近五年中美地質調查局科研態勢分析

朱薇薇，史 靜，王 歡，王菁姣

(中國地質圖書館，北京 100083)

中國地質調查局在2007年明確“事業立局、業務興局”的建局方略和“建設世界一流地質調查局”的奮斗目標后，地質調查工作迎來加快發展、大有可為的重大發展戰略機遇時期。2015年2月,中美兩國地質調查局局長對話，再次推動了東西方兩國地質調查工作進入一個新時代。

目前,中國地質調查局正面臨地調機構和地調工作的轉型發展時期，了解中美兩國地質調查局地質調查工作的發展現狀及其差異，有助于借鑒美國地質調查局改革的成功經驗，加快推進地質調查工作的變革。

本文從文獻計量學角度，借助地質調查工作中產生的文獻成果的各種特征(作者、機構、題目、年份、關鍵詞等)信息，采用定量分析法、引文分析法的文獻計量學方法以及社會網絡分析方法來揭示這些成果所反映的兩國地質調查局的發文量趨勢、學科分布結構、研究前沿和熱點、學科發展脈絡、機構合作情況等特征。

1 機構概況

1.1 中國地質調查局

中國地質調查局(China Geological Survey，CGS)成立于1999年，隸屬自然資源部，由30個機構組成，包括1個局機關，6家區域性地調機構，5家專業地調機構，5家公共服務機構和13家科技創新與技術支持機構。主要職責：開展基礎地質數據采集與更新，為經濟社會發展提供地質基礎支撐；開展重要礦產資源遠景評價和戰略性礦產勘查，為全面建設小康社會提供資源基礎保障；開展地質環境與災害調查評價，為實現人與自然協調發展提供地質環境保障；加強地球科學理論創新與技術創新，推動地質科學技術全面進步；加快實現公益性地質調查成果社會共享，滿足社會各界對地質知識與地球科學信息日益增長的需求[1]。

1.2 美國地質調查局

美國地質調查局(United States Geological Survey，USGS)隸屬美國內政部，設有氣候與土地利用變化、生態系統、能源與礦產、環境健康、自然災害處、資源處和核心科學體系7個業務處和預算辦公室、聯絡辦公室、地理信息辦公室、行政政策與服務辦公室、人力資源辦公室科學質量和綜合辦公室、國際項目辦公室以及多樣性和平等機遇辦公室8個行政管理部門。除總部外，還有7個區域中心，在各州和部分國家設立了近400個辦事處。主要職責：負責自然災害、地質、資源、地理、環境、生物信息等方面的科學研究、監測、收集、分析、解釋和傳播；對自然資源進行全國范圍的長期監測和評估；為決策部門和公眾提供廣泛、高質量、及時的科學信息，為國家和世界服務，為內政部其他各局提供所需的數據和信息[2-3]。

2 數據來源及分析工具

在Web of Science平臺上，利用數據庫(SCI-E，CPCI-S)對2013～2017年第一發文機構為中國地質調查局和美國地質調查局的學術論文(paper)、研究綜述(review)和會議論文(proceedings paper)三種類型的文獻進行檢索(數據檢索時間為2017年9月，2017年度發文數據增補于2018年2月)，使用Thomson Data Analyzer(TDA)和Microsoft Excel軟件對獲取的原始文獻數據進行數據清洗，使用UCINET和NetDraw軟件進行社會網絡分析及結果可視化。

3 科研產出及影響力分析

3.1 論文產出數量及影響力分析

學術論文數量的變化是衡量一個領域一段時期內發展態勢的重要指標，對評價該領域所處的階段以及預測未來趨勢和發展動態具有重要的意義[4]。根據文獻統計結果看，2013～2017年，美國地質調查局共產出論文4 038篇，中國地質調查局共產出論文2 235篇，兩機構發文量年度變化趨勢見圖1。從這一時期發文數量年度變化看，2013～2017年美國地質調查局的發文數量穩中有升，反映其地質調查工作處于相對穩定的發展時期，中國地質調查局的發文數量從2013年的356篇增長到2017年的560篇，反映其處于相對快速的發展時期。

圖1 中美兩國地質調查局發文數量年度變化Fig.1 The annual changes in the numbers ofthe papers published by CGS and USGS

文獻被引頻次的高低反映文獻的影響力和價值。通常情況下，單篇文獻的被引頻次越高，說明該文獻在研究領域中的學術影響力越大[4]。2013～2017年，美國地質調查局、中國地質調查局發文的被引情況見表1，包括總被引次數、篇均被引頻次、高被引論文所占比例和h指數幾個指標情況。

由表1可知，中國地質調查局論文的被引情況包括總被引次數和篇均被引頻次均不如美國地質調查局，而且高被引論文的比例也不及美國地質調查局，說明中國地質調查局論文在學術影響力方面較美國地質調查局存在一定差距。

3.2 主要研究領域分析

根據Web of Science平臺的分類法，2013～2017年美國地質調查局發文所涉及的主要研究領域是(按照論文數量排列)環境科學、地球科學多學科、生態學、水資源以及地球化學和地球物理學、海洋和淡水生物學、生物多樣性保護學科、自然地理學、漁業和環境工程，見表2。美國地質調查局發表論文所涉及的學科所占比例，見圖2。

表1 2013～2017年中美兩國地質調查局發文被引情況Table 1 The cited results of the papers published by CGS and USGS during 2013-2017

表2 2013～2017年美國地質調查局發文主要研究領域Table 2 The main related subjects of the paperspublished by USGS during 2013-2017

(注：0～0.4表示學科領域的比例)圖2 美國地質調查局發表論文涉及主要學科領域的比例Fig.2 The relative distribution of main subjects of the papers published by USGS

2013～2017年中國地質調查局發文所涉及的主要研究領域是(按照發文數量排列)地球科學多學科、地質學、地球化學與地球物理、環境科學、礦物學、水資源、采礦與礦物加工、自然地理學、多學科科學和古生物學，見表3。中國地質調查局發表論文所涉及的學科所占比例，見圖3。

從表2和表3可以看出，2013～2017年中美兩國地質調查局發文所涉及的主要研究領域存在一定差別，這與兩國地質調查局的機構設置和業務職責是密切相關的。美國地質調查局近年來以環境科學的研究為主，同時生態、水資源等新型地球科學學科占比也較高[5]，而地球化學和地球物理學、自然地理學等學科占比較低。中國地質調查局在地質學、地球化學和地球物理學等基礎地質學，礦物學、礦產與礦物加工等資源型地球科學類發文占比較高，而在環境科學、水資源等新型地球科學學科占比較低。

表3 2013～2017年中國地質調查局發文主要涉及的研究學科Table 3 The main related subjects of the papers publishedby CGS during 2013-2017

(注：0～0.5表示學科領域的比例)圖3 中國地質調查局發表論文涉及主要學科領域的比例Fig.3 The relative distribution of main subjects of the papers published by CGS

3.3 研究熱點及年度變化分析

關鍵詞是論文研究主題的集中體現，而學科領域里高頻次出現的關鍵詞和從數據樣本中對每一篇文獻進行提取后分析出的名詞短語可被視為該領域的研究熱點。通過對美國地質調查局論文關鍵詞的詞頻進行優化處理后統計表明，2013～2017年美國地質調查局研究熱點居前10位的是氣候變化、濕地、地下水、土壤、地震、漁業、水文學、遙感、外來入侵物種和水質量與污染，見圖4。

將2013～2017年美國地質調查局研究熱點居前10位關鍵詞的年際變化進行展示，每一年內數值大小用氣泡的大小來表示(氣泡大表示詞頻高，氣泡小表示詞頻低)，可以得出相同領域隨時間變化的發展軌跡，見圖5。

圖4 2013～2017年美國地質調查局研究熱點居前10位關鍵詞Fig.4 The top-10 keywords of the papers published by USGS during 2013-2017

圖5 2013～2017年美國地質調查局研究熱點居前10位關鍵詞年度變化Fig.5 The annual variation for the top-10 keywords of the papers published by USGS during 2013-2017

從圖5可以看出，2013～2017年氣候變化、地下水、濕地、土壤和地震等與生態環境和自然災害相關學科一直是美國地質調查局關注熱點，水文學、漁業、遙感、外來入侵物種和水質量與污染等學科研究也較為突出。

2013～2017年中國地質調查局研究熱點居前10位的是青藏高原、花崗巖、華北克拉通、前寒武、中亞造山帶、板塊俯沖、白堊紀、汶川大地震、地下水和天然氣水合物，見圖6。

從圖7可以看出，2013～2017年青藏高原、花崗巖、華北克拉通、前寒武、中亞造山帶、板塊俯沖和白堊紀等與傳統地質學相關學科一直是中國地質調查局關注熱點，汶川大地震、地下水和天然氣水合物等學科研究也較為突出。從圖4至圖7可以看出，中美兩國地質調查局所關注熱點也是完全不同。

圖6 2013～2017年中國地質調查局研究熱點居前10位關鍵詞Fig.6 The top-10 keywords of the papers published by CGS during 2013-2017

圖7 2013～2017年中國地質調查局研究熱點居前10位關鍵詞年度變化Fig.7 The annual variation for the top-10 keywords of the papers published by CGS during 2013～2017

3.4 國際合作情況分析

為了解中美兩國地質調查局的國際合作情況，本文使用UCINET軟件、NetDraw軟件，繪制中美兩國地質調查局國際合作網絡。首先根據題錄數據中的合著情況使用UCINET軟件分析計算出國家之間的共現矩陣，再使用NetDraw軟件對經過算法優化的數據進行可視化處理，并忽略掉網絡節點之間較為錯綜復雜而又相對次要的關聯，提取出主要的關聯關系，得到中美兩國地質調查局國際合作網絡，見圖8和圖9。其中，每個點代表一個國家，點間連線代表合作關系，圖中線條粗細表示合作緊密程度[6]。

由圖8可見，美國地質調查局2013～2017年在國際合作上，關系最為緊密的國家為加拿大、澳大利亞、英國、德國、中國和日本，其次為意大利、法國等。

由圖9可見，中國地質調查局2013～2017年在國際合作上，關系最為緊密的國家為美國、澳大利亞、德國、日本和加拿大，其次為俄羅斯、印度等國家。

從圖8與圖9還可以看出，在經濟全球化的今天，開展多層次、寬領域、國際間交流與合作成為大勢所趨，在2013～2017年間，中美兩國地質調查局在與多國合作方面表現十分活躍。

圖8 美國地質調查局國際合作網絡Fig.8 The international cooperative relationship of USGS

圖9 中國地質調查局國際合作網絡Fig.9 The international cooperative relationship of CGS

3.5 機構合作情況

以美國地質調查局為第一機構發文4 038篇，其中獨立發文1 451篇，占36.27%；其余為與大學、研究所、國家管理部門、試驗室、公司等多機構合作發文，其中1 783篇有大學類機構合作發文，占44.47%。與地球科學類國際高被引論文發文較多的加利福尼亞大學、美國NOAA和美國NASA等機構均有合作。

使用UCINET軟件、NetDraw軟件構建中美兩國地質調查局機構合作網絡，美國地質調查局2013～2017年主要的合作機構為加利福尼亞大學、美國魚類及野生動物管理局、科羅拉多大學、科羅拉多州立大學、美國國家公園管理局、阿拉斯加大學、亞利桑那大學、威斯康星大學、華盛頓大學以及美國NOAA等，見圖10。

以美國地質調查局為第一機構發文中合作最多的國外機構為加拿大環境部(19篇)，合作發文集中在環境科學、漁業、水資源等學科。與中國合作發文最多的機構為中國科學院(13篇)，合作發文集中在環境科學、環境工程、地球科學多學科等學科；其次為中國地質大學(北京)(5篇)、香港大學(5篇)。

以中國地質調查局為第一機構發文1 959篇，其中508篇為中國地質調查局獨立發文，占25.93%；其余為與大學、研究所、地勘單位、公司等其他類型機構合作；其中1 053篇文獻有大學類機構合作發文，占53.75%。與地球科學類國內高被引論文發文較多的中國科學院、南京大學、北京大學等機構均有合作。

中國地質調查局2013～2017年主要的合作機構為中國地質大學(北京)、中國科學院、中國地質大學(武漢)、北京大學、吉林大學、南京大學、香港大學、美因茨約翰尼斯·古騰堡大學、成都理工大學以及長安大學等，見圖11。

以中國地質調查局為第一機構發文合作最多的國外機構為美因茨約翰尼斯·古騰堡大學，發文主要集中在地球化學和地球物理學、地球科學多學科這兩個學科。與美國地質調查局合作發文共3篇，集中在地球化學和地球物理學學科。

圖10 美國地質調查局前30位機構合作網絡Fig.10 The top-30 cooperative institutions and the cooperative relationship of USGS

圖11 中國地質調查局前30位機構合作網絡Fig.11 The top-30 cooperative institutions and the cooperative relationship of CGS

從圖10和圖11可以看出，中美兩國地質調查局與機構合作主要集中于各大學。美國地質調查局與中國機構的合作主要集中于科研院所，大學也占一定的比重，中美兩國地質調查局之間合作較少。

4 結 論

1) 整體而言，近五年來美國地質調查局的發文數量較為穩定，并呈現穩中有升的趨勢；中國地質調查局的發文數量除2016年外均有較大幅度的增長。但從論文被引數量及篇均被引數量看，美國地質調查局研究影響力較中國地質調查局具有較大優勢。

2) 由于機構設置和業務職責各異，中美兩國地質調查局的在研究領域存在一定差別，尤其是在研究熱點方面。美國地質調查局關注熱點是在氣候變化、地下水、濕地、土壤和地震等與生態環境和自然災害等關乎民生及國家社會穩定發展的相關學科；中國地質調查局關注熱點是在青藏高原、花崗巖、華北克拉通、前寒武、中亞造山帶、板塊俯沖和白堊紀等傳統地質學相關學科。

3) 最近五年，中美兩國地質調查局在國際合作方面都與發達國家合作較廣；在機構合作方面與各大學合作較多；但由于研究領域的側重點不同，兩機構的合作并不多。