高校新興學科發展態勢及學科資源整合分析
——以北京大學海洋能源學科為例

李 峰 艾春艷 馬芳珍 肖 瓏

高校新興學科發展態勢及學科資源整合分析
——以北京大學海洋能源學科為例

李 峰 艾春艷 馬芳珍 肖 瓏

高校的學科服務工作圍繞著學校的學科建設，已深化到從用戶的立場和需求出發提供學科化、個性化、知識化、泛在化服務。學科館員利用Web of Science平臺數據庫和Citespace軟件等學科服務工具對學校有潛力發展的新興學科進行學科發展態勢及學科資源整合分析，是學科服務深化的具體表現和未來重要任務之一。論文以北京大學海洋能源學科為例，展示學科服務如何支持新興學科的建設。

學科服務Web of Science數據庫Citespace軟件北京大學海洋能源學

DOI10.16810/j.cnki.1672-514X.2016.10.006

學科服務目前已成為學術型、研究型圖書館的主要服務模式之一，近十余年來，圍繞著高校的學科建設，學科服務從最基本的提供文獻信息保障、文獻檢索和開展信息素質培訓，擴展、深化到從用戶的立場和需求出發提供學科化、個性化、知識化、泛在化服務[1]。

學科建設作為高校各項建設的核心，當前正在向主動適應戰略性新興產業發展對策的方向發展，與之伴隨的是學科建設環境的變化，這將對我國高校學科館員制度產生深刻的影響。尤其是新型學科建設觀、新興技術環境、學科用戶需求的變化，都對學科館員制度提出了新的要求[2]31。

因此，在新的學科建設思想指導下，學科規劃支持將是各高校學科館員服務的重要任務之一。學科館員在服務學科建設過程中，應結合現有研究資源與優勢成果，為新興學科體系的構建與發展提供知識數據支撐[2]30。

新興學科的建立，一要緊跟時代潮流，把握世界研究前沿，二要集合校內現有相關資源。因此新學科發展最緊要的兩個問題就是：（1）該學科的發展態勢如何，未來的發展方向是什么？（2）現有院系中有哪些潛力機構是與新興學科相關的，哪些專家可以納入到新學科建設中？對此，北京大學圖書館學科館員充分發揮數據挖掘和數據分析的優勢，為學校的新興學科——海洋能源學科提供了學科態勢分析、學科前沿預測和相關學科領軍人物識別等深層次的情報分析服務。本文將以此為例，論述并分析學科服務如何支持新興學科的建設。

1 學科態勢分析和發展預測的工具與方法

1.1 數據來源和工具

美國Thomson Scientific公司旗下的Web of Science數據庫涵蓋了世界范圍內最有影響力、經過同行專家評審的高質量的期刊和國際會議的學術論文集，其收錄的論文最能反映基礎學科的研究水平和學科前沿最新動態。其不僅是最權威的科學技術文獻索引工具，還是一種評估研究者之間的關系及研究著作質量的有效工具[3]，廣泛應用于衡量一個國家、地區、機構的學術水平和科研能力，同時也是進行學科態勢分析數據的重要來源。

在學科態勢分析中，信息可視化分析應用也越來越廣泛。信息可視化是近年出現的數據挖掘方法之一，是大規模非數值型信息資源的視覺呈現。它利用人類對可視化模型和結構的獲取能力，解決科技文獻數據量過大、無法快速交流的問題，并通過可視化數據挖掘，發現隱藏在數據和信息背后的含義[4]。現階段中國圖書情報界專家已經趨向于研究利用信息可視化分析工具對學科態勢及研究前沿進行分析和跟蹤服務[5]。信息可視化工具種類繁多，如CiteSpace、RefViz、HistCite等，它們在學科知識領域應用中各有優缺點，也有各自的特色[6]，我們在此選擇的是CiteSpace的3.8.R5版本。CiteSpace是美國德雷塞爾大學陳超美博士開發的基于JAVA平臺的可視化軟件，將引文分析、聚類分析、網絡分析等結合集成，融入數據挖掘、計算機圖形學、圖像技術、智能技術及相關先進算法等方面的手段與方法，形成適于多元、分時、動態的網絡分析的可視化技術[7]，使科研用戶能夠直觀地識別學科領域的知識內涵，快速發現學科領域的研究熱點和前沿。

1.2 分析方法

準確而有效的檢索條件是進行下一步分析的基礎和關鍵。首先確定能反映新建學科特點的主題詞、學科領域、發表期刊，以及在Web of Science平臺進行檢索時的數據庫、檢索時間、檢索范圍等檢索條件。第二步是按照Citespace要求的格式收集檢索得到的文獻全記錄數據。第三步將文獻數據導入Citespace軟件中，選擇時間參數、聚類詞來源、節點類型、閾值和算法等，并顯示可視化圖譜。第四步對展示的圖譜進行解釋，并使用Web of Science平臺的相關數據庫反查文獻，配合圖譜可視化展示對學科態勢進行具體分析和發展預測。

圖1 海洋能源學科整體概況

2 基于Web of Science平臺數據庫和Citespace的海洋能源學科發展分析

海洋學科是一個涉及文、理、工、醫等多學科的綜合性學科。北京大學海洋研究院就以海洋科學、海洋工程、海洋人文社科和海洋戰略為重點研究領域。鑒于北京大學最初涉及海洋的相關機構是北京大學工學院的能源與資源工程系，研究海洋潮汐能等新興能源，因此本文從海洋能源這一學科入手，利用Web of Science數據庫和Citespace軟件開展學科服務，展示海洋能源學科的發展態勢，找尋校內的潛在研究機構和人才。

2.1 海洋能源學科發展態勢和未來發展熱點分析

2.1.1 數據來源

Web of Science數據庫是二次文獻數據庫，對于文獻揭示最多的程度是“主題”，如果僅使用主題為“Ocean energy”OR“marine energy”來搜索該領域的文獻，并不能囊括海洋能源的全部高水平文獻。在此我們使用了幾個集合條件，首先得到海洋學科整體的相關文獻：（1）Web of Science數據庫中關于海洋學科的期刊102個；（2）主題是ocean*or marine*；（3）學科是Oceanography，將以上三個條件用“OR”連接，平臺數據庫選擇SCI和SSCI，檢索日期選擇2004年至今。在檢索得到的海洋學科整體文獻中使用“分析檢索結果”功能，再選擇“Web of Science類別”分析，在分析出的結果中選擇ENERGY FUELS,NUCLEAR SCIENCE TECHNOLOGY,ENGINEERING PETROLEUM三個學科分類，由此得到海洋能源學科的數據集合（截止到2014年11月14日得到文獻2440篇）。

圖2 海洋能源領域共被引文獻的關鍵詞聚類

圖3 海洋能源領域共被引文獻關鍵詞聚類后的時間線分析

2.1.2 全球研究發展態勢

將海洋能源學科數據集導入Citespace軟件中，其中，Time Slicing選擇From 2004 To 2014，Years Per Slice為1，Term Source全選，Node Types選擇Cited Reference和Keyword，Pruning選擇Pathfinder和 Pruning sliced networks，對共被引文獻及關鍵詞進行可視化分析（見圖1）。Citespace分析得到節點Nodes249個，連接線Links365條，說明該領域整體研究比較分散。

圖1中，方框①屬于研究文獻最多，影響力最大的研究方向；方框②屬于研究比較新，是近期的研究方向；方框③則是早期的研究（2004年左右）且近期沒有發展的方向。對共被引文獻的關鍵詞聚類，得到圖2，對應于圖1方框①的研究關鍵詞是microalga，方框②的研究關鍵詞是tidal，而方框③的研究關鍵詞是radiocarbon。

圖3展示了共被引文獻的關鍵詞聚類沿時間線(Timeline)發展的進程。Timeline是先把整個網絡劃分為幾個聚類，然后按時間順序排列出各個聚類中的文獻。可以看出，研究比較早的關鍵詞是microalga、radiocarbon、coal、wave、hydrate、rolling、tidal等等，其中關于microalga的研究最早，1950—1960年就有大量的研究文獻，雖然在這之后的一段時間內沒有進展，但在2005年以后，尤其是2007—2009年達到了研究的高峰，且一直延續到了當前；被引最多的文獻有Chistiy,2007,Biotechnol Adv,v25,p294；Hu Q,2008,PLANT J,V54,P621；RODOLFI L,2009,Biotechnol Bioeng,V102, P100。1985年左右的研究關鍵詞以coal為主；2000年以后，wave、rolling、tidal研究也迅速發展起來；而radioncarbon和hydrate雖然研究起步較早，但到現階段已不再是研究的熱點問題。

2.1.3 熱點論文分析

被引次數最多的文獻見表1。其中前4篇與microalgae相關，第5篇與wave有關，第6篇與tidal有關。

表1 海洋能源學科被引次數最多的文獻

（1）關鍵詞microalgae。將被引次數最多的三篇文章到Web of Science數據庫中查詢其具體信息。第一篇論文題目是Biodiesel from microalgae（從微藻中制造生物柴油）。這是一篇綜述文章，文中指出從糧油作物提煉的生物柴油是替代石油燃料的潛在可再生能源，但是不能滿足交通燃料的需求，因此微藻可能是滿足交通燃料全球需求的可再生生物燃料的唯一來源，而且微藻利用陽光產油的效率高于糧油作物。

第二篇論文題目是Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production:perspectives and advances（微藻三酰甘油為原料的生物燃料生產：觀點與發展）。文中指出很多微藻在光氧化應激或其他不利環境條件下能產出大量的三酰甘油作為存儲脂類，提供了關于油質藻類和它們的脂肪酸、三酰甘油生物合成、藻類模型系統和基因組的方法的研究綜述，還提出了基于微藻的生物燃料的研究和商業化的發展角度。

第三篇論文題目是Microalgae for Oil:Strain Selection,Induction ofLipidSynthesisandOutdoor Mass Cultivation in a Low-Cost Photobioreactor（微藻作為燃油：低成本光生物反應器下的菌種篩選、脂質合成的誘導和戶外規模培養），是一篇期刊論文。文中檢測了在實驗室培養的30株微藻的生物生產力和脂質含量，選擇其中生產力和脂肪含量相對較高的四株（兩株海水中，兩株淡水中），在營養缺乏的冒泡管中培養，顯示只有兩個海水中的微藻在這種環境下積累脂質。文中還研究微藻在營養充足和不足條件下的綠墻板光生物反應器的生產量以評估自然陽光下的脂質生產潛力。這是藻類室外養殖在營養缺乏條件下得到脂質含量和區域脂質生產力增長的第一個研究報告。

（2）關鍵詞wave。論文題目是Wave energy in Europe:current status and perspectives（歐洲波浪能：現狀與預測），是一篇綜述文章，主要講了歐洲過去十年波浪能轉換方面的進程，國家和聯盟水平波浪能部門目前的活動和倡議，以及世界范圍內其他重要活動，概述了波浪能的轉換技術和經濟地位及重要的波浪能發展情況。

（3）關鍵詞tidal。論文題目是Power and thrust measurements of marine current turbines under various hydrodynamic flow conditions in a cavitation tunnel and a towing tank（在空泡水筒和拖曳水池不同流動條件下的洋流渦輪機公司動力和推力測量）是一篇期刊文章，介紹了海洋渦輪機公司的一個800mm直徑模型的空泡水筒和拖曳水池測試結果，得到在各種條件下一系列葉尖速度比和螺距設置的功率和推力系數結果，展示了直線或偏航流的單渦輪操作，轉子尖性能變化的影響以及雙轉子和空化初生區域的干擾。

2.1.4 發展趨勢分析

結合圖3的海洋能源領域的時間線分析和熱點論文的文獻內容摘 要可以看出，海洋能源未來發展的三個主要方向分別是：微藻作為生物燃料的研究、波浪能轉換、潮汐能對海流發電的影響。圖1、圖2中顯示了波浪能和潮汐能之間還存在一定的關聯性。如果北京大學海洋學科海洋能源領域要構建國際一流水平的海洋研究平臺，就需要從這三個未來全球研究主要方向入手，開展微藻生物能源、波浪能、潮汐能發電的研究。

2.2 北京大學相關學科機構和人才揭示

2.2.1 數據來源

根據海洋能源學科全球未來發展趨勢，分別選取microalga、wave energy、tidal為主題，在Web of Science平臺的SCI數據庫進行再次檢索，時間選取2004年至今，對檢索結果使用“分析檢索結果”功能，再選擇“機構擴展”分析，篩選出北京大學發表的論文。

2.2.2 北京大學針對海洋能源熱點方向研究情況

（1）SCI數據庫檢索"microalga*"主題得到全球發文9341篇，其中北大發文25篇，占0.268%。經分析得出，北大在此方向主要的研究機構是北京大學工學院食品與生物資源工程研究所和深圳研究生院環境與能源學院深圳藻類新能源技術開發和應用工程實驗室，發文最多的專職教師是陳峰、耿旭。

其中在SCI數據庫查到工學院陳峰教授和兼職的劉昕研究員合作發表文獻多篇，研究工作主要集中在微藻生物工程（包括微藻生物能源）、功能食品、生化工程及生物資源工程等領域，可以看出陳峰教授團隊的研究重點之一就是微藻生物能源，與海洋能源未來發展趨勢一致；而深圳環境與能源學院的深圳藻類新能源技術開發和應用工程實驗室，研究內容包括微藻選育、微藻生物柴油研發、EPA和DHA的純化、微藻處理污水、微藻藻殼處理重金屬、藻多糖和淀粉成分分析及應用等，其中微藻生物柴油研發即為海洋能源方向的研究重點，耿旭教授以及客座教授汪光義研究成果最多，在SCI數據庫中可查到多篇相關文獻。

（2）SCI數據庫主題檢索“Wave*energy”得到全球發文3533篇，其中北大發文為3篇，分別是北京大學地球與空間學院的寧杰遠教授課題組、黃清華教授課題組和何建森研究員，但其研究的是地震橫波能量通量或太陽風的波浪能量通道，與海洋能源學科的波浪能概念相差較大。

（3）SCI數據庫主題檢索“tidal”得到全球發文28811篇，其中北大發文74篇，占0.257%。經分析得出，北大在此方向的研究機構和作者主要集中在科維理天文與天體物理研究所，發文最多的作者分別是林潮(Douglas D.N.C.Lin)、劉富坤、Spurzem,Rainer、陳弦等，但他們研究的是天體之間的潮汐作用(tidal interactions)或潮汐干擾(tidal disruptions)，雖然與潮汐能的研究有偏差，但天體引潮力的影響包括但不限于海洋潮汐能，所以對天體引潮力的研究在一定意義上是海洋潮汐能研究的基礎。另一個重要的研究機構和作者是工學院的陳國謙教授，研究領域包括新能源與生態資源工程、水資源與環境流體力學等，其中涉及到潮汐能發電這種可再生能源的研究。

3 小結

隨著學科服務的深化，學科規劃支持也將成為學科服務的重要工作。Web of Science數據庫和Citespace軟件為學科服務提供了必要的數據基礎和分析手段。本文基于以上數據庫和可視化軟件對北京大學海洋能源學科進行了學科全球發展趨勢分析，并識別了校內現有資源和人才，這對該新興學科的發展規劃起到了一定的啟示意義。新興學科在成立初期能夠定位清晰，發展方向明確，找準現有相關研究力量，必然可以起到事半功倍的效果，而學科服務就是在此起到了指路的作用。未來學科服務需要繼續拓展服務內容，借助更多的數據來源渠道和分析展示手段，更好地為高校的學科建設服務。

［1］初景利，張冬榮.第二代學科館員與學科化服務［J］.圖書情報工作，2008，52（2）：6-10，68.

［2］林嘉.新信息環境下高校學科服務的轉型策略［J］.圖書情報工作，2014，58（20）：28-32.

［3］彭奇志.基于SCI的科研機構學術成果評估與實證分析［J］.情報雜志，2008（9）：88-90.

［4］CHEN C M.Searching for intellectual turning points：progressive knowledge domain visualization［J］.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2004，101（Supp1.1）：5303 -5301.

［5］程翔.基于可視化分析工具的學科服務優化策略實例研究［J］.農業圖書情報學刊，2014，26（12）：64-68.

［6］田軍.信息可視化分析工具的比較分析：以CiteS－pace、HistCite和RefViz為例［J］.圖書館學研究，2014（14）：90-95，54.

［7］侯海燕，陳超美，劉則淵，等.知識計量學的交叉學科屬性研究［J］.科學學研究，2010，28（3）：328-332，350.

李峰北京大學圖書館研究支持中心副主任、館員。北京，100871。

艾春艷北京大學圖書館學習支持中心副主任、副研究館員。北京，100871。

馬芳珍北京大學圖書館研究支持中心主管、館員。北京，100871。

肖瓏北京大學圖書館副館長、研究館員，北京大學海洋戰略研究中心研究員。北京，100871。

Analysis of Emerging Disciplines'Development Trend and Subject Resources' Integration in Universities:Taking Peking University Marine Energy Discipline as an Example

Li Feng，Ai Chunyan，Ma Fangzhen，Xiao Long

Around the discipline construction in universities，subject service has been deepened to provide disciplined，personalized，knowledgeable and ubiquitous services from the user's position and needs.With subject service tools such as Web of Science databases and Citespace，subject librarians analyzes the development trend and related resources integration of emerging disciplines in universities，which is a specific manifestation of discipline service deepening and one of the important tasks in the future subject service.Taking the marine energy discipline of Peking University as an example，this paper shows how the subject service support the construction of emerging discipline.

Subject service.Web of Science.Citespace.The marine energy discipline of Peking University.

G252

2016-02-03編校：曹曉文）