研究前沿是科学发展过程中最新、最有潜力、最具前瞻性和引领性的研究方向。在当今世界科技发展呈现多点突破、交叉汇聚的背景下，“前沿”是政府科研资助部门、科研机构、科技创新企业等持续关注的重点话题，前沿问题的研究和解决能够带来科技的革命性突破，加速科技进步，推动经济社会的协调发展;准确把握研究前沿能够为遴选“优先领域”或“重点领域”，制定统筹安排、整体推进的科技战略规划，合理高效配置科技资源提供明确的方向。因此，准确、及早地探测研究前沿具有重要的战略意义。　　根据科技文献数量的增长规律，一个研究领域的发展可表示为由多个S型曲线构成的阶梯型增长曲线。每个S型曲线代表一个生命周期，每个生命周期都可以划分为初期、早期、进展期、成熟期和衰退期5个不同阶段。现有的研究前沿探测方法大多是在研究领域发展的进展期或成熟期进行前沿探测，此时大量研究人员已经进入该领域，探测出来的更倾向于多数研究人员已经察觉的“热点”而非前沿。若能够在研究领域快速发展之前即早期阶段探测到前沿，那么就能够更早的把握具有引领性、前瞻性、探索性的研究方向，及早投入到前沿研究中，抢占科技先机。针对这一现状，本文提出研究领域发展早期的前沿探测问题。以研究主题为分析对象，通过判断研究主题的前沿程度达到研究领域发展早期前沿探测的目的。同时，研究领域快速发展前后，领域内研究主题的前沿程度必然存在较大的差异，分析这种差异的演化规律，能够指导前沿的探测工作。因此，有必要探讨领域快速发展前后即领域发展的早期阶段与进展期阶段主题前沿程度的演化规律。本文的主要研究内容包括4个方面:　　(1)研究领域生命周期阶段的定量划分。本文使用研究领域发展早期与进展期的数据进行前沿探测与主题前沿程度的变化规律分析，因此，合理、准确地划分研究领域生命周期的不同阶段至关重要。划分研究领域生命周期的不同阶段时既可以使用定性方法又可以使用定量方法。在定量划分方法中，已有研究通常使用研究领域每年发表的论文数量（或论文累积数量）占研究领域在一个生命周期中达到饱和时每年发表的论文数量（或论文累积数量）的最大值的不同比例来划分研究领域生命周期的不同阶段。本文认为，因学科领域而异，生命周期不同阶段之间的分界线可能并不是一个固定的比例值，而是一个比例范围，参考已有研究，本文给出了划分研究领域生命周期不同阶段之间的分界线的比例范围。　　(2)研究领域发展早期的前沿探测方法构建。研究主题在发展过程中总是表现出一定的前沿特征，前沿特征的显著性与否能够作为判断研究主题的前沿程度以及该主题是否为前沿的依据。研究主题具有4个方面的前沿特征:时效性、突破性、跨学科性和继承性。研究主题前沿特征的显著性分别使用时效性指数、突破性指数、跨学科性指数和继承性指数来定量测度。为了综合评价研究主题的前沿特征，将上述4个方面的前沿特征加权计算获得研究主题的“综合前沿性指数”，并通过综合前沿性指数值的大小来判断研究领域发展早期的主题是否为研究前沿。　　(3)研究领域发展早期与进展期主题的前沿程度演化规律研究。主题的前沿程度演化规律可以通过分析主题的前沿特征的演化来实现。从某种程度上讲，主题的前沿特征是主题的某种特殊“属性”。为了分析主题前沿特征的演化，需要首先分析主题的演化。利用主题所包含论文之间的引用关系建立主题之间的演化关系，提出“主题演化指数”的概念表示主题之间的演化强度。在分析主题演化的基础上，通过验证论文所提出的7个假设来说明当主题发生演化时，主题的前沿特征的演化规律。　　(4)实证研究。本文选择“复杂网络”和“墨累-达令河流域水资源管理研究”两个领域进行研究领域发展早期的前沿探测以及领域发展早期与进展期主题的前沿特征演化规律研究。“复杂网络”是国内外众多学科领域研究的前沿和热点，自1960年诞生以来领域获得较快发展。墨累-达令河流域是全球水危机日益严重的情况下，世界流域管理的典范，选择“墨累-达令河流域水资源管理研究”领域对流域综合管理具有重要的示范意义。实证结果表明，使用本文构建的研究领域发展早期的前沿探测方法能够较准确地探测到“复杂网络”和“墨累-达令河流域水资源管理研究”两个领域早期阶段的前沿。在研究领域发展早期与进展期的前沿特征演化规律方面，可以发现，主题的前沿特征演化具有领域特定性，呈现出了不同的特点:“复杂网络”领域整体最高前沿水平出现在早期与进展期的交界处，而“墨累-达令河流域水资源管理研究”领域整体最高前沿水平比早期和进展期的交界处滞后了几年;当研究主题发生演化时，“复杂网络”领域内的时效性、跨学科性、继承性和综合前沿性一同发生演化，而“墨累-达令河流域水资源管理研究”领域则表现为时效性和突破性的一同演化。