基于ESI数据库的地球科学领域文献计量分析研究

刘月雷　聂峰英

(南京信息工程大学图书馆，江苏?南京 210044)

基于ESI数据库的地球科学领域文献计量分析研究

刘月雷聂峰英

(南京信息工程大学图书馆，江苏?南京 210044)

〔摘要〕本文利用汤森路透ESI基本科学指标数据库对2004-2014年地球科学领域的文献进行了计量分析。通过对国家和地区、研究机构、期刊、科学家、高被引论文、热点论文、顶级论文、研究前沿、基线等各项指标统计分析，为我国地球科学领域研究提供参考。

〔关键词〕ESI；地球科学；文献计量

Essential Science Indicators(简称ESI，基本科学指标)是汤森路透在汇集和分析Web of ScienceTM核心合集 (SCIE/SSCI)所收录的学术文献及其所引用的参考文献的基础上建立起来的分析型数据库。通过ESI，研究人员可以系统地、有针对性地分析国际科技文献，从而了解一些著名的科学家、研究机构(或大学)、国家(或区域)和学术期刊在某一学科领域的发展和影响；同时科研管理人员也可以利用该资源找到影响决策分析的基础数据[1]。

本文选取ESI数据库中地球科学领域2004年1月1日到2014年8月31日期间10年零8个月的数据作为研究对象，数据更新时间是2014年11月6日[2]。通过对国家和地区、研究机构、期刊、科学家、高被引论文、热点论文、顶级论文、研究前沿、基线等各项指标统计分析，为我国地球科学领域研究提供参考。

ESI进行数据统计的范围涵盖全世界11 000多种期刊的近1 000万篇文章，但仅限于ISI中做了索引的期刊的文章，不包括图书及其章节或ISI中未做索引的期刊中刊登的文章，也不对其出版数量和引文数量进行统计。ESI划分的22个学科领域按名称的英文字母排列依次为：农业科学、生物学与生物化学、化学、临床医学、计算机科学、经济学与商贸学、工程学、环境/生态学、地球科学、免疫学、材料科学、数学、微生物学、分子生物学与遗传学、综合交叉学科、神经科学和行为学、药理学与毒理学、物理学、植物学与动物学、心理学/精神病学、社会科学以及空间科学[3]。其中地球科学领域包括：地质学、地球化学、地球物理学、岩土工程学、经济地质学、石油化学、矿物学、气象学和大气科学、水文学、海洋学、石油地质学、火山学、地震学、气候学、古生物学、遥感科学、大地测量学以及地质-石油与采矿工程学[4]。

1　ESI地球科学领域国家与地区分析

ESI根据近11年的记录按照总被引频次对世界各国与地区进行排序，取世界前50%进入ESI数据库。排序指标包括论文数、被引频次、篇均被引频次3个[5]。地球科学领域有104个国家和地区进入ESI排名，中国大陆发表的地球科学领域的论文以45 869篇排在世界第2位，被引频次以383 160次排在世界第5位(见表1)，但篇均被引频次以8.35排在世界第73位。中国台湾发表的地球科学领域的论文数排名世界第21位，被引频次排名世界第25位，篇均被引频次排名世界第56位。美国在地球科学领域的被引频次和发表论文数均位列世界第1，并且和第2名相比有显著优势，说明美国在地球科学领域的科研实力非常强大。地球科学领域篇均被引频次排名靠前的国家多是论文总量不高的国家，只有英国和瑞士进入了论文数和篇均被引频次世界前10名。

表1　地球科学领域国家和地区被引频次排名表(前10名)

2　地球科学领域研究机构分析

ESI根据近11年的记录按照总被引频次对世界各研究机构进行排序，取世界前1%进入ESI数据库。地球科学领域有544个研究机构进入世界前1%，被引频次排名前10的主要是国家级研究机构和美国的加州大学系统(见表2)。

表2　地球科学领域研究机构被引频次排名表(前10名)

地球科学领域中国进入ESI排名的研究机构共有23个(见表3)。中国科学院发表的地球科学领域的论文数排在世界第1位，总被引频次排在第5位，但篇均被引频次排第494位。中国地质大学发表的地球科学领域的论文数排世界第20位，总被引频次排第67位，篇均被引频次排在第516位。地球科学领域进入ESI排名的中国大学共有18所，发表论文数排在前100的有中国地质大学、北京大学与南京大学，被引频次排在前100的国内大学只有中国地质大学和北京大学，篇均被引频次除了香港大学排名进入世界前100名，其他国内研究机构排名都偏低。

表3　中国地球科学领域研究机构ESI被引频次排名表

3　地球科学领域科学家分析

被引频次是同行认知的一种形式，通常反映的是科研群体对于科学家的依赖程度[6]。ESI根据11年内科学家论文被引频次的总和对科学家进行排位，在每个领域中的前1%的科学家入选。地球科学领域进入ESI排名的科学家共有3 064人。被引频次排名前10的科学家(见表4)，其中中国科学家2人(论文署名地址为中国)，分别为中国科学院地质与地球物理研究所“岩石圈演化国家重点实验室”吴福元教授(排名第3)与香港大学地球科学系孙敏教授(排名第8)，其余分别是排名第1的芬兰赫尔辛基大学的Kulmala，Markku，排名第2的美国明尼苏达大学Edwards，R.Lawrence，排名第4的Zhang，Q(署名单位不一致不能确认)，排名第5的美国加州理工学院Seinfeld，John H，排名第6的美国科罗拉多大学JIMENEZ，JL，排名第7的英国牛津大学RAMSEY，CB，排名第9的澳大利亚科廷科技大学Wilde，S.A，排名第10的WANG，Y(署名单位不一致不能确认)。

4　地球科学领域引文分析

引文分析包括基线数据和研究前沿。基线数据由“平均被引频次(average citation rates)”、“百分位数(percentiles)”和“领域排行(field ranking)”3个表组成。

表4　地球科学领域科学家ESI被引频次排名表(前10名)

4.1平均被引频次

基于论文出版年到当前的累加被引频次，计算10年里每一年的平均被引频次，平均值等于单篇论文被引频次之和除以论文总数[3]。ESI地球科学领域2004-2014年期间每一年的篇均被引频次见表5。

2004年21.78平均被引频次，含义是地球科学领域2004年发表的论文从该年到现在平均每篇被引用21.78次。如果地球科学领域2004年发表的一篇论文的被引频次大于21.78次，那么它就超过了世界平均水平。

表5　2004-2014年地球科学领域论文篇均被引频次

4.2百分位数

表示一个被引频次的界值，每年发表的论文达到某个百分点基准应被引用的次数。ESI根据领域和年份选定列出的百分点基准有0.01%、0.1%、1.0%、10%、20.00%和50.00%(50.00%相应于被引频次的中位数值)。利用百分位数可以了解一篇论文的被引情况在该学科领域中所处的位置[3]。地球科学领域2004-2014年论文各年度6个不同百分点基准的被引频次入选条件见表6。例如：2004年发表的地球科学领域的论文，如果被引频次达到968，就表明该论文处于该领域0.01%的位置。

表6　2004-2014年地球科学领域论文百分位数

4.3领域排行(field rankings)

显示各个学科领域中的论文数、被引频次和篇均被引频次的排名情况。地球科学在22个学科领域中以被引频次3 883 962排名第14位，论文数362 616排名第11位，篇均被引频次10.71排名第13位。通过领域排行可以了解地球科学领域总体的统计数据和趋势。

研究前沿(research fronts)：是一组高被引论文，通过聚类分析而定义的核心论文。研究前沿采用独特的视角来审视学科领域：用以了解新的突破可能出现的领域以及科学家之间的非正式交流的关系，通过测量高被引论文之间的相关度而形成聚类，聚类的形成是通过按照特定的共引基线将论文分组而定义的。每个研究前沿文件的统计指标有：显示研究前沿学科动向和主题的一系列主题词，组成该研究前沿的高被引核心文献和近期引证这些核心文献的论文数(Papers)；该研究前沿主题的论文被引频次(Citations)；篇均被引频次(Citations Per Paper)和论文发表的平均出版年(Mean Year)[5]。ESI(2014.11)提供了地球科学领域404个研究前沿，通过404个地球科学研究前沿论文的浏览可以追踪和推测学科或专业的发展动向和趋势。地球科学领域排名前10的研究前沿分别是：Middle Stone Age(中石器时代)，Organic Aerosol(有机气溶胶)，North China Craton(华北克拉通)，Oxygen Minimum Zones(氧最小带)，Greenhouse Gas Emissions(温室气体排放)，2011 Tohoku-Oki Earthquake(2011 Tohoku-Oki地震)，2008 Wenchuan Earthquake(2008汶川地震)，El Nino(厄尔尼诺)，Aerosol Particle(气溶胶离子)以及Outer Radiation Belt(外辐射带)。

5　中国地球科学领域ESI论文分析

中国台湾地区在地球科学领域发表的顶级论文有50篇，第一作者署名单位为中国台湾的论文有20篇，其中：台湾大学8篇，高雄海洋科技大学6篇，台湾中央研究院2篇，台湾中央大学1篇，台湾中山大学1篇，台湾成功大学1篇，屏东教育大学1篇。

6　地球科学领域期刊分析

ESI收录地球科学领域的期刊共有236种，表8列出了被引频次排名前10的地球科学领域期刊。论文数和被引频次前三名的期刊排名均一致，排名第一的期刊为美国的《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)，该期刊1974年由美国地球物理联合会创办，是能够迅速反映地球物理领域最新研究成果的刊物，发表地球物理领域研究简报、科研方法、工作进展、研究结果及问题的讨论等；排名第二的是美国的《地球物理学研究杂志-大气》(Journal of Geophysical Research:Atmospheres)，《地球物理学研究杂志》由美国地球物理联合会主办，共出版6个分辑，其中大气分辑发表大气层物理学高层稀薄空气动力学、高层大气探测、化学，大气层与生物层、岩石圈或水圈界面的研究论文。近年来重点刊载有关高层大气物理、高层大气探测、高空气稀薄空气动力学、化合物与化学、浮质与云层等研究专题；排名第三的是世界著名出版商Elsevier公司出版的《大气环境》(Atmospheric Environment)，该期刊关注于空气污染及其社会影响，主要发表关于自然和人为因素对地球大气的影响，包括大气物理学及大气化学，以及关系到人类健康，福利，气候变化和环境政策等。

表7　中国大陆地球科学领域顶级论文(第一作者单位)统计(前20名)

表8　地球科学期刊被引频次排名表(前10名)

7　结　论

文献计量学与科技管理学有着十分密切的联系，科学文献的数量和质量无疑是对科学技术水平的一种量度[8]。笔者通过汤森路透ESI对2004-2014年(数据更新时间2014年11月6日)地球科学领域文献计量分析研究得出以下结论：

地球科学领域进入ESI的国家和地区共有104个，中国在地球科学领域的论文数、被引频次均居世界前列，篇均被引频次处于世界中上水平，说明我国

对地球科学领域的学术贡献和整体影响力非常高，具有举足轻重的地位，但论文质量仍有待提高。地球科学领域中国进入ESI排名的研究机构共有23个。中国科学院发表的地球科学领域的论文数排在世界第1位，总被引频次排在第5位。地球科学领域热点论文是69篇，其中署名为中国科学家的有19篇，说明我国科学家在地球科学领域具有较高的影响力。中国进入地球科学领域ESI排名的研究机构主要以大学为主，中国地质大学、北京大学论文数和被引频次均进入世界前100名。中国在地球科学领域ESI顶级论文的第一署名单位也主要以大学为主，大学是我国科学研究的主要阵地，是培养国家建设人才的摇篮。一个国家的学术研究水准对于该国社会及经济整体发展有直接的影响，而高等教育所从事的研究工作则是国家学术发展重要的主轴。在资源有限的情况下，如何提升高等教育的投资效率与效果，如何强化各校优势领域，乃成为当今全球趋势所在[9]。我国在高等教育系统继开展“211工程”、“985工程”之后，于2012年5月7日正式启动了高等学校创新能力提升计划，也称“2011计划”，按照“国家急需、世界一流”的要求，充分发挥大学在国家发展中的独特作用，国内大学要积极吸引国际创新力量和资源，瞄准学科前沿与研究热点，集聚世界一流科学家参与协同创新，加强与世界一流科研机构合作，进一步提升国内大学的国际学术影响力。

参考文献

[1]汤森路透知识产权与科技.Essential Science Indicators[EB/OL].http:∥www.thomsonscientific.com.cn/productsservices/essentialscienceindicators/，2014-11-26.

[2]The Thomson Corporation.Essential Science Indicators[EB/OL].http:∥esi.webofknowledge.com/home.cgi，2014-11-26.

[3]汤森路透知识产权与科技.Essential Science Indicators 常见问题[EB/OL].http:∥www.thomsonscientific.com.cn/faq/esi/，2014-11-26.

[4]Thomson Reuters.FIELD DEFINITIONS[EB/OL].http:∥archive.sciencewatch.com/about/met/fielddef/，2014-11-26.

[5]邱均平，杨瑞仙.基于ESI数据库的材料科学领域文献计量分析研究[J].情报科学，2010，28(8):1121-1126.

[6]王颖鑫,黄德龙,刘德洪.ESI指标原理及计算[J].图书情报工作,2006,50(9):73-75,35.

[7]梁花侠,白君礼.基于ESI数据库中国农业科学领域文献计量分析研究[J].科技管理研究,2013,33(5):71-74,80.

[8]邱均平.信息计量学在科学学与科技管理中的应用[J].情报理论与实践，2001，(6):474-478.

[9]倪瑞,胡忠辉,燕京晶，等.基于ESI的国内外部分高校理学学科发展比较研究[J].学位与研究生教育,2011,(5):32-38.

(本文责任编辑：郭沫含)

Bibliometric Analysis on Literature in Geosciences Field Based on ESI Database

Liu YueleiNie Fengying

(Library，Nanjing University of Information Science & Technology，Nanjing 210044，China)

〔Abstract〕Based on Thomson Reuters Essential Science Indicators,the paper metrologically analyzed the geosciences literatures cover a 10-year plus 8-month period,January 1,2004-August 31,2014.By analyzing the indicators,such as Countries/Territories,Institutions,Journals,Scientists,Highly Cited Papers,Hot Papers,Top papers,Research Fronts,Baselines and etc,the paper provided references for China’s geosciences research.

〔Key words〕ESI;geosciences;bibliometric

〔中图分类号〕G250.252；G253

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1008-0821(2015)06-0081-05

DOI：10．3969/j．issn．1008-0821．2015．06．015

作者简介：刘月雷(1982-)，男，馆员，硕士，研究方向：情报信息服务，发表论文3篇。

基金项目：中国气象局软科学项目“大数据环境下气象信息资源协同创新机制研究”(项目编号：气法函[2014]27号)，江苏省高校哲学社会科学研究基金项目“基于社交网络的图书馆联盟协同服务机制研究”(项目编号：2013SJB870006)，南京信息工程大学高等教育调研及政策研究项目“高校图书馆服务教学科研的管理机制创新研究”(项目编号：2014GJ009)，江苏省图书馆学会学术研究重点课题“基于协同联盟的图书馆业务创新研究”(项目编号：14ZD02)。

收稿日期：2014-12-23

·信息计量学研究与应用·