德国南极研究述评

孙竹梅　华薇娜

〔摘 要〕利用Web of Science数据库对德国南极主题的研究文献进行收集，并对收集到的文献分别从各年文献量、作者机构、作者合作、优势学科、研究热点等方面进行了统计分析，得出如下结论：德国的南极研究从20世纪90年代起开始快速增长；阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所是其南极研究的主要力量；作者之间已经形成了频繁、稳定的合作关系；地质学、环境科学与生态学、海洋学是德国南极研究的优势学科；南大洋的相关研究是德国南极研究的焦点。

〔关键词〕德国；南极；WOS；计量学

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.07.019

〔中图分类号〕G250252 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821（2015）07-0098-07

〔Abstract〕A bibliometric analysis was conducted based on collection of literature on Antarctic research in Germany from the database of Web of Science.The study included chronological distribution，author affiliations，author cooperation，discipline and keywords.Some conclusions had been made：literature on Antarctic theme had been grown steadily from 1990s；Alfred Wegener Institute Polar Marine Research was the major force in Antarctic research；authors had formed frequent，stable relationship of cooperation；predominant disciplines of Antarctic research included geology，environment science and ecology and oceanography；the focus of the study was the Southern Ocean.

〔Key words〕Germany；Antarctic；WOS；bibliometric

南极作为地球上最后一块蕴藏丰富资源而又未被开发的净土，蕴藏着无数的科学之谜和信息，在世界资源日趋枯竭的今天，南极资源的重大意义日益显露出来，因此世界上的很多国家都陆续投身到南极科考中来。德国早在18世纪时就对南极洲的南大洋及其岛屿和海岸进行了早期的探索，并于1860年开始了比较接近科学性质的南极探险，研究的内容包括水域、岛屿、海豹群体、天文、地磁、气象、极光、洪水波等等[1]。经过长期的探索和实践，德国已经成为南极科考的重要力量，不仅南极数据库建设、南极科技成就突出，而且南极法律的国内化进程也走在世界的前列，通过对德国南极主题研究文献的分析，可以在一定程度上反映出南极的研究状况。

Web of Science是美国汤姆森-路透公司（Thomason Reuters）的数据库产品，收录了8 000多种世界范围内各学科的最有影响力的核心期刊，本文选用了其中3个核心合集的引文索引库，分别为科学引文索引扩展版（Science Citation Index—Expanded，简称SCIE，数据回溯到1900年）、社会科学引文索引（Social Sciences Citation Index，简称SSCI，数据回溯到1900年）和艺术与人文科学引文索引（Arts & Humanities Citation Index，简称A&HCI，数据回溯到1975年）[2]，选用south pol、Antarcti等南极名称，以及Ross Sea、Weddell Sea、Alexander Island、South Georgia Islands等南极海洋和岛屿的名称进行题名和主题检索[3-4]，手工排除误检后，共检索到1969-2013年间德国南极研究主题的文献3 722篇（德国第一篇南极文献发表于1969年，同时为保证数据的完整性，2014年的不做统计）。

1 各年文献量的统计与分析

各年度文献量的变化直接反映了科学研究的量变过程，是衡量科研成果的重要尺度之一。笔者将1969-2013年间德国南极主题的3 722篇文献按年份进行了统计，结果如表1所示，同时为了更直观地了解文献量的发展变化趋势，根据表1绘制了年度发展态势图，如图1所示。

从表1和图1中可以看出，德国第一篇关于南极的文献出现在1969年，在之后的20年内几乎没有什么进展，除了1973年和1988年分别有3篇和1篇文献发表外，其余年份均为空白年；从1989年开始，德国的南极研究文献量开始逐渐增加，虽时有波动，但总体呈上升趋势，据此可以预测德国南极主题的研究文献在今后一段时间内仍会持续增长。根据对文献量的统计结果，可以将1969-2013年间德国南极主题研究的发展划分为2个阶段：

第一阶段（1969-1988年）：这一期间德国的南极研究处于萌芽状态，发表的文献量极少，总共只有5篇文献，最早的1篇是由德国德累斯顿工业大学（Dresden University of Technology）的Pillewizer，W于1969年发表的针对美国学者Whitmore，GD的著作《1900-1964年间的南极地图与调查》（Antarctic Maps and Surveys 1900-1964）[5]所撰写的一篇书评，是德国南极主题研究文献的开山之作；其余4篇文献主要涉及的研究内容包括南极陨石的金属成分[6]、化学成分及稀有气体[7]、南极生物体中的沙门氏菌[8]、威德尔海第四纪沉积模式[9]等。endprint

第二阶段（1989-2013年）：这一期间德国的南极研究开始进入发展期，1990年由美国、中国、日本、澳大利亚、英国、俄罗斯6国成员组成的国际横穿南极考察队顺利抵达终点，是20世纪人类取得的又一次具有重大意义的胜利，这一突破性的事件将世界南极科考事业推上了一个新的高度，对德国的南极研究也产生了巨大的影响，表现为文献量的跨越式增长，而且之后也一直稳步上升，并于1997年首次突破100篇。从这一时期文献量的变化可以看出德国对南极的关注度一直在持续提高。

2 文献作者的统计与分析

21 作者机构统计分析

对作者机构的统计分析，可以了解某专业领域主要科研力量的分布情况。德国南极主题的3 722篇文献共涉及2 000多所机构，发文量不少于60篇的共有16所，累计发文量所占比例为7205%，具体统计结果如表2所示。

从表2可以看出，在这16所机构中，德国国内机构仅有6所，其余10所均是国外机构，其中美国3所，俄罗斯、澳大利亚各2所，英国、法国、瑞士各1所。但不论是国内还是国外，基本上都是大学、学院、调查局和研究所之类的机构，说明德国南极研究的科研力量主要集中于高校和科研院所。

德国的6所国内机构包括2个研究所和4所大学，其中，阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所（Alfred Wegener Institute Polar Marine Research）的发文量远超过其他机构，占总发文量的3780%，是德国南极研究的主力军，该机构作为1980年成立的极地研究的专门机构，长期以来一直致力于南北极的研究，取得了很多重要的研究成果，其南极研究学科领域侧重于海洋学、地质学、环境科学与生态学；马克斯普朗克化学研究所（Max Planck Institute for Chemistry）则比较注重地球化学与地球物理学领域的研究；4所大学除了比较注重地质学、海洋学领域的研究外，有的也形成了自身独特的关注领域，如不来梅大学（Univ Bremen）对南极古生物的研究、汉堡大学（Univ Hamburg）对海产淡水生物的研究、慕尼黑大学（Univ Munich）对天文学与天体物理学的研究。

在国际合作方面，高产机构中国外机构所占的比例高达6250%，说明开展国际合作是德国南极研究的重要途径之一。合作最多的机构是英国南极调查局（British Antarctic Survey），合作发文量远超过其他国外机构，该机构致力于成为与南极相关的全球科学的国际领导中心，在世界南极研究中占据着重要的地位，合作领域主要集中在地质学、气象学与大气科学、环境科学与生态学等。

经过进一步的调研发现，在德国南极研究中合作国家达90个之多，而从德国的南极考察史来看，国际交流与协作一直以来也是德国进行南极研究的重要手段，不仅德国早期的南极探险是借助英法两国的探险完成的，而且民主德国的地球物理学界的代表自1960年以来就与苏联南极科学考察队密切合作，联邦德国的科学家也是美、英等国家南极科考项目的参加者[1]。由此也可以预测，未来德国的南极研究中，国际合作仍将是其主流方式之一。

22 作者合作情况分析

德国南极主题研究文献共涉及作者24 664人次，篇均作者数为663人，说明在南极研究方面，德国科研人员的合作力度比较大。为了对其合作情况进行分析，笔者选择发文量不少于20篇的作者绘制了合著网络图，如图2所示。图中的节点表示作者，连线表示其两端的两个节点在同一篇文章中出现，节点的大小反映作者的点度中心性，即若一个作者的合作者越多，该作者就越处在中心地位，节点也越大，连线粗细表示作者合作次数的多少。

从图2中可以看出，德国南极主题研究文献的作者之间的合作关系是比较紧密的，基本形成了两个显著的毫无交叉的左右阵营，但是无论是节点大小还是连线的粗细上两边都有明显的差距。

通过对数据的进一步分析，发现左边阵营中的作者绝大多数是德国国内的作者，他们不仅发文量普遍高于右边的作者，而且合作发文的数量也占绝大多数，造成他们节点偏小、连线偏细的原因是由于他们的合作者比较分散，且很多合作者的发文量低于20篇。右边阵营中只有1位德国国内作者，为慕尼黑大学的Mohr，JJ，其余作者均是与其合作发文的国外作者，主要来自于芝加哥大学（Univ Chicago）、加利福尼亚大学伯克利分校（Univ Calif Berkeley）和麦吉尔大学（McGill University），这些作者节点较大，连线较粗和密集，说明他们之间已经形成了稳定、频繁的合作关系，是一个相对固定的合作团队，也是德国南极研究的一个核心作者群，他们的合作发文是从2010年开始的，在4年的时间中合作发文高达23篇，说明这是一个具有较强研究和创新能力的群体，今后在南极研究方面的贡献也是值得期待的。

总体上说，德国南极研究发文量在20篇及以上的作者之间已经基本形成了连通图，作者之间存在着广泛的联系与交流，说明德国的南极研究已经比较成熟，并且随着时间的推移，会有更多的核心作者及核心作者群出现。

3 研究内容的统计与分析

31 优势学科领域分析

从学科领域角度对德国南极主题研究文献进行分析，3 372篇文献共涉及76个相关学科，包括地质学、环境科学与生态学、海洋学、生物多样性与保护、古生物学、植物学、天文学与天体物理学等。优势学科指的是德国南极研究涉及最多的学科，表3统计了文献量不低于150篇的学科10个，累计发文3 121篇，占总文献量的8385%。

南极洲是由冈瓦纳大陆分离解体而成的，是世界上最高的大陆，且其四周围绕着多风暴且易结冰的南大洋，这些特殊的地质构造和生态环境决定了地质学、环境科学与生态学、海洋学成为科研人员关注的重点领域，这3个学科的累计发文量为2 130篇，占总发文量的5722%，远高于其他学科，成为德国南极研究中最具优势的学科。此外对海产淡水生物学的研究也颇多，这主要是因为南极是世界上淡水的重要储藏地，拥有地球70%左右的淡水资源。endprint

从表3中不难看出，在这10个学科领域开展研究的机构中，阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所的表现最为突出，不仅每个学科都有涉猎，而且在9个学科领域的发文量都居于首位。对这10个优势学科的历年发文量进行了统计，绘制了如图3所示的优势学科发展趋势图。

由图3可知，德国南极主题研究文献所涉及的前十位优势学科的文献几乎都是在1989年后才开始出现并增长的，且出现的时间比较集中，几乎呈现出齐头并进的趋势。在这10个优势学科中，地球化学与地球物理学的文献是最早出现的，在1973年，有2篇文献，都是由马克斯普朗克化学研究所的研究人员发表的，分别为Hintenbe，H、Jochum，KP与Seufert，M合作发表的《四块新南极陨石YAMATO（A）、（B）、（C）、（D）和陨石Orgueil、Murray、Allende、Abee、Allegan、Mocs及Johnstown中的金属浓度研究》（Concentrations of Heavy-Metals in 4 New Antarctic Meteorites YAMATO（A），（B），（C）and（D）and in Orgueil，Murray，Allende，Abee，Allegan，Mocs and Johnstown）[6]和Shima，M、hintenbe，H合作发表的《四块新发现的南极陨石中的化学成分和稀有气体研究》（Chemical Composition and Rare-Gas Content of 4 New Detected Antarctic Meteorites）[7]，其次是地质学和海洋学，出现于1988年，是由阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所的Futterer，DK、Grobe，H和Grunig，S合作发表的《威德尔海的第四纪沉积模式研究：关系和环境条件》（Quaternary Sediment Patterns in the Weddell Sea：Relations and Environmental Conditions）[9]；从1989年起，其余各优势学科的文献都开始相继出现，增幅也比较明显，总体看来，地质学、环境科学与生态学、海洋学的文献增幅较大，它们也成为近年德国南极研究的主要领域。

32 研究热点分析

对德国南极主题文献研究热点的分析主要通过关键词的词频统计。在本文的研究数据中，有1 988篇文献没有关键词，且主要都集中在前期的文献中，故选择有关键词的1 734篇文献作为研究样本进行研究热点的分析。

在对关键词统计的过程中，需要对关键词进行合并处理，合并如diatom、diatoms等单复数形式的同义词；sea ice、sea-ice和model、modeling等词形不同的同义词；Antarctic krill、krill等同指向的同义词等，同时剔除Antarctica、Antarctic这两个在此处不具分析意义的高频词及distribution、growth等没有实际指向的词，共得到5 151个关键词，词频不低于15的关键词共有38个，具体如表4所示。

由表4可以看出，对南大洋的相关研究在德国南极研究中占了相当大的比重，不仅南大洋本身是频次最高的关键词，而且在这38个高频关键词中，既包含了南大洋的附属海威德尔海、罗斯海和阿蒙森海，还包含了很多与南大洋密切相关的词，如海冰、磷虾、硅藻、南极绕极流、海底生物等，因此南大洋是南极研究一个极具代表性的研究方向。究其原因，应该是与南极的地理特殊性密切相关的：南极洲腹地几乎是一片不毛之地，仅有一些简单的植物和一、两种昆虫，而在它的海洋中却充满了生机，南大洋作为环绕南极大陆且北边无陆界的独特水域，它在海流、水团、海冰等方面与其他几大洋相比有很大的特色，故其必定会成为科研人员关注的焦点。对它的研究主要包括南大洋的地质地形、气候、水文、南极陆架水、潮汐、资源、附属海和海峡等。

南极气候的四大特点是“寒极”、“风极”、“白色沙漠”和“冰雪世界”，它作为地球上两个最大的冷源之一在不断地调节我们整个地球的气候，特别是工业化社会后的全球气候变暖现象使得对南极气候的研究变得更加迫切，而稳定同位素作为一种气候指标为南极冰芯的古气候恢复提供了有力的研究手段，也得到了研究人员较多的关注。

南极特殊的极昼极夜现象、超低的气温等都对生长在那里的植物的生存提出了严峻的挑战，因此对于南极植物的研究也是热点之一，既包含对植物品种，如地衣的研究，也包含对植物生存方式，如光合作用的研究。

同时，笔者发现在这些关键词中，“宇宙学：观测”一词是2010年才出现的，在短短的几年时间内，发展迅速，成为德国南极研究的又一热点。南极地理位置的特殊性及其透光率极高、光污染近乎为零的特点，使其成为目前地球上最好的宇宙观测平台，科研人员正在积极探索如何利用这些优势更好地开展空间科学的研究。与其他研究热点不同的是，这一热点目前发文量居于前两位的都是美国的机构：凯斯西储大学（Case Western Reserve University）和美国哈佛-史密森天体物理研究中心（Harvard Smithsonian Center），而德国的国内机构马克斯普朗克化学研究所仅位于第三，说明德国的科研人员正在通过积极参与国际合作的方式来进行该项研究，随着研究的深入，德国国内机构的相关发文会越来越多。

总体来说，这些研究热点之间都是相互交叉和融合的，形成了很多跨学科的综合性研究成果。

4 结 语

通过对Web of Science数据中收录的德国南极主题研究文献的统计分析，可以得出德国南极研究的特征：

（1）从文献的年代分布来看，德国南极研究虽然起步较早，但在头20年里几乎没有发展，直到20世纪90年代才开始稳步增长，发展至今已取得颇多的研究成果，目前仍处于快速发展阶段。endprint

（2）从作者机构的分布来看，德国研究南极的主要机构是高校和科研院所，其中尤以阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所的表现最为出众，它在德国的南极研究中发挥了极其重要的作用；此外，不来梅大学、基尔大学、汉堡大学、慕尼黑大学、马克斯普朗克化学研究所也是德国南极研究的生力军。同时，德国还积极通过开展国际合作来进行南极主题的研究。

（3）从作者之间的合作关系来看，德国的南极研究已经比较成熟，研究者十分注重相互之间的联系与交流，积极开展合作，不仅形成了国内的核心作者，而且还与国外作者合作形成了相对固定的核心作者群，这有利于南极系统性研究的开展。

（4）从优势学科的角度来看，地质学、环境科学与生态学、海洋学是德国南极研究主题文献所涉及的较为突出的三大优势学科，其次是海产淡水生物学、气象学与大气科学、自然地理学等学科。各主要优势学科的研究大多起步于20世纪90年代，经过长期的发展，学科之间已经形跨学科融合与协调发展的良好态势。

（5）从研究热点来看，南大洋的相关内容是德国南极研究的主要热点方向，同时注重气候、生物、生态、地质等方面的研究，此外，宇宙学观测是德国南极研究中近年才出现且发展较为迅速的研究方向。

总之，德国作为世界南极科考的一支重要力量，经过近半个世纪的发展，各方面都较为成熟，并形成了自身的特色，希望通过对其研究文献的分析可以为中国的南极科考事业提供借鉴和参考。

参考文献

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[2]Web of Science[EB/OL].http：∥thomsonreuters.com/thomson-reuters-web-of-science/，2014-07-20.

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[6]Hintenbe，H，Jochum，KP，Seufert，M.Concentrations of Heavy-Metals in 4 New Antarctic Meteorites YAMATO（A），（B），（C）and（D）and in Orgueil，Murray，Allende，Abee，Allegan，Mocs and Johnstown[J].Earth and Planetary Science Letters，1973，20（3）：391-394.

[7]Shima，M、hintenbe，H.Chemical Composition and Rare-Gas Content of 4 New Detected Antarctic Meteorites[J].Earth and Planetary Science Letters，1973，19（2）：246-249.

[8]Oelke，H，Steinige，F.Salmonella in Adelie Penguins（Pygoscelis-Adeliae）and South-Polar Skuas（Cat-haracta-Maccormicki）on Ross-Island，Antarctica[J].Avian Diseases，1973，17（3）：568-573.

[9]Futterer，DK，Grobe，H，Grunig，S.Quaternary Sediment Patterns in the Weddell Sea：Relations and Environmental Conditions[J].Paleoceanography，1988，3（5）：551-561.

（本文责任编辑：马 卓）endprint