基于SCI—E的我国蕨类植物研究进展分析

严欢欢 肖娟 梁永书 南文斌 杨永清

摘要 分析了Web of Science（SCIE）数据库中我国蕨类植物相关研究的文献数据，结果表明：蕨类植物研究累计发文量呈指数增长趋势，发文最多的机构为中国科学院，占比高达52.897%；发文最多的作者为中科院植物所的张宪春研究员，发文占比高达6.297%；发文量最多的期刊为《AMERICAN FERN JOURNAL》，发文占比3.778%。研究热点主要集中在蕨类植物对污染物的吸收及其机理研究、蕨类植物分子系统发生与分类两方面。

关键词 蕨类植物；文献计量分析；Web of Science；Citespace

中图分类号 S126 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）09-280-04

Abstract Researches on fern was evaluated based on bibliometric analysis by retrieving articles from Web of Science （SCIE）. The results showed that accumulative publications of fern exhibited a trend of exponential growth. Chinese Academy of Sciences exceeded all other institutes in research production， with the proportion of 52.897% of total articles. The most productive author was Zhang XC （from Chinese Academy of Sciences， Institute of Botany）， who contributed 6.297% of total publications. American Fern Journal was the predominant journal that published 3.778% of total articles. Researches on mechanism of pollutants accumulation， molecular phylogeny and classification were the mainly two research hotspots.

Key words Fern； Bibliometric analysis； Web of Science； Citespace

蕨类植物是植物界的6大门类之一，其分类地位介于苔藓植物和种子植物之间。我国蕨类植物资源丰富，达2 600多种[1]，占世界现代蕨类物种数（约12 000多种）的1/5强。蕨类植物是生态系统的重要组成部分，在生物多样性与生态系统稳定性的维持方面具有重要功能；同时，其作为一个古老的类群，在研究物种起源、进化与分类方面亦极具价值；此外，其在环境治理、生态修复、食用、药用和景观园林等方面亦有广泛应用。文献计量学是对文献进行定量分析的科学，被公认为能定量测度基础科学活动、学科布局和学科发展动态的重要方法，已经被广泛应用于各学科的分析，从宏观上把握科学研究的方向。因此，总结和归纳相关研究文献，对客观全面把握蕨类植物研究的热点和前沿具有十分重要的意义。近年来，文献计量学的新方法特别是信息可视化手段不断完善，其中，陈超美[2]开发的基于JAVA平台的CiteSpace软件，在检测科学文献中出现的研究前沿、热点、趋势和动向的各种模式方面具有独到之处，正成为科学计量学普遍应用的新手段。目前，在蕨类植物的起源、系统发育、分子系统、细胞分类、区系地理，繁殖培养等方面，已有不少专题综述发表[2-8]，但从文献计量学角度，特别是利用信息可视化手段，从宏观层面对我国蕨类植物研究的综述还未见报道。

笔者运用文献计量学的方法，从文献数量、年代分布、研究学科分布、研究机构、核心作者和期刊刊源分布等方面着手，并借助CiteSpace息可视化软件分析国内外蕨类植物研究现状及热点，揭示其研究发展趋势。

1 文献采集与信息处理

在Web of Science（WOS，SCIE）数据库中，为了全面准确地检索到我国蕨类植物研究的相关论文，以主题为：“Fern”“Pteridophyte”“Lycopod”“Lycophyte”以及中国植物志中包含的蕨类植物39科的科名，中间以“OR” 为布尔逻辑符，地址为“China”进行检索，共获得文献794篇。 检索时间为2015年10月30日。在泛读的基础上对相关数据进行核对，并借助CiteSpace息可视化软件绘制科学知识图谱（该研究所用版本为CiteSpaceⅢ 4.0 R1），分析文献的特征，总结研究的热点和前沿问题。

2 结果与分析

2.1 蕨类植物研究文献年代分布

蕨类植物相关研究的文献量及年代分布见图1。在SCIE数据库中，最早的相关文献发表于1983年，1983～1996年发文量时断时续，年发文量都没有超过3篇，直到1996年之后，才每年维持一定的发文量，且年发文量缓慢上升，2004年后，发文量呈直线上升，2012年达历史最高水平，发文86篇，尽管2013年略有下降，但2014年亦高达81篇，到目前为止，2015年也已经可以检索到74篇。累计发文量呈显著的指数增长趋势（R2=0.992 3），亦反映蕨类植物研究不断受到重视。

2.2 蕨类植物研究的科研机构和核心作者

表1列举了蕨类植物研究发文量超过10篇的科研机构。由表1可知，中国科学院发文量遥遥领先于其他机构，占总发文量的52.897%，超过其他所有机构的总和；一些综合性大学（北京大学、云南大学、中山大学、中国科学院大学、武汉大学、南京大学、中国科技大学和浙江大学等）和师范大学（上海师范大学、重庆师范大学、哈尔滨师范大学和云南师范大学等）在蕨类植物研究方面亦有不俗表现；此外，华中农业大学、中国医科大学和中国矿业大学等发文量亦较多，除中国大陆的科研机构外，密苏里植物园、“中央研究院”（中国台湾）、英国自然历史博物馆、佛罗里达大学和香港浸会大学等机构发文或合作发文量较多。运用普莱斯定律[6]，依据公式M=0.749（Nmax）1/2（式中，Nmax 为所统计时段中最高产的作者论文数），计算出核心作者發表论文数的门槛值M。在SCIE数据库中，发文最多的为中国科学院植物所的张宪春（ZHANG XC）研究员，高达50篇，则MWOS=5.30，发文数量6篇以上者为核心作者；限于篇幅，该研究仅列出发文数量在前15位的发文作者（表2）。其中，中科院植物所的张宪春研究员和中科院成都生物研究所的张丽兵（ZHANG LB）研究员发文分别占比6.297%和4.912%，2人合计贡献了11.21%的发文量。

2.3 蕨类植物研究文献的学科和期刊来源分布

蕨类植物相关研究文献在WOS数据库中分布在PLANT SCIENCES、ENVIRONMENTAL SCIENCES、BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOG、CHEMISTRY MEDICINAL、EVOLUTIONARY BIOLOGY、PHARMACOLOGY PHARMACY、MULTIDISCIPLINARY SCIENCES、GEOSCIENCES MULTIDISCIPLINARY、PALEONTOLOGY 、ECOLOGY等学科（表3）。载文前15位的期刊发文量总计占总发文量的35.139%，各期刊发文占总发文量的1%～4%的范围之类，占比較为均匀；其中，以植物系统进化与分类期刊为主，如《AMERICAN FERN JOURNAL》《JOURNAL OF SYSTEMATICS AND EVOLUTION》《NOVON》《PHYTOTAXA》《REVIEW OF PALAEOBOTANY AND PALYNOLOGY》《ACTA PHYTOTAXONOMICA SINICA》（现名《Journal of Systematics and Evolution》）《CHINESE SCIENCE BULLETIN》，《INTERNATIONAL JOURNAL OF PLANT SCIENCES》《ACTA BOTANICA SINICA》（现名《Journal of Integrative Plant Biology》）《BOTANICAL STUDIES》《TAXON》，其次为环境科学类期刊《INTERNATIONAL JOURNAL OF PHYTOREMEDIATION》《ENVIRONMENTAL POLLUTION》，医药类期刊，如《PHYTOCHEMISTRY》《PLANTA MEDICA》，开放获取期刊《PLOS ONE》；载文量最多的为美国蕨类杂志《AMERICAN FERN JOURNAL》，发文占比3.778%（表4）。

2.4 蕨类植物研究的热点

研究热点通常指在某一时间段内，具有内在联系且数量相对较多的一组论文所探讨的科学问题或专题。从文献计量学角度看，在某学科领域被引频次最高的研究型文献通常是该领域研究热点的集中体现。CiteSpace是一款用于可视化分析科学文献趋势和范式的计量学软件，其绘制的科学知识图谱能够显示某一学科或科学主题在某一时段的发展趋势与动向，其提供的突现检测（Burst Detection）功能，将那些频次变化率高、增长速度快的突现词（burst terms）从大量的主题词中检测出来，用词频的变化率，来反映出学科的前沿领域和发展趋势[2] 。为了提炼我国蕨类植物研究最新的热点，该研究利用CitespaceIII软件绘制了2005～2015年WOS数据库中中国学者发表文献的共引知识图谱和关键词共现图谱，并总结了近年来突现度高的关键词、机构和作者。

在CiteSpaceIII界面中选中Node Types 为“cited reference”，设置单个时间分区长度（time slicing）的值为1，整个时间跨度为2005～2015 年，数据抽取对象为Top30，绘制文献共被引聚类图谱（图2）；选择Node Types为“key word”，其他设置不变，绘制关键词聚类时区图谱（图3）。从图2可以看出，近10年来我国蕨类植物的研究文献中，最大的4个主要聚类为砷酸盐（arsenate）、铁线蕨属（adiantum）、洞穴植被（cave flora）和分子系统发生（molecular phylogeny）等，其分别包含43、42、26和22个节点（文献）。共被引频次最高的文献为聚类 #0中的Ma LQ，2001，NATURE，V409，P579（71次）和聚类#3中SMITH AR，2006，TAXON，V55，P705（61次），远超其他文献的共被引频次。Ma等[11]发表的题为“A fern that hyperaccumulates arsenic”的论文，发现蕨类植物蜈蚣草（Pteris vittata，brake fern）对砷具有超富集能力。此后，有关蕨类植物对金属或非金属污染物的吸收或在环境治理方面的应用成为蕨类植物研究最热门的一个方面。而Smith等[12]在综合当前蕨类分子系统研究新证据的基础上提出了一个新的世界蕨类植物分类系统，该系统受到世界蕨类植物研究学者的广泛认可。从图3的高频关键词聚类时区图谱可以发现，研究热点主要集中在吸收（uptake）、鳞毛蕨科（dryopteridaceae）和耳蕨属（polystichum）等3大聚类。从高频关键词的分布不难发现，对污染物的吸收（如arsenic，hyperaccumulator，soils，removal cadmium，phytoremediation，heavymetal，contaminated soils，tolerance，uptake kinetics，hyperacculation等）和系统发生与分类（evolution，diversity，speciation，diversification，new species，chooroplast dna，trnlf，morphology，molecular phylogeny，classification等）为2005～2015年蕨类植物研究的两大热点主题。此外，从高突现度关键词、研究机构和作者（表5）中可以发现，分子系统发生（molecular phylogeny），拟南芥（arabidopsisthaliana），最大似然法（maximumlikelihood）和进化（evolution）等关键词突现度持续至今，亦表明蕨类植物的分子系统与进化，污染物吸收的分子机理（重要基因功能在拟南芥中的验证）两方面仍将作为蕨类植物研究的前沿课题，而中国科学院大学和中科院成都生物研究所的张良（ZHANG L），为最近突现度较高的机构和作者，发文量增加较快。

3 結论

从检索到的资料来看，Web of Science数据库中蕨类植物的相关研究呈现逐渐上升的趋势，特别是近10年来呈现快速增长的势头，表明蕨类植物相关研究越来越受科技界重视。以中国科学院为主的研究机构对国内蕨类植物相关研究做出了巨大贡献；发文量最多的期刊为《AMERICAN FERN JOURNAL》。结合载文期刊、核心作者、文献共被引聚类图谱、关键词共现图谱以及高突现度关键词和作者，可以发现，我国蕨类植物相关研究主要集中在植物和环境2大学科，研究热点主要集中在蕨类植物对污染物的吸收及其机理研究、蕨类植物分子系统发生与分类两方面。

参考文献

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[12]SMITH A R，PRYER K M，SCHUETTPELZ E，et al.A classification for extant ferns[J].Taxon，2006，55：705-731.