伴随着科技演变加剧和学科交叉融合加速，科学研究领域呈现出向众多方向不断延伸和变化的景观。研究前沿的不断更迭变换引领学科的发展，指示了学科领域的演化和科技创新的方向，体现不同时期科学家关注点以及科学研究侧重点的变化。对于研究型大学、政府以及企业研发的管理者而言，识别、监测科学研究前沿的演进和迁移，有利于把握科技领域知识的流动规律，追溯科技领域的发展轨迹，对科技管理部门明确发展重点，制定科技发展政策也具有重要意义。
研究前沿的识别与探测是近几年来情报学的研究热点之一，新浪，许多学者对其概念和识别方法进行了大量研究，并取得众多成果，但目前研究前沿并无统一的定义，概括起来包括以下3种说法：（1）将一组高被引文献定义为科学前沿，如D.D.Price、H.Small的定义；（2）将一组施引文献定义为科学前沿，如S.Morris的观点；（3）将突发或热点主题定义为科学前沿，以陈超美为代表[]。上述对研究前沿的定义几乎都是为了适合所提出的识别方法给出的，但是这些定义不外乎围绕先进性、时效性、集中性几个特征[]。而其探测和识别研究也大多基于共被引[]、文献耦合[]、直接引用[]、共词[]以及上述多种方法的复合使用[]等计量方法，通过一定的指标识别或研判研究前沿。研究前沿演进研究，通常是与其识别方法研究结合在一起进行的，Small[]在胶原蛋白的研究中表明，研究焦点的快速变化是如何发生以及何时发生的。Morris等人[]采用创新性的时间线方法来分析和展现研究前沿的结构和时间演化。侯剑华等人[]以关键节点文献为基础，分析纳米技术研究演进的脉络。但在已有的研究成果中，对已知研究重点领域进行回顾的较多，挖掘遴选潜在“前沿领域”的较少，对研究领域不同阶段的研究前沿发展脉络梳理和演进研究也不多见。
研究前沿在每个学科内部非常活跃，具备鲜明的活动规律，这种规律突出表现在研究成果数量以较快的加速度增长，且有较强的学术辐射力，形成了一定的研究规模和影响力。根据研究前沿的演化规律，其演进模式可以分为渐进型、衰退型、一过型和突发型[]。其中，渐进型和衰退型研究前沿是研究前沿演化的一般表现模式，即大多数研究前沿的演化属于这两种类型，其研究内容持续受到关注，并随着研究的深入转变成其他研究前沿或逐渐衰退，成为学科领域的“知识基础”。而一过型和突发型均为受到内部或外部因素的影响，在短时间内迅速成为研究前沿，但区别在于一过型研究前沿多为受到外部事件的影响，衰退速度较快，并且研究领域的基本问题得到解决，而突发性研究前沿仍可能演化成渐进型研究前沿。
因而，对研究前沿成果特征和研究内容的分析，可以追踪某领域的产生、发展、分化、相互渗透的情况及其动向，从而判断、挖掘研究前沿的演进规律和发展特征。本文基于2021—2021年《研究前沿》报告，以生物科学领域为例，通过解读分析40个热点研究前沿演进时序和发展态势，结合研究前沿的演进类型，揭示研究前沿的演进规律和发展特征，为有效地遴选和追踪重点研究领域尤其是前沿领域的动态演化，识别研究前沿的发展时序和演化脉络提供一些借鉴和参考。
1 《研究前沿》报告的研制 1.1 数据来源美国科技信息所（ISI）2001年推出的基本科学指标数据库（ESI）已成为当今世界范围内普遍用以评价高校、学术机构、国家/地区国际学术水平及影响力的重要评价指标工具之一。ESI Research Fronts是ESI数据库的组成部分之一，它是在近5年的高被引论文基础上通过共被引分析和聚类分析得出各学科领域研究前沿。2021年，汤森路透以上述聚类为基础发布了《2021年研究前沿：自然科学与社会科学的100个学科领域》报告，确认多个科学领域的100个重要研究前沿[]。2021年汤森路透与中科院文献情报中心成立的“新兴技术未来分析联合研究中心”发布《2021研究前沿》报告，遴选出2021年前100个热点研究前沿和44个新兴研究前沿[]。2021年继续推出了《2021研究前沿》，报告基于ESI数据库中的10 839个研究前沿，遴选出10个大学科领域排名位于最前面的100个热点前沿和49个新兴前沿[]，引起了全球广泛的关注。
2021年，中科院科技战略咨询院战略情报所继续推出《2021研究前沿》。基于Clarivate Analytics（原汤森路透知识产权与科技事业部）的ESI数据库中的12 188个研究前沿，遴选出2021年自然科学和社会科学的10个大学科领域排名最前的100个热点前沿和80个新兴前沿[]。
1.2 研究前沿的遴选