Действительно, ботаник и академик РАН — неоднородные приложения.
Мы согласны с Вашим мнением. Слово специализация свободно употребляется в форме множественного числа, а инфраструктура обычно используется в форме единственного: экономические специализации субъектов Российской Федерации; транспортная и социальная инфраструктура.
Такие сочетания пишутся через дефис (как сочетания с приложением): врач-терапевт, врач-стоматолог, врач-ортопед и т. д. Если же вторая часть (обозначение специализации врача) в свою очередь является сочетанием с приложением и содержит дефис, то после слова врач употребляется тире: врач – стоматолог-ортопед, врач – акушер-гинеколог.
Верно: специализироваться по социологии.
Верно с одной Н.