德國南極研究述評

孫竹梅　華薇娜

〔摘 要〕利用Web of Science數據庫對德國南極主題的研究文獻進行收集，并對收集到的文獻分別從各年文獻量、作者機構、作者合作、優勢學科、研究熱點等方面進行了統計分析，得出如下結論：德國的南極研究從20世紀90年代起開始快速增長；阿爾弗雷德·韋格納極地與海洋研究所是其南極研究的主要力量；作者之間已經形成了頻繁、穩定的合作關系；地質學、環境科學與生態學、海洋學是德國南極研究的優勢學科；南大洋的相關研究是德國南極研究的焦點。

〔關鍵詞〕德國；南極；WOS；計量學

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.07.019

〔中圖分類號〕G250252 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2015）07-0098-07

〔Abstract〕A bibliometric analysis was conducted based on collection of literature on Antarctic research in Germany from the database of Web of Science.The study included chronological distribution，author affiliations，author cooperation，discipline and keywords.Some conclusions had been made：literature on Antarctic theme had been grown steadily from 1990s；Alfred Wegener Institute Polar Marine Research was the major force in Antarctic research；authors had formed frequent，stable relationship of cooperation；predominant disciplines of Antarctic research included geology，environment science and ecology and oceanography；the focus of the study was the Southern Ocean.

〔Key words〕Germany；Antarctic；WOS；bibliometric

南極作為地球上最后一塊蘊藏豐富資源而又未被開發的凈土，蘊藏著無數的科學之謎和信息，在世界資源日趨枯竭的今天，南極資源的重大意義日益顯露出來，因此世界上的很多國家都陸續投身到南極科考中來。德國早在18世紀時就對南極洲的南大洋及其島嶼和海岸進行了早期的探索，并于1860年開始了比較接近科學性質的南極探險，研究的內容包括水域、島嶼、海豹群體、天文、地磁、氣象、極光、洪水波等等[1]。經過長期的探索和實踐，德國已經成為南極科考的重要力量，不僅南極數據庫建設、南極科技成就突出，而且南極法律的國內化進程也走在世界的前列，通過對德國南極主題研究文獻的分析，可以在一定程度上反映出南極的研究狀況。

Web of Science是美國湯姆森-路透公司（Thomason Reuters）的數據庫產品，收錄了8 000多種世界范圍內各學科的最有影響力的核心期刊，本文選用了其中3個核心合集的引文索引庫，分別為科學引文索引擴展版（Science Citation Index—Expanded，簡稱SCIE，數據回溯到1900年）、社會科學引文索引（Social Sciences Citation Index，簡稱SSCI，數據回溯到1900年）和藝術與人文科學引文索引（Arts & Humanities Citation Index，簡稱A&HCI，數據回溯到1975年）[2]，選用south pol、Antarcti等南極名稱，以及Ross Sea、Weddell Sea、Alexander Island、South Georgia Islands等南極海洋和島嶼的名稱進行題名和主題檢索[3-4]，手工排除誤檢后，共檢索到1969-2013年間德國南極研究主題的文獻3 722篇（德國第一篇南極文獻發表于1969年，同時為保證數據的完整性，2014年的不做統計）。

1 各年文獻量的統計與分析

各年度文獻量的變化直接反映了科學研究的量變過程，是衡量科研成果的重要尺度之一。筆者將1969-2013年間德國南極主題的3 722篇文獻按年份進行了統計，結果如表1所示，同時為了更直觀地了解文獻量的發展變化趨勢，根據表1繪制了年度發展態勢圖，如圖1所示。

從表1和圖1中可以看出，德國第一篇關于南極的文獻出現在1969年，在之后的20年內幾乎沒有什么進展，除了1973年和1988年分別有3篇和1篇文獻發表外，其余年份均為空白年；從1989年開始，德國的南極研究文獻量開始逐漸增加，雖時有波動，但總體呈上升趨勢，據此可以預測德國南極主題的研究文獻在今后一段時間內仍會持續增長。根據對文獻量的統計結果，可以將1969-2013年間德國南極主題研究的發展劃分為2個階段：

第一階段（1969-1988年）：這一期間德國的南極研究處于萌芽狀態，發表的文獻量極少，總共只有5篇文獻，最早的1篇是由德國德累斯頓工業大學（Dresden University of Technology）的Pillewizer，W于1969年發表的針對美國學者Whitmore，GD的著作《1900-1964年間的南極地圖與調查》（Antarctic Maps and Surveys 1900-1964）[5]所撰寫的一篇書評，是德國南極主題研究文獻的開山之作；其余4篇文獻主要涉及的研究內容包括南極隕石的金屬成分[6]、化學成分及稀有氣體[7]、南極生物體中的沙門氏菌[8]、威德爾海第四紀沉積模式[9]等。endprint

第二階段（1989-2013年）：這一期間德國的南極研究開始進入發展期，1990年由美國、中國、日本、澳大利亞、英國、俄羅斯6國成員組成的國際橫穿南極考察隊順利抵達終點，是20世紀人類取得的又一次具有重大意義的勝利，這一突破性的事件將世界南極科考事業推上了一個新的高度，對德國的南極研究也產生了巨大的影響，表現為文獻量的跨越式增長，而且之后也一直穩步上升，并于1997年首次突破100篇。從這一時期文獻量的變化可以看出德國對南極的關注度一直在持續提高。

2 文獻作者的統計與分析

21 作者機構統計分析

對作者機構的統計分析，可以了解某專業領域主要科研力量的分布情況。德國南極主題的3 722篇文獻共涉及2 000多所機構，發文量不少于60篇的共有16所，累計發文量所占比例為7205%，具體統計結果如表2所示。

從表2可以看出，在這16所機構中，德國國內機構僅有6所，其余10所均是國外機構，其中美國3所，俄羅斯、澳大利亞各2所，英國、法國、瑞士各1所。但不論是國內還是國外，基本上都是大學、學院、調查局和研究所之類的機構，說明德國南極研究的科研力量主要集中于高校和科研院所。

德國的6所國內機構包括2個研究所和4所大學，其中，阿爾弗雷德·韋格納極地與海洋研究所（Alfred Wegener Institute Polar Marine Research）的發文量遠超過其他機構，占總發文量的3780%，是德國南極研究的主力軍，該機構作為1980年成立的極地研究的專門機構，長期以來一直致力于南北極的研究，取得了很多重要的研究成果，其南極研究學科領域側重于海洋學、地質學、環境科學與生態學；馬克斯普朗克化學研究所（Max Planck Institute for Chemistry）則比較注重地球化學與地球物理學領域的研究；4所大學除了比較注重地質學、海洋學領域的研究外，有的也形成了自身獨特的關注領域，如不來梅大學（Univ Bremen）對南極古生物的研究、漢堡大學（Univ Hamburg）對海產淡水生物的研究、慕尼黑大學（Univ Munich）對天文學與天體物理學的研究。

在國際合作方面，高產機構中國外機構所占的比例高達6250%，說明開展國際合作是德國南極研究的重要途徑之一。合作最多的機構是英國南極調查局（British Antarctic Survey），合作發文量遠超過其他國外機構，該機構致力于成為與南極相關的全球科學的國際領導中心，在世界南極研究中占據著重要的地位，合作領域主要集中在地質學、氣象學與大氣科學、環境科學與生態學等。

經過進一步的調研發現，在德國南極研究中合作國家達90個之多，而從德國的南極考察史來看，國際交流與協作一直以來也是德國進行南極研究的重要手段，不僅德國早期的南極探險是借助英法兩國的探險完成的，而且民主德國的地球物理學界的代表自1960年以來就與蘇聯南極科學考察隊密切合作，聯邦德國的科學家也是美、英等國家南極科考項目的參加者[1]。由此也可以預測，未來德國的南極研究中，國際合作仍將是其主流方式之一。

22 作者合作情況分析

德國南極主題研究文獻共涉及作者24 664人次，篇均作者數為663人，說明在南極研究方面，德國科研人員的合作力度比較大。為了對其合作情況進行分析，筆者選擇發文量不少于20篇的作者繪制了合著網絡圖，如圖2所示。圖中的節點表示作者，連線表示其兩端的兩個節點在同一篇文章中出現，節點的大小反映作者的點度中心性，即若一個作者的合作者越多，該作者就越處在中心地位，節點也越大，連線粗細表示作者合作次數的多少。

從圖2中可以看出，德國南極主題研究文獻的作者之間的合作關系是比較緊密的，基本形成了兩個顯著的毫無交叉的左右陣營，但是無論是節點大小還是連線的粗細上兩邊都有明顯的差距。

通過對數據的進一步分析，發現左邊陣營中的作者絕大多數是德國國內的作者，他們不僅發文量普遍高于右邊的作者，而且合作發文的數量也占絕大多數，造成他們節點偏小、連線偏細的原因是由于他們的合作者比較分散，且很多合作者的發文量低于20篇。右邊陣營中只有1位德國國內作者，為慕尼黑大學的Mohr，JJ，其余作者均是與其合作發文的國外作者，主要來自于芝加哥大學（Univ Chicago）、加利福尼亞大學伯克利分校（Univ Calif Berkeley）和麥吉爾大學（McGill University），這些作者節點較大，連線較粗和密集，說明他們之間已經形成了穩定、頻繁的合作關系，是一個相對固定的合作團隊，也是德國南極研究的一個核心作者群，他們的合作發文是從2010年開始的，在4年的時間中合作發文高達23篇，說明這是一個具有較強研究和創新能力的群體，今后在南極研究方面的貢獻也是值得期待的。

總體上說，德國南極研究發文量在20篇及以上的作者之間已經基本形成了連通圖，作者之間存在著廣泛的聯系與交流，說明德國的南極研究已經比較成熟，并且隨著時間的推移，會有更多的核心作者及核心作者群出現。

3 研究內容的統計與分析

31 優勢學科領域分析

從學科領域角度對德國南極主題研究文獻進行分析，3 372篇文獻共涉及76個相關學科，包括地質學、環境科學與生態學、海洋學、生物多樣性與保護、古生物學、植物學、天文學與天體物理學等。優勢學科指的是德國南極研究涉及最多的學科，表3統計了文獻量不低于150篇的學科10個，累計發文3 121篇，占總文獻量的8385%。

南極洲是由岡瓦納大陸分離解體而成的，是世界上最高的大陸，且其四周圍繞著多風暴且易結冰的南大洋，這些特殊的地質構造和生態環境決定了地質學、環境科學與生態學、海洋學成為科研人員關注的重點領域，這3個學科的累計發文量為2 130篇，占總發文量的5722%，遠高于其他學科，成為德國南極研究中最具優勢的學科。此外對海產淡水生物學的研究也頗多，這主要是因為南極是世界上淡水的重要儲藏地，擁有地球70%左右的淡水資源。endprint

從表3中不難看出，在這10個學科領域開展研究的機構中，阿爾弗雷德·韋格納極地與海洋研究所的表現最為突出，不僅每個學科都有涉獵，而且在9個學科領域的發文量都居于首位。對這10個優勢學科的歷年發文量進行了統計，繪制了如圖3所示的優勢學科發展趨勢圖。

由圖3可知，德國南極主題研究文獻所涉及的前十位優勢學科的文獻幾乎都是在1989年后才開始出現并增長的，且出現的時間比較集中，幾乎呈現出齊頭并進的趨勢。在這10個優勢學科中，地球化學與地球物理學的文獻是最早出現的，在1973年，有2篇文獻，都是由馬克斯普朗克化學研究所的研究人員發表的，分別為Hintenbe，H、Jochum，KP與Seufert，M合作發表的《四塊新南極隕石YAMATO（A）、（B）、（C）、（D）和隕石Orgueil、Murray、Allende、Abee、Allegan、Mocs及Johnstown中的金屬濃度研究》（Concentrations of Heavy-Metals in 4 New Antarctic Meteorites YAMATO（A），（B），（C）and（D）and in Orgueil，Murray，Allende，Abee，Allegan，Mocs and Johnstown）[6]和Shima，M、hintenbe，H合作發表的《四塊新發現的南極隕石中的化學成分和稀有氣體研究》（Chemical Composition and Rare-Gas Content of 4 New Detected Antarctic Meteorites）[7]，其次是地質學和海洋學，出現于1988年，是由阿爾弗雷德·韋格納極地與海洋研究所的Futterer，DK、Grobe，H和Grunig，S合作發表的《威德爾海的第四紀沉積模式研究：關系和環境條件》（Quaternary Sediment Patterns in the Weddell Sea：Relations and Environmental Conditions）[9]；從1989年起，其余各優勢學科的文獻都開始相繼出現，增幅也比較明顯，總體看來，地質學、環境科學與生態學、海洋學的文獻增幅較大，它們也成為近年德國南極研究的主要領域。

32 研究熱點分析

對德國南極主題文獻研究熱點的分析主要通過關鍵詞的詞頻統計。在本文的研究數據中，有1 988篇文獻沒有關鍵詞，且主要都集中在前期的文獻中，故選擇有關鍵詞的1 734篇文獻作為研究樣本進行研究熱點的分析。

在對關鍵詞統計的過程中，需要對關鍵詞進行合并處理，合并如diatom、diatoms等單復數形式的同義詞；sea ice、sea-ice和model、modeling等詞形不同的同義詞；Antarctic krill、krill等同指向的同義詞等，同時剔除Antarctica、Antarctic這兩個在此處不具分析意義的高頻詞及distribution、growth等沒有實際指向的詞，共得到5 151個關鍵詞，詞頻不低于15的關鍵詞共有38個，具體如表4所示。

由表4可以看出，對南大洋的相關研究在德國南極研究中占了相當大的比重，不僅南大洋本身是頻次最高的關鍵詞，而且在這38個高頻關鍵詞中，既包含了南大洋的附屬海威德爾海、羅斯海和阿蒙森海，還包含了很多與南大洋密切相關的詞，如海冰、磷蝦、硅藻、南極繞極流、海底生物等，因此南大洋是南極研究一個極具代表性的研究方向。究其原因，應該是與南極的地理特殊性密切相關的：南極洲腹地幾乎是一片不毛之地，僅有一些簡單的植物和一、兩種昆蟲，而在它的海洋中卻充滿了生機，南大洋作為環繞南極大陸且北邊無陸界的獨特水域，它在海流、水團、海冰等方面與其他幾大洋相比有很大的特色，故其必定會成為科研人員關注的焦點。對它的研究主要包括南大洋的地質地形、氣候、水文、南極陸架水、潮汐、資源、附屬海和海峽等。

南極氣候的四大特點是“寒極”、“風極”、“白色沙漠”和“冰雪世界”，它作為地球上兩個最大的冷源之一在不斷地調節我們整個地球的氣候，特別是工業化社會后的全球氣候變暖現象使得對南極氣候的研究變得更加迫切，而穩定同位素作為一種氣候指標為南極冰芯的古氣候恢復提供了有力的研究手段，也得到了研究人員較多的關注。

南極特殊的極晝極夜現象、超低的氣溫等都對生長在那里的植物的生存提出了嚴峻的挑戰，因此對于南極植物的研究也是熱點之一，既包含對植物品種，如地衣的研究，也包含對植物生存方式，如光合作用的研究。

同時，筆者發現在這些關鍵詞中，“宇宙學：觀測”一詞是2010年才出現的，在短短的幾年時間內，發展迅速，成為德國南極研究的又一熱點。南極地理位置的特殊性及其透光率極高、光污染近乎為零的特點，使其成為目前地球上最好的宇宙觀測平臺，科研人員正在積極探索如何利用這些優勢更好地開展空間科學的研究。與其他研究熱點不同的是，這一熱點目前發文量居于前兩位的都是美國的機構：凱斯西儲大學（Case Western Reserve University）和美國哈佛-史密森天體物理研究中心（Harvard Smithsonian Center），而德國的國內機構馬克斯普朗克化學研究所僅位于第三，說明德國的科研人員正在通過積極參與國際合作的方式來進行該項研究，隨著研究的深入，德國國內機構的相關發文會越來越多。

總體來說，這些研究熱點之間都是相互交叉和融合的，形成了很多跨學科的綜合性研究成果。

4 結 語

通過對Web of Science數據中收錄的德國南極主題研究文獻的統計分析，可以得出德國南極研究的特征：

（1）從文獻的年代分布來看，德國南極研究雖然起步較早，但在頭20年里幾乎沒有發展，直到20世紀90年代才開始穩步增長，發展至今已取得頗多的研究成果，目前仍處于快速發展階段。endprint

（2）從作者機構的分布來看，德國研究南極的主要機構是高校和科研院所，其中尤以阿爾弗雷德·韋格納極地與海洋研究所的表現最為出眾，它在德國的南極研究中發揮了極其重要的作用；此外，不來梅大學、基爾大學、漢堡大學、慕尼黑大學、馬克斯普朗克化學研究所也是德國南極研究的生力軍。同時，德國還積極通過開展國際合作來進行南極主題的研究。

（3）從作者之間的合作關系來看，德國的南極研究已經比較成熟，研究者十分注重相互之間的聯系與交流，積極開展合作，不僅形成了國內的核心作者，而且還與國外作者合作形成了相對固定的核心作者群，這有利于南極系統性研究的開展。

（4）從優勢學科的角度來看，地質學、環境科學與生態學、海洋學是德國南極研究主題文獻所涉及的較為突出的三大優勢學科，其次是海產淡水生物學、氣象學與大氣科學、自然地理學等學科。各主要優勢學科的研究大多起步于20世紀90年代，經過長期的發展，學科之間已經形跨學科融合與協調發展的良好態勢。

（5）從研究熱點來看，南大洋的相關內容是德國南極研究的主要熱點方向，同時注重氣候、生物、生態、地質等方面的研究，此外，宇宙學觀測是德國南極研究中近年才出現且發展較為迅速的研究方向。

總之，德國作為世界南極科考的一支重要力量，經過近半個世紀的發展，各方面都較為成熟，并形成了自身的特色，希望通過對其研究文獻的分析可以為中國的南極科考事業提供借鑒和參考。

參考文獻

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（本文責任編輯：馬 卓）endprint