杜 軍,寇佳麗,鄢 波,趙培陽
(1.廣東海洋大學管理學院;2.廣東沿海經濟帶發展研究院,廣東湛江 524088)
21 世紀是海洋的世紀,隨著陸地資源短缺和人地矛盾的加劇,人們逐漸把目光轉向了海洋,海洋成為未來人們開發新資源、新空間的重要領域。世界上許多國家和地區已開始重視開發海洋,如2007年歐盟出臺了《歐盟海洋綜合政策》藍皮書,2008年又頒布了《近海風能行動計劃》;2007 年日本通過了《海洋政策基本法》;2010 年挪威啟動了“21世紀國家戰略”;2015 年美國發布了《海洋變化:2015—2025 海洋科學10 年計劃》;2017 年中國發布了《“十三五”海洋領域科技創新專項規劃》等[1]。海洋科技是推動海洋經濟發展的重要力量,是建設世界科技強國的關鍵部分。世界各國為維護其海洋權益和提升其在國際海洋領域的話語權,紛紛大力發展海洋科技,美國、英國、日本等海洋強國不僅在海洋資源開發和海洋技術方面領先全球,而且還建立了完善的海洋科技創新體系[2];與其相比,中國在海洋科技方面仍存在諸多不足。習近平總書記強調建設海洋強國必須大力發展海洋高新技術,提升中國海洋科技創新能力。“十三五”時期是中國實施創新驅動發展戰略、建設海洋強國的關鍵時期,中國要進一步完善國家海洋科技創新體系,提升海洋科技創新能力[3]。
為促進海洋科技發展,國內外學者從不同的視角對海洋科技進行了眾多研究,如Proctor 等[4]提出的海洋技術試驗平臺(OTTB)是由維多利亞大學海洋技術實驗室(OTL)開發的多功能水下測試設施,在集成式長基線聲學系統(IAS)的內部,該系統可在整個OTTB領域提供精確的跟蹤和聲學通信,為軍事、學術界、政府和工業提供服務;Osorio 等[5]認為小島嶼在保障能源、淡水和糧食供應以及可持續發展方面面臨著艱巨的挑戰,因此提出了一個海洋技術生態園(OTEP)作為小島的整體解決方案,推動哥倫比亞圣安德列斯島實現能源保障及可持續發展;Vedachalam 等[6]認為隨著陸上資源的日益枯竭,對海洋資源的有效勘探和持續開采必須兼顧經濟增長、社會需求和海洋環境的健康,因此提出印度政府要大力發展海洋科學技術,保護海洋生態系統,發展藍色經濟;寧凌等[7]認為海洋戰略性新興產業是以海洋高新技術為主要特征的戰略性產業,并對中國海洋戰略性新興產業培育的理論研究進行了綜述;閉明雄等[8]提出中國的海洋科技創新能力不足使海域資源利用效率較低,并對中國海洋科技創新的相關議題進行了綜述性研究;張繼生等[9]對海洋溫差能發展現狀進行了綜述性研究,并從溫差能發電裝置的安全穩定、轉換效率與多能互補等方面探討溫差能發展中的關鍵科技問題。
綜上,國內外學者從不同的視角對海洋科技進行了綜述性的研究,本文主要從科學計量的角度進行闡釋。基于此,本文借助CiteSpace 軟件對國內外海洋科技的研究現狀及熱點進行可視化分析,以此深入挖掘海洋科技領域的相關研究成果,找到國內外海洋科技研究的差距,為推動中國海洋科技研究的發展提供參考借鑒。
本研究中,國外數據來源于美國科學網(Web of Science,WOS)的核心合集數據庫。WOS 數據庫是美國科學信息研究所 (ISI)數據庫中的核心期刊引文索引數據庫,收錄了具有世界影響力的、經過同行專家評審的高質量期刊文獻;為進一步提高本所選取的文獻質量,本研究選取了收錄于WOS 核心合集數據庫的相關文獻,包括了SCI-EXPANDED、SSCI、A&HCI、CPCI-S、CPCI-SSH、BKCI-S、BKCI-SSH、ESCI、CCR-EXPANDED 和IC 等的引文索引數據庫[10]。本研究在WOS 核心合集數據庫的具體檢索策略為:以“marine technology”為主題詞進行檢索,共計檢索得到文獻9 298 篇;為提高數據的準確性及科學性,進一步手動選擇文獻類型為論文(article),去除會議論文(proceedings paper)、綜述(review)、會議摘要(meeting abstract)等文獻的影響,再次精確檢索,共計所得外文文獻5 474篇(以下簡稱“外文樣本”)。國內數據則來源于中國知網(CNKI)網絡出版總庫,選擇核心期刊和中文社會科學引文索引(CSSCI)數據庫收錄文獻,這兩類期刊代表了國內相對來說具有較高影響力的高質量期刊。本研究在CNKI 數據庫的具體檢索策略為:以主題詞“海洋科技”進行檢索,共計檢索得到文獻737 篇;同樣,為保證數據的準確性和科學性,手動去掉新聞報道、會議通知、征稿、評論等,經過數據的清洗,共計檢索得到中文文獻643 篇(以下簡稱“中文樣本”)。合計共檢索獲取國內外海洋科技研究的樣本文獻6 117 篇,檢索時間跨度均為1992—2018 年,檢索日期截至2019 年5 月10 日。
CiteSpace 軟件是由美國德雷塞爾(Drexel)大學教授陳超美[11]研發的,主要是在JAVA 環境下進行運行的可視化工具。自從2006 年引入國內,由于具有可視化的突出特點,CiteSpace 軟件迅速引起了國內學者的廣泛關注,且學者們對其研究的熱度不斷攀升。李淑麗[12]較早在國內對CiteSpace 軟件做了簡要介紹,并試圖尋找適合中國國情的信息可視化工具。經過短短14 年的發展,截至2019 年5 月12 日,筆者在CNKI 檢索得到運用CiteSpace 進行研究的文獻就有1 943 篇文獻。本研究基于科學文獻計量的方法,借助CiteSpace 5.3.R4 版本軟件對國內外海洋科技研究的現狀進行定量分析。其中,時間跨度選擇1992—2018 年,時間切片(time slicing)為1,閾值選擇前五十(Top50),網絡裁剪設置為尋經網絡(path finder)和修剪合并網絡(pruning the merged network),然后繪制出國內外海洋科技研究的文獻作者合作圖譜、研究機構合作圖譜、研究熱點圖譜等,深入發掘國內外海洋科技的研究現狀及熱點。
發文數量是衡量某一領域在特定時間段的發展態勢的重要指標,同時由此也可以更加直觀地看到該領域研究熱度的變化,對分析某一領域的發展態勢和預測其未來發展趨勢具有重要的意義[13]。本文運用Excel 工具對樣本文獻進行統計。從圖1 可見,國外對海洋科技的研究早于國內,最早的是1919 年Foppl[14]對“舊德國”的海洋技術進行的研究;而國內關于海洋科技的文獻最早出現在1992 年。2000年以前,國內外對海洋科技的關注度還比較低,海洋科技研究處于起步階段;隨后中國關于海洋科技的研究有所增加,尤其是在1999 年,海洋科技研究的發文量達到了2000 年以前的最高值(19 篇)。2000—2007 年國內外關于海洋科技的研究有了一個緩慢的增長。2007—2014 年,國內外關于海洋科技的研究迎來了發展的春天,2011 年的相關文獻達到該階段的峰值(62 篇),尤其是國外的發展非常迅速,發文量整體呈現快速增長。2014 年之后,國內外關于海洋科技研究的發展有了明顯反差,國外的文獻保持迅猛增長,海洋科技持續成為國外研究的熱點;而國內的研究卻進入了常態化發展,國家有關海洋政策法規在逐步完善,總體來看相關文獻總量在不斷增加,但是數量相對還是較少,表明國家針對海洋科技發展的支持力度還相對不足,有待進一步加強。海洋科技創新是引領海洋經濟發展的第一動力,海洋科技的發展成為中國亟需解決的問題。

圖1 國內外海洋科技領域文獻量的年度分布
文獻被引頻次是反映文獻價值的重要依據之一,某一領域的高被引文獻成為了該領域研究的知識基礎,這些文獻對該領域的研究至關重要[15]。為了更加清晰地把握國內外海洋科技領域的核心文獻,以便為今后深入研究海洋科技奠定扎實的基礎,本文運用Excel 工具對樣本文獻中的前5 位高被引文獻進行統計分析。
從表1 可知,前兩位高被引文獻均發表于2010年,Voeroesmarty 等[16]是第一個在世界范圍開展綜合研究,使用一個可量化多個壓力源并解釋下游影響的空間框架,同時考慮人類和生物多樣性對水的安全,研究發現對水技術的大量投資使富裕國家能夠在一定程度上抵消水安全的高水平壓力但不能彌補其根源性不足,而較不富裕國家的水安全能力仍然是脆弱的,并強調必須從源頭控制來確保人類和淡水生物多樣性的全球水安全;Kouro 等[17]對多級轉換器研發30 多年來在船舶推進方面發揮的重要作用進行分組審查,以確定多級轉換器技術當前的發展水平、發展前景和方向。之后,Fairall 等[18]認為耦合海洋-大氣響應實驗(COARE)批量算法2.5 版已成為海洋-大氣相互作用領域中最常用的算法之一,并介紹了以多種方式改進算法的步驟,對基本輪廓穩定性函數進行了調整,以適應美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)早期的環境技術實驗室(ETL)實驗和海上濕度交換(HEXOS)計劃;Hentzer 等[19]認為傳統疾病的傳統治療方法是以殺滅或抑制細菌生長的化合物為基礎,在海洋環境中發現了可以超越通信信號的化合物,這為控制感染性細菌提供了新的機會,研究表明,天然呋喃酮化合物的合成衍生物可以作為細菌群體感應的有效拮抗劑,因此,采用GeneChip(R)微陣列技術鑒定呋喃酮靶基因并繪制群體感應調節子,以此促進海洋醫藥的發展;Frias-Lopez 等[20]的研究將核糖核酸(RNA)擴增技術應用于從太平洋收集的微生物組合,研究發現盡管檢測到的許多轉錄本與之前在海洋宏基因組調查中檢測到的基因高度相似,但仍有很大一部分(大約50%)是獨特的,揭示了本土基因和分類群特異性表達模式,還揭示了以前基于DNA 的宏基因組調查中未檢測到的基因類別。上述文獻構成了國外海洋科技研究的重要知識基礎。

表1 外文樣本中高被引文獻統計(前5 位)
從表2 可知,國內關于海洋科技研究的核心作者有姜秉國等,其發文在中文樣本的前5 位高被引文獻中占據兩席,由此可知他們對海洋科技的發展作出了重要貢獻。被引頻次最高的文獻是張耀光等[21]2005 年的研究成果,其運用區域空間差異的定量分析方法研究了國內各省份海洋三次產業結構的空間集聚與擴散程度,提出堅持科技興海、增加科技進步對海洋經濟貢獻率、優化產業結構、加強環境保護等建設海洋強省的建議。此外,姜秉國等[22-23]的研究認為藍色經濟區是涵蓋科技文化、社會經濟等諸多因素的復合功能區,提出山東藍色經濟區要實現社會經濟發展模式的重大轉變,要科學規劃、協調發展,并提出要大力發展海洋戰略性新興產業,要重視海洋科技的發展,促進海洋高新科技成果的轉化;馮梁[24]研究認為海洋科技意識作為海洋意識的重要組成部分,對于國家的經濟、軍事等具有特別關鍵的作用,它不僅是國家軟實力的重要體現,還是實施海洋強國戰略的重要思想基礎;張景全[25]研究指出日本正向新綜合海權觀的海洋戰略轉變,即認為海洋科技、海洋資源等與海軍力量和海洋安全同等重要,這對中國的和平崛起和海洋強國戰略提出了挑戰,并提出中國要明確提出自己的海權觀和海洋戰略、積極推進與周邊國家的海上合作等建議。上述研究對國內海洋科技的發展作出了重要貢獻。

表2 國內樣本中高被引文獻統計(前5 位)
本文通過國內外海洋科技研究對比發現:(1)從被引頻次分析,外文樣本中被引頻次排名前5 位文獻的引用頻次共計6 424 次,然而中文樣本中被引頻次排名前5 位文獻的引用頻次共計530 次,不論是單篇文獻被引頻次還是排名前5 位文獻共計被引頻次,國內均遠遠落后于國外,這表明國內有關海洋科技研究的影響力相對較弱,這與文獻質量有一定的關系;(2)從高被引文獻發表時間分析,外文樣本文獻發表的時間略早于國內,這表明國內有關海洋科技的研究起步晚于國外;(3)從研究內容分析,國外研究偏重應用研究,主要解決船舶、醫學、水安全等方面的問題,而國內偏重理論研究,主要對海洋意識、海洋戰略性新興產業、海權等進行研究,國內在應用研究方面有待加強。
在某一領域研究的論文作者合作網絡圖譜中,高發文量作者表明其在該領域具有一定的影響力;同時,作者合作網絡圖譜也能揭示不同作者在該領域研究的連接關系[26]。本文借助CiteSpace 軟件對樣本文獻數據進行處理,節點類型設置為“作者(author)”,其余為默認值,分別導入中、外文樣本數據,運行CiteSpace 軟件后,采用Excel 工具對所得到的數據進行整理。
由表3 可知,外文樣本中發文最多的是Wise等[27],發文量高達16 篇,主要研究標準參考物質(SRM)的多環芳烴(PAHs)認證,以及美國國家標準與技術研究院(NIST)關于用于測定多環芳烴(PAHs)的標準參考物質(SRM)的開發活動;其他發文量較多的還有 Schantz 等[28]和Vasilevich[29]等等,這些作者構成了國外海洋科技領域的核心作者及核心研究團隊,他們在海洋科技研究領域具有較強的影響力。根據普賴斯定律的計算公式:M=0.749×(Nmax)1/2(Nmax指最高產作者的發文數量)[30]45,得出外文樣本中高產作者閾值為2.996,因此本研究中發文量大于(或等于)3 的作者即為高產作者。經統計發現,外文樣本中高產作者的總發文量為355 篇,占比為6.49%,表明作者之間的科研合作關系較弱,發文量也相對較少,雖然形成了少數的核心作者及研究團隊,但是尚未形成一批高產和高影響力的核心作者及研究團隊。

表3 外文樣本中高發文量作者統計(前10 位)
從表4 可知,中文樣本中發文量最多的是孫才志等[31],發文量為8 篇,主要開展海洋科技與海洋經濟有關的研究,如通過測算海洋科技與海洋經濟兩者歷年的協調發展度,并對兩者的協調發展度進行時空演變分析,結果表明近年來中國海洋經濟與海洋科技水平呈上升趨勢,二者之間的協調發展度逐年遞增,由此可見海洋科技對海洋經濟發展起著重要作用;其他發文量大于4 篇的作者包括韓增林[32]、王澤宇[33]、王芳[34]、韓立民[35]等6 人。同樣,根據普賴斯定律計算公式計算得出中文樣本中高產作者的閾值為2.12[30]45,因此,發文量大于2 的作者即為高產作者。經統計發現,中文樣本中共有高產作者文獻83 篇,占比為12.91%,這表明國內海洋科技領域的科研合作較弱,同樣尚未形成一批高產和高影響力的核心作者及科研團隊。

表4 中文樣本中高產作者統計(前10 位)
本文通過對樣本文獻的作者發文情況對比發現:(1)從高產作者分析,不論是最高產的作者發文量還是總的高產作者發文量,國內的高產作者發文量遠落后于國外的高產作者發文量;(2)從作者合作團隊分析,國內的作者合作團隊少于國外;(3)從整體分析,國內外有關海洋科技的研究均尚未形成一批高產和高影響力的核心作者及研究團隊。
通過對某一領域的研究機構合作情況進行分析,可以快速了解該領域的主要研究力量分布。許振宇等[36]提出分析國內外某領域研究的主要研究機構、核心作者及發文量,可以幫助學者對國內外該領域的研究現狀及研究實力有更為清晰的了解。本文運用CiteSpace 軟件分別對中、外文樣本數據進行處理,節點類型設置為“機構(institution)”,其余為默認值。
從表5 可知,樣本文獻中發文量最多的機構是中國科學院(Chinese Academy of Sciences),其次為美國國家海洋與大氣管理局(NOAA),這表明中國科學院作為中國頂尖的科研機構,在世界范圍內對海洋科技領域的貢獻最大;其他發文量較高的還有中國海洋大學(Ocean University of China)、加州大學圣地亞哥分校(University of California San Diego)、華盛頓大學(University of Washington)。從研究機構的類型來看,國外海洋科技研究機構主要是高校,研究機構的類型較為單一,這表明高校是國際海洋科技領域的主要力量;從發文總量來看,雖然美國發文較高的機構個數多于中國,但是中國的總發文量高于美國10 篇;從地域來看,國內外海洋科技領域的研究機構主要集中于較為發達的沿海地域;從機構合作圖譜來看,外文樣本中發文機構有420 個,機構之間的連線為526 條,機構合作網絡密度僅為0.006 0,由此可知研究機構之間的合作較少,科研合作有待進一步提高。

表5 樣本文獻中高發文研究機構統計(前5 位)
就國內而言,采用CiteSpace 軟件對中文樣本中發文數量大于等于2 的機構運用Excel 工具進行統計分析可知,發文量最多的研究機構是中國海洋大學(71 篇);其他發文量較多的機構有廣東海洋大學(27 篇)、遼寧師范大學(23 篇)、國家海洋局(20篇)和國家海洋信息中心(9 篇)。從機構整體來講,對海洋科技領域貢獻最大的3 個機構分別為中國海洋大學、廣東海洋大學和遼寧師范大學;從機構類型來看,海洋科技研究機構主要集中在高校和國家海洋部門,其中,中國海洋大學作為中國海洋類的頂尖高校,其發文量遙遙領先;從地域來看,海洋科技研究主要機構均分布于經濟較為發達的東部沿海地區。從機構合作圖譜可知,中文樣本中發文機構共有38 個,機構之間的合作連線僅有14 條,機構合作網絡密度也僅為0.019 9,可見國內海洋科技研究的機構合作也較弱,科研合作同樣有待進一步加強。
通過對中、外文樣本數據的分析對比發現,相同的是國內外海洋科技研究的主要力量均分布于高校,研究機構均主要集中于經濟較為發達的沿海地區,機構之間的合作相對較弱,有待進一步提高;不同的是中國研究機構在海洋科技領域的發文量高于美國。總之,中國和美國的海洋科技研究對全球的貢獻最大。
雖然關鍵詞在一篇文獻中所占的篇幅不大,但卻是文獻的核心與精髓,是研究主題的高度概括和凝練,因此,對文獻關鍵詞進行分析,尤其是高頻次的關鍵詞常被用來確定一個研究領域的熱點問題[37-38]。本文借助CiteSpace 軟件對樣本文獻的數據進行關鍵詞處理,將節點類型設置為“關鍵詞(key word)”,其余為默認值,采用Excel 工具進行處理。
從圖2 可知在外文樣本中,關鍵詞共現頻次最高的是“技術(technology)”,共現頻次高達293次,因此海洋科技依舊是國外研究的熱點,如2018年Lee 等[39]運用可持續納米技術提出了將重質醇和生物相容性納米粒子的混合物用于油脂放牧應用的新原理,從而為海水中溢油回收提供了生態友好的替代方案;Hatje 等[40]認為人為活動增加了許多微量金屬進入海洋的通量,可能造成人類和生態風險,提出運用海洋科技確定痕量污染物的基線,識別和量化控制痕量污染物的運輸、去向和循環的過程是保護海洋環境,保護人類健康以及支持國家和國際海洋決策的重要問題。海洋科技的運用不僅能提高生態效益,更能保護生態環境,在可持續發展中扮演著重要的角色。其他共現頻次較高的關鍵詞有“系統(system)”“海洋(marine)”“模型(model)”“基因表達(gene expression)”“海洋科技(marine technology)”等,反映著國外海洋科技研究的熱點。

圖2 外文樣本的高頻關鍵詞統計(頻次>1)
從圖3 可知在中文樣本中,“海洋科技”是共現頻次最高的關鍵詞,其他共現頻次高于4 的關鍵詞還有“科技興海”“灰色關聯分析”“海洋科技人才”和“海洋科學技術”,即共現頻次最高的兩個關鍵詞分別是“海洋科技”“科技興海”。受國家大力發展海洋科技政策的影響,海洋科技成為國內最受關注的研究熱點,隨著海洋產業結構轉型升級和海洋經濟變革發展,海洋科技在發展海洋經濟、促進產業結構升級過程中發揮著關鍵性的作用。劉超等[41]運用空間計量模型研究海洋科技投入、海洋科技產出與社會經濟發展3 個方面對海洋科技競爭力的影響,結果表明中國沿海省份的海洋科技競爭力具有明顯的地帶性和空間分布差異性,其中天津、上海和福建是海洋科技對社會經濟支撐作用最明顯的3 個省市;劉大海等[42]運用數據包絡分析(DEA)模型對中國及各涉海城市的海洋科技投入產出效率進行評價,研究發現中國海洋科技投入產出效率在空間范圍內呈現出“北高、東高、南低”的格局,在時間尺度上表現為差距縮小的趨勢,行政和政策優勢對投入產出效率起著重要作用,“十五”至“十二五”國家總體的海洋科技投入產出效率由高速上升轉為穩中有進,并預測“十三五”海洋科技發展前景較為樂觀。在國家的大力支持下,海洋科技推動著國內海洋經濟快速發展,海洋科技、科技興海、灰色關聯分析等成為國內海洋科技研究的熱點。

圖3 中文樣本的高頻關鍵詞統計(頻次>1)
通過對中、外文樣本的高頻關鍵詞分析發現,海洋科技均是國內外研究的熱點,但是與國內相比,國外對海洋科技的研究熱度更高,受學者、專家們的關注也度更高,中國更多的是關注海洋科技促進產業結構轉型升級、增強海洋科技競爭力、提高海洋產業經濟效率,從而推動海洋經濟發展。
本文運用CiteSpace 軟件對來源于科學網核心合集的5 474 篇外文文獻和來源于中國知網核心期刊和CSSCI 數據庫的643 篇中文文獻進行分析,分別從發文量、作者合作、研究機構合作、研究熱點等方面分析國內外海洋科技領域的研究狀況,主要得出結論如下:
(1)國內的發文量滯后于國外,并且隨著時間的推移,國內外的發文數量差距在逐漸擴大。
(2)國內的文獻被引頻次低于國外,研究影響力較國外偏弱;國內研究起步晚,國內研究起步晚;國外偏重應用研究,而國內偏重理論研究。
(3)國內的高產作者發文量不及國外;國內的作者合作和研究團隊少于國外;國內外均沒有形成一批高產和高影響力的作者及研究團隊。
(4)國內外的主要研究力量均分布于高校;研究機構均主要集中于經濟較為發達的沿海地區;研究機構之間的合作相對較弱;中國研究機構的發文量高于美國。
(5)海洋科技均是國內外研究的熱點,與國內相比,國外對海洋科技的研究熱度更高;國內外的研究熱點主要有海洋科技、科技興海、模型、技術等。
海洋科技是引領海洋經濟發展的重要動力,是社會經濟發展的“助推器”和“催化劑”,對維護國家海洋權益、增強海洋國防實力、建設海洋強國具有十分重要的戰略意義,但是通過對國內外海洋科技相關研究現狀進行梳理發現,中國在海洋科技領域仍存在諸多不足,因此為提升中國海洋科技研究水平,助推國家海洋經濟發展,加快海洋強國戰略實施的步伐,本文提出以下對策建議:
(1)加大對海洋科技領域研究學者、機構的資金支持。科學研究的進行離不開資金的支持,充足的資金保障才能促使更多的學者投入到海洋科技領域,才能真正提升中國海洋科技的研究水平,才能夠提高中國海洋科技研究在世界范圍內的影響力。
(2)搭建學術交流平臺。通過舉辦海洋科技研究主題年會、海洋科技研究國際論壇、海洋科技研究講座等各種形式的學術交流活動,促進國內海洋科技領域的學者、專家開展國際交流與合作,與國際接軌,從而保障中國海洋科技研究始終處于國際前沿。
(3)完善教育培養體系。設置更多的海洋科技類專業,增加一定量的海洋科技類課程,擴大海洋科技類碩士、博士、博士后等高素質人才數量,培養更多的海洋科技研究的專業性人才,提高海洋科技人才的質量,提升海洋科技研究的成果轉化率,從而推動中國海洋經濟的發展。
最后,由于樣本來源數據庫的單一性及文獻數量不足等問題,可能會使本文的結果存在偏差,筆者將在后續研究中進行完善。