進技術裝備及安全監測技術，發展以健康食品為主導的農產品加工業和現代流通業，拓展農民增收空間。(3)綜合開發農林生態技術，保障農林生態安全。重點開發環保型肥料、農藥創制技術及精準作業技術裝備，發展農林剩余物資源化利用技術，以及農業環境綜合整治技術，促進農業新興產業發展，提高農林生態環境質量。(4)積極發展工廠化農業，提高農業勞動生產率。重點研究農業環境調控、超高產高效栽培等設施農業技術，開發現代多功能復式農業機械，加快農業信息技術集成應用。
優先主題：
(17)種質資源發掘、保存和創新與新品種定向培育
重點研究開發主要農作物、林草、畜禽與水產優良種質資源發掘與構建技術，種質資源分子評價技術，動植物分子育種技術和定向雜交育種技術，規模化制種、繁育技術和種子綜合加工技術
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