摘要：近年来，世界百年变局加速演进，气候变化挑战加剧，新一轮技术革命和产业变革正在兴起。环境与轻纺工程科技发展事关国计民生，是实现社会主义现代化远景目标的重要推动力。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（简称《纲要》）在生态文

本期导读

近年来，世界百年变局加速演进，气候变化挑战加剧，新一轮技术革命和产业变革正在兴起。环境与轻纺工程科技发展事关国计民生，是实现社会主义现代化远景目标的重要推动力。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（简称《纲要》）在生态文明建设、国家安全保障、现代产业发展等方面做出了重要部署，对环境与轻纺领域科技发展提出了新的要求。面对新形势与新挑战，本书结合全球科技发展趋势与中国现代化需求，深入研究环境与轻纺领域的工程科技发展战略，提出了面向2040年的发展目标、重点任务和路径，分析了关键技术与颠覆性技术，并提出了重大工程项目及基础研究方向的政策建议。

一、世界工程科技发展态势与国家科技需求
在科技进步时代大潮的推动下，世界范围内环境与轻纺工程科技发展步伐明显加快，科技水平显著提高，环境与轻纺工程在经济与社会发展中发挥的作用日益突出。以大数据、云计算、物联网+、人工智能（artificial intelligence，AI）、量子计算等为代表的新一代技术为环境与轻纺工程科技发展提供了更多创新源泉，产品制造生产与服务模式更趋于数字化、网络化、智能化，生态系统健康维系与地球环境监测预报成为全球各国关注的焦点。
当前，新科技革命正在重塑产业面貌，绿色低碳将成为环境与轻纺工程科技发展的强制性路径选择，智能技术将成为影响最深、覆盖面最广的时代驱动力，以人为本促使科技创新回归服务需求本质。发动科技创新的强大引擎是掌握战略主动的迫切需要，也是打造美丽中国、健康中国、平安中国、海洋强国的必由之路。一方面，我国的环境与轻纺工程科技需要在紧跟世界科技发展方向的基础上，努力提升自主创新能力，争取实现前沿突破，抢占核心技术制高点；另一方面，我国的环境与轻纺工程科技需要与国家经济主战场和人民重大需求紧密联系，进一步发挥工程科技在推动社会发展、驱动经济增长、改善民生方面的牵引作用，以科技创新塑造发展新优势，为人民谋求新福祉。我国在环境与轻纺领域的工程科技需求主要体现在以下几方面。
（1）着力解决突出的环境污染问题，构建跨介质环境污染解决方案，探索减污降碳协同增效的新途径，强化废物源头减量减害与资源循环；加强环境健康与化学品风险管控，全面提升全球环境条约履约能力和全球环境治理引领作用。
（2）加强极端气象灾害预报预警能力，创建数字地球孪生系统，建立城市群气象综合立体监测与气象衍生灾害早期精准预警技术，研发远海远域气象智能导航技术，发展气象观测系统与数值预报协同优化技术。
（3）发展全球海洋立体观测、极地探测、海洋权益维护和全球治理、海洋环境预测预报与防灾减灾、海洋生态保护修复、海洋空间规划等技术，提高海洋安全保障能力。
（4）提升食品产业链现代化水平，完善食品质量控制和安全保障技术体系；解决食物供给和质量、食品安全和营养、饮食方式和精神享受等三方面存在的问题。
（5）打破高性能战略纤维受制于人的局面，发展高性能纤维及复合材料与制品，发展纺织品先进制造与绿色加工技术，解决纺织行业污染与资源回用率低的问题，提升纺织智能化装备与服务能力。
（6）改造并提升传统轻工产业，突破生态轻工产品绿色低碳制造关键技术；开发高端轻工产品，拓展轻工产品应用新领域，扩大轻工优质产品供给；智能化改造轻工制造装备及过程。
二、中国环境与轻纺工程科技发展战略构想
面向2040年发展目标，我国环境与轻纺工程科技必须大幅提升原始创新能力和自主创新能力，须紧紧围绕国家经济、社会、国防安全重大需求，加速推进制造强国与海洋强国建设，全力打造美丽中国、健康中国与平安中国，进一步突出发展重点，突出战略必争领域的自主创新。从构建生态宜居社会、建设气象无忧国家、强化海洋安全保障体系、保障健康安全食品、打造高端纺织产业链、优化轻工绿色高质制造体系等方面，促进领域内跨学科交叉融合，提出面向2040年的环境与轻纺工程科技发展总体架构。
（1）构建面向现实与未来、适应不同区域特点、满足多主体需求的环境工程科技创新体系。聚焦筑牢生态安全屏障、污染综合防治、保护臭氧层、减碳降污、适应气候变化等关键领域技术创新，强化多污染物协同控制和区域协同治理，推动重点行业和重要领域的绿色低碳循环转型，加快建立多层次资源高效循环利用技术体系，开发基于大数据、人工智能的定向、仿生及精准调控气、水、土降污减碳技术，研发水、固废等循环利用与资源化技术，开发高精度、动态化和智能化环境监测技术，突破未来宜居环境构建颠覆性技术，构建空地一体环境感知与智能响应技术，建立源头预防、多污染物、跨介质多目标降碳减污协同技术体系。
（2）重点围绕气象观测网、数值预报系统、综合保障体系等开展工作。发展高精度、智能化气象观测装备，推进国产化和迭代更新，构建多尺度、无缝隙、全覆盖的现代化立体综合气象观测网；发展高分辨率、高精度、高计算效率的多圈层耦合天气气候一体化数值预报系统；建立以多学科、多行业、多目标大数据和云尺度超快速更新数值预报为核心支撑，以极端天气数字孪生为基础平台的极端气象灾害综合保障体系。
（3）构建我国主导、自主可控的全球海洋立体观测与海洋安全保障体系。重点发展海洋与极地观测、海洋权益维护与全球海洋治理、海洋环境预测预报与防灾减灾、海洋环境保护修复和海洋空间规划等技术与装备。突破海洋观测装备“卡脖子”关键技术，实现海洋环境观测仪器装备自主化和国产化。
（4）深入应对大国博弈的激烈竞争，提升食品工程产业的综合竞争能力和实力，聚焦“卡脖子”问题进行技术攻关，形成创新技术，深度提升食品工程的科技水平。在汲取现代科学技术和中国农业传统农艺精华的基础上，充分吸收整合现代科技，打造食品工程新兴技术综合体系。
（5）重点围绕纺织及相关产业链，布局纺织工程科技创新链。以发展智能服装与可穿戴系统，无污染显色技术，农林、海洋等资源高度融合的纺织材料为重点任务，建立适应我国低碳、循环经济及可持续发展要求的可快速/多次再生纺织系统，形成纺织产业智慧生产工程科技、纺织工程材料及结构功能一体化制备技术体系。
（6）面向新发展格局，促进传统轻工产业制造方式向绿色化、低碳化的高质量发展模式转变，向技术密集型的中高端制造业转型，向“强而精”转型；促进终端产品向绿色环保、高性能、多功能、智能、健康转型；促进轻工装备智能化、关键装备国产化、支撑清洁技术的专用装备系列化。
三、中国环境与轻纺工程科技发展路径
本着“需求—目标—重点任务—关键技术—基础研究方向—重大科技专项—重大工程—对策”的总体架构，紧扣国家战略需求，确定目标和重点任务，深入分析目标和任务存在的短板问题，以需求和问题为导向，确定本领域发展路线，凝练并提出以下内容。
（1）19个工程科技重点任务：构建“精敏感知—精确模拟—精准防控”的全链条、多目标、多污染物、多介质、跨学科的大气复合污染综合治理科技创新体系；发展“给水—污/废水—再生水”循环技术系统；建立多污染物、多尺度的土壤地下水监测与修复技术体系；形成山水林田湖草沙一体化生态保护与修复体系；建设精密气象观测系统；构建精准气象预报系统；发展精细气象服务系统；打造气象信息支撑系统；构建我国自主全球海洋立体观测网；发展海洋权益维护和参与全球海洋治理的技术支撑体系；发展海洋环境与灾害预测预报技术，构建海洋生态保护与修复技术体系；开发优质食品加工与绿色制造关键技术；建立食品制造智能化与低碳化技术；构建智能服装与可穿戴系统；发展无污染显色技术；开发农林、海洋等资源高度融合的纺织材料；发展轻工产品绿色制造和高效生产体系；发展高质健康和先进功能轻工产品制造关键技术；构建轻工产品智能制造体系。
（2）10项关键核心技术：移动源与固定源碳污协同近零排放技术；重污染行业难降解有毒污染物资源循环与近零排放技术；污染场地修复治理绿色低碳成套技术和装备；新型污染物/持久性有机污染物（persistent organic pollutants，POPs）/金属形态/环境激素等监测技术；超快速百米级分辨率灾害天气预报预警技术；多圈层耦合、多尺度嵌套的天气气候一体化数值预报和地球系统模拟技术；水下导航定位与海底测绘技术；可食用生物基食品材料制备关键技术；高性能纤维材料及其复合材料制备技术；无铬生态皮革制造技术。
（3）10项关键共性技术：从源头到龙头饮用水水质安全保障技术；大气环境减污降碳监测评估模块与协同治理装备；土壤与地下水污染精准修复治理装备；有机固废定向生物转化与产品高值利用技术及装备；多圈层耦合地球系统大数据同化和数字孪生地球技术；海洋环境立体观测智能组网与互联互通技术；近海典型海洋生态灾害协同防控关键技术；现代食品工程化核心装备开发与制造技术；防护用纺织材料与制品；轻工产业绿色智造及互联技术。
（4）9项颠覆性技术：净零碳−负能耗净水技术；零污染大气移动源技术；土壤生态系统自修复技术；固废中有价值元素清洁储藏与高品质回收技术；环境产品的数字设计技术；基于通用量子计算机的集合数值预报技术；基于纯数据驱动的端到端数值预报技术；海洋多尺度、多圈层的无缝数值建模科学与技术；智能高分子材料及智能纺织材料。
（5）26个需要优先部署的基础研究方向：大气污染物与温室气体协同防治；城乡未来绿色宜居环境构建及其实体模拟技术基础；高健康风险环境的识别和控制技术基础；灾害性天气预报预警；大气综合观测、天气气候一体化预报预测；数值预报与人工智能融合预报技术；云尺度数值预报技术；海洋环境立体监测技术基础；极区关键环境立体探测技术；高精度海洋划界与公海保护区选划技术；近海生态环境关键要素的资料同化、预报与预测技术；多重压力下我国近海生态安全与环境保护；食品加工过程中组分结构与功能变化机制；食品功能组分的低碳开发技术；食品生物活性物质与代谢疾病之间的关系；食品装备的数字化设计和制造技术；纺织原料学基础方向研究；纺织加工理论与技术基础方向研究；纺织化学与低碳染整基础方向研究；服装设计与工程基础方向研究；纺织制品科学与工程基础方向研究；纺织装备与智能制造基础方向研究；纺织资源再生与污染防治基础方向研究；生物质组分的结构重组与性质调控；细胞工厂发酵制造重要化学品技术基础；家用电器技术基础。
（6）8项重大工程：陆海统筹环境监测与修复；零污染流域构建重大工程；精准防灾减灾气象工程；海洋安全保障体系强化工程；食品现代加工与绿色制造核心装备研发；高效多次再生纺织系统建设；轻纺低碳智造重大工程；轻工产品绿色化、高质化、智能化制造工程。
（7）7项重大工程科技项目：区域跨介质降碳减污协同治理；面向气候变化的地球系统数字孪生；南极冰间湖和冰架区域长时序立体探测；环境−食品安全体系构建；可食用生物基食品材料制备；智慧纺织产业链；大宗生物质结构材料制造技术与装备。

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本文摘编自《中国工程科技 2040 发展战略·环境与轻纺领域报告》摘要部分，“中国工程科技 2040 发展战略研究”项目组编，标题和内容有调整。

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今日荐读

《中国工程科技2040发展战略·环境与轻纺领域报告》在系统分析世界科技发展大势的基础上，紧密结合中国全面建成社会主义现代化强国的战略与需求，对环境与轻纺领域工程科技发展战略进行了深入研究，提出了面向2040年的中国环境与轻纺领域工程科技的发展思路、战略目标与总体架构，各子领域的重点任务、重大工程与重大工程科技项目，以及工程科技需求牵引的基础研究方向建议。

本书涉及环境、气象、海洋安全、食品、纺织、轻工等多个子领域，系统性、综合性、前瞻性强，可为相关政府部门系统谋划和前瞻部署提供参考，为科研工作者把握学科前沿动态、明确研究方向提供指引，为科技企业洞察行业发展趋势、优化企业技术创新布局提供助力，同时智库研究人员、社会公众也可通过本书了解环境与轻纺领域工程科技发展状况和未来图景。

编委会主任简介

曲久辉，男，中国工程院院士，美国国家工程院外籍院士，发展中国家科学院院士；清华大学环境学院特聘教授、博士生导师。兼任国家自然科学基金委员会工程与材料科学部主任、国家自然科学基金委员会工程与材料科学部主任、国家生态环境专家委员会副主任、中国可持续发展研究会副理事长、《环境科学学报》主编等职。2009年当选中国工程院院士，2014年当选国际水协（IWA）杰出会士。2018年当选发展中国家科学院院士。2019年当选美国国家工程院外籍院士。2023年入选中国环境科学学会首届会士。

来源：科学人文在线