基于Web of Science的农业工程学科研究影响力分析

王宝济，闫 宁，贺 玢

（中国农业大学图书馆，北京 100083）

0 引言

ESI已成为当今世界范围内普遍用以评价高校、学术机构、国家/地区学术水平及影响力的重要评价指标工具之一。但ESI只针对22大学科领域提供学科研究影响力的数据查询服务，我国高等院校和科研机构所关注的国家一级学科，除化学、数学和物理学外，其他的学科或从属于这22大学科领域之中，或与这22大学科领域交叉，用户无法从ESI中直接获取学科影响力的数据。

从WoS中获取这些学科的论文信息和被引频次等数据，借鉴ESI的引文排名法，根据论文数、论文被引频次、论文篇均被引频次、高被引论文、热点论文等指标，从多个角度对国家/地区科研水平、机构学术声誉、科学家学术影响力以及期刊学术水平进行全面衡量，对高等院校和科研机构全面认识和定位相关学科的研究状况有一定的参考价值。

农业工程学科是我国的国家一级学科，本文从WoS提取一定时间范围内的农业工程学科发文量和被引频次等数据，以被引频次为主线，结合发文量和篇均被引等数据进行统计分析，得出了农业工程学科研究影响力的多维度信息。

1 数据来源和研究方法

以WoS学科类别“Agricultural Engineering（农业工程）”为检索词，以2005～2015为时间跨度①，对包括SCIEXPANDED、SSCI、CPCI-S、CPCI-SSH等数据库进行检索，获取发文量、被引频次和ESI高被引论文和热点论文等数据。

以被引频次为主线，结合发文量和篇均被引等文献计量评价指标，分别对国家/地区、学术机构、学术期刊、高被引科学家、高被引论文以及热点论文等进行文献计量学统计分析，得出近11年来WoS中农业工程学科研究影响力的相关数据。

2 WoS中的农业工程学科

2015年JCR主题类别中对农业工程的描述为：农业工程是指工程技术在农业上的应用，包括机械设计，机械装备，建筑设计；水土工程；灌溉和排水工程；作物收获、加工和储存；动物生产技术，畜禽舍建设和设施工程；精准农业；收获后加工和技术；农村发展；农业机械化；园艺工程；温室结构与工程，生物能源和水产养殖工程等[1]。

我国学术界对农业工程的研究领域一般概括为：农业机械化工程、农业水土工程、农业生物环境工程、农村能源工程、农业电气化与自动化工程、农产品加工与贮藏工程和土地利用工程等[2]。

每年的JCR中都会公布农业工程学科的总引用次数（Total Cites）、期刊数量（Journals）以及论文数量（Articles）等数据，并会列出每种期刊当年的总引用频次、影响因子（Impact Factor）、发文量等数据（表1）。近年来，JCR中的农业工程学科所包含的期刊一般稳定在12种左右，每年会略有调整，但整体变化不大，表2列出了近5年农业工程学科所包含的期刊信息[1]。

表1 JCR中的农业工程学科

表2 2009～2014年JCR中农业工程学科期刊

近11年（2005～2015）WoS中收录有农业工程学科各类学术论文35951篇，这些论文的总被引频次为390169篇·次，篇均被引10.85次/篇。

论文涵盖了WoS的24个研究方向，其中发文量超过500篇的研究方向有5个；同时与WoS中的37个学科主题交叉，其中发文量超过500篇的有8个（表3）。

表3 发文量超过500篇的研究方向和学科主题类别

3 国家/地区（Countries/Territories）影响力分析

近11年来WoS中所收录的农业工程学科论文作者来自全球155个国家/地区。按被引频次排序，10%的基线为8262次，50%的基线为140次，进入TOP10%的国家/地区有16个，TOP50%的国家/地区共79个，其中进入TOP10%的16个国家/地区在全球农业工程学科研究中具有较大的影响力（表4）。

表4 全球农业工程学科研究较有影响力的国家/地区（以总被引频次为序）

论文数量和总被引频次最高的国家是美国，其论文数量为7001篇，总被引频次为87649篇·次，篇均被引最高的为荷兰，达19.45次/篇。

分别以这16个国家/地区的发文量和总被引频次为横、纵坐标，以各自的均值为原点绘制“论文数量-被引频次”二维平面图，在平面图中标出这些国家/地区的位置，可以反映各国家/地区的综合影响力。

从TOP10%国家/地区“论文数量-被引频次”的二维平面图②（图1）中可以看出，美国和中国在全球农业工程学科领域占有绝对的优势，其影响力远大于其他国家/地区。

图1 国家/地区论文数量和被引频次相对位置分布图

中国虽然在“论文数量-被引频次”二维平面图中位于第一象限的较高位置，但篇均被引却低于全球平均值（图2）。

图2 2005～2015年16个国家/地区论文篇均被引频次相对世界平均水平的位置

通过对美国和中国这2个农业工程学科最有影响力的国家的相关数据的分析，可以发现，从2005年到2015年，中国论文的增长速度远大于美国（图3）。

图3 2005～2015年中国和美国收录论文情况

近11年来，中美两国在WoS中的发文量虽然相差不大，但论文质量仍有差距，中国零被引论文数量2220篇，占总量（6875篇）的32.29%；而美国零被引论文数量为1320篇，占总量（7057篇）的18.70%，中国零被引论文的占比远高于美国。同时两国论文在文献类型、研究方向上也存在较大的区别（表5）。

在文献类型方面，中国的Proceedings Paper占比为23.90%，要远高于美国的9.58%。

在国际合作研究方面，中国是与美国作者合作最多的国家，占比为8.96%，远高于其他国家。同样，美国是与中国作者合作最多的国家，占比为9.20%，也远高于其他国家。

在学科研究方向方面，中美两国的研究方向都主要集中在Biotechnology Applied Microbiology和Energy Fuels两个方向，不过中国在这两个方向的集中度要远高于美国。

在学术论文发表刊物方面，美国作者发表论文的刊物相对比较分散，集中度最高的刊物有Bioresource Technology（26.55%）和Transactions of the ASABE（21.33%），而中国作者的论文则主要发表在Bioresource Technology上，占比高达57.47%。

4 研究机构（Institutions）影响力分析

来自InCites的数据显示，近11年WoS所收录的农业工程学科学术论文作者来源机构有来自全球157个国家/地区的2449个。按被引频次排序，其百分位基线如表6所示。

表5 中美两国收录论文的属性

表6 农业工程学科研究机构总被引频次分布

进入TOP 0.1%的3个机构分别是美国农业部（United States Department of Agriculture）、印度科学与工业研究理事会（Council of Scientific & Industrial Research）和中国科学院（Chinese Academy of Sciences），这3个机构是国际农业工程领域研究最有影响力的研究机构。

进入TOP 1%的研究机构有26个，其相关数据如下（表7）。

25个进入TOP 1%的研究机构来自8个国家，分别是美国13个，中国5个，荷兰、西班牙、法国、丹麦、印度和马来西亚各1个。

从这25个机构的“论文数量-被引频次”二维平面图③（图4）中可以看出，位于二维平面图的第一象限的研究机构有4个，分别是USDA、CSIR、CAS和IIT，这4个研究机构属于双高（高被引频次、高论文数量）的机构，是国际农业工程学科研究领域最有影响力的研究机构。位于第二象限的有3个，DOE、MSU和Texas A&M University，这3个机构虽然发文量低于平均值，但被引频次却高于平均值。

图4 进入1%研究机构论文数量和被引频次相对位置分布图

中国位列TOP 1%的研究机构有5个，分别是中国科学院、浙江大学、清华大学、哈尔滨工业大学和华南理工大学。

表7 中国位列农业工程前1%研究机构（以总被引频次为序）

5 学术期刊（Journals）影响力分析

InCites的统计数据显示，近11年125种出版物刊发有农业工程学科的论文，这些出版物包括学术期刊、会议论文和丛书等。按被引频次排序，其百分位基线和数量分布如表8所示：

表8 农业工程学科出版物总被引频次分布

从文献类型看，收录Article的出版物主要集中在历年JCR所公布的16种农业工程主题类别期刊中，其他出版物则主要收录农业工程学科会议论文等其他论文。收录农业工程学科会议论文最多的出版物为园艺学报（ACTA Horticulturae），其所收录的农业工程学科会议论文约占期间会议论文总量的30%。

被引频次TOP 10的期刊均来自2014年JCR中农业工程学科期刊，其相关数据如表9所示。

这些出版物中，来自美国有4种，英国3种，巴西、德国、荷兰各1种。中国、印度作为全球农业工程研究领域具有较大影响力的国家却没有1种刊物成为JCR中农业工程领域的出版物。

从TOP 10的学术期刊“论文数量-被引频次”二维平面图中可以看出，Bioresource Technology在农业工程学科领域具有绝对的“霸主”地位（图5）。

图5 期刊论文数量和被引频次相对位置分布图

近年来，Bioresource Technology的发文量增长迅猛，从2005年的267篇到2013年的1987篇，增长了7倍多，近两年维持在1500篇左右（图6）。

图6 Bioresource Technology的发文量

在Bioresource Technology所发表的论文中，第一来源国是中国，共收录论文3917篇，占其收录论文总量的29.94%。其次是美国和印度，分别为1859篇（14.21%）和1328篇（10.15%），均超过该刊收录量的10%，此刊是收录中国农业工程学科研究论文的第一大刊。

在Bioresource Technology发表论文最多的研究机构有中国科学院（563篇，4.304%）、印度科学工业研究理事会（365篇，2.790%）、哈尔滨工业大学（284篇，2.171%）、印度理工学院（262篇，2.003%）和浙江大学（230篇，1.758%），这5家机构近11年来在该所发表的论文均超过200篇。

6 科学家（Authors）影响力分析

科学家所发表论文的被引频次，在一定程度上反映了某一科研群体对于该科学家的依赖程度。InCites数据显示，近11年农业工程学科共有102830名科学家的论文被WoS数据库所收入，被引频次位列前1%的科学家有1028名，位列前1‰科学家有103名④。表10和表11列出了全球和中国大陆被引频次排名居前10的科学家。

位列前1%的科学家共发表论文7041篇，约占近11年论文总量（35951篇）的20%，总被引频次314575篇·次，约占被引频次总量（390169篇·次）的80%。其中论文总被引频次最多的为来自美国奥本大学化学工程系的Y.Y.Lee教授，共发表论文5篇，其论文总被引频次3151篇·次，篇均被引630.2次/篇，其所发表的论文中被引频次最高的是2005年4月发表在Bioresource Technology杂志上的Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass，总被引频次2095次⑤，值得注意的是其所发表的5篇论文中作为第一作者或通讯作者只有2篇，总被引频次251次，仅占个人总被引频次的8%左右。收录论文最多的是自中国台湾地区成功大学的Chang Jo-Shu（张嘉修）教授，共收录论文83篇，论文总被引频次1790篇·次，列第9名。

表9 被引频次居前10的出版物（以总被引频次为序）

表10 全球排名前10的科学家

表11 中国大陆排名前10的科学家

103名位列农业工程学科前1‰的全球科学家共发表论文1399篇，约占论文总量的4%，其论文总被引频次86734篇·次，约占被引频次总量的22%。这些科学家来自全球17个国家和地区，其中来自美国的科学家共有50人，远高于其他国家和地区，来自中国大陆和台湾地区的科学家分别有10人和9人，列科学家数量第2和第3位（表12）。

表12 位列前1‰科学家来源分布情况（以科学家数量为序）

7 ESI高被引论文（Highly Cited Papers）分析

从ESI数据库可以获知，2015年7～8月，ESI收录有农业工程学科主题的高被引论文213篇，约占同期农业工程学科论文总数（35951篇）的0.6%。总被引频次39038篇·次，篇均被引183.28次/篇，h指数111。其文献类型以Article为主，有159篇，占总量的74.65%，其他的还有Review（54篇，25.35%）和Proceedings Paper（4篇，1.88%）。

进入ESI高被引论文最多的出版年为2013年，共有41篇论文入选，篇均被引频次最高的是2005年，篇均被引521.45次/篇（表13）。

表13 高被引论文出版年分布

被引频次最高的论文为来自美国普度大学的Mosier，N，论文题目为Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass，于2005年4月发表在Bioresource Technology杂志上。

7.1 高被引论文的作者来源

高被引论文来自46个国家/地区，论文数量超过5篇的国家/地区有16个（表14）。

表14 高被引论文数量超过10篇的国家/地区（以高被引论文数量为序）

美国无论在所收录论文还是高被引论文总量上都排名第一，是全球农业工程学科研究高被引论文最有影响力的国家。高被引论文占论文总量最高的是荷兰，占比高达2.35%。值得关注的是虽然中国的论文总量和总被引频次均排名第2，高被引论文数排名第3，但高被引论文占论文总量的比例只有0.34%，处于这16个国家/地区中的倒数第2位。

表15 高被引论文超过5篇的研究机构

高被引论文的作者来自全球322个研究机构，进入高被引论文数量最多的研究机构是美国农业部农业研究局（USDA ARS），有13篇，占比6.10%。中国高被引论文最多的研究机构为中国科学院（4篇，1.88%）。高被引论文超过5篇的研究机构有10个，除中国台湾地区的成功大学外，其余均来自美国（表15）。

7.2 高被引论文的文献来源

高被引论文来源于9种出版物，主要来源于Bioresource Technology，占所有来源的52.11%（表16）。

7.3 高被引论文的学科分布及研究方向

从ESI学科分类来看，高被引论文分属ESI22个学科分类中的5个学科，其中占比最多的为生物学与生物化学，占其总量的52.58%（表17）。

从WoS类别来看，高被引论文与2014年JCR的232个学科类别中的8个学科类别交叉，除农业工程学科本身外，占比最大的为Biotechnology Applied Microbiology和Energy Fuels，分别占其总量的62.91%（表17）。

从WoS的研究方向上看，这些论文来自6个研究方向，分别为Agriculture、Biotechnology Applied Microbiology、Energy Fuels、Engineering、Water Resources和Fisheries（表17）。

表16 高被引论文的来源出版物（以高被引论文数量为序）

表17 高被引论文的学科及研究方向分布

8 热点论文（Hot Papers）分析

热点论文是指与同领域和同时期发表的论文相比，在发表后很快就得到较高引用的论文，即近2年（2014～2015年）发表的论文在当前两个月内（2015年11月～12月）被引频次居于TOP 1‰的论文。这些论文在一定程度上反映了当前国际农业工程学科研究的热点方向。

2015年7～8月的公布的数据显示，ESI数据库收录有农业工程学科主题的热点论文3篇，它们分属ESI的3个学科类别，分别为Biology & Biochemistry、Engineering和Environment/Ecology。包括2篇Article和1篇Review（表18）。

论文编号：

1、A review of current technology for biodiesel production：State of the art；Aransiola，EF；南非开普半岛科技大学（Cape Peninsula University Technology）

2、Acidogenic fermentation of food waste for volatile fatty acid production with co-generation of biohydrogen；Mohan，SV；科学与工业研究理事会（CSIR）

3、Determination of Irrigation Allocation Policy under Climate Change by Genetic Programming；Bozorg-Haddad，O；伊朗德黑兰大学（University Tehran）

表18 ESI农业工程学科热点论文

9 结语

根据WoS的学科分类，从数据库中提取相关数据，利用文献计量分析法，分别对国家/地区、学术机构、学术期刊、ESI高被引论文以及热点论文等进行文献计量学统计分析，可以得出近11年来农业工程学科研究的全球影响力数据，这些数据对国内高等院校和科研院所全面了解WoS中的农业工程学科有一定的帮助。

通过对WoS中农业工程学科的文献计量分析发现，WoS中农业工程学科具有以下特点：

（1）美国是当今全球农业工程学科研究的领军国家，无论论文收录的数量、总被引频次、高被引研究机构数量、高被引学术期刊数量，还是ESI高被引论文数量都处于首位。

（2）中国虽然在收录论文数量和总被引频次上处于第2的位置，在高被引论文的数量上处于第3的位置，但高被引论文占论文总量的比例只有0.34%，处于较低的位置。零被引论文数量占有论文总量的32.29%，相对较高。尤其是作为农业工程学科研究具有较大影响力的国家，没有一种农业工程类学术期刊被JCR所收录。

（3）农业工程学科是一个交叉性较强的学科，WoS中所收录的论文包含了WoS的24个研究方向，其中发文量最多的5个方向为：Biotechnology Applied Microbiology、Energy Fuels、Engineering、Water Resources和Fisheries，与2014年JCR232个学科类别中的38个学科主题类别交叉，主要有Biotechnology Applied Microbiology、Energy Fuels、Agronomy、Water Resources、Horticulture、Agriculture Multidisciplinary、Engineering Civil和Fisheries等。

（4）Bioresource Technology和Biomass Bioenergy是农业工程领域最有影响力的学术期刊。

（5）Biotechnology Applied Microbiology和Energy Fuels是生物工程研究中的重点，在高被引论文和热点论文中，其研究方向几乎都集中在Biotechnology Applied Microbiology和Energy Fuels方面。究其原因，主要是自20世纪80年代以来，发达国家由于农业现代化已基本完成，为了拓展学科发展空间，北美和欧洲各国农业工程学科纷纷向生物系统工程学科发展。

[1] AGRICULTURAL ENGINEERING.[EB/OL].[2016-09-20].https：//jcr.incites.thomsonreuters.com/JCRCategoryProfileAction.action?year=2014&cate goryName=AGRICULTURAL%20ENGINEERING&edition=SC IE&category=AE.

[2] 中国科学技术协会主编，农业工程学科发展报告2010-2011[M].北京：中国科学技术出版社，2011.04

注释：

①参照ESI的时间跨度。

②16个国家/地区发表论文数和被引频次均值分别为1986篇，24005篇·次。

③原点为25个机构的论文数量和被引频次平均值（3445727）

④由于科学家的数据去重和整理工作量非常大，此处采用原始数据的简单百分数法近似取值。

⑤检索时间为2016年2月29日。