基于SCI—E的我國蕨類植物研究進展分析

嚴歡歡 肖娟 梁永書 南文斌 楊永清

摘要 分析了Web of Science（SCIE）數據庫中我國蕨類植物相關研究的文獻數據，結果表明：蕨類植物研究累計發文量呈指數增長趨勢，發文最多的機構為中國科學院，占比高達52.897%；發文最多的作者為中科院植物所的張憲春研究員，發文占比高達6.297%；發文量最多的期刊為《AMERICAN FERN JOURNAL》，發文占比3.778%。研究熱點主要集中在蕨類植物對污染物的吸收及其機理研究、蕨類植物分子系統發生與分類兩方面。

關鍵詞 蕨類植物；文獻計量分析；Web of Science；Citespace

中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）09-280-04

Abstract Researches on fern was evaluated based on bibliometric analysis by retrieving articles from Web of Science （SCIE）. The results showed that accumulative publications of fern exhibited a trend of exponential growth. Chinese Academy of Sciences exceeded all other institutes in research production， with the proportion of 52.897% of total articles. The most productive author was Zhang XC （from Chinese Academy of Sciences， Institute of Botany）， who contributed 6.297% of total publications. American Fern Journal was the predominant journal that published 3.778% of total articles. Researches on mechanism of pollutants accumulation， molecular phylogeny and classification were the mainly two research hotspots.

Key words Fern； Bibliometric analysis； Web of Science； Citespace

蕨類植物是植物界的6大門類之一，其分類地位介于苔蘚植物和種子植物之間。我國蕨類植物資源豐富，達2 600多種[1]，占世界現代蕨類物種數（約12 000多種）的1/5強。蕨類植物是生態系統的重要組成部分，在生物多樣性與生態系統穩定性的維持方面具有重要功能；同時，其作為一個古老的類群，在研究物種起源、進化與分類方面亦極具價值；此外，其在環境治理、生態修復、食用、藥用和景觀園林等方面亦有廣泛應用。文獻計量學是對文獻進行定量分析的科學，被公認為能定量測度基礎科學活動、學科布局和學科發展動態的重要方法，已經被廣泛應用于各學科的分析，從宏觀上把握科學研究的方向。因此，總結和歸納相關研究文獻，對客觀全面把握蕨類植物研究的熱點和前沿具有十分重要的意義。近年來，文獻計量學的新方法特別是信息可視化手段不斷完善，其中，陳超美[2]開發的基于JAVA平臺的CiteSpace軟件，在檢測科學文獻中出現的研究前沿、熱點、趨勢和動向的各種模式方面具有獨到之處，正成為科學計量學普遍應用的新手段。目前，在蕨類植物的起源、系統發育、分子系統、細胞分類、區系地理，繁殖培養等方面，已有不少專題綜述發表[2-8]，但從文獻計量學角度，特別是利用信息可視化手段，從宏觀層面對我國蕨類植物研究的綜述還未見報道。

筆者運用文獻計量學的方法，從文獻數量、年代分布、研究學科分布、研究機構、核心作者和期刊刊源分布等方面著手，并借助CiteSpace息可視化軟件分析國內外蕨類植物研究現狀及熱點，揭示其研究發展趨勢。

1 文獻采集與信息處理

在Web of Science（WOS，SCIE）數據庫中，為了全面準確地檢索到我國蕨類植物研究的相關論文，以主題為：“Fern”“Pteridophyte”“Lycopod”“Lycophyte”以及中國植物志中包含的蕨類植物39科的科名，中間以“OR” 為布爾邏輯符，地址為“China”進行檢索，共獲得文獻794篇。 檢索時間為2015年10月30日。在泛讀的基礎上對相關數據進行核對，并借助CiteSpace息可視化軟件繪制科學知識圖譜（該研究所用版本為CiteSpaceⅢ 4.0 R1），分析文獻的特征，總結研究的熱點和前沿問題。

2 結果與分析

2.1 蕨類植物研究文獻年代分布

蕨類植物相關研究的文獻量及年代分布見圖1。在SCIE數據庫中，最早的相關文獻發表于1983年，1983～1996年發文量時斷時續，年發文量都沒有超過3篇，直到1996年之后，才每年維持一定的發文量，且年發文量緩慢上升，2004年后，發文量呈直線上升，2012年達歷史最高水平，發文86篇，盡管2013年略有下降，但2014年亦高達81篇，到目前為止，2015年也已經可以檢索到74篇。累計發文量呈顯著的指數增長趨勢（R2=0.992 3），亦反映蕨類植物研究不斷受到重視。

2.2 蕨類植物研究的科研機構和核心作者

表1列舉了蕨類植物研究發文量超過10篇的科研機構。由表1可知，中國科學院發文量遙遙領先于其他機構，占總發文量的52.897%，超過其他所有機構的總和；一些綜合性大學（北京大學、云南大學、中山大學、中國科學院大學、武漢大學、南京大學、中國科技大學和浙江大學等）和師范大學（上海師范大學、重慶師范大學、哈爾濱師范大學和云南師范大學等）在蕨類植物研究方面亦有不俗表現；此外，華中農業大學、中國醫科大學和中國礦業大學等發文量亦較多，除中國大陸的科研機構外，密蘇里植物園、“中央研究院”（中國臺灣）、英國自然歷史博物館、佛羅里達大學和香港浸會大學等機構發文或合作發文量較多。運用普萊斯定律[6]，依據公式M=0.749（Nmax）1/2（式中，Nmax 為所統計時段中最高產的作者論文數），計算出核心作者發表論文數的門檻值M。在SCIE數據庫中，發文最多的為中國科學院植物所的張憲春（ZHANG XC）研究員，高達50篇，則MWOS=5.30，發文數量6篇以上者為核心作者；限于篇幅，該研究僅列出發文數量在前15位的發文作者（表2）。其中，中科院植物所的張憲春研究員和中科院成都生物研究所的張麗兵（ZHANG LB）研究員發文分別占比6.297%和4.912%，2人合計貢獻了11.21%的發文量。

2.3 蕨類植物研究文獻的學科和期刊來源分布

蕨類植物相關研究文獻在WOS數據庫中分布在PLANT SCIENCES、ENVIRONMENTAL SCIENCES、BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOG、CHEMISTRY MEDICINAL、EVOLUTIONARY BIOLOGY、PHARMACOLOGY PHARMACY、MULTIDISCIPLINARY SCIENCES、GEOSCIENCES MULTIDISCIPLINARY、PALEONTOLOGY 、ECOLOGY等學科（表3）。載文前15位的期刊發文量總計占總發文量的35.139%，各期刊發文占總發文量的1%～4%的范圍之類，占比較為均勻；其中，以植物系統進化與分類期刊為主，如《AMERICAN FERN JOURNAL》《JOURNAL OF SYSTEMATICS AND EVOLUTION》《NOVON》《PHYTOTAXA》《REVIEW OF PALAEOBOTANY AND PALYNOLOGY》《ACTA PHYTOTAXONOMICA SINICA》（現名《Journal of Systematics and Evolution》）《CHINESE SCIENCE BULLETIN》，《INTERNATIONAL JOURNAL OF PLANT SCIENCES》《ACTA BOTANICA SINICA》（現名《Journal of Integrative Plant Biology》）《BOTANICAL STUDIES》《TAXON》，其次為環境科學類期刊《INTERNATIONAL JOURNAL OF PHYTOREMEDIATION》《ENVIRONMENTAL POLLUTION》，醫藥類期刊，如《PHYTOCHEMISTRY》《PLANTA MEDICA》，開放獲取期刊《PLOS ONE》；載文量最多的為美國蕨類雜志《AMERICAN FERN JOURNAL》，發文占比3.778%（表4）。

2.4 蕨類植物研究的熱點

研究熱點通常指在某一時間段內，具有內在聯系且數量相對較多的一組論文所探討的科學問題或專題。從文獻計量學角度看，在某學科領域被引頻次最高的研究型文獻通常是該領域研究熱點的集中體現。CiteSpace是一款用于可視化分析科學文獻趨勢和范式的計量學軟件，其繪制的科學知識圖譜能夠顯示某一學科或科學主題在某一時段的發展趨勢與動向，其提供的突現檢測（Burst Detection）功能，將那些頻次變化率高、增長速度快的突現詞（burst terms）從大量的主題詞中檢測出來，用詞頻的變化率，來反映出學科的前沿領域和發展趨勢[2] 。為了提煉我國蕨類植物研究最新的熱點，該研究利用CitespaceIII軟件繪制了2005～2015年WOS數據庫中中國學者發表文獻的共引知識圖譜和關鍵詞共現圖譜，并總結了近年來突現度高的關鍵詞、機構和作者。

在CiteSpaceIII界面中選中Node Types 為“cited reference”，設置單個時間分區長度（time slicing）的值為1，整個時間跨度為2005～2015 年，數據抽取對象為Top30，繪制文獻共被引聚類圖譜（圖2）；選擇Node Types為“key word”，其他設置不變，繪制關鍵詞聚類時區圖譜（圖3）。從圖2可以看出，近10年來我國蕨類植物的研究文獻中，最大的4個主要聚類為砷酸鹽（arsenate）、鐵線蕨屬（adiantum）、洞穴植被（cave flora）和分子系統發生（molecular phylogeny）等，其分別包含43、42、26和22個節點（文獻）。共被引頻次最高的文獻為聚類 #0中的Ma LQ，2001，NATURE，V409，P579（71次）和聚類#3中SMITH AR，2006，TAXON，V55，P705（61次），遠超其他文獻的共被引頻次。Ma等[11]發表的題為“A fern that hyperaccumulates arsenic”的論文，發現蕨類植物蜈蚣草（Pteris vittata，brake fern）對砷具有超富集能力。此后，有關蕨類植物對金屬或非金屬污染物的吸收或在環境治理方面的應用成為蕨類植物研究最熱門的一個方面。而Smith等[12]在綜合當前蕨類分子系統研究新證據的基礎上提出了一個新的世界蕨類植物分類系統，該系統受到世界蕨類植物研究學者的廣泛認可。從圖3的高頻關鍵詞聚類時區圖譜可以發現，研究熱點主要集中在吸收（uptake）、鱗毛蕨科（dryopteridaceae）和耳蕨屬（polystichum）等3大聚類。從高頻關鍵詞的分布不難發現，對污染物的吸收（如arsenic，hyperaccumulator，soils，removal cadmium，phytoremediation，heavymetal，contaminated soils，tolerance，uptake kinetics，hyperacculation等）和系統發生與分類（evolution，diversity，speciation，diversification，new species，chooroplast dna，trnlf，morphology，molecular phylogeny，classification等）為2005～2015年蕨類植物研究的兩大熱點主題。此外，從高突現度關鍵詞、研究機構和作者（表5）中可以發現，分子系統發生（molecular phylogeny），擬南芥（arabidopsisthaliana），最大似然法（maximumlikelihood）和進化（evolution）等關鍵詞突現度持續至今，亦表明蕨類植物的分子系統與進化，污染物吸收的分子機理（重要基因功能在擬南芥中的驗證）兩方面仍將作為蕨類植物研究的前沿課題，而中國科學院大學和中科院成都生物研究所的張良（ZHANG L），為最近突現度較高的機構和作者，發文量增加較快。

3 結論

從檢索到的資料來看，Web of Science數據庫中蕨類植物的相關研究呈現逐漸上升的趨勢，特別是近10年來呈現快速增長的勢頭，表明蕨類植物相關研究越來越受科技界重視。以中國科學院為主的研究機構對國內蕨類植物相關研究做出了巨大貢獻；發文量最多的期刊為《AMERICAN FERN JOURNAL》。結合載文期刊、核心作者、文獻共被引聚類圖譜、關鍵詞共現圖譜以及高突現度關鍵詞和作者，可以發現，我國蕨類植物相關研究主要集中在植物和環境2大學科，研究熱點主要集中在蕨類植物對污染物的吸收及其機理研究、蕨類植物分子系統發生與分類兩方面。

參考文獻

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