我国改革开放四十余年，经济取得了令世人瞩目的巨大成就，工程科学技术因其能够直接转化为生产力而对我国国民经济的发展做出了突出的贡献。《中国工程科学2035发展战略》面向2035年探讨了国际工程科学前沿的发展趋势和中国从工程科技大国走向工程科技强国的可持续发展策略，深入阐述了工程学科中建筑与土木工程、环境与交通工程、水利与海洋工程三大领域的科学意义与战略价值、发展规律与研究特点，系统分析了相关学科的发展现状与态势，凝练了发展思路与发展方向，并提出了资助机制和政策建议。 本书为相关领域战略与管理专家、科技工作者、企业研发人员及高校师生提供了研究指引，为科研管理部门提供了决策参考，也是社会公众了解工程科学发展现状及趋势的重要读本。

第一章科学意义与战略价值
　　工程学科是研究人造物质与系统（包括其伴生的有害物质）的制造、工作原理、行为调控原理以及与自然界相互作用规律的科学与技术，是联系自然界与人类社会的桥梁。
　　工程学科涵盖的范围非常广泛。本书是工程学科中建筑与土木工程、环境与交通工程、水利与海洋工程三大领域战略规划的总体研究报告（本书以下所述内容若非特别指明，均指这三个领域），包括建筑学与城乡人居环境、土木工程、环境工程、交通工程、水利工程、海洋工程等多个分支学科的内容。
　　第一节 工程学科的科学意义
　　工程学科描述多种自然科学机制集成为人造物质与系统的原理，并利用自然科学知识揭示和描述人造物质与系统的行为规律。随着工程系统的功能和结构越来越复杂，材料科学、信息技术、人工智能等高新技术逐渐广泛融合于工程学科中，同时工程学科也越来越植根于宽广的自然科学基础，并形成相互促进或牵动发展的趋势。因此，植根于自然科学基础的工程学科兼具显著的技术特性，是科学和技术的高度融合。
　　复杂工程系统集多参量、多介质、多尺度、能量与物质转换的多样性、信息的多通道流动性，以及感知、控制、驱动、执行等多功能特性于一体，推动着工程学科向多学科交叉融合集成的方向发展。相关学科的发展（包括材料、信息、机械、控制、能源、人工智能、管理等）和不断地与工程学科的交叉融合为工程学科的发展提供了源源不断的动力，工程学科内部（包括建筑、土木、环境、交通、水利、海洋等）的交叉也不断强化。
　　另外，工程系统和工程学科的发展需求也为其所依赖的基础自然科学提出了更多全新的问题和挑战，从而显著促进了自然科学的发展。
　　第二节 工程学科的战略价值
　　2021年3月11日，第十三届全国人民代表大会第四次会议通过了《纲要》，其中指出以下事项（新华社，2021a）。
　　（1）当前和今后一个时期，我国发展仍然处于重要战略机遇期，但机遇和挑战都有新的发展变化。当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革深入发展，国际力量对比深刻调整，和平与发展仍然是时代主题，人类命运共同体理念深入人心。同时，国际环境日趋复杂，不稳定性不确定性明显增加，新冠肺炎疫情影响广泛深远，世界经济陷入低迷期，经济全球化遭遇逆流，全球能源供需版图深刻变革，国际经济政治格局复杂多变，世界进入动荡变革期，单边主义、保护主义、霸权主义对世界和平与发展构成威胁。
　　（2）我国已转向高质量发展阶段，但我国发展不平衡不充分问题仍然突出，重点领域关键环节改革任务仍然艰巨，创新能力不适应高质量发展要求，农业基础还不稳固，城乡区域发展和收入分配差距较大，生态环保任重道远，民生保障存在短板，社会治理还有弱项。
　　（3）展望2035年，我国将基本实现社会主义现代化。经济实力、科技实力、综合国力将大幅跃升，经济总量和城乡居民人均收入将再迈上新的大台阶，关键核心技术实现重大突破，进入创新型国家前列。基本实现新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化，建成现代化经济体系。广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现。城乡区域发展差距和居民生活水平差距显著缩小。
　　我国改革开放四十余年，经济取得了令世人瞩目的巨大成就，工程科学技术因其能够直接转化为生产力而对我国国民经济的发展做出了突出的贡献。但当前我国在关键技术、核心装备和专业软件等方面还处于相对落后的地位，生产活动的资源能源消耗大、环境污染严重。
　　上述问题的解决和目标的实现，迫切需要工程学科实现跨越式发展，从而为我国经济和社会高速、高质量、高效、可持续发展提供坚实的科技支撑。
　　一、对我国“十四五”规划和2035年远景目标的战略价值
　　《纲要》中有很多目标和任务均与工程学科密切相关，迫切需要相关学科给予强有力的支撑和保障，具体包括以下方面。
　　（1）建设现代化基础设施体系，加快建设新型基础设施；加快建设交通强国；构建现代能源体系；加强水利基础设施建设。
　　（2）加快数字社会建设步伐，建设智慧城市和数字乡村。
　　（3）坚持农业农村优先发展，全面推进乡村振兴，强化乡村建设的规划引领，提升乡村基础设施和公共服务水平。
　　（4）完善新型城镇化战略，提升城镇化发展质量；完善城镇化空间布局；全面提升城市品质。
　　（5）积极拓展海洋经济发展空间。
　　（6）持续改善环境质量，深入打好污染防治攻坚战，建立健全环境治理体系，推进精准、科学、依法、系统治污，协同推进减污降碳，不断改善空气、水环境质量，有效管控土壤污染风险。
　　（7）加快发展方式绿色转型，坚持生态优先、绿色发展，推进资源总量管理、科学配置、全面节约、循环利用，协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护。
　　（8）推动共建“一带一路”高质量发展，推进基础设施互联互通。
　　（9）全面提高公共安全保障能力，实施公共基础设施安全加固和自然灾害防治能力提升工程。
　　此外，《纲要》中提出的国家重大战略需求和重大工程建设，也对相关学科的基础研究提出了迫切的需求。例如，京津冀、长三角、珠三角、成渝、长江中游等城市群一体化发展，以县城为重要载体的城镇化建设和乡村建设行动等与建筑学和城乡人居环境设计研究；川藏铁路、核电站、高铁等大型复杂基础设施建设与高性能土木工程研究；青藏高原生态屏障区、长江黄河重点生态区等生态屏障建设与生态系统修复；大气污染物减排、水污染防治等环境保护工程与环境污染控制研究；长江经济带建设与保护、黄河流域生态环境保护与高质量发展、国家水网建设与水资源高效利用和流域生态环境保护研究；雅鲁藏布江下游水电开发与工程安全研究；交通强国建设工程、智能交通工程、航空发动机、新能源汽车等与交通学科研究；建设现代海洋产业体系、打造可持续海洋生态环境与海洋工程研究。
　　二、对我国做好碳达峰、碳中和工作的战略价值
　　2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话中宣布，中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”（新华社，2020）。2021年10月24日，中共中央、国务院发布的《意见》（新华社，2021b），要求把碳达峰、碳中和纳入经济社会发展全局，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以能源绿色低碳发展为关键，加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路，确保如期实现碳达峰、碳中和。
　　《意见》中提到相关目标包括：到2030年，经济社会发展全面绿色转型取得显著成效，重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平。单位国内生产总值能耗大幅下降；单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上；非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿kW以上；森林覆盖率达到25%左右，森林蓄积量达到190亿m3，二氧化碳排放量达到峰值并实现稳中有降。到2060年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上，碳中和目标顺利实现，生态文明建设取得丰硕成果，开创人与自然和谐共生新境界。
　　《意见》还指出以下方面的内容。
　　（1）深度调整产业结构，包括：推动产业结构优化升级，坚决遏制高耗能高排放项目盲目发展，大力发展绿色低碳产业。
　　（2）加快构建清洁低碳安全高效能源体系，包括：强化能源消费强度和总量双控，大幅提升能源利用效率，严格控制化石能源消费，积极发展非化石能源，深化能源体制机制改革。
　　（3）加快推进低碳交通运输体系建设，包括：优化交通运输结构，推广节能低碳型交通工具，积极引导低碳出行。
　　（4）提升城乡建设绿色低碳发展质量，包括以下几个方面。①推进城乡建设和管理模式低碳转型，推动城市组团式发展，合理规划城镇建筑面积发展目标，严格管控高能耗公共建筑建设，实施工程建设全过程绿色建造，加快推进绿色社区建设。结合实施乡村建设行动，推进县城和农村绿色低碳发展。②大力发展节能低碳建筑。持续提高新建建筑节能标准，大力推进城镇既有建筑和市政基础设施节能改造，逐步开展建筑能耗限额管理，全面推广绿色低碳建材，发展绿色农房。③加快优化建筑用能结构。
　　（5）持续巩固提升碳汇能力，包括：巩固生态系统碳汇能力，提升生态系统碳汇增量。

目录
总序/i
前言/vii
摘要/xi
Abstract/xix
第一章 科学意义与战略价值/1
第一节 工程学科的科学意义/1
第二节 工程学科的战略价值/2
第二章 研究特点与发展规律/25
第一节 工程学科的研究特点/25
第二节 工程学科的发展规律/28
第三章 发展现状与发展态势/31
第一节 工程学科领域的国际先进水平/31
第二节 工程学科的科学前沿/64
第四章 发展思路与发展方向/76
第一节 未来15年的优先发展领域/76
第二节 未来15年的重大交叉研究领域/112
第三节 未来15年的国际合作研究领域/129
第四节 制约国家创新发展的重大瓶颈科技问题/145
第五章 资助机制与政策建议/155
第一节 自然科学基金资助政策建议/155
第二节 工程科学行业发展政策建议/158
参考文献/176
关键词索引/182