國內外甘薯研究態勢述評

唐朝臣 黃立飛 王章英

(廣東省農業科學院 作物研究所/廣東省農作物遺傳改良重點實驗室，廣州 510640)

甘薯[Ipomoeabatatas(L.) Lam.]作為全球第七大糧食作物，也是我國第五大作物，具有高產、穩產和多用途特點[1]。近些年，三大糧食作物在科研及生產上居核心地位，很大程度上保障了全球尤其我國的糧食安全[2]。雖然甘薯作為糧食的地位逐年下降，但由于其淀粉加工前景較好以及富含胡蘿卜素、富含花青苷等特殊營養保健功能成分而倍受國內外消費者重視，全球學者因而開展了廣泛且有深度的探究，為甘薯保健功能開發作出了重要貢獻[3-5]。有關甘薯的研究論文也呈逐年遞增趨勢，涉及的研究方向也越發多樣化，甚至出現“甘薯熱”，因此開展文獻計量分析，了解甘薯學科的研究現狀、研究重點和熱點，不僅對于把握該學科的整體發展態勢避免盲目跟風具有參考意義，更可期為甘薯相關研究者和決策者提供一定的科學參考。

文獻貫穿于整個科研過程，是體現研究成果的主要載體[6]；它的數量和質量能反映出科研的產出能力及活躍程度[7-8]。當前，無論是研究論文還是綜述文章，圍繞甘薯開展的前沿基礎研究和對某一方面以往研究進行整理和綜述，均可見諸多報道[1,5,9]，而基于文獻計量視角對國內外甘薯的發展態勢進行全面梳理的中、英文文章迄今未見公開報道。文獻計量學基于文獻事實，是對以往研究的梳理，以期發現研究的現狀與不足；它能從多方面多角度揭示學科的整體布局、發展方向和學科優勢，目前已廣泛應用于農業科學分析[10-12]。如，王煒等[8]使用Scopus和CNKI數據庫，對國內外發表于1985—2015年的有關甜高粱的論文進行了研究態勢分析。李曉等[10]采用文獻計量學方法，對超級稻研究的國家、作者、機構、載文期刊及研究內容進行了發文量和引證分析。鄔亞文等[11]分析了1998—2009年全球水稻文獻的數量和質量，發現中國水稻發文量增加最為明顯，而英國和美國發表的水稻論文質量最好。趙穎文等[13]基于文獻計量結果，分析了中國糧食安全問題熱點演變，并探討了糧食安全問題研究熱點的形成原因及內容。Padilla等[14]運用文獻計量學方法述評了全球有關硝酸鹽淋溶的研究態勢。He等[15]綜述了農業廢棄物管理的研究動態與發展趨勢，該研究結果對減少農業溫室氣體排放具有重要意義。也有國外學者利用文獻計量方法應用于全球農業用水可持續性、氣候變化與農業生產關聯等方面研究[16-17]。

文獻計量學方法是科研量化評價的重要方法[18]，通過該方法可以明確某一領域研究實力較強的機構或個人以及重點學術期刊，有助于相關學者追蹤前沿研究和科研選題。正如國家自然科學基金委員會發布的《學科發展態勢評估系列研究報告》和教育部開展的學科評估和“雙一流”建設論證，都不同程度用到了文獻計量數據[2]。同時，該研究方法的價值也獲得了一些國家政府的認可，相繼資助了一些學者開展相關研究[12-13]。截至目前，關于國內外甘薯研究態勢方面的研究鮮有報道。因此，本研究基于Web of science(WoS)核心合集和中國知網(CNKI)數據庫，對2000—2019年國內外發表的甘薯科技論文進行分析，旨在明確甘薯領域的研究現狀、研究熱點和發展態勢，以期為甘薯研究者和政策制定者提供參考。

1 研究方法

1.1 數據來源

本研究數據來源于兩部分，英文文獻信息來源于科睿唯安WoS核心合集Science citation index expanded (SCI-E)數據庫(http:∥www.webofknowledge.com)，檢索標題含有“Sweet potato”或“Sweetpotato”或“Ipomoeabatatas”，類型為“Article”，語言為“English”，時間跨度為2000-01-01—2019-12-22發表的SCI文獻。中文文獻信息來源于CNKI(http:∥www.cnki.net)，在高級檢索中，“文獻分類目錄”默認全選，在導航欄中選擇“期刊”，來源類別勾選“核心期刊”，以篇名為“甘薯”檢索2000-01-01—2019-12-22期間發表的中文文獻。

1.2 評價指標

發文量、總被引用次數、篇均被引次數和H指數(h-index)可用于揭示學科或專業研究中的相互關系、客觀反映論文的使用價值和期刊質量等，是評價國家、機構、個人的學術影響力的參考指標[11,19-21]。另外，本研究還采用的評價指標如下：

式中：ηmax為最高產作者發表的論文數，論文數在M篇以上的作者為核心作者[22]。

2 結果與分析

2.1 甘薯全球總產量和研究論文發表量

由圖1可知，2000—2009年，全球甘薯總產量逐年呈下降趨勢，2010—2019年平穩略有上升。而此期間有關甘薯的研究論文產出呈不一樣發展趨勢；通過WoS核心合集(SCI-E)和CNKI數據庫分別檢索獲得英文文獻2 715篇和中文文獻 2 487 篇。WoS核心合集收錄的甘薯研究論文呈穩中有增態勢，從2000年的68篇增加到了2019年的297篇(2019年截止日期為12月22日，非全年數據)，增幅為337%；從線性擬合結果看，平均每年增加8.9篇。相比之下，CNKI數據庫檢索逐年發表的中文核心文章數量呈先上升后緩慢下降趨勢(圖1)，2012年發文量達到頂峰(202篇)。

2000—2018年世界甘薯總產量數據源自聯合國糧農組織(http:∥www.fao.org/faostat/zh/#data/QC)，2019年相關數據未公布。2019年論文發表量統計截止時間為2019年12月22日。The production of sweet potato from 2000 to 2018 is from FAO (http:∥www.fao.org/faostat/zh/#data/QC) and the data for 2019 is not released. The number of articles published in 2019 is non-annual data, and the deadline is December 22th, 2019.圖1 2000—2019年甘薯相關文獻數量和世界甘薯總產量的變化Fig.1 Distribution of papers related to sweet potato and world production of sweet potato from 2000 to 2019

2.2 甘薯研究的主要國家、機構和作者

2.2.1核心研究國家

從WoS核心合集(SCI-E)數據庫中檢索得出近20年共有103個國家/地區發表過甘薯相關論文，本研究將發文總量排前10的國家/地區列于表1，及對應的歷年發文數量變化情況，見圖2。2000—2019年，中國、美國、日本和韓國位列發文總量前4，占全球發文總數的72.5%，H指數也均超過30，故而研究實力處于國際領先地位。與美國、日本和韓國較為平穩的發展態勢不同(圖2)，中國是甘薯領域發文量增速最快的國家，尤其從2005年開始增長迅猛，并于2009年開始超越美國，一直穩居發文量全球第一。另一個呈增長態勢的國家是巴西，于2015年開始甘薯論文發表量逐年遞增。篇均被引次數方面，英格蘭、烏干達和日本較高；中國雖然是甘薯發文量最多的國家，但篇均被引次數僅為13.3，位列第7。總體而言，美國在發表論文的數量、質量上展現出較強的科研實力。

由圖3可知，中國、美國和日本等國家的科研人員表現較為突出的合作態勢，尤其中、美兩國是全球合作發表甘薯論文最多的國家，并且遠遠領先于其他國家間的合作。此外，中國的科學家與韓國、法國和澳大利亞一些學者也有較為緊密的科研合作。

2.2.2核心研究機構

由表2可知，2000—2019年全球有1 918個研究機構發表過甘薯研究論文。發文量前10的機構中，有5個是大學。中國農業科學院、美國路易斯安那州立大學和中國農業大學位列發文量前3，領先于其他科研機構。在全球發文量前10機構中，有3個來自中國，包含臺灣中央研究院；美國也有3家機構入圍，此外英國、韓國、秘魯和烏干達各1家。從篇均被引次數上來看，國際馬鈴薯中心最高，24.8，是引領世界甘薯研究發展的重要力量。

CNKI檢索出甘薯發文量的結果表明(表2)，中國農業科學院是發表甘薯研究論文最多的機構，總被引次數和H指數第一，顯示出其在甘薯領域具有極強的科研實力。排名前10的機構中，大學占70%，尤其農科類大學是甘薯領域科技創新體系中的重要力量。值得一提的是，中國農業大學、山東農業大學和浙江大學在篇均被引次數和H指數上表現不俗，展現出較高的學術水平，也顯示出上述機構在甘薯領域的影響力。

表1 2000—2019年世界甘薯發文量前10的國家(地區)Table 1 Top 10 countries (territories) with the most published sweet potatoarticles in the world from 2000 to 2019

圖2 2000—2019年主要國家/地區(a)和重點國家(b)甘薯文章發表數量變化Fig.2 Distribution of papers related to sweet potato in top 10 countries/territories (a) and top 4 countries (b) from 2000 to 2019

2.2.3核心研究作者

經WoS數據庫檢索可知，在2000—2019年最高產作者的發文量為68篇，由普萊斯公式求得M=6.2 篇，即近20年發文量>7篇的作者均是核心作者。表3可知，在全球甘薯界最高產活躍的群體中，前10的作者中，有6位來自中國，韓國有3位，僅有1位來自烏干達，這說明甘薯界最高產的作者集中在中國，占據了該領域的絕對優勢。其中，韓國生物科學與生物技術研究所Kwak Sangsoo發文量最多，總被引次數和H指數第一，表明該作者既高產又高效，其學術論文在國際上頗具影響力。中國農業大學劉慶昌教授、翟紅教授和中國農業科學院木泰華研究員在發文量、被引次數和H指數上同樣表現優異，應被視為當今世界甘薯學科的重要科學家。從篇均引用次數來看，來自韓國生物科學與生物技術研究所的Lee Haengsoon是唯一超過20篇次的作者，優勢明顯。

由表3可知，來自江蘇農業科學院和江蘇徐州甘薯研究中心的學者表現出色，共有7位作者；其中江蘇農業科學院謝一芝研究員排名第一(61篇)。中國農業科學院、山東農業大學和浙江農林大學各有1位學者入圍前10，其中山東農業大學史春余教授在總被引次數、篇均被引次數和H指數指標上最高，領先于其他高產專家學者，表明其在甘薯研究方面具有較高的學術影響力，既擁有了數量，也保證了質量。

甘薯領域科研合作網絡關系的分析；不同顏色代表不同國家(地區)。Analysis of global cooperation network in the field of sweet potato research. Different colors represent different countries (territories).圖3 2000—2019年甘薯研究論文的國家/地區之間合作關系分析Fig.3 Cooperation network of countries for research on sweet potato range from 2000 to 2019

表2 2000—2019年甘薯發文量前10名研究機構Table 2 Top 10 research institutions with the most published sweet potato articles from 2000 to 2019

表2(續)

表3 2000—2019年甘薯發文量前10名的研究學者Table 3 Top 10 research authors with the most published sweet potato articles from 2000 to 2019

表3(續)

2.3 高被引和高分論文

2.3.1SCI論文

由表4可知，高被引10篇SCI論文中，日本獨占3篇，美國2篇，中國2篇(所屬機構為廣東省農業科學院和西南大學)，肯尼亞、韓國和南非各1篇，進一步印證了甘薯高水平研究以日本和美國主導居多。從研究方向上看，共有6篇論文涉及食品科學。從中國科學院SCI期刊分區來看，共有6篇文章發表在國際頂級期刊上，其中《FoodChemistry》刊載 2篇。截止目前，影響因子>10分的論文僅有3篇(化學1篇和植物學2篇)，澳大利亞、中國和美國各1篇(表4)，表明中國學者科研水平在個別領域領跑全球。

2.3.2中文論文

由表5可知，在CNKI數據庫被引次數最高的10篇中文論文中，所屬機構為大學的有8個；其中有4篇論文來自貴州大學的張明生教授，總被引用量為1 038次，研究內容均為甘薯抗旱生理生化方面，這說明甘薯抗旱研究受到了國內同行的廣泛關注。另有3篇為綜述文章，分別為徐州甘薯研究中心馬代夫研究員發表的2篇和西南大學溫桃勇發表的1篇。來自合肥工業大學姜紹通教授、山東省農業大學史春余教授和遼寧師范大學王關林教授各有1篇入選，研究內容涉及甘薯營養成分與功能方面。

2.4 出版刊物分析

本研究基于WoS數據庫共檢索到619種SCI期刊出版過甘薯論文，按刊文量進行排序，并將排名前10的期刊列于表6。載文量最大的期刊為《FoodChemistry》，為81篇，同時其總被引次數、篇均被引次數、H指數和影響因子較高，是甘薯食品領域的頂級期刊。此外，《JournalofAgriculturalandFoodChemistry》在篇均被引次數、H指數和影響因子指標上表現優異，被視為本領域的熱門期刊。

由CNKI檢索發現，《江蘇農業科學》載文量最大，為172篇(表6)，但在篇均被引次數、H指數和影響因子指標上均表現較低。《食品科學》在總被引用次數、篇均被引次數、H指數和影響因子方面，表現最為優異，說明該期刊影響力及被同行認可度較高。

表6 2000—2019年甘薯發文量前10名的期刊Table 6 Top 10 research journals with the most published sweet potato articles from 2000 to 2019

2.5 學科分類和關鍵詞分析

統計甘薯研究論文的學科分類情況，有利于了解與掌握各研究方向的進展情況，明確未來的研究重點。如圖4(a)和4(b)所示，2000—2019年發表的SCI文獻中(WoS)，食品科學類的論文最多(29.4%)，依次為植物科學(21.0%)、應用化學(11.8%)、農藝學(11.1%)等。中文文獻中(CNKI)，作物學占到文獻總量的50.4%，其次為食品(23.4%)和植物保護(10.3%)等，表明在與甘薯產業和生產聯系較密切的農學和植保等方向上的研究力量相對較強。

關鍵詞能準確反映研究成果的核心內容，了解高頻關鍵詞的情況，有助于掌握研究熱點的趨勢。本研究將統計后的關鍵詞按照次數出現由高到低的順序進行排列，將詞頻前20關鍵詞進行詞云可視化(圖4(c)和(d))。可以看出SCI論文對甘薯研究的關注點集中在甘薯淀粉、花青素、抗氧化、紫薯、營養成分、甘薯葉等方面(圖4(c))。在中文論文中，紫薯、產量、淀粉、品種選育、品質、栽培種植、葉菜等關鍵詞的出現頻率較高(圖4(d))。同時在中、英文文獻出現的高頻關鍵詞有紫薯、淀粉、花青素、品質和葉菜，為甘薯研究的熱點。

圖4 2000—2019年發表的甘薯論文學科分類及關鍵詞詞頻分析Fig.4 Subject classification and keywords frequency analysis with the published sweet potato articles from 2000 to 2019

2.6 基金資助情況

項目基金資助情況，可以反映出研究領域的熱點和前沿，也一定程度上決定了科研成果的產出。WoS統計結果表明，近20年共有1 589個資助機構提供了經費用于甘薯研究，地理位置分布較為廣泛，主要集中在較大發展中國家和經濟發達的國家。將各項基金資助的發表論文數量進行排序，發現前9中有5個資助基金項目源自中國，2個為巴西政府資助(表7)，這一結果很大程度上解釋了近年來中國和巴西甘薯發文量快速增長的原因。源自中國國家自然科學基金項目資助發表的論文有276篇，占比10.2%，其總被引次數和H指數均最高，遠遠領先于其他基金項目，其次是國家現代農業產業技術體系建設專項的資助。

表7可知，1999—2019年，在已發表的中文學術文章排前10中，國家級基金資助的項目論文557篇，占總發表論文的22.4%；其中受國家自然科學基金項目資助的論文最多(252篇)，同時總被引次數和H指數也最高。國家科技攻關計劃資助的論文數僅有23篇，但在篇均被引次數上表現十分突出，高達73.4，做到了少而精，表明受資助人學術影響力較高，資助成果成為了引領中國甘薯研究發展的重要力量。數據統計范圍內，入圍前十的基金資助項目有5個來自省市級，如江蘇省、河南省、重慶市、福建省和四川省，共資助發表論文為138篇；特別是受重慶市科技攻關計劃和福建省自然科學基金資助發表的論文在數量和質量上具有較高的影響力。

表7 2000—2019年甘薯研究論文基金受資助情況Table 7 Funding support sweet potato research from 2000 to 2019

3 討 論

據聯合國糧農組織(FAO)數據，2017年全球有118個國家/地區栽培甘薯，本研究檢索到有103個國家/地區發表過甘薯相關SCI論文，這充分證明農事實踐與科研活動是相輔相成和相互促進的。2000—2011年，我國甘薯種植面積逐年下降，但仍占世界甘薯種植面積50%以上；總體在甘薯種植面積下降、生長環境變差的情況下，仍然維持鮮薯總產約1億t的水平，這離不開甘薯科研工作者和種植者的共同努力[36]。隨著生活水平的日益提升，人們愈加重視甘薯的品質及其保健功能[5,45]，已成為農業科研工作者切實努力的研究方向。本研究開展甘薯文獻計量學分析，對甘薯學科的發展態勢進行述評具有重要的現實意義，一方面可以掌握國內外甘薯研究力量分布情況，另一方面可為相關科研人員和決策者提供參考。

文獻是科研工作者長期潛心鉆研的智慧結晶，記錄了人類在科技方面取得的進展，對推動科學技術的進步具有重要作用[11]。本研究統計發現，21世紀以來中國科技工作者發表的論文數量一直在增加，主要是因為近20年中國政府對科技創新的持續投入和科學家們的不懈努力，論文的產出隨之大幅度增加。當前，中國的甘薯SCI論文總量增長最快，其總量已躍居世界第一。但從文獻的質量來看，無論是文獻篇均引用次數、H指數還是高被引論文，文獻的質量與美國和日本等發達國家相比，還有一定的差距。這與劉彬等[2]對三大糧食作物基礎研究進行文獻計量視角的宏觀分析結論類似，雖然我國在一些學科領域已經走在世界前列，但要占據世界主流地位，仍需政府持續加大投入和科技人員協同攻關。當前，有關主管部門也意識到科研論文應數量與質量并舉，近年一直增加基礎研究領域的科技投入，并支持、鼓勵與日本、美國等國一流科研機構的訪問、交流、學習、合作等，旨在進一步提升中國甘薯的基礎研究水平。此外，管理部門今后在評價單位和個人學術水平時，重點應以論文的質量為主，輔助看論文數量；避免出現個別學者為了論文數量，將一篇論文拆成若干篇，導致論文水平下降情況[11]。最后也最重要的是，科技人員需要潛心科研，提升自身的創新能力，做到真正科技創新。預計在可見的未來，中國學者發表的文章水平總體會處于金字塔頂端。

對于甘薯研究人員而言，應加強對國際馬鈴薯中心、美國北卡羅來納州立大學和路易斯安那州立大學、日本國家農業與食品研究組織、韓國生物科學與生物技術研究所、中國農業科學院、中國農業大學等研究機構的關注，它們在甘薯領域研究整體水平較高，成績卓越，在國際上具有較強影響力，值得專家學者們跟蹤研究。在中文文獻中，中國農業科學院、徐州甘薯研究中心和中國農業大學分別在發文量和文章質量上處于領先地位，在國內具有一定學術影響力，值得國內同行取經學習。對甘薯研究內容統計可以看出，甘薯食用方面的研究一致受到國內外的廣泛關注；食品科學、植物科學類的英文文獻最多，尤其發達國家的學者更偏向基礎研究；中文文獻內容多涉及與甘薯產業和生產聯系較緊密的農學和植保等應用研究方向上。鮮食、特用(紫肉、葉菜用)甘薯將是研究的重中之重[4,5,46]，而圍繞這些熱點如紫薯、淀粉、花青素、品質和葉菜用甘薯等開展的生理生化、分子生物學、貯藏保鮮、綠色高效栽培技術等研究相對薄弱[5,47]；建議國家自然科學基金委等相關部門加大對這些方面研究的引導和立項支持。

總之，我國現已成為世界上科研論文發展規模最大、成長最快的國家；然而，目前我國科技期刊總體上質量不高，與科研大國地位不相稱。甘薯領域的十大熱門SCI期刊無一來自中國(表6)，其中美國占據6席，英國有2個期刊入圍且均為優秀期刊(JCR分區Q1)，表明美、英兩國創辦的科技期刊在薈萃科學發現和引領科技發展上依舊優勢明顯。本研究在統計發文量前10的中文核心期刊發現，總體上出版甘薯學術文章的科技期刊質量不高，雖很大程度上受國內學者將一流的研究成果發表至國外SCI的影響，但若不改善這一局面將無法滿足科技強國建設的需求。因此，現階段以世界一流科技期刊建設來帶動我國科技期刊的整體發展已刻不容緩，亟需在農業學科領域涌現出具有國際影響力的一流期刊，進一步夯實我國國家科技競爭力和文化軟實力。

4 結 論

近20年來，得益于改革開放帶來的經濟騰飛和國家對科技人才戰略的重視，我國在甘薯領域的研究處于蓬勃態勢，SCI論文產出增長迅猛，在發文量、研究機構和核心作者數量指標上均為全球第一，總體居世界第一梯隊，擁有與甘薯種植第一大國匹配的地位。但學術質量提升還未跟上，無論篇均引用次數、高被引論文比例還是H指數與一流頂尖水平還有差距，具體表現在優勢科研單位和學者個體相對較少，所發論文質量總體不是很高，高被引論文稀缺，頂尖研究機構數依然較少，以及尚未有國際影響力的學術期刊。當前，國內外圍繞甘薯研究均側重于農業和食品科學方向，研究熱點集中于紫薯、淀粉、花青素；鮮食、特用(紫肉、葉菜用)甘薯將是今后研究的重中之重。值得肯定的是，我國科研人員在解決與甘薯產業和生產較為密切的應用研究中給予了足夠關注，開展了大量富有成效的工作。建議未來繼續加強以甘薯生產亟待解決的問題為導向，統籌布局基礎與應用研究，為科技創新，服務三農提供支撐。