基于Web of Science的中國海洋學科發展現象與研究熱點分析

摘要：21世紀以來，建設海洋強國成為全面提升我國綜合實力、助推實現中華民族偉大復興的國家重大戰略任務。在此背景下，本研究基于文獻計量和知識圖譜分析方法，以2001—2020年我國學者在Web of Science數據庫海洋學科中發表的34 249篇研究論文為對象，利用CiteSpace軟件對我國海洋學科的研究熱點、機構分布、合作網絡、知識基礎、研究趨勢等方面進行系統分析，并總結20年間我國海洋學科的科研發展歷程及規律。該研究不僅有助于全方位掌握我國海洋學科的研究現狀，而且對研判我國海洋學科研究的未來發展趨勢具有重要價值。

關鍵詞：海洋學科；文獻計量；CiteSpace軟件；Web of Science數據庫

中圖分類號：G353.1；P7 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）06-0-06

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.06.034

Analysis of the Development Phenomena and Research Hotspots of Marine Discipline in China Based on Web of Science

CHENG Siyu1，4， JIANG Fan2， WANG Yu3， ZHANG Chuanlun1，4，5， MA Jinyuan2

（1. Department of Ocean Science and Engineering， Southern University of Science and Technology （SUSTech）; 2. Center for Higher Education Research of SUSTech; 3. SUSTech Library， Shenzhen 518055， China; 4. Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory （Guangzhou）， Guangzhou 511458， China; 5. Shanghai Sheshan National Geophysical Observatory， Shanghai 201602， China）

Abstract： Since the 21st century， building a maritime power has become a major national strategic task to comprehensively enhance China's comprehensive strength and boost the realization of the great rejuvenation of the Chinese nation. In this context， based on bibliometrics and knowledge graph analysis methods， taking 34 249 research papers published by Chinese scholars in the marine discipline of Web of Science database from 2001 to 2020 as the objects， this study uses CiteSpace software to systematically analyze the research hotspots， institutional distribution， cooperation networks， knowledge foundation， research trends， and other aspects of China's marine discipline， and also summarizes the scientific research development process and laws of China's marine discipline over the past 20 years. This study not only helps to comprehensively grasp the current research status of China's marine discipline， but also has important value in assessing the future development trend of China's marine discipline research.

Keywords： marine discipline; bibliometrics; CiteSpace software; Web of Science database

海洋面積占地球表面的70%，海洋在資源儲存、生物地球化學循環、維護生物多樣性和調節氣候變化等方面發揮著至關重要的作用。此外，海洋與人類互動，孕育了人類文明。從國家形態產生之初的部落城邦，到15世紀大航海時代以來，世界趨于整體化發展，人類文明對海洋的認知經歷了由活動范圍的邊際到不同文明之間接觸的媒介，再到國家間博弈場所的一系列變化[1]。

21世紀，隨著人口膨脹和環境惡化等全球問題的出現，陸地資源正以驚人的速度枯竭[2]。海洋蘊藏豐富的自然資源，但仍待充分開發。因此，人們更多地將注意力轉向海洋領域。如此一來，巨大的壓力和高強度的干擾對海洋生態系統的結構與功能造成了巨大威脅[3]。另外，人類與海洋的頻繁互動進一步加深了人們對海洋生態系統屬性的了解。海洋學科研究逐漸從對自然屬性的認知豐富和演變為對社會、經濟和政治屬性的認知。這種多屬性形成了海洋學科研究跨學科、多領域和多范式的特性。同時，當前的海洋學科研究相對分散化、碎片化，難以通過內容分析掌握整體特征和演進趨勢。現已證明，可通過文獻計量法合理、可靠地對海量海洋學科研究文獻數據進行多變量動態分析[4]。

新時代，我國堅持陸海統籌，加快建設海洋強國，我國海洋領域研究的重要性與影響力不斷提高。近年來，我國學者圍繞海洋文化、國際大洋發現計劃、冰川研究、牡蠣研究等，分析熱點研究趨勢、科研合作與知識基礎等[5-9]。然而，海洋學科細分領域范圍有限，少數場景以國家為中心，這些均說明這樣一個事實——基于文獻計量學的海洋學科研究仍有較大拓展空間。中國學術界在全球海洋科學研究領域日益發揮重要作用，有必要調查中國海洋學科的演進模式。目前尚沒有涵蓋海洋學科所有論文的數據源，本文收集2001—2020年我國學者在Web of Science數據庫中所發表的海洋學科研究論文，并以此為研究對象，從多個方面分析中國海洋學科研究的文獻計量特征，即我國海洋領域的研究熱點、機構分布、知識基礎與研究趨勢等。

1 數據和方法

1.1 數據來源和編碼

本研究數據來源于美國科學信息研究所Web of Science數據庫，對檢索條件進行設置，“Web of Science Index（科學網索引）”設定為“SCI（科學引文索引）”或“SSCI（社會科學引文索引）”，文章類型設定為“articles（論文）”或“review articles（文獻綜述）”，國家設定為“China（中國）”，自定義年份范圍為2001—2020年，在此基礎上，對檢索方法進行了探索。

參考往年關于海洋學科的文獻計量學文獻，第一組將主題詞設定為“ocean（海洋）”或“marine（海的）”或“sea（海）”或“seawater（海水）”，搜索得出93 240個結果。參考MITCHELL[10]使用Web of Science學科分類的方法，第二組將學科分類設定為“Oceanography or Marine Engineering or Fisheries or Marine and Freshwater Biology（海洋學、海洋工程、漁業或海洋與淡水生物學）”，對第一組、第二組檢測結果進行去重和整理，再分別與第三組進行并集處理。通過分析得出第一組有許多帶“sea”的非相關文獻，第二組準確性提高，但多出淡水養殖的文獻，且缺少海洋領域的人文社科管理類文章，因此人工篩選并剔除Fisheries（漁業）與Marine and Freshwater Biology（海洋與淡水生物學）中淡水養殖相關的期刊，同時加入5個期刊，即Marine Drugs（海洋藥物），Marine and Petroleum Geology（海洋和石油地質學），Marine Policy（海洋政策），Marine Micropaleontology（海洋微體動物學）和Ocean Development and International Law（海洋開發與國際法）。最終共檢索獲得2001—2020年海洋學科研究領域中國參與發表的SCI與SSCI論文34 249篇進行后續分析。

1.2 知識圖譜分析

本研究采用CiteSpace軟件來識別機構合作網絡、知識基礎、研究熱點、新興趨勢，明確2001—2020年中國海洋研究的關鍵點。CiteSpace軟件生成的可視化圖譜由節點和連線構成，其中節點表示機構、關鍵詞、參考文獻等元素，而連線表示這些節點間的共引或共現[11-13]。本研究采用CiteSpace軟件對所得數據進行分析，涉及時間切片時長（2001—2020年，1年切片時長用于共同作者的機構分析和共現作者的關鍵詞分析；5年切片時長則用于共引網絡分析）、術語來源（標題、摘要和作者關鍵詞）、節點類型（機構、關鍵詞和被引用參考文獻）、選擇標準（前20%）和可視化（簇視圖-靜態和顯示合并網絡）。本研究通過此方法分析了相關網絡和數據，并給出了中國海洋科學研究的可視化分析結果。此外，本研究使用InCites Benchmarking amp; Analytics數據庫的文獻層面分類模式[14-15]，對海洋學科研究的文獻進行學科分類，所有論文分布在10個廣義集群、238個中觀集群和913個微觀集群中。

2 結果和討論

2.1 文獻分布情況

2001—2020年，我國學者在Web of Science數據庫中發表了34 249篇海洋學科研究論文。其中，

8 893篇（25.97%）為國際合作論文，15 978篇（46.65%）為中國大陸合作論文，339篇（0.99%）為中國大陸、中國香港、中國澳門和中國臺灣（簡稱大陸-港澳臺）合作論文，9 039篇（26.39%）為單一大陸機構論文。基于年度變化趨勢分析可知，我國學者總發表量逐年遞增，其中2013年和2019年發表論文數量大幅增加。近年來的文獻發展趨勢與我國“建設海洋強國”[16]、“構建海洋命運共同體”[17]等重要理念相符合，可以預測海洋主題研究文獻在今后一段時間仍將處于上升期。

隨著時間的推移，國際合作論文、大陸合作論文、大陸-港澳臺合作論文和單一大陸機構論文的趨勢均有變化。早年國際合作論文的比例變化很大，存在較大波動。例如，2001—2002年，國際合作論文占比由30.66%增至44.1%，2003年則降至26.45%。造成這一波動的主要原因是該類論文總量較少。2010年后，年發文量增加超過1 000篇，各類別的比例趨于平穩。國家內部合作論文的占比從2010年的40.02%穩定增至2020年的50.31%。2010—2020年，國際合作論文和大陸-港澳臺合作論文的比例幾乎相同，但與前十年相比占比有微弱遞減趨勢，其中大陸-港澳臺合作論文尤為顯著。2010—2020年，平均約25.6%的論文為國際合作論文，0.91%的論文為大陸-港澳臺合作論文。2014年以來，單一大陸機構論文占比開始下降，從2014年的30.51%降至2020年的26.39%。這說明我國科研能力有所提升，越來越多的大陸合作研究成果能夠刊登在SCI與SSCI期刊上。

2.2 科學知識圖譜

2.2.1 海洋學科研究主題集群分布

為了梳理所有34 249篇論文涉及的研究領域，本研究采用引文主題的方法對相關研究主題進行分析，在圖1中列出前1%微觀集群的結果。在農業、環境和生態等領域，虹鱒和白斑綜合征病毒的研究因其在漁業和經濟方面的貢獻成為熱點。臨床和生命科學領域的3個微觀集群，即Toll樣受體、霍亂弧菌和傳染性胰臟壞死病毒，也與水產養殖相關。地球科學研究則側重于對海洋地震學、海洋工程和海洋學等研究領域具有較大影響的內波和波能。此外，海平面上升作為環境變化相關問題，也是研究熱點。在工程與材料科學廣義集群，研究熱點則是渦旋發散和液化，該研究主題是研究流體力學和海上用先進建筑材料的切入點。

2.2.2 海洋學科研究主題集群影響力

學科規范化引文影響力（CNCI）是不同文件類型、刊載年份和學科領域的規范化評估指標。CNCI克服了學科領域和刊載日期不同的問題，可公平地反映引文的影響力。以5年的時限計算各廣義集群的CNCI。農業、環境和生態廣義集群的CNCI穩定且較高，表明我國海洋學科學者在這一廣義集群研究中影響較大。社會科學廣義集群僅占本研究文獻的不到1%，但2016—2020年其CNCI值為研究期的最高值。這說明海洋文化研究逐漸成為中國學者關注的重要領域。

2.2.3 作者關鍵詞共現聚類

作者關鍵詞是論文主題的重要信息來源，這些作者關鍵詞可顯示出近幾年科學研究的方向[18]。本研究對作者關鍵詞進行分析，以展示我國學者發表的海洋學科論文的研究趨勢與前沿。2001—2020年，海洋學科研究中使用的作者關鍵詞共有2 448個，其中1 473個（60.17%）僅出現一次，650個（26.55%）出現兩次。大部分作者關鍵詞很少使用，這表明研究缺乏連續性、研究焦點差異較大。對研究領域的關鍵詞進行分析，結果顯示，使用頻率最高的前10個作者關鍵詞分別是生長、模式、表達、鑒別、虹鱒魚、魚、基因表達、免疫應答、基因、蛋白質。這表明我國學者在農業、環境和生態廣義集群研究中影響較大，該結果與CNCI影響力分析結果一致。

同時，作者關鍵詞呈現兩端分化的趨勢，占據一端核心位置的是生長、表達等關鍵詞，大多與農業、環境和生態廣義集群相關，呈中心集中的概貌，周圍相關關鍵詞多有共現關系，密集呈現。而另一端核心位置為模式、變化性、動力學等關鍵詞，大多與地球科學相關，呈線狀集中，周圍相關關鍵詞共線關系相對左側較少且松散分布于線狀集中的兩邊。左右側之間無明顯的共現，僅出現兩個高頻詞，即進化、多樣性。這說明海洋領域研究作者關鍵詞網絡沒有明顯的核心關鍵詞，每一聚類組織結構不同，不同聚類間存在聯系。

2.2.4 研究領域趨勢變化

將作者關鍵詞按不同年限分類，對不同研究主題的趨勢和變化進行分析[19]。本研究對近年來的研究重點和趨勢進行粗略量化，分析引文突現強度最高的前100個作者關鍵詞。因篇幅限制，僅在表1中按發文年份和突現時長列出引文突現強度最高的前5個作者關鍵詞，表中虛線代表時間間隔，粗虛線為突現年份，即該關鍵詞在突現年份的出現次數顯著上升，突現強度刻畫了某一關鍵詞在突現時期內的加權共現頻次。不同廣義集群對作者關鍵詞突現性的解釋不相同，不同研究主題的側重點在不同時期也不盡相同。例如，關鍵詞珠江口和南海北部等的引文突現性對側重于南海研究的策略具有重要意義，而在農業、環境和生態廣義集群中，2004—2010年關鍵詞珠江口和膠州灣的引文突現性主要是由這些地區的藻類暴發和浮游植物引起的。

關鍵詞分析結果顯示，早年水產科學領域的研究熱點是中國明對蝦、櫛孔扇貝等水產品，而近年的研究熱點則變為擬穴青蟹、羅非魚等水產品。生物學領域的作者關鍵詞顯示了海洋領域對分子生物學方法的應用與推廣，如2014年的生物標志物、2017年的轉錄組等。在地球科學領域，2001—2008年側重于研究更易探索與發現的潮流。隨著技術的發展，波能研究條件逐漸具備，致使2018年出現波能的引文突現。結果表明，研究熱點已從珠江口和長江口等離岸河口轉向南海北部和極地等海域。究其原因，一是經濟能力增強，二是對海洋學科研究全局視野的探索與追求。值得注意的是，引文突現性最高的前100個作者關鍵詞中未出現直接與海洋地球物理學相關的作者關鍵詞。

2.2.5 知識結構與演進

引用模式反映了基本概率分布，與正態分布的上部分有一些相似之處，引用最多文章的頂層代表學科的主要研究領域[4]。對海洋學科研究領域的參考文獻進行共現圖譜分析，其中引用次數最高的參考文獻被引592次[20]。經分析，引用最多的參考文獻中，大部分都與分子生物技術相關，這也與作者關鍵詞共現聚類、關鍵詞引文突現性分析結果保持一致。

2.3 機構合作網絡

對發文機構進行統計，對1 323個機構構建知識網絡圖譜，其中發文量大于1 000篇的機構有12家（占比0.9%），大于500篇的機構有23家（占比1.7%），大于100篇的機構有98家（占比7.4%）。發文量最高的機構是中國科學院系列研究所，其次是中國海洋大學，前15所中高校有10所（占比三分之二）。在科研合作發文方面，中國科學院系統的科研合作范圍最為廣泛，與253個不同機構存在合作發文；其次是中國海洋大學，與208個機構存在合作發文；另外，國家海洋局也與120個機構存在合作發文。上述3個機構分別來自科研院所、高等學校和政府機構，說明我國海洋學科研究領域的跨界合作較為普遍。境外合作機構科研生產力分析發現，我國與美國合作最為密切，澳大利亞次之，其次是亞洲國家，如日本、新加坡等。科研生產力排名前20的境外合作機構中，美國占11個，澳大利亞占3個，英國占2個。其中包括4所2021年QS世界大學學科排名（地球和海洋科學）前50名的大學：東京大學（第15名）、德克薩斯大學（第21名）、馬里蘭大學（第39名）和代爾夫特理工大學（第43名）。

3 結論

2001—2020年，我國海洋學科論文發表量逐年激增，海洋學科研究成果影響力穩步提升。從20年的尺度來看，國內合作論文影響力仍然與境外合作論文存在較大差距，但以五年為切片時間分析CNCI值，我國海洋領域的十大廣義集群文獻影響力皆有增長。同時，我國內部合作發文量激增，研究成果豐碩，根據合作知識圖譜，機構間互動和合作較多，各領域已然形成系統的理論科學體系。這些都說明2001—2020年我國海洋研究的深度、廣度、影響力都有明顯提升。

目前，我國海洋學科熱點研究領域是熱點海洋區域（珠江口、長江口）、海洋監測技術（遙感技術、穩定同位素）、海洋生態系統結構（浮游植物、厄爾尼諾現象）和海洋工程（近海平臺）等。未來重點研究方向包括分子生物學研究手段、熱點海洋現象、海洋生態系統和海洋工程等。作者關鍵詞多為分子生物學類技術，說明海洋領域生物類研究居于強勢地位，這也與知識結構演變分析、引文影響力分析結果相一致。海洋領域文獻繁雜，本研究采用文獻檢索收集方法，可能導致分析數據不能完整反映我國現狀。例如，海洋科學領域，生命科學、海洋微生物生態學研究明顯匱乏，海洋生物中觀集群的論文更多與水產養殖相關，側重于魚類養殖與魚病，不具有代表性，尤其是微生物相關研究明顯不足。研究的文獻分布在10個廣義集群中，各集群文獻量參差不齊，可能導致作者關鍵詞分析受到影響。未來對各廣義集群進行單獨分析，將能更準確地展現我國海洋研究的發展規律。另外，本研究未能全面收錄國內刊物的高質量文獻進行分析，對我國海洋的分析還不夠全面，這些在今后的研究中仍待加強。

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