随着人类社会的日益网络化，使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域，开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究，主要学术贡献包括：1）率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2）提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3）提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4）揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。 8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述（2003）、发起组织首届全国复杂网络论坛（2004）、出版国内首部系统阐述网络科学的著作（2006）和国际上首部牵制控制英文专著（2013）；曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖（2005）、上海市自然科学一等奖（2008）和2项国家杰出青年科学基金（2002、2014）。

 随着人类社会的日益网络化，使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域，开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究，主要学术贡献包括：1）率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2）提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3）提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4）揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。  8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述（2003）、发起组织首届全国复杂网络论坛（2004）、出版国内首部系统阐述网络科学的著作（2006）和国际上首部牵制控制英文专著（2013）；曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖（2005）、上海市自然科学一等奖（2008）和2项国家杰出青年科学基金（2002、2014）。

本成果分为叶片害虫检测和叶片伤害程度检测，害虫检测通过研究的图像建模及形态学处理等相关方法对农作物叶片上昆虫位置进行快速检测，并通过模式统计和分类识别方法精确计算害虫数量和识别类型，每张图片（参考分辨率 2448*3264）处理速度小于 1 秒（和害虫的数量相关），速度远高于人眼。叶片伤害检测通过图像处理方法将图像进行背景、叶片、斑纹分割，通过统计像素，集合斑纹形状进行定级评价，每张图片（参考分辨率 2448*3264））进行自动检测和分析，处理速度 2 秒左右（和图像中叶片的数量相关），经过人工核

本成果分为叶片害虫检测和叶片伤害程度检测，害虫检测通过研究的图像建模及形态学处理等相关方法对农作物叶片上昆虫位置进行快速检测，并通过模式统计和分类识别方法精确计算害虫数量和识别类型，每张图片（参考分辨率2448*3264）处理速度小于1秒（和害虫的数量相关），速度远高于人眼。叶片伤害检测通过图像处理方法将图像进行背景、叶片、斑纹分割，通过统计像素，集合斑纹形状进行定级评价，每张图片（参考分辨率2448*3264））进行自动检测和分析，处理速度2秒左右（和图像中叶片的数量相关），经过人工核对，检测精

该成果突破了作物生长监测、诊断、调控一体化精确化技术，实现了传统农业向现代农业的技术升级；并且促进了农学与遥感、信息、工程、物联网等多学科的交叉融合，开创了作物精确栽培与智慧农业的新领域；形成了一系列农业信息化自主知识产权成果，提升了农业产业化水平和核心竞争力。同时，培养了一批高素质人才，带动了现代农业相关领域的创新研究与开发应用。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 高产、优质、高效、生态、安全作物生产是我国农业产业发展的主要目标，快速无损地监测作物生长状况，并根据实时监测结果对肥水管理方案进行定量调控，是实现这一目标的关键技术环节。南京农业大学曹卫星教授团队将定量光谱分析方法与作物生理生态原理相结合，通过实施不同生态点、不同品种、不同管理措施下多年的田间试验，构建了作物冠层和叶片水平的反射光谱库，着重解析了不同条件下的作物高光谱响应模式和时空变化规律，提取了作物主要生长指标的特征光谱波段和敏感光谱参数，构建了叶片、冠层、区域等多尺度的作物生长指标光谱监测模型；同时，定量研究了不同产量水平下作物生长指标的动态变化模式，构建了基于产量目标的生长指标适宜时序动态模型，进一步耦合实时苗情信息，综合利用养分平衡原理、氮营养指数法、指标差异度法等，集成建立了多路径的作物生长实时诊断与定量调控技术；将上述监测诊断技术与软硬件工程相结合，研制开发了面向多平台的作物生长监测诊断装置和基于遥感的作物生长监测诊断系统等简便适用的软硬件产品，进而形成了基于反射光谱的作物生长指标快速监测与定量诊断技术体系，实现了作物生长的实时监测、精确诊断和智慧管理。 该成果突破了作物生长监测、诊断、调控一体化精确化技术，实现了传统农业向现代农业的技术升级；并且促进了农学与遥感、信息、工程、物联网等多学科的交叉融合，开创了作物精确栽培与智慧农业的新领域；形成了一系列农业信息化自主知识产权成果，提升了农业产业化水平和核心竞争力。同时，培养了一批高素质人才，带动了现代农业相关领域的创新研究与开发应用。 已授权国家发明专利25项、实用新型专利5项，登记国家计算机软件著作权20多项；发表学术论文160多篇，其中SCI/EI论文60多篇；出版专著1部。成果先后得到国内外专家同行的充分肯定，2011年的成果鉴定认为（罗锡文院士主鉴），该研究整体居国际先进水平。同时作为稻麦精确管理关键技术，入选江苏省主要农作物2014~2015年“四主推”推介名录，团队起草的《稻麦生长指标无损监测诊断技术规程》入选2014年江苏省地方标准项目。技术成果已在江苏、河南、江西、安徽、河北、浙江等水稻和小麦主产区进行了大面积示范应用，表现为明显的节氮和增产作用，取得了显著的社会经济效益，对于推进精确农业和智慧农业的发展具有重大意义和良好的应用前景。

动物门类在前寒武纪至寒武纪过渡时期(约5.6-5.2亿年前)首次在地球上大量出现，这一重大生命演化事件被称为寒武纪大爆发：在不到地球历史1%的时间里，诞生了绝大多数动物门类。早在达尔文时代，科学家们就已经认识到动物门类在寒武纪突然出现的现象，1948年P.E. Cloud将之定性为爆发式演化事件，直至今天，寒武纪大爆发仍然是自然科学领域的前沿课题。2015年，英国经济学人杂志发表重大科学难题系列文章，将寒武纪大爆发列为6大自然科学难题之一。为什么动物门类在这个时候大规模爆发式出现？寒武纪大爆发的原因到底是什么？围绕这个问题，过去主要做了两方面工作：一方面古生物学家发现化石，研究寒武纪大爆发时期动物门类的多样性，揭示它们之间的演化关系；另一方面，古环境科学家，主要利用地球化学手段研究海洋氧化还原条件的变化，探讨寒武纪大爆发的原因。 然而，海洋生态系统是由生物和环境构成的统一整体，具有复杂的物质和能量流动途径。在这个统一整体中，生物之间、生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。以往主要关注生态系统内的消费者动物门类起源演化和环境变化（氧）两个方面，没有将生物与环境作为统一整体来研究生态系统的演化。生态系统内的生产者和分解者的构成、物质循环等研究还未开展。环境变化研究不够全面，对氧之外的其它环境因素研究不够充分。可见，目前对寒武纪大爆发的研究存在严重的局限性。要解决这一重大科学问题，需要考虑生态系统的整体演化，组建涵盖古生物学、地层学、地质微生物学、地球化学和沉积学等多学科人才团队，开展全面系统的研究，揭示寒武纪大爆发时期生态系统的时空变化规律。 科学目标 以寒武纪大爆发时期（埃迪卡拉纪晚期至寒武纪早期）不同沉积相区、环境、生物演化阶段的代表性生物群和岩性段为研究对象，以生物化石带为时间标尺，揭示生态系统的结构、环境演化特征和生物地球化学过程，探讨寒武纪大爆发时期生态系统在时间和空间上的差异性，重建演化过程。

项目成果/简介:动物门类在前寒武纪至寒武纪过渡时期(约5.6-5.2亿年前)首次在地球上大量出现，这一重大生命演化事件被称为寒武纪大爆发：在不到地球历史1%的时间里，诞生了绝大多数动物门类。早在达尔文时代，科学家们就已经认识到动物门类在寒武纪突然出现的现象，1948年P.E. Cloud将之定性为爆发式演化事件，直至今天，寒武纪大爆发仍然是自然科学领域的前沿课题。2015年，英国经济学人杂志发表重大科学

利用丰富的、开再生的玉米秸秆、麦秆、稻草等农作物秸秆原料生产燃料乙醇，是当前世 界生物能源产业的前沿技术领域，是未来替代石油能源的主要技术路线。本技术的产业化实施 可以高效率进行农作物废弃物的资源化利用，对传统农业的可持续发展和产业更新换代具有重 大的提升作用，并大幅减少因秸秆焚烧带来的雾霾等大气污染因素。然而，高额生产成本严重 阻碍了本技术的产业化进程。目前，秸秆燃料乙醇的生产成本具体表现在过程的高能耗、大量 废水排放、纤维素酶成本等环节上。 本项目的农作物秸秆原料生产燃料乙醇成套技术采用华东理工大学研发的干法生物炼制技 术。该技术主要包括干法稀酸预处理、固态生物脱毒、高固体含量糖化与发酵等主要工序。其 中，干法稀酸预处理技术使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，实现了过程零废水排放，新鲜 水和蒸汽用量比典型的预处理技术降低80%以上；固态生物脱毒则采用生物降解方法脱除预处 理原料中所含的各种有毒物质，实现过程的零水耗和零能耗；高固体含量糖化与发酵技术则通 过自主研发的螺带型反应器处理固体含量达40%以上的纤维素底物进行同步糖化与发酵生产乙 醇，与常规发酵反应器相比，电耗可以降低80%以上，纤维素酶用量大幅降低。整个农作物秸 秆原料生产燃料乙醇成套技术可以得到不低于8% (v/v) 的高浓度乙醇发酵液，纤维素转化率可 达75%以上。本技术的采用将会大大降低纤维素乙醇的生产成本或环境成本，为即将商业化运 作的燃料乙醇工厂中的技改提供技术储备。