国际地震研究发展态势文献计量分析

张树良, 安培浚

中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心, 甘肃兰州 730000

国际地震研究发展态势文献计量分析

张树良, 安培浚

中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心, 甘肃兰州 730000

以ISI Web of Science 论文数据库为数据源, 采用美国汤姆森科技信息集团开发的专业数据分析工具TDA(Thomson Data Analyzer)对1900年至2010年(数据入库时间至2010年)国际地震研究发展特点及其现状予以分析。结果显示: 国际地震研究持续增长, 特别是近20年, 增速显著; 美国在该领域居于引领优势;政府科研机构、国立科研机构和公共研究机构是该领域研究的主导力量; 国际地震研究主要集中于地震机理及成因、地震监测、地震影响及效应等方向; 中国虽然已经步入地震研究的主要国家行列, 但影响十分有限。

地震研究; 文献计量; 研究论文; 国际发展态势

文献计量是以文献体系及其单元为对象, 对其进行数理统计分析以揭示文献信息流过程的各种数量关系和变化规律的经典情报学定量分析方法(丁学东, 1993; 庞景安, 2002)。作为科学研究活动及其成果的重要表现形式和信息来源, 正式公开发表(学术期刊或会议)的研究论文能够较为如实地反映相应领域科学研究的发展现状和最新动向, 因而成为文献计量分析的理想目标对象。

在进入21世纪至今的短短 10余年内, 全球发生里氏8.0级以上的强烈地震达6次之多, 成为有确凿地震历史记录以来的罕见的大地震高发时段(罗祖德, 2010; Kerr, 2011)。特别是2008年以来, 全球范围内强震频发, 2008年中国汶川地震(8.0级)(郑水明等, 2008)、2010年海地(7.3级)、智利(8.8级)和印尼(7.7级)地震(陈虹等, 2011; 任俊杰等, 2010; 吴志伟, 2011)以及 2011 年日本“3·11 大地震”(9.0 级)(叶清, 2011)等无不“震惊”全球。据统计, 仅在中国,2008年共发生里氏5.0级以上的地震次数就达99次,为正常期的4～5倍(罗绮, 2010)。地震相关研究再次为国际学术界所关注, 有关“地球是否的确进入新一轮活跃期”的争论重新升温。到目前为止, 国际地震相关研究发展现状如何、国际地震研究界的科研主体的分布格局是怎样的、哪些问题为学界所普遍关注、目前全球地震研究成果的主要发表刊物有哪些等等都是值得学界关注的问题。本文特从研究论文的视角, 通过文献计量的手段对上述热点问题进行解析, 以期为该领域的相关研究和决策提供参考, 同时也将为地震相关研究的跟踪和回溯提供有益线索。

1 数据来源和分析工具

数据来源为 ISI Web of Science 论文数据库(Thomson Reuters (ISI), 2011a)(即著名的美国科学情报研究所《科学引文索引》(Science Citation Index,SCI)的网络版, 收录全球重要学术期刊 8300多种,涉及学科领域 150多个, 为全球公认的权威科学文献信息源(Thomson Reuters (ISI), 2011b)), 文献类型选择期刊论文(包括研究论文(article)和研究综述(Review))和会议论文(Proceedings paper)分析时间范围为1900—2010年(数据入库时间至2010年)。分析工具采用美国汤姆森路透公司下属汤姆森科技信息集团开发的专业数据分析软件 TDA(Thomson Data Analyzer)分析工具。

根据检索式TS=(((earthquake* or earthshock* or quake* or seism* or temblor*) and (geologic or geological or geology)) not ("seismic method*" or "seismic prospect*" or "seismic explor*" or prospect* or"geologic* explor*" or mining or mine or mineral* or log* or oil or gas or methane or hydrocarbon or "nature gas")), 共获得符合检索条件的原始论文记录7438项(初始检索时间: 2010-12-10, 数据最后更新时间: 2011-1-20)。

2 结果与讨论

2.1 国际地震研究总量增长趋势

结果显示, 最早被 SCI收录的有关地震研究的论文分别为1904年发表的题为“地震强度: 一个山系或地区地质年龄的判定标准”(The seismicity,criterion of the geological age of a chain or a region)和“罗马尼亚及比萨拉比亚地区地震地质学”(Geology-On the earthquakes of Romania and of Bessarabia)。1904—2010年, 国际地震研究论文呈稳定增长态势(由于数据库收录存在时滞, 所以 2010年数据可能不全)。可将论文总量增长划分为两个主要阶段: 第一阶段: 1904—1990年, 论文数量增长缓慢, 且论文总量极为有限; 第二阶段: 1991—2010年, 论文数量迅速增加, 论文总量大幅上升(图 1)。1991—2010年, 国际地震研究论文总量由1904—1990年的291篇增至7146篇, 后一阶段较前一阶段论文总量增长23.6倍。数据表明, 自20世纪90年代以来, 地震研究在世界范围内的受关注程度持续扩大。

2.2 国际地震研究分布格局

2.2.1 主要国家/地区

国际地震研究论文主要来自美国、欧盟主要国家(包括意大利、法国、德国、英国)、中国、日本、加拿大、俄罗斯及印度等国家和地区(图2)。其中美国以绝对优势处于该领域研究的第一集团, 其论文总数占国际论文总量的 27%, 意大利、中国和法国则组成第二集团, 三者的发文总量大致同美国相当;日本、德国、英国、加拿大、俄罗斯和印度则组成第三集团。

图1 国际地震研究论文增长趋势Fig. 1 Increase trend of international seismological research articles

图2 国际地震研究论文国家(地区)分布Fig. 2 Countries(regions) distribution of international seismological research articles

2.2.2 主要研究机构

在机构层面, 发文总数 50篇以上(论文数量N≥50)的机构共17所, 其中论文总数超过100篇(论文数量 N≥100)的机构 8所, 分别为美国地质调查局、俄罗斯科学院、法国国家科学研究中心, 意大利国家地球物理与火山研究所、中国地震局(为按照组织建制, 将国家地震局和地方政府地震局合并后的结果, 下同)、中国科学院、美国德克萨斯大学、加拿大地质调查局(图3)。其中, 美国地质调查局在该领域优势明显。在发文数量最多的前17所机构中,美国4所, 法国3所, 中国和日本各2所, 其余分别来自俄罗斯、意大利、加拿大、英国、德国和印度(各1所)。发文数量最多的前17所机构主要来自政府科研机构、国立研究机构和公共研究机构(表1)。

图3 地震研究国际主要机构Fig. 3 Main institutions of international seismological research

表1 地震研究主要国际机构Table 1 Main institutions of international seismological research

2.2.3 论文来源分布

至2010年, 国际地震相关研究论文分布于1000多种期刊和论文集。收录地震研究相关论文数超过50篇的国际同行评议期刊或论文集共28种, 其中收录论文数超过100篇的期刊或论文集为12种(如表2所列), 由中国科学院地质与地球物理研究所主办的《地球物理学报》排名第11位。国际地震研究论文发表最为集中的 10种重要期刊或论文集分别为:Tectonophysics、Bulletin of the Seismological Society of America、Journal of Geophysical Research-Solid Earth、Geophysical Journal International、Geophysics、Geophysical Research Letters、Earth and Planetary Science Letters、Tectonics、Pure and Applied Geophysics和Geology。

图4为全部论文来源分布和国际主要研究机构论文来源分布(Top10期刊或论文集)的比较。除上述重要来源刊物外, 受重要研究机构关注的刊物还有Canadian Journal of Earth Sciences和Geological Society of America Bulletin。地震研究领域, 最具吸引力和影响力的刊物包括Journal of Geophysical Research-Solid Earth、Bulletin of the Seismological Society of America、Tectonophysics、Geophysical Journal International和《地球物理学报》。

2.3 国际地震研究热点领域及方向

2.3.1 重点学科领域

国际地震研究所涉及的重要学科领域包括: 地球化学与地球物理学、地学交叉科学、地质工程学、地质学、建筑工程学、海洋学、交叉科学、水资源学、自然地理学以及环境科学(图5)。

表2 国际地震研究论文主要来源期刊(论文集)分布Table 2 Main source journals distribution of international seismological research articles

图4 国际地震研究论文重要来源期刊分析Fig. 4 Key source journal analysis of international seismological research articles

2.3.2 热点研究方向

基于对全部论文和高被引论文(被引频次≥50)关键词词频分析, 对国际地震研究热点予以揭示。图6展示了主要高频关键词的分布情况。结果显示,国际地震相关研究主要热点研究方向包括:

(1)地震原理及成因(高频关键词如地壳结构、构造地质、俯冲(作用)、活动构造、大地构造、地幔等);

(2)地震监测(高频关键词如GPS、地震活动、地震波反射等);

(3)地震影响及效应(高频关键词如地震危害、滑坡、变形、新构造等);

(4)地震次生灾害及其成因(高频关键词如地震危害、滑坡、变形、断层分析、流变学、液化等);

图5 国际地震研究重点学科领域Fig. 5 Key areas of international seismological research

图6 国际地震研究热点Fig. 6 Hot topics distribution of international seismological research

(5)地震模拟(高频关键词如地震层析、地震波反射、断层分析、场地效应、反演等);

(6)地震分布及古地震学(高频关键词如地震活动、岩石圈、大陆岩石圈、地壳结构、构造地质、新生代、古地震学等)。

2.4 国家(地区)和机构研究特点分析

2.4.1 国家/地区

最近3年开展地震相关研究最为活跃的国家和地区分别是: 中国、西班牙、澳大利亚、土耳其、意大利、德国、日本、英国、希腊和印度。在该领域, 研究活跃期较长的国家包括美国、意大利、法国、印度、加拿大和澳大利亚, 中国相关研究起步较晚。拥有绝对优势的美国在该领域研究起步最早,但其最近3年的研究活动有所减弱。由于近年来地震灾害频发, 特别是受汶川地震的影响, 中国对该领域的关注度迅速提升。

表3 主要国家(地区)论文产出情况比较Table 3 Seismological research paper output of main countries/regions

基于论文主题共现分析得到的主要国家(地区)地震研究所涉及的主要学科领域分布情况(图 7)表明: 地球化学与地球物理学为最受关注的领域, 主要国家包括美国、意大利、法国和中国; 其次为地学交叉科学领域, 主要国家包括美国、中国、意大利、法国和日本; 再次为地质工程学领域, 主要国家包括美国、中国、意大利、日本和希腊。此外, 地质学领域受到各主要国家的普遍关注。

同时, 结果也反映出在地球化学与地球物理学、地学交叉学科、地质学、地质工程学以及自然地理学领域各主要国家研究重点布局的相似性。

2.4.2 研究机构

从研究活跃期来看, 意大利国家地球物理与火山研究所、美国地质调查局和英国地质调查局是开展地震相关研究最早且持续活跃的研究机构。最近3年, 在地震科学研究领域表现较为活跃的研究机构包括中国地震局、中国科学院、俄罗斯科学院、英国地质调查局、法国国家科学研究中心、意大利国家地球物理与火山研究所、美国地质调查局和加拿大地质调查局。对于发文总量排名前15位的研究机构而言, 仅有不到一半(7所)的机构具有持续的研究活跃性(至 2010年), 其余机构在最近3年中均没有论文产出。中国研究机构表现突出主要受到中国近期地震活动频繁和汶川地震的促动(表4)。

图7 主要国家地震研究所属重点领域Fig. 7 Key relative areas of seismological research in main countries

地震相关基础研究, 如地壳演化、地壳构造、地质应力等为国际研究机构普遍所关注; 其次是有关地震机理及成因的研究, 如地壳运动、板块俯冲作用、地壳变形、活动构造等; 同时, 地震效应及地震危害(如断层、滑坡、海啸等)、地震模拟以及地震模拟也是各研究机构的研究重点。此外, 由于地震的构造选择性和区域性特点, 地震研究主题在机构层面分布的地域性更为显著, 特定区域构造成为不同机构的研究重点, 如对中国的青藏高原及汶川地震带、日本的 Itoigawa-Shizuoka构造带和 Nojima断层、东欧克拉通、澳大利亚克兰造山带等的研究(国际地震研究主要机构及其研究布局分析见表5)。

2.5 研究影响力分析

论文在某一时期内的被引频次在一定程度上反映了其对后续研究的影响程度。1904—2010年全部论文的被引频次统计结果如表 6所列。首先, 从总体来看, 地震研究相关论文具有较高的影响, 全部论文的总被引频次达到 24941(篇均被引频次约为3.4); 其次, 具体而言: 具有较高影响的研究论文为313篇, 占到全部论文的 4.2%; 具有高影响的论文为111篇, 约占1.5%; 具有极高影响的论文为5篇,约占 0.07%。1904—2010年, 在地震相关研究方面最具影响的论文是题为《地壳组成》(The Composition of the Earth)的论文, 该论文于1995年发表于国际著名地学期刊《化学地质学》(Chemical Geology), 作者是McDonough W F和Sun S S。

表4 主要研究机构论文产出情况比较Table 4 Seismological research paper output of main institutions

表5 国际地震研究主要机构及其研究主题分布Table 5 Main seismological research institutions and their research focuses

表6 1904—2010年国际地震研究论文影响分析Table 6 Analysis of the impact of international seismological research articles from 1904 to 2010

特别就中国而言, 中国第一著者论文总被引频次为776次, 篇均被引频次约为1.7。其中45.8%的论文尚未被引用, 53.1%的论文被引频次低于50, 被引频次在51～100之间的论文有4篇, 被引频次高于100的论文仅有1篇。除论文本身的价值因素外, 导致中国第一著者论文影响力有限的可能原因还包括中国在该领域的研究起步较晚以及研究成果发表的渠道十分局限(主要集中于中国期刊)。

3 结论

(1)整体而言, 国际地震研究呈现持续增长态势。近20年全球地震研究增长迅速, 为地震研究成果的集中产出期。

(2)美国、意大利、中国、法国和日本是地震研究主要的论文产出国; 美国地质调查局、俄罗斯科学院、法国国家科学研究中心, 意大利国家地球物理与火山研究所、中国地震局、中国科学院、美国德克萨斯大学、加拿大地质调查局为主要的论文产出机构。

(3)最近 3年, 开展地震研究较为活跃的国家分别是中国、西班牙、澳大利亚、土耳其、意大利。意大利国家地球物理与火山研究所、美国地质调查局和英国地质调查局是开展地震相关研究最早且持续活跃的研究机构。除此之外, 最近3年, 在地震研究领域表现较为活跃的研究机构还包括中国地震局、中国科学院、俄罗斯科学院、法国国家科学研究中心和加拿大地质调查局。

(4)最受地震研究界关注的 10种同行评议期刊(论文集)分别是:Tectonophysics、Bulletin of the Seismological Society of America、Journal of Geophysical Research-Solid Earth、Geophysical Journal International、Geophysics、Geophysical Research Letters、Earth and Planetary Science Letters、Tectonics、Pure and Applied Geophysics和Geology。

(5)国际地震研究最为集中的学科领域为地球化学与地球物理学、地学交叉科学、地质工程学、地质学和建筑工程学。国际地震研究热点方向包括:地震原理及成因、地震监测、地震影响及效应、地震次生灾害及其成因、地震模拟、地震分布及古地震学。

(6)在地震研究的布局方面, 国家和机构特点各异, 一方面体现出各主要国家在地球化学与地球物理学、地学交叉学科、地质学等重点领域研究布局的相似性; 另一方面体现出各主要研究机构的研究特色及其研究关注点的区域性特征。

(7)中国虽然在地震研究领域的研究总量增长迅速, 但由于起步较晚和研究成果发表渠道较为局限等原因, 研究影响力十分有限。

KERR R A. 2011. 更多巨大地震即将发生?这取决于您的统计数字[J]. 李平恩, 译. 国际地震动态, (8): 19-20.

陈虹, 王志秋, 李成日. 2011. 海地地震灾害及其经验教训[J].国际地震动态, (9): 36-41.

丁学东. 1993. 文献计量学基础[M]. 北京: 北京大学出版社:5-7.

罗绮. 2010. 中国进入地震活跃期[J]. 环球科学, (5): 7.

罗祖德. 2010. 全球是否已进入地震活跃期[J]. 自然与科技, (3):6-9.

庞景安. 2002. 科学计量研究方法论[M]. 北京: 科学技术文献出版社: 123-126.

任俊杰, 周娜. 2010. 2010年智利大地震及历史地震活动与地质构造背景[J]. 国际地震动态, (3): 1-7.

吴志伟. 2011. 印尼上演《2012》现实版直击默拉皮火山爆发[J].中国科学探险, (2): 102-111.

叶清. 2011. 日本地震——史上最大的地震[J]. 厦门科技, (2):47-48.

郑水明, 王岚, 黄江, 王平. 2008. 汶川地震强震观测[J]. 大地测量与地球动力学, 28(6): 73-75.

CHEN Hong, WANG Zhi-qiu, LI Cheng-ri. 2011. The Haiti earthquake disaster and lessons learnt from emergency response[J].Recent Developments in World Seismology, (9): 36-41(in Chinese with English abstract).

DING Xue-dong. 1993. Fundamentals of Bibliometrics[M]. Beijing:Peking University Press: 5-7(in Chinese).

KERR R A. 2011. More Megaquakes on the Way? That Depends on Your Statistics[J]. Science, 332(6082): 411.

LUO Qi. 2010. China entered an active period of earthquake[J].Scientific American, (5): 7(in Chinese).

LUO Zu-de. 2010. Has the Earth been in active period of earthquakes?[J]. Nature and Technology, (3): 6-9(in Chinese).

MCDONOUGH W F, SUN S S. 1995. The Composition of the Earth[J]. Chemical Geology, 120(3-4): 223-254.

PANG Jing-an. 2002. Research Methodology of Scientometrics[M].Beijing: Scientific and Technical Documentation Press:123-126(in Chinese)

REN Jun-jie, ZHOU Na. 2010. The 2010 (M8.8) Chile Earthquake,the Historic Earthquakes and the Tectonic Setting[J]. Recent Developments in World Seismology, (3): 1-7(in Chinese with English abstract).

Thomson Reuters. 2011a. Source Publication List for Web of Science®Science Citation Index ExpandedTM2011[EB/OL]. [2011-01-20].http://ip-science.thomsonreuters.com/mjl/publist_sciex.pdf.

Thomson Reuters. 2011b. Web of Science[DB/OL]. [2011-01-20].http://apps.webofknowledge.com/WOS_GeneralSearch_input.do?last_prod=WOS&SID=4Cd5meo3E%40CHH4no369&prod uct=WOS&highlighted_tab=WOS&search_mode=GeneralSear ch.

WU Zhi-wei. 2011. The Movie 2012 Became a Reality in Indonesia:View of Mount Merapi eruption[J]. China Scientific Expedition, (2): 102-111(in Chinese).

YE Qing. 2011. Japan 3.11 Earthquake: One of the Largest Earthquake in History[J]. Xiamen Science and Technology, (2):47-48(in Chinese).

ZHENG Shui-ming, WANG Lan, HUANG Jiang, WANG Ping.2008. Strong Motion Observation on Wenchuan Earthquake[J].Journal of Geodesy and Geodynamics, 28(6): 73-75(in Chinese with English abstract).

A Bibliometric Analysis of the Development Status of International Seismological Research

ZHANG Shu-liang, AN Pei-jun
The Lanzhou Branch of the National Science Library/Scientific Information Center for Resources and Environment,Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, Gansu730000

Based on literature analysis using TDA (data from ISI Web of Science database), the authors investigated the status and characteristics of seismological research in the world since 1900. The result shows that seismological research has keep growing, especially in the past 20 years; the growing is notable and the USA takes the dominant position in this field. In addition, the research effort mainly comes from government research agencies, national scientific institutions and public research organizations. Furthermore, the international seismological research focuses on such aspects as earthquake mechanism and seismogenesis, earthquake monitoring, and seismic effect. As far as the sum of research papers is concerned, China has become the important contributor to seismological research, but the influence remains limited.

seismological research; bibliometric analysis; research article; international development status

P315; O213; P628.4

A

10.3975/cagsb.2012.03.11

本文由中国科学院“西部之光”人才培养计划项目“基于知识分析的甘肃省环境灾害减轻技术路线图研究”(编号: 0900021001)和中国科学院国家科学图书馆战略情报研究服务项目“科学技术前沿国际发展态势分析”(编号: Y000301001)联合资助。

2012-02-16; 改回日期: 2012-03-16。责任编辑: 魏乐军。

张树良, 男, 1973年生。副研究员。主要从事高科技信息分析、学科领域及战略情报研究。通讯地址: 730000, 甘肃省兰州市天水中路8号。电话: 0931-8271552。E-mail: zhangsl@llas.ac.cn。