基于文獻計量學的海洋科學學科發展態勢及其前景展望

邵鋒 劉金立 邵征翌

摘要 海洋科學是地球科學研究的重要內容之一，對海洋科學相關領域的研究，能有效解決因海洋資源開發、氣候與環境變化、經濟及社會發展等而產生的重大問題。以SCIE和ESI數據庫為數據源，對1995—2016年世界海洋科學的文獻數據進行統計分析，從文獻計量學角度分析世界海洋科學的研究現狀和發展態勢，揭示海洋科學研究文獻的時空分布、研究熱點以及研究前沿，為國內學者在海洋科學領域的研究提供參考。

關鍵詞 海洋科學;研究前沿;研究熱點;文獻計量學

中圖分類號 S-058;G 304 ?文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）12-0236-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.12.065

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract Marine science is one of the important research contents of geoscience. The studies on marine science can solve the important problems caused by the exploitation of marine resources， the change of climate and environment， economic and social development. Taking the authoritative databases SCIE and ESI as the statistical sources， we carried out a bibliometrical analysis of the current situation and development trends of the international marine science studies from 1995 to 2016， and including analysis of major research countries， major subjects through research paper output statistics. It can reveal the temporal and spatial distribution， research hotspots and research frontiers of scientific research paper in international marine science， which would provide reference for marine science researchers.

Key words Marine science; Research frontiers; Research hotspots; Bibliometrics

海洋科學是地球科學研究的主要內容之一，主要研究海洋及其資源的自然現象以及變化規律的學科類別，它是人類長期對海洋進行理論認識和實踐所總結形成的知識體系[1-2]。隨著社會的發展，人類對海洋及其資源開發利用不斷地深入研究，促進了海洋科學學科的形成與發展。深海科學技術的快速發展與創新進一步推動了海洋科學學科的快速發展[2]。海洋科學的主要研究內容包括海洋物理、海洋化學、海洋生物及其地質過程等的基礎研究，以及海洋資源（包括漁業資源、底層生物與礦產資源等）開發利用等的應用研究[2-4]。

在文獻計量學的研究中，科技論文的產出及其被引頻次是反映研究機構或個人科研能力與學術影響力的一項重要指標[5-8]。國內學者樊怡菁[6， 8]分別利用 1993—2003年和1996—2005年的SCIE（Science Citation Index Expanded）、OA（Oceanic Abstracts）等來源數據，研究了海洋科學發展現狀及發展態勢;吳白潔等[9]利用2011—2015年Scopus來源期刊數據，分析了全球海洋科學領域的科研現狀和研究熱點，并為國內海洋科學的研究提出相關建議;國外學者Charles K[10]利用文獻計量學方法對全球123個城市和地區的海洋科學相關研究領域進行比較分析，認為海洋科學研究的中心區域主要集中在歐洲，目前新的研究中心以中國和巴西為主。筆者主要基于Web of Science核心合集中的SCIE和ESI（Essential Science Indicators）數據庫為數據源，統計世界海洋科學學科1995—2016年的文獻數據，運用比較分析和定量分析等方法，從文獻計量學角度分析世界海洋科學的研究現狀和發展態勢，挖掘海洋科學學科的時空分布、研究熱點以及交叉學科的研究前沿，為國內學者在海洋科學領域的研究提供參考。

1 全球及各主要國家海洋科學領域SCIE論文產出分析

1995—2016年間，世界范圍內海洋科學領域發表的SCIE論文為22 056篇，這些研究論文分布在134個國家和地區。論文數量超過2 000篇的國家有美國、英國、法國和德國，其中美國在海洋科學領域的研究論文達到7 335篇，占全球論文總量的33.26%，英國、法國和德國3國的論文總量為6 962篇，占全球論文總量的31.57%，美英法德4國的論文總量約占全球論文總量的2/3;論文數量超過1 000篇的國家有日本、加拿大、澳大利亞、西班牙和意大利，中國在海洋科學領域的研究論文為845篇，SCIE論文數量排名第10，占全球論文總量的3.83%，僅為美國研究論文的1/9。論文數量排名前10的國家在該領域發表的SCIE論文占全球論文總量的98.64%，這表明全球在該領域的研究空間分布極其不平衡，海洋強國具有非常強的科研實力與經濟實力。圖1為世界及研究論文超過2 000篇國家及中國在1995—2016年間海洋科學領域在SCIE發表論文的時間分布圖，世界及各主要國家在該領域的研究中，1995—2002年間全球研究海洋科學的學術論文呈指數增長，從1995年的98篇迅速增長至2002年的3 082篇，達到歷史極大值，筆者認為這與l994年《聯合國海洋法公約》正式生效，各國爭相開發利用海洋和全面管理海洋資源的新時代有極大的關系;然而，2003、2004年又急劇下降，迅速降低至歷史極小值，2004年全球海洋科學領域發表的SCIE論文僅為233篇，之后研究文獻又呈穩步上升趨勢，但是增幅明顯較弱，每年的研究論文約400篇。各主要國家在該領域的研究論文呈現的發展趨勢與全球學術論文發展趨勢基本一致。

根據ESI統計數據顯示，ESI數據庫中全球海洋科學領域的高被引論文（Highly Cited Papers）為100篇，其中，高被引論文發文量排名前十的國家/地區分別為美國（63篇）、英格蘭（35篇）、澳大利亞（34篇）、德國（21篇）、加拿大（18篇）、法國（14篇）、瑞典（12篇）、西班牙（12篇）、荷蘭（12篇）以及南非（11篇），中國在海洋科學領域的ESI高被引論文為11篇，排名第11位，海洋科學領域ESI高被引論文10篇及以上的國家/地區分布見圖2。

2 全球海洋科學領域SCIE論文基金資助機構及科研合作分析

全球海洋科學領域發表的SCIE論文中，共有19 557篇論文得到了4 494家基金機構的基金資助，占論文總量的88.67%。美國National Science Foundation（NSF，國家科學基金）資助該學科的科研論文最多，共197篇，中國National Natural Science Foundation of China（國家自然科學基金）資助135篇，美國NASA和歐盟基金分別資助43篇，澳大利亞研究理事會資助36篇，俄羅斯基礎研究基金會資助34篇。表1為基金資助超過20篇SCIE論文的基金機構統計分析。

由于科學研究具有復雜性和綜合性的特點，科研工作者大多都采用跨國界、跨機構的團隊合作的方式來完成相關的研究。有研究表明，科研合作對學術論文引用率的影響巨大，合作次數越多，其被引頻次就越大，絕大多數的研究論文均通過機構間或科研工作者間的合作來完成[5]。全球海洋科學領域發表的所有SCIE論文由3 509家科研機構的研究者們通過不同形式的合作完成的，其中，發文量排名前10的機構分別為WOODS HOLE OCEANOG INST（伍茲霍爾海洋學研究所），共發表494篇， NOAA（美國國家海洋和大氣局）共發表417篇，UNIV CALIF SAN DIEGO（加州大學圣地亞哥分校）342篇，RUSSIAN ACAD SCI（俄羅斯科學院）332篇，UNIV WASHINGTON（華盛頓大學）324篇，OREGON STATE UNIV（俄勒岡州立大學）和CHINESE ACAD SCI（中國科學院）分別為303篇，CSIC（西班牙最高科研理事會）285篇，ALFRED WEGENER INST POLAR MARINE RES（艾爾弗雷德韋格納研究所極地海洋研究）274篇，以及UNIV TOKYO（東京大學）252篇;海洋科學領域SCIE發文量200篇以上的合作機構分布見圖3。

3 全球海洋科學領域SCIE論文的期刊分布分析

1995—2016年海洋科學領域SCIE論文的期刊分布基本上符合布拉德福提出的文獻離散規律，大多數專業文獻均集中在少量的專業核心期刊上[11]，主要發表在Deep Sea Research Part Ii Topical Studies in Oceanography、Earth and Planetary Science Letters、Marine Pollution Bulletin、Deep Sea Research Part I Oceanographic Research Papers等1 734種期刊上，發表論文排名前20的期刊及其5年影響因子見表2，在這20中期刊上發表的論文為8 513篇，占該領域論文總量的38.60%。這些期刊的分區都是Q1和Q2，其5年影響因子均很高，影響因子最高的期刊QUATERNARY SCIENCE REVIEWS，其5年影響因子為5.23，影響因子最低的期刊TETRAHEDRON LETTERS，其5年影響因子為2.03。從這些期刊的5年影響因子和分區來看，論文數量排名在前20名的期刊在學術上的影響力非常大。

4 全球海洋科學領域研究熱點及研究前沿分析

全球海洋科學領域SCIE論文分布在Web of Science中的122個研究方向中，絕大部分研究論文集中分布在Oceanography（海洋學）、Environmental Sciences Ecology（生態環境科學）等十余個研究方向，其中Oceanography（海洋學）研究論文為5 186篇，占該領域論文總量的23.51%;Environmental Sciences Ecology（生態與環境科學）研究論文為4 189篇，占總論文的19%;Geology（地質學）論文為3 997篇，占總論文的18.12%;Marine Freshwater Biology（海洋和淡水生物學）論文為3 230篇，占總論文的14.65%;Geochemistry Geophysics（地球物理、地球化學）論文為2 638篇，占總論文的11.96%;Chemistry（化學）論文為1 794篇，占總論文的8.13%;Engineering（工程學）論文為1 476篇，占總論文的6.69%;Physical Geography（自然地理學）論文為1 323篇，占總論文的6.00%;Meteorology Atmospheric Sciences（氣象與大氣科學）論文為1 125 篇，占總論文的5.10%，以及fisheries（漁業）論文為1 029 篇，占總論文的4.67%（表3）。經對比分析可知，海洋科學領域中海洋學、生態與環境科學、海洋地質學以及海洋和淡水生物學的研究論文高居榜首，因此，從文獻計量學角度來看，自1996年以來這4個研究方向一直都是海洋科學領域中的研究熱點;其次是地球物理、地球化學以及氣象與大氣科學。與海洋科學有關的其他研究方向大多都是近幾年才開始的，如有深海生物資源開發與管理、深海礦產資源勘探開發等。

ESI高被引論文的數據統計顯示，生態與環境科學方向論文為34篇，氣象與大氣科學和考古科學技術其他主題（Science Technology Other Topics）方向分別論文為17篇，地質學（Geology）方向論文為11篇，之后，依次為進化生物學（Evolutionary Biology）、基因遺傳學（Genetics Heredity）、生物化學分子生物學（Biochemistry Molecular Biology）、生物多樣性保護（Biodiversity Conservation）等研究方向（表4）。基于ESI是對全球所有高校及科研機構SCIE、SSCI庫中的論文數據進行統計，按被引頻次的高低排出居世界前1%的研究機構、科學家及研究論文，居世界前50%的國家/地區和居前0.1%的熱點論文的特點，結果顯示海洋科學領域的研究前沿和熱點主要是海洋氣象與大氣科學、考古科學技術其他主題、進化生物學、基因遺傳學、生物化學分子生物學以及深海生物多樣性保護等。

5 前景展望

在世界海洋科學研究領域，SCIE論文及ESI高被引論文數量最多的國家是美國，其SCIE論文量占全球海洋科學學科論文總數的33.26%、ESI高被引論文占全球海洋科學頂尖學術論文總數的63.00%，均排在世界第1位，其后是英國、法國和德國等國家。我國在SCIE論文發表量排名雖然進入世界前10，占世界海洋科學SCIE論文總量的3.83%，ESI高被引論文也排名在第11位，但是論文的總量相對美英等國家而言，數量及質量都相距甚遠，有待進一步加大投入和爭取基金資助。我國在海洋科學領域的研究主要集中在海洋學（Oceanography）、海洋淡水生物學（Marine Freshwater Biology）、漁業（Fisheries）、工程學（Engineering）、環境科學生態學（Environmental Sciences Ecology）科學技術其他專題（Science Technology Other Topics）、地質（Geology）、氣象學大氣科學（Meteorology Atmospheric Sciences）物理（Physics）地球物理地球化學（Geochemistry Geophysics）及水資源（Water Resources）等傳統研究方向中，論文總量約占我國海洋科學學科研究文獻的90%，其他研究方向如基因遺傳學（Genetics Heredity）、生物化學分子生物學（Biochemistry Molecular Biology）及生物多樣性保護（Biodiversity Conservation）等的學術論文較少，這表明我國在海洋科學領域的發展非常不均衡，在新興的研究方向投入較少，我國急需在新興及交叉學科方向加大投入，并引起重視。

近年來，在海洋科學領域的研究中，中國與發達國家的研究機構和個人都比較關注全球的研究熱點前沿及交叉學科等方面，加強對海洋氣象與大氣科學、考古科學技術其他主題、進化生物學、基因遺傳學、生物化學分子生物學以及深海生物多樣性保護等研究方向的研究力度，并著力解決全球海洋環境變化對氣候、海洋資源產生的影響問題。隨著海洋科學研究廣度和深度的變化，以及新興交叉學科的發展，國內外學者將進一步關注地球流體力學、氣候變化、海洋與大氣模式、區域海洋預報以及深海資源的勘探開發及其立法等方面的研究，并促進海洋科學領域研究的均衡發展。

參考文獻

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