數字科研信息生態位構建的模型及其應用探究

康蠡

(海南政法職業學院 海南海口 571100)

科研活動是一項高度依賴信息的探索活動，因此對科研信息的關注始終是科研研究的重要話題。近年來，隨著生態學理論和方法向科研信息領域的滲透，從生態學角度研究科研信息問題日漸引起人們的重視，關于科研（學術）信息生態的成果不斷涌現。婁策群等人指出了出版體制改革對學術成果信息生態系統中學術成果信息、學術成果信息主體以及學術成果信息環境的影響[1]。葉磊從定性和定量兩個方面分析了數字環境對學術信息生態系統健康的影響，針對這些影響從4個方向提出了促進學術信息生態系統健康發展的策略[2]。劉惠等人剖析了社交媒體學術信息生態系統的靜態和動態結構，并結合其存在的信息生態失衡問題，給出了優化社交媒體學術信息生態系統的5 點措施[3]。肖鈉分析了電子書產業鏈信息協同的動因及影響因素，提出了基于信息生態鏈的學術電子書產業鏈信息協同模式，結合學術電子書產業鏈信息協同服務的基礎建立了學術電子書產業鏈信息協同服務的平臺模型[4-5]。李宇佳等人則結合信息生態理論和學術新媒體知識產生的流程，析出了學術新媒體信息生態鏈多元主體協同價值共創的構成要素，并闡述了其協同價值共創的模式及該模式的驅動路徑[6]。這些成果為審視和解決科研信息問題提供了新的視角，對深化科研信息生態認識、推動科研信息生態建設起到了積極作用，但其所涉對象主要集中于科研信息生態系統和科研信息生態鏈兩個方面，很少關注科研信息生態位尤其是數字科研信息生態位問題。就實際而言，在科研信息生態中，科研人的信息活動除了與科研信息及科研信息環境有關外，也受到科研信息生態位的深刻影響。數字科研的興起開創了科研活動的新范式，也對科研人提出了更高的要求，要想在日益激烈的科研競爭中保持優勢并取得發展，就必須動態地對數字科研信息生態位進行構建，而借助相關模型來揭示數字科研信息生態位構建的機理則是推動數字科研信息生態位構建的前提。基于此，本文以生態位構建理論為基礎，嘗試建立數字科研信息生態位構建的數理模型，并對其進行實證檢驗。

1 模型的理論基礎

1996年，Laland等人提出了生態位構建的概念，將其定義為有機體通過自身的新陳代謝、選擇和活動，部分地創建或毀滅其（或其他有機體）生態位，進而確定自身生態位的現象，同時運用雙點種群基因模型做出如下推斷：生態位構建可能導致進化慣量與動量變化，也能導致其有害的等位基因的修復，生態位構建能支持或消除穩定的多態現象，引起不平衡等[7]。這一論斷不僅反映了物種與環境變化間協同進化的規律，而且也揭示出物種對可變環境的反饋作用，為物種進化動力研究提供了新思路[8]，因而逐漸受到廣大學者的重視。此后，生態位構建思想不僅被應用到眾多自然生態問題的研究中，而且也被廣泛應用于人類學、經濟學、管理學、教育學等領域。在此過程中，國內外眾多學者對生態位構建的機理、效應等進行了深入探索，并從不同角度提出了生態位構建的諸多模型，如基于生態位構建的集合種群關系模型[9]、種群生態位構建的空間模型[10]、種群生態位構建的動力學模型、適宜度模型和進化動量模型等[11-12]。生態位構建理論顯示，生態位構建是物種進化過程中的一種普遍現象，能引起有機體與環境的相互作用與共同演化，其表明生物體不但可以適應環境，而且可以對環境做出改變，使之朝著有利于生物體的方向演化。生態位理論蘊含了眾多生態學知識，其所揭示的生命本質和現象同樣適用于描述信息人與信息環境之間的作用關系，故而可以為數字科研信息生態位構建模型的設計提供理論和方法支持。

2 相關模型的確定

從學科交叉的角度看，數字科研信息生態位構建乃是生態位構建理論在數字科研信息領域的具體運用和體現，其是指科研人部分地創建或毀滅其數字科研信息生態位，進而確立自身數字科研信息生態位的過程[7]，透過這一過程能夠探視和明晰科研人與數字科研信息環境的相互作用機制。出于研究需要，本文主要從生態位構建的進化慣量和進化動量兩個方面對數字科研信息生態位構建進行建模。

2.1 進化慣量模型

在生態位構建過程中，新的生態位構建活動的開始和種群對生態位修復的選擇壓力的反應之間存有時滯，時滯的作用會使物種產生進化慣量（即對物種進化慣性的度量）[13]。進化慣量反映了物種對環境資源的適應程度，因此常以生態位適宜度來衡量。同樣，在數字科研信息生態中，科研人的信息生態位構建也會產生進化慣量，它能夠反映科研人對數字科研信息環境的適合程度與在數字科研信息生態中的競爭力和可持續發展能力。

對于如何刻畫生態位構建的進化慣量，生態學界目前已經設計出眾多相關的模型，包括限制因子公式、相似性公式以及加權平均公式等。其中，由林紅、李自珍提出的生態位進化慣量公式，因在觀測因子存在較大變幅時所測量的結果具有較寬的分布范圍而在更多領域（尤其是社會科學領域）得到了應用[14]。為此，本文借用該公式來衡量數字科研信息生態位構建的進化慣量。基于Hutchinson 的多維超體積生態位概念，假設數字科研信息場域中的科研人利用了n個相關的數字科研信息生態因子，令xij、xaj（i=1,2,…,m；j=1,2,…,n）分別為數字科研信息生態因子j的現實生態位和最佳生態位，則數字科研信息生態位構建的進化慣量模型[10]為

式（1）中：Hi為科研人i在數字科研信息環境中的進化慣量，它的值越大，表明科研人對數字科研信息環境的適合程度越高，就越有利于科研人開展數字科研信息活動，推動數字科研工作的發展；α為參數（0≤α≤1），一般可取α=0.5 進行計算[10]；ωj為數字科研信息生態因子的權重，體現各因子對數字科研信息生態位構建的影響水平。

2.2 進化動量模型

生態位構建的時滯效應除了會導致進化慣量外，也會產生進化動量。所謂進化動量，就是物種現實生態位對其最佳生態位的趨適作用的強度，其通常跟現實生態位與最佳生態位的距離有關，二者距離越大物種的進化慣量就越大，反之則越小。對科研人來講，由于各種條件的限制，其現實數字科研信息生態位與最佳數字科研信息生態位之間總是會存在一定的距離，且前者往往會對后者表現出趨適性，因此也會引致進化動量。雖然進化慣量能夠衡量數字科研信息生態位現實狀態與理想狀態的貼近程度，揭示科研人對數字科研信息環境的適應性，但不能反映數字科研信息生態位的未來發展趨勢和速度。為了從發展潛力的角度評判數字科研信息生態位適宜度的提升空間，需要進一步引入進化動量模型[15]。參考有關研究成果，提出數字科研信息生態位構建的進化動量函數[12]如下：

式（2）中：xij、xaj（i=1,2,…,m；j=1,2,…,n）表征的含義與式（1）中的含義相同；Di為科研人i在數字科研信息環境中的進化動量，其值越大，說明科研人的現實數字科研信息生態位與最佳數字科研信息生態位的距離越遠，現實數字科研信息生態位對最佳數字科研信息生態位的趨適作用也就越強，其（前者）提升的空間和可能性也越大。

3 模型的實證應用

為了檢驗以上模型的合理性和可行性，下面以高校教師這一典型的科研信息人為對象，通過調查和公開資料，分別就數字科研信息生態位構建的進化慣量和進化動量展開測量與分析。

3.1 數據收集與處理

根據研究需要并考慮數據的可靠性、易獲得性，采取非概率抽樣的方式，選取海南省6所高校（普通高校和高職院校各3 所）有著豐富數字科研信息活動經驗（8年以上）的6名教師（分別來自教育學、管理學、計算機、語言學等學科）作為研究樣本，對其2017—2021年間數字科研信息生態位的構建情況展開測量。在評價指標方面，基于前期研究結果，將數字科研信息生態位分為數字科研信息資源（R）、數字科研信息時空（T）和數字科研信息功能（F）這3個維度，然后對應各維度細分出46個測評點。其中，數字科研信息資源維包含閱讀數字科研本體信息的數量、利用的數字科研信息的品質等13個測評點，數字科研信息時空維包含參加數字科研信息活動的時間、所在單位數字科研信息活動氛圍等14個測評點，數字科研信息功能維則包含完成各級各類科研項目數、論文發表情況等19 個測評點（如表1 所示）[16]，進而利用收集到并經過標準化處理的46個測評點的數據進行驗證。

表1 數字科研信息生態位構建的評價指標

3.2 計算結果及分析

首先，根據式（1）和數據求出：

然后將這3個數據和46個測評點的標準化數據及其權重分別代入式（1）和式（2），測算6 位教師數字科研信息生態位構建的進化慣量和進化動量（若教師某個測評點的數據為0，則其該測評點的進化慣量計為0），結果見表2。

表2 6位教師數字科研信息生態位構建的進化慣量與進化動量

由表2可見：6位教師各維度數字科研信息生態位的進化慣量整體上呈現出數字科研信息資源維（RHi）＞數字科研信息時空維（THi）＞數字科研信息功能維（FHi）的態勢，而3 個維度的進化動量（RDi、TDi、FDi）則呈相反的分布趨勢，說明這些教師數字科研信息功能維的適宜度總體上還偏低，相較于其他兩個維度，其構建的難度也要大很多。總體來看，在進化慣量方面，教師5 的值最高，說明其現實數字科研信息生態位最貼近其最佳數字科研信息生態位，其對數字科研信息環境的嵌入和適應程度最高，在由6 位教師組成的科研信息生態種群中，具有最強的綜合實力和競爭優勢。教師2、教師3、教師1和教師4分列第2位到第5位，他們的進化慣量十分接近，但與教師5有一定的差距，說明他們對數字科研信息環境的嵌入不如教師5，但彼此的數字科研信息生態位適宜度大致相當。教師6由于各維度得值都比較低，其數字科研信息生態位的進化慣量也最低，顯示其現實數字科研信息生態位與其最佳數字科研信息生態位的距離最遠，他在數字科研信息生態中的綜合實力也最弱。就進化動量而言，6位教師大體分成了3個層次。居于第一層次的是教師6 和教師2，他們的值分別排名第一和第二，顯示其數字科研信息能力相對最弱，但他們的數字科研信息生態位的提升空間最大，雖然目前其數字科研信息生態位適宜度最低，但如果采取有效措施，其數字科研信息活動能力和競爭力將有大幅度提高。教師1 和教師4比教師6 和教師2 略遜一籌，居于第二層次，說明這兩位教師的數字科研信息生態位的提升空間和潛力也比較大，其數字科研信息競爭力有得到較大增強的可能。教師5 和教師3 分別以3.505 和3.854 的值位列最后兩位，說明他們的數字科研信息生態位總體上比其他4位教師更加成熟，相應能夠提升的空間也更小。

另外，從表2數據來看，無論是在分維度還是數字科研信息生態位整體層面，各位教師的進化慣量與其進化動量均呈現出負相關關系，這與生態位構建理論的結論完全一致。針對前兩點分析，筆者最后采用主觀評價法，由熟悉這些教師的專家對其進行研判，發現通過模型得出的結果與6位教師的數字科研信息活動實際總體相符。

4 結論與啟示

科研信息生態位構建是科研人與科研信息環境協同演化、獲取并維持競爭優勢的重要機制，對數字科研信息生態位構建的畫像可以揭示數字科研信息生態位構建的本質、規律及現狀，評估相關政策與科研人數字科研信活動的效果，為數字環境下科研信息生態位的選擇、調整和優化提供依據，從而推進科研工作更好地發展。本文在借鑒國內外相關研究的基礎上，將生態位構建理論與方法引入數字科研信息領域，針對數字環境下科研信息活動的特點，建立了描述數字科研信息生態位構建的數理模型，并以海南高校的部分教師為例，對模型進行了應用。測算結果顯示：本文建立的數字科研信息生態位構建的進化慣量和進化動量模型基本上能夠反映數字環境下科研信息活動的狀態特征，說明在數字科研信息生態位分析中應用生態位構建模型具有可行性和合理性——它可以從數學角度對數字科研信息生態位構建機理進行量度和解釋，為數字科研信息生態位的評價、選擇及優化提供有效的分析工具。由分析結果來看，近年來，海南高校教師的數字科研信息生態位構建取得了積極進展，但在不同維度和不同學校的教師之間存在較大差異，其進化慣量總體上表現為“科研信息資源維＞科研信息時空維＞科研信息功能維”，而進化動量則呈相反的態勢，預示在未來的數字科研信息生態位構建中，應著重加強教師的數字科研信息功能建設，強化數字科研信息活動對經濟社會需求的嵌入，力求在科研信息成果的產出及其影響力的提升方面取得突破。