地球科学进展  2018 , 33 (12): 1314-1319 https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2018.12.1314

基金项目管理与成果介

2018年度大气科学领域项目评审与研究成果分析*

于晟, 李积明, 杨若文, 汪君霞

国家自然科学基金委员会地球科学部,北京 100085

中图分类号:  P4

文献标识码:  B

文章编号:  1001-8166(2018)12-1314-06

收稿日期: 2018-09-30

网络出版日期:  2018-12-10

版权声明:  2018 地球科学进展 编辑部 

作者简介:

作者简介:于晟(1963-) ,男,山东梁山人,研究员,主要从事地球物理学相关研究及自然科学基金管理工作.E-mail:yusheng@nsfc.gov.cn

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摘要

关键词: 大气科学 ; 基金项目评审 ; 项目成果概况

Abstract

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于晟, 李积明, 杨若文, 汪君霞. 2018年度大气科学领域项目评审与研究成果分析*[J]. 地球科学进展, 2018, 33(12): 1314-1319 https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2018.12.1314

1 项目受理情况及相关统计

1.1 项目受理情况

2018年国家自然科学基金委员会(以下简称基金委)地球科学部五处共集中受理各类申请项目1 248项,比2017年(1 263项)减少了15项。在所有受理的项目中,面上项目、青年科学基金项目(以下简称青年基金)和地区科学基金项目(以下简称地区基金)3类共1 139项,比2017年(1 120项)增加19项。面上项目589项,比2017年增加29项;青年基金490项,比2017年减少10项;地区基金60项,与2017年持平。优秀青年科学基金项目52项,比2017年减少2项。国家杰出青年科学基金项目31项,比2017年增加4项[1]

1.2 统计分析

1.2.1 学科交叉情况统计

在2018年的面上项目、青年基金和地区基金申请项目中,561项(占申请总数49.3%)存在学科交叉情况。在交叉项目中,学科内交叉项目384项(33.7%),学部内交叉项目92项(8.08%),跨学部交叉项目85项(7.46%)。

1.2.2 申请人与研究队伍统计

2018年面上项目、青年基金和地区基金申请人年龄为26~74岁。35岁及以下560人,36~45岁399人,46~60岁175人,60岁以上5人。申请人年龄在45岁以下的青年科研人员占3类基金申请总数的84.2%。图1显示了面上项目、地区基金和青年基金申请者的人数分布及年龄结构。

图1   2018年面上项目、地区基金和青年基金申请人数及年龄结构

   

在2018年面上项目、青年基金和地区基金申请人中,女性申请者464人,占总申请人数的40.7%。其中,31~40岁的女性科研人员占所有女性申请者的62.9%。上述3类基金项目申请人中具有博士学位的共903人,占79.3%;有硕士学位的208人,有学士学位的25人,其他3人。面上项目、青年基金和地区基金申请人中具有高级职称的792人,中级职称273人,博士后64人,初级职称及其他共10人。

1.2.3 申请项目依托单位统计

2018年面上项目、青年基金和地区基金3类项目申请单位共230个,较2017年减少了25个。申请部门仍以高等院校、中国气象局所属单位及中国科学院所属单位为主。来自高校的有491项,占总数的43.11%;来自中国气象局所属单位的有430项,占总数的37.75%。

2 申请项目初审

2018年共有18项申请书因不合管理规范而不予受理,占面上项目、青年基金和地区基金申请总数的1.58%。其中面上项目5项,青年基金7项,地区基金6项。造成不予受理的原因主要集中在以下2个方面:①依托单位或合作研究单位未盖公章;②合作单位超过2个;此外,部分申请书还存在主要参与人个人简历填写不规范的情况。以上问题希望各项目依托单位能够继续给予充分重视。

3 申请项目通讯评议概况

2018年的面上项目、青年基金和地区基金3类申请项目,每个申请项目的函审同行评议人为5人,而申请重点项目、国家杰出青年科学基金项目和优秀青年科学基金项目的函审同行评议人为7人。2018年度针对需要函评的1 230个申请项目,共发出6 368份评议,评议意见回收率达100%。所有申请项目中,对1 121个面上项目、青年基金和地区基金(不包括未通过初审的项目)共发出评议5 605份。

来自199个单位的878位专家参加了通讯评议工作,平均每位专家评议7.4份申请书。其中评议申请书数小于10项(含)的专家630位,评议申请书为11~20项(含)的专家218位,评议申请书数大于20项的专家30位。

在收到的5 605份面上项目、青年基金和地区基金同行评议意见中,对申请书综合评价为“优”的1 903份(2017年为2 311份),占33.95%(2017年35.36%);“良”1 925份(2017年为2 113份),占34.34%(2017年32.33%);“中”1 531份(2017年1 704份),占27.31%(2017年26.07%);“差”246份(2017年272份),占4.39%(2017年4.16%)。“优先资助”1 681份(2017年1 892份),占30%(2017年28.95%);“可资助”2 111份(2017年2 573份),占37.66%(2017年39.37%);“不予资助”1 813份(2017年1 567份),占32.35%(2017年24.00%)。

另外,通讯评审过程中也存在部分问题,譬如:部分专家未能按时返回评审意见,或专家邮件地址因为更新未能及时收到基金委评议通知等。鉴于以上初审和通讯评议存在的部分问题,科学处特别提出如下建议,供申请人、依托单位和同行评议专家参考:①申请书的撰写严格按照提纲完成,特别是申请人和主要参与人的个人简历必须规范化。依托单位、合作单位及申请人需要对签字盖章页进行多次审核确保公章和签名完整无误。②建议曾经获得过基金资助及曾经评议过基金委科学项目的专家,完善并定期维护基金委ISIS系统中个人信息(包括工作单位、邮件地址、熟悉的学科代码、学科方向等)。并在每年度基金评审季以评议专家的身份登录基金委ISIS系统,查阅评审任务,以防因邮件通知不畅等影响评审工作。

4 确定送审项目的原则

依据《国家自然科学基金条例》和《国家自然科学基金面上项目管理办法》,本着支持创新性的科学研究,促进各学科均衡、协调和可持续发展的原则,大气科学学科以同行评议的分数和资助意见为基础,参考2018年面上项目、青年基金和地区基金各类申请项目同行评议排序和资助计划,制定2018年上会标准。

青年基金设定平均分为3.2分及以上,同时平均分为3.2分且同行评议不予资助意见小于2个的项目参加会评。最终确定上会项目201项,上会项目和资助计划的比例为151%。

地区基金设定平均分为3.0分及以上,同时平均分为3.0分且同行评议不予资助意见小于2个的项目参加会评。最终确定上会项目15项,上会项目和资助计划的比例为150%。

面上项目设定平均分为3.2分及以上,同行评议不予资助意见小于3个的项目参加会评。最终确定上会项目271项,上会项目和资助计划的比例为146%。

5 申请项目资助情况及相关统计

2018年度地球科学五处面上项目、青年基金和地区基金3类项目共资助327项,平均资助率为28.71%。其中,面上项目资助184项(含1项小额探索项目),资助率为31.24%,资助直接经费金额11 511万元,直接费用平均资助强度62.56万元/项(小额探索项目20万元/项,其他项目62.79万元/项);青年基金资助133项,资助率为27.14%,资助直接经费金额3 263万元,直接费用平均资助强度24.53万元/项;地区基金资助10项,资助率16.67%,资助直接经费金额403万元,直接费用平均资助强度40.30万元/项。

5.1 各部门和主要依托单位送审及资助情况

2018年面上项目、青年基金和地区基金3类项目共送审487项,平均送审率为42.76%。从主要部门分布情况看,中国科学院系统送审率最高,其次为高等院校,中国人民解放军和中国气象局系统相对稍低,但以上各部门总体送审率分布较为合理,集中分布在33%~60%。在众多的申请单位中,北京大学、复旦大学、南京大学、兰州大学和中国科学院大气物理研究所等单位项目的送审率较高。各主要申请单位送审项目数的差异,主要原因在于各单位从事基础研究的科研队伍体量存在很大差异。从最终的资助项目数来看,中国科学院大气物理研究所、南京信息工程大学、中国气象科学研究院、南京大学、中山大学、兰州大学和北京大学等具有较多的资助项目数;而在资助项目数超过10项的依托单位中,北京大学、复旦大学、南京大学、兰州大学和中国科学院大气物理研究所具有较高的资助率。

5.2各分支学科送审及资助情况

表1所示,2018年度面上项目、青年基金和地区基金3类项目总申请项数排在前4位的分支学科分别为:气候学与气候系统(220项)、大气遥感和大气探测(139项)、大气环境与全球气候变化(114项)以及数值预报与数值模拟(110项)。送审项数排在前面的分支学科分别为气候学与气候系统(104项)、大气化学(60项)、大气遥感和大气探测(51项)以及数值预报与数值模拟(49项)。送审率较高(超过50%)的分支学科是:中层与行星大气物理学、大气动力学、大气化学、边界层大气物理学和大气湍流、对流层大气物理学以及云雾物理化学与人工影响天气;而送审率较低(低于40%)的分支学科是:应用气象学、气象观测原理、方法及数据分析、大气环境与全球气候变化、天气学以及大气遥感和大气探测。但若同时考虑各分支学科的申请项数与送审项目差异,则可看到2018年学科的热点仍然是气候学与气候系统、大气化学;而应用气象学、天气学、气象观测原理方法及数据分析等学科建设仍需加强。表1的数据也表明,大气动力学和大气化学分支具有较高的资助率,均超过40%。

表1   大气科学领域2018年各分支学科项目申请、上会情况

   

学科代码分支学科名称申请数
/项
占总项数
比例/%
送审数
/项
送审率
/%
资助数
/项
资助率
/%
D0501对流层大气物理学393.42051.31333.33
D0502边界层大气物理学和大气湍流655.73452.32335.38
D0503大气遥感和大气探测13912.25136.73726.62
D0504中层与行星大气物理学191.71263.2736.84
D0505天气学1029.03635.32221.57
D0506大气动力学514.53160.82447.06
D0507气候学与气候系统22019.310447.36730.45
D0508数值预报与数值模拟1109.64944.63430.91
D0509应用气象学998.71717.21111.11
D0510大气化学1018.96059.44342.57
D0511云雾物理化学与人工影响天气453.92351.11431.11
D0512大气环境与全球气候变化11410.04035.12622.81
D0513气象观测原理、方法及数据分析262.3726.9519.23
D05大气科学90.8333.3111.11
合计1 139487327

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6 2017年底结题项目取得的主要研究成果概况

6.1 2017年底结题成果统计

2017年底实际结题项目329项,包括国家杰出青年科学基金项目3项,优秀青年科学基金项目4项,重点项目6项,面上项目160项(含有1项小额资助项目),青年基金146项,地区基金10项。

对各类项目发表的期刊论文数及进入SCI(科学引文索引)、EI(工程索引)检索系统的统计表明(表2),2017年底结题项目平均每项发表期刊论文10.6篇,其中SCI+EI论文6.0篇。青年基金平均每项发表SCI+EI论文为3.1篇,面上项目平均每项发表SCI+EI论文为7.6篇。

表2   大气科学领域2017年结题项目成果统计

   

项目类别结题项目
数/项
发表论文
数/篇
论文平均
数/篇
SCI论文
平均数/篇
EI论文
平均数/篇
SCI+EI论文
平均数/篇
面上项目1602 16013.56.80.87.6
青年基金1468035.52.80.33.1
地区基金10949.40.90.21.1
国家杰出青年科学基金项目36120.315.30.015.3
优秀青年科学基金项目44010.08.30.08.3
重点项目631752.840.70.040.7
合计3293 47510.65.50.56.0

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地球科学部大气科学学科分别对2017年结题的160项面上项目和146项青年基金做了初步评价。

2017度结题的面上项目初步评价如下:按研究计划完成或超额完成任务的项目共156项,占97.50%;基本按研究计划完成的项目有4项,占2.50%。根据该项目发表的第一标注SCI论文数量及质量,遴选了39项面上特优项目,项目批准号及负责人分别是:41375002 洪梅,41375003 杨静,41375007 胡耀垓,41375008 李成才,41375016 吴松华,41375022 文军,41375028 陈加清,41375029 黄云仙,41375036 辛金元,41375047 施春华,41375052 高守亭,41375063 张立凤,41375066 平凡,41375067 罗德海,41375068 端义宏,41375071 龚道溢,41375072 胡永云,41375073 钱维宏,41375075 汤剑平,41375078 封国林,41375081 杨崧,41375086 林中达,41375099 王国杰,41375100 徐邦琪,41375102 黄小猛,41375109 杨毅,41375110 李建平,41375113 张卫民,41375115 王曰朋,41375117 房世波,41375119 关德新,41375123 杨复沫,41375125 郑玫,41375126 陈建民,41375130 方双喜,41375132 高健,41375133 徐义生,41375139段青云,41375153 车慧正。

2017年度结题的青年基金初步评价如下:按研究计划完成或超额完成任务的项目共128项,占87.67%;基本按研究计划完成的项目有18项,占12.32%。青年基金共产生特优项目32项,项目批准号及负责人分别是:41405003陈思宇,41405006尹金方,41405025赵小峰,41405027王欢博,41405031蔡宏珂,41405034夏滑,41405036王皓,41405039柳聪亮,41405040白伟华,41405046朱雪松,41405047李超,41405054李论,41405057邓涤菲,41405062彭跃华,41405065徐蜜蜜,41405069华维,41405074袁乃明,41405077李金健,41405081陈锋,41405086郑菲,41405095薛海乐,41405097袁时金,41405103郭准,41405104张旭斌,41405108罗斌,41405109于文颖,41405115王琼真,41405116余欢,41405117王珊珊,41405119陈焕盛,4140512李颖,41405134王薇。

6.2 优秀成果介绍

地球科学五处对面上项目、青年基金和地区基金3类结题项目作了成果评估,遴选以下成果加以介绍:

6.2.1 边界层大气物理学和大气湍流

海洋大气边界层结构和三维风场的多普勒激光雷达观测研究(项目负责人:吴松华;项目批准号:41375016)。

该项目针对海洋大气边界层的风场和边界层高度特征的探测需求,基于多普勒激光雷达等垂直剖面探测技术,对我国近海进行船载和岸基大气边界层观测研究。课题研究期间,对我国近海区域进行了多次激光雷达大气边界层观测实验。解决了海洋环境下的风速测量实时姿态校正、灵敏度实时定标、边界层特征提取等关键问题,实现了海上大气边界层三维风场和边界层结构的多尺度特征探测和反演,并提出了适于海上风场和边界层观测的多普勒激光雷达观测模式和反演方法,为进一步研究近海海域的边界层动力学和热力学多尺度结构特征提供观测依据,按进度完成了各年度的研究计划。同时,针对海气通量研究对垂直速度的探测需求,课题增加了高精度的脉冲相干多普勒激光雷达(测速精度0.1 m/s)观测方案,并基于脉冲相干多普勒激光雷达开展了综合参数反演边界层高度算法开发、稳定边界层特征分析、海气边界层湍流参数反演等关键科学问题的研究,为研究中国近海典型区域海气边界层通量输运耦合、数值模式参数化等前沿科学问题提供新思路。在该面上项目资助下共发表论文17篇,其中在Optics Express, Atmospheric Measurement Techniques 等顶级期刊上发表SCI论文8篇。

6.2.2 大气遥感和大气探测

中国区域大气气溶胶光学厚度与单次散射反照率反演方法改进与近50年变化趋势研究(项目负责人:辛金元;项目批准号: 41375036)。

该项目通过对中国地区太阳分光观测网气溶胶模态观测结果的多年平均统计及对总日照时数和相对湿度日值数据设定阈值范围,向2种反演方法中创新引入气溶胶模态修正模块与云扫描模块,构建中国6个不同地理区域(华北地区、东北地区、东南地区、西南地区、西北地区和青藏高原地区)气溶胶光学厚度(Aerasol Optical Depths,AOD)与单次散射反照率(Single Scattering Albedo,SSA)宽带反演优化模型,反演值和观测值对比结果表明:加入云扫描模块和气溶胶模态修正模块的宽带消光法反演精度高,可有效反演重构500 nm波段气溶胶光学参数,实现与卫星、地基观测数据的对接和归一化。利用中国气候辐射观测站太阳直接辐射、总辐射长期观测资料,基于不同地理区域宽带反演优化模型,获取中国区域不同站点近50年500 nm波长AOD与SSA数据,重构中国区域AOD与SSA历史数据库,阐明中国区域气溶胶光学特性年际演变趋势。结果表明:近50年,全国AOD呈现上升趋势。受经济发展影响,华北、东南地区等东部地区AOD增长幅度明显高于东北和内陆地区;中国华北、东北、西南地区SSA呈现上升趋势,东南、西北、青藏高原地区SSA下降;1990年之后是我国经济快速发展的黄金时期,人为散射型气溶胶排放增加,中国中东部SSA显著上升;散射消光散射性气溶胶光学厚度(Scattering Aerosol Optical Depth,SAOD)在全国范围内均上升,尤其在东部地区涨幅较大;西南地区主要受生物质燃烧影响,近年来由于生物质燃烧量的减少,黑炭排放降低,吸收消光吸收性气溶胶光学厚度(Abcoorbing Aerosol Optical Depth,AAOD)在该地区下降,而在中国其他地理区域均呈现微弱上升。项目成果对我国气溶胶环境与气候效应研究具有重要科学意义和应用价值。在该面上项目资助下共发表论文19篇,其中在Bulletin of American Meteorological Society, Journal of Geophysical Research, Environment Pollution等顶级期刊上发表 SCI论文17篇。

6.2.3 大气动力学

梅雨期暴雨系统的中尺度动能谱及可预报性研究(项目负责人:张立凤;项目批准号:41375063)。

该项目主要研究了湿大气能量动力学理论和中尺度能量谱形成机理。首先推导出了描述湿大气中尺度运动完整的动力学和热力学方程组及其扰动形式。基于基本湿大气方程组推导出了描述湿大气内部运动的改进湿位涡及其倾向方程;定义了湿有效位能、有效弹性势能和各项水物质势能,推导出了各种能量的收支方程及谱方程,给出了湿大气能量能量收支、转换和转移关系。然后基于WRF模式的动力框架,构建了梅雨锋系统和斜压波系统的理想模型,研究了梅雨锋系统和斜压波系统的能量谱分布和演变特征,揭示了不同降水系统在不同高度上中尺度能量谱形成的机理,特别是湿过程在能量串级和能量转换的作用,发现了中尺度动能收支主要依赖于非线性平流项、浮力通量项和气压梯度项,对流激发的重力惯性波对平流层低层中尺度动能谱形成有显著作用。此外,还分析了不同类型暴雨个例的形成机理。基于非线性误差信息熵理论,揭示了Lorenz系统非线性误差增长规律和影响因子,分析了实际大气单变量及联合变量的可预报性,发现了可预报性的区域差异性。研究了可以提高暴雨预报精度的雷达卫星资料同化方法,建立了能提高暴雨预报精度的雷达卫星资料的集合变分同化系统,检验发现基于集合变分方法的雷达或卫星资料的同化能有效提高暴雨的数值预报水平。在该面上项目资助下共发表论文40篇,其中在Journal of Geophysical Research,Journal of Atmospheric Science等顶级期刊上发表SCI论文14篇。

6.2.4 气候学与气候系统

新元古代冰雪地球融化后的气候(项目负责人:胡永云;项目批准号:41375072)。

该项目基于海气耦合模式对对新元古代冰雪地球融化之后的气候状态进行了系统研究。通过数值模拟评估了冰雪地球融化之后的地表温度、降水强度及大气、海洋环流的时空分异特征。研究揭示,如果仅考虑增加CO2来融化冰雪地球,大约需要0.4个大气压的CO2。由于高浓度CO2极强的温室效应以及大量水汽进入大气,全球平均温度将高达74 ℃,热带陆地最高温度将高达90 ℃,海洋表面温度也将高达75 ℃;随着CO2浓度的升高,最大降水逐步移向高纬度,热带降水相对较少,最强降水达6 mm/d和2 200 mm/a,全球平均降水增不多。在极端炎热条件下,纬向平均大气环流较现在弱;海洋环流层结较现在稳定,海洋环流较现在稍弱。这些研究结果对理解新元古代气候演化、生命演化和地球化学都有重要科学意义。在该面上项目资助下共发表论文38篇,其中在PNAS, Nature Geoscience, Journal of Climate 等顶级期刊上发表SCI论文26篇。

6.2.5 大气化学

基于单颗粒物质谱的重污染过程颗粒物综合溯源研究(项目负责人:高健;项目批准号:41375132)。

该项目以北京及周边为研究对象区域,利用依托典型城市综合观测站和城市背景点的单颗粒物质谱等多种测量方法,针对单颗粒物及全样品颗粒物物化特征开展观测。完善利用单颗粒物数据对不同类别颗粒物分型及混合特征定性的分析方法,采用单颗粒物特征与在线及离线离子测量、碳成分测量、重金属元素测量、颗粒物数浓度粒径分布测量的对比,建立各种组分与单颗粒测量结果量化关系。利用多种颗粒物源解析算法(正定矩阵分解法、主成分法、化学质量平衡法等)识别主要污染源类,并进一步定量计算不同源类对颗粒物的贡献,建立污染过程中污染源对颗粒物贡献的时间序列,识别和解析重污染过程发生、发展、维持、消散等各阶段颗粒物警兆特征和污染物时空及物化特征,综合考察不同路径、不同来源的气团影响下区域及局地主要污染源对颗粒物浓度增长及化学特征变化的作用。在该面上项目资助下共发表论文29篇,其中在Atmospheric Chemistry and Physics, Science of Total Environment, Atmospheric Environment 等顶级期刊上发表SCI论文18篇。

6.2.6 大气环境与全球气候变化

全球陆面碳氮磷循环模式参数不确定性分析方法和应用研究(项目负责人:段青云;项目批准号:41375139)。

该项目建立一套全球陆面模式参数不确定性分析方法,包括参数筛选、替代模型、参数优化等,有效解决全球陆面模式参数优化所面临的计算瓶颈问题。在此基础上开发通用的不确定性量化软件包UQ-PyL,推广应用于其他复杂模型。项目通过选取CABLE (Community Atmosphere-Biosphere-Land Exchange)和JULES (Joint UK Land Environment Simulator)2个全球陆面模式,估计参数不恰当地取值引起的模式误差,筛选对模拟结果影响显著的敏感参数,并以总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和潜热通量(Latent Heat Flux,LE)为目标进行参数优化。研究揭示:与1982—2005年的马克思—普朗克实验室的模式—数据产品比较,2个陆面模式对GPP的估计存在显著的系统偏差,都高估了大部分陆地区域的LE,这些系统的模型偏差及其地区差异也随不同植物功能类型而变化。模式模拟的热带和亚热带地区的GPP和LE与MPI资料的差异较大;对于2个陆面模式的不同植被功能类型,定性地筛选出最敏感参数;再使用定量方法评估已筛选参数对模拟误差的方差的贡献程度。结果表明2个模式中最敏感的参数是相似的。对于有植被覆盖的陆地,最敏感参数与光合作用速率密切相关。对于裸土,与土壤湿度相关的参数是最重要的;用基于统计替代模型的自适应优化算法 (Adaptive Sliding-Mode Observer, ASMO),优化2个陆面模式中已筛选的敏感参数。对于不同植被类型,参数优化可以减小CABLE模式5%~36%模式误差,JULES模式15%~65%的误差。对全球陆地格点的分析表明,参数优化可以改善2个模式全球74.62%和93.72%的陆地格点对GPP和LE的模拟能力。在该面上项目资助下共发表论文11篇,其中在Bulletin of American Meteorological Society,Journal of Advance in Modeling Earth System, Geophysical Research Letter 等顶级期刊上发表SCI论文10篇。

The authors have declared that no competing interests exist.


参考文献

[1] 张朝林,金啟华,孙文娟.

2017年度大气科学领域项目评审与研究成果分析

[J]. 地球科学进展,2017, 32(12):1 349-1 353.

DOI      URL      [本文引用: 1]      摘要

1 项目受理、送审与资助情况 2015年地球科学五处共受理各类申请项目1 172,比2014年(1115项)增加57项.面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目共1021项,比2014年(939项)增加82项.其中面上项目513项,比2014年增加102项,增加约24.82%;青年科学基金项目465项,比2014年减少14项,减少率为2.92%;地区科学基金项目43项,比2014年减少6项.优秀青年科学基金项目43项,比2014年增加6项,增加约16.21%.国家杰出青年科学基金项目19项,与2014年持平.此外,2015年共受理青藏高原重大研究计划项目36项(含重点项目13项和培育项目23项)[1].

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