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研究开发燃料乙醇、生物柴油、生物燃气、生物制氢技术，发展生物经济和绿色产业。
4．特殊生物资源开发与利用
建立特种和珍稀生物资源网络平台及数据库系统，实现与各类资源专业网络数据库的对接；构建我国特有的野生资源的基因组文库，发掘一批重要功能基因，加强濒危生物物种的抢救与保护；培育实验动物品系10个，培育特色畜禽品系8个，建立实验动物的技术平台，为药物的筛选、开发等提供支撑；开展人类遗传资源的收集、保存及利用，利用我国特有的人类遗传资源，大规模挖掘和分离与人类重大疾病相关的功能基因，进一步提高我国药物研制的创新能力；开展极端环境微生物资源开发与利用，获得极端环境微生物重要功能基因150个，珍稀药用新菌株40－50个。
（十一）海洋开发与保护
1、海洋油气资源勘探与开发
研制水下生产系统等若干项核心技术装备并实现工程化应用，打破国外垄断，建立具有我国特色的近海和边际油田开发技术体系，实现我国近海油气田的高效安全开发；突破南海深水油气资源勘探开发关键技术，研制以3000米水深半潜式钻井平台为代表的深海油气资源开发系列重大装备，初步形成水深300-3000米的深水大中型油气田的自主勘探开发技术能力。
2．天然气水合物勘探与开发
重点开发天然气水合物成矿区高精度地球物理和地球化学勘探技术，自主研发天然气水合物钻探取样技术与装备，开展天然气水合物开发及环境影响评价等关键技术研究，集成海域天然气水合物目标快速探测系统平台，初步形成天然气水合物资源勘探技术系列和装备，有效评价1～2个天然气水合物有利矿区，为天然气水合物开发作技术储备。
3．海洋生物资源开发利用
重点突破海洋生物资源监测、取样与保存，海洋生物天然产物和功能基因开发利用，海洋水产品深加工和海洋滩涂耐盐植物开发等方面的重大关键技术，建立5个高水平的技术平台，开发一批具有自主知识产权的海洋药物、海洋生物制品和水产品深加工等高值化产品，提高我国海洋生物资源开发利用的技术水平，促进我国海洋生物技术产业的发展。
4. 海水淡化与资源综合利用
突破海水淡化、海水循环冷却、大生活用海水、海水化学资源提取利用等关键技术，形成日产10万级海水淡化成套技术、10万吨/时海水循环冷却成套技术和年产5万吨海水（卤水）提钾制取硝酸钾成套技术，初步建立我国海水利用技术、装备、标准和产业化体系，推进海水利用循环经济产业的形成，推进海水利用产业快速发展。
5. 深海探测技术与装备
研制深水多波束测深系统等深海海底探查设备，打破发达国家的技术垄断，提升我国自主研发水平和综合制造能力，为大洋矿产资源勘查提供技术保障。开展海底长期观测网关键技术研究，为海底长期观测试验网建设提供技术储备；突破载体技术、控制技术、定位及探测技术、收放技术、动力与信息传输技术等深海运载器关键技术，研制开发系列深海载人和非载人运载器及配套作业工具，形成覆盖7000米水深海域的运载和作业能力。
6．海洋环境监测、预报与预警
发展并完善近海海洋动力环境和生态环境实时、立体、长期监测技术，突破一批深远海海洋动力环境监测核心技术与装备；针对台湾海峡及周边、南海油气开发区、渤海、东海等重点海域，形成可运行的海洋动力、生态环境监测技术系统，形成近海海洋生态环境监测的技术能力，实现对台湾海峡及周边海域和南海油气开发区海洋动力环境的实时立体监测；开展以数值预报为基础的客观化、定量化、自动化预报预警技术，提高重大海洋灾害预警及减灾能力，提升我国对管辖海域突发事件的应急响应能力。开展南极和北极环境变化研究。
（十二）应对全球气候变化
1．气候变化科学预测
研制新一代气候系统模式，改进气候变化的检测、归因与预估；研究人类活动引起的温室气体、气溶胶排放和地表覆盖变化的大气物理化学过程及其气候效应机理；研究冰冻圈、东亚季风系统、青藏高原、海－陆－气相互作用等的演变及其对全球气候变化的作用；研究生态系统能量转化、物质循环及其耦合机制对气候变化的影响和响应；研究中国地区辐射强迫的长期变化；研究我国极端气候事件的形成机理、特征及其演变等。
2．适应气候变化的技术和措施
研究气候变化对农业、水资源、海岸带、森林和其他自然生态系统以及人类健康和公共卫生等方面的影响，开发相应的适应技术并提出应对措施；研究极端天气/气候事件与灾害对人类社会和生态系统的影响，建立相应的适应技术、对策和响应机制；评估气候变化对我国各类敏感脆弱区的影响和风险，研究建立我国应对气候变化的风险管理体系；研究气候变化对重大工程建设的影响并提出应对措施；研究气候变化对生物多样性、荒漠化等其他全球环境问题的影响及其适应技术和措施；研究气候变化危险水平，科学评估不同部门和地区的适应能力等。
3．减少温室气体排放相关技术研究与开发
以冶金、化工、建材、交通运输、建筑等主要高耗能领域和终端用能产品等为重点研究开发终端节能技术；研究开发二氧化碳捕集与封存技术、农业控制温室气体排放技术、生物固碳技术以及其他固碳工程技术；研发其他有利于控制温室气体排放和减缓气候变化的技术。
4．气候变化应对战略与政策研究
研究我国未来能源安全和需求与温室气体排放控制情景，评估我国实现工业化和城镇化需要的碳排放空间；研究不同温室气体排放控制目标对我国产业结构、对外贸易、技术进步和社会公平等方面的影响；研究提出以《气候公约》原则和国家利益为基础的“中国方案”；研究以清洁发展机制为核心的碳交易制度；研究发达国家发展低碳经济的政策和制度；研究全球气候变化科技发展态势。
（十三）其他社会事业
1、文物保护
以距今5000年左右的古代文化遗存为研究对象，采用多学科协作的方式，通过对已有考古资料的系统整理、以及重点区域调查和重点文化遗存的勘查和研究，在黄河流域、长江流域和辽河流域等中华早期文明率先启动的区域，逐步完善这一时期的年代框架，开展自然环境、社会环境的变迁及其经济、技术发展与文明化进程的关系研究，加强对中华文明形成和展示方法的研究。
针对城市化加速进程中的重大文化遗产地及大遗址综合保护所面临的问题和科技需求，分析重大文化遗产地及大遗址调查、评估、认定、规划、实施、总结调整过程中出现的问题及原因。加大综合性保护技术研究、基础理论研究以及管理研究，探究重大文化遗产地及大遗址保护与利用协同发展的模式，提出系统解决方案，建立并实施重大文化遗产地及大遗址动态管理与监测系统，提高风险抵御和安全防范能力；并在上述基础上，实施3到5处重大文化遗产地及大遗址综合保护及科技示范。
2、民族与网络文化
针对伴随着互联网快速发展产生网络文化已经成为国家文化安全的重要组成部分，组织开展网络文化安全评价体系及标准规范、网络文化的监测与管理关键技术研究、网络文化安全预警系统开发，民族文化数字化技术研究与示范工作，构建完善网络文化安全保障体系，有效地抵御外来文化和不良网络文化的负面影响。
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