基于文献计量学的国际火山生态学研究态势分析

魏晓雪，彭　皓，冷　泠，郭文姣，谢振华

（1.黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，五大连池164155；2.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨150020；3.中国科学院文献情报中心，北京100190）

基于文献计量学的国际火山生态学研究态势分析

魏晓雪1，2，彭皓3*，冷泠3，郭文姣3，谢振华1，2

（1.黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，五大连池164155；2.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨150020；3.中国科学院文献情报中心，北京100190）

文章基于W eb of Science数据源，利用W eb of Science数据库自带的分析工具，从论文年度变化趋势、研究方向、期刊分布、重要国家及论文影响力、重要机构及论文影响力、国家合作六个方面对火山区域生态学研究文献进行计量分析。结果表明，自2000年以后，国际火山生态学研究年发文量迅猛增长；研究热点主要集中在土壤学、火山地质学、生态系统、植被、大气系统和水科学研究六个方面；荷兰的《GEODERMA》和德国的《ENVIRONMENTAL EARTH SCIENCES》是刊载火山生态研究论文数量较高的两种期刊；美国在火山生态研究领域中发文量最高，论文综合影响力亦较高；美国位于全球火山生态研究合作交流的中心；中国科学院是中国在该研究领域发文量最多的研究机构，处于国内领先水平，但中国在该研究领域尚缺少高影响力的论文。

火山；生态；文献分析；W eb of Science数据库

以火山为研究对象的火山学是一门古老的学科，不论在地球科学还是在全球变化以及自然灾害预防研究中，都占据着重要的地位［1］。火山爆发不仅对植被产生直接影响，还通过改变成土母质、地形、水文等自然条件，间接地对火山喷发破坏后的植被演替产生持续性的影响［2］。火山喷发往往对生态环境造成重大影响，世界各国均对火山研究持续保持着密切的监测及研究，开展了多个国际研究项目。中国的火山学研究，在相当长的时间内，大量的、广泛的工作都集中在火山和火山岩的地质、地球化学工作方面，也许是因为中国缺少现代火山喷发，而长期忽视火山学和火山气候学的研究。直到近三十年来，才开始重视火山的综合研究，即把火山地质学、火山学、气候学、环境学等联系在一起，探讨火山活动的动力学机制，以及火山喷发对气候环境的影响，使火山研究进入一个新的阶段［3］。

文献计量学是基于文献事实，通过对研究产出进行科学计量分析和比较，客观定量地反映学科研究宏观层面，揭示新理论发展的方向［4］。目前该方法已被广泛用于林业、农业、生态学、土壤学和环境科学等诸多领域［5-11］。近年来，虽然有关火山学研究已有不少总结性文献发表［1，12-14］，但迄今为止，尚未见利用文献计量学研究火山区域生态学的报道。为此，笔者利用文献计量学的原理，对Web of Science数据库中收录的火山生态学文献进行统计和计量分析，试图用定量数据揭示国际火山生态学研究的特征，探究国际火山生态学发展规律和趋势，旨在为从事火山学研究的科研工作者提供数据参考。

1　数据来源与研究方法

本研究数据来源于Web of Science的SCI数据库，包括Science Citation Index Expanded（SCI-EXPANDED），Social Science CitationIndex（SSCI）、Conference Proceedings Citation Index-Science（CPCI-S）。以TOPIC：（Volcanic or Volcano）Refined by：（ENVIRONMENTAL SCIENCES OR WATER RESOURCES OR SOIL SCIENCE OR ECOLOGY OR PLANTSCIENCES）为检索策略，在WOS数据库中，共检索出全部论文5776篇（检索时间为2015年3月10日），其中Article论文4931篇，Review论文158篇，Proceedings Paper论文687篇。研究利用Web of Science数据库所带的分析功能、Thomson Data Analyzer数据分析工具和社会网络软件Netdraw进行文献数据挖掘和可视化分析。对火山生态学论文的年度变化趋势、主要发文国家/机构、论文影响力分析、期刊分布情况等进行文献数据挖掘和可视化分析，进而探析国际火山生态学研究的发展趋势。

图1　火山生态学研究论文的年代分布图

表1　火山生态学研究热点关键词列表

2　结果与分析

2.1火山生态学领域研究趋势分析

论文的年代分布在一定程度上反映了该领域的研究状况、研究水平及发展速度，并能通过图表反映出某一时间段内该领域研究的热点时期［15］。从图1可以看出，在二十世纪初，全球关于火山区域生态学的研究已经开始。进入80年代末期，相关研究开始快速增长，年发文量上升至20篇以上。2000年以后，全球火山生态学研究得到迅猛发展，论文数量急剧增长，年均发文量都在200篇以上。根据近20年来有关火山生态学文献发表的总量和逐年增加的态势可预测，在未来一段时间内，火山生态学仍将是学术界关注的热点之一。

2.2火山生态学研究方向分析

关键词是论文主要内容的概括，一个关键词出现的频次越高，相关的研究成果数越多，研究内容的集中性就越强［16］。将火山区域生态学研究领域发表论文的关键词进行统计，出现数量最多的前20个主题词及其所对应的年度阶段分布见表1。从关键词的词频排序看，研究主题主要集中在六个方面：土壤学研究、火山地质学研究、生态系统研究、植被研究、大气系统研究和水科学研究。其中，涉及最多的主题为土壤学研究，主题词包括土壤、火山灰、火山土壤、火山灰土壤、沉积物、有机质、地球化学、暗色土等；其次是生态系统研究，涉及的主题词包括进化、多样性、生态系统、动力学等。从年代分布可以看出，火山地区土壤学和火山地质地貌的研究在各个阶段都有涉及，并在各阶段持续增长，火山区域的土壤学和地质地貌的研究是火山区域生态学研究的主要方向。

2.3论文主要发表期刊分布

通过对所刊载论文的出版物进行统计，可以确定该领域SCI来源的核心期刊，有助于研究人员选择重点期刊进行阅读和投稿［10］。检索到该主题发表论文涉及的期刊超过700种，主要集中在环境科学、地质科学、水资源、土壤科学及生态学等领域出版的期刊（见表2）。就期刊来源看，发文量前十位的10种期刊中德国和美国分别出版发行了3种期刊，荷兰出版的期刊有2种，日本和英格兰各有1种。在发文量前十位的期刊中，影响因子最高的期刊为荷兰出版的《SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT》杂志，影响因子为3.163。

2.4重要国家论文产出及论文影响力分析

全球共有超过120个国家和地区开展了关于火山区域生态学的研究，前二十位的国家见下图（图2），其中美国在该领域研究优势明显，发文量达到1331篇，占全部论文发文量的18%；第二梯队的意大利和日本在该领域的发文量均在500篇以上；发文量前十位的国家占发文总量的63%。中国在该领域的发文量排名第十三位，发文量为164篇。从研究区域上看，全球有关火山区域生态学技术的研究主要在欧美国家展开，美国和加拿大的发文量占比21%；欧洲地区，排名进入前二十位的国家有11个，占发文量的34%；亚洲地区主要为日本、中国和土耳其开展了相关研究，发文量占比为11%；南美洲地区排名前二十位的国家有三个，其发文量之和占比达到8%。

表2　火山生态学研究领域发文量前10位期刊

图2　火山生态学主题SCI论文发文量国家分布（前20位）

论文被SCI收录的数量和被引频次反映了一个国家的整体科研实力和影响力。以论文发文量和平均被引频次为数据源制作出国家发文量—篇均被引频次分析图（见图3），横轴表示国家类型，纵轴表示论文发文量，气泡大小表示篇均被引频次。从被引总频次看，前10位依次是美国、英国、德国、意大利、日本、法国、西班牙、澳大利亚、加拿大和新西兰。从篇均被引频次看，前10位国家依次是美国、澳大利亚、英国、德国、加拿大、荷兰、比利时、瑞士、新西兰和法国。综合比较，美国在被引总频次和篇均被引频次两项指标中均排名第一，领先于其它国家。此外，欧洲在该领域的研究实力相对较强，英国、德国、法国在总被引频次和篇均被引频次上均列前十位。中国在火山区域生态学领域中发表论文数量、总被引次数以及篇均被引次数三项指标上均排名靠后，中国在该研究领域的整体影响力及被关注度都比较薄弱。

2.5重点机构论文产出及论文影响力分析

全球发表关于火山区域生态学的研究论文涉及的机构中前十位机构见下表（表3），其中前二十位机构中美国有7家，意大利有4家，日本、西班牙、英国和智利有2家，有1家机构的国家有俄罗斯、法国、中国和墨西哥。其中，排名前两位的墨西哥国立自治大学和美国地质调查局的发文量均在100篇以上，分别是148篇和107篇。发文量在60篇以上的机构有4家。中国科学院在火山区域生态学方面的研究发文量排名第五位，具备一定的研究实力。

从重点机构发文的被引总频次看，美国地质调查局排名第一，其次是美国的华盛顿大学，意大利国家研究委员会位列第三；从论文的篇均被引频次看，排名第一的为华盛顿大学，日本的东京大学和美国的夏威夷大学分列第二和第三位。中国科学院虽然在论文发表数量上排名第五，但是在论文的被引总频次和均被引频次上看，均排名比较靠后，分别是第十二位和第十三位。中国的科研机构在火山区域生态学研究领域的研究影响力仍显不足（见图4）。

2.6主要国家合作情况

随着大科学时代的到来，国际间合作与交流不断加强，火山生态学研究也不例外，呈现出较强的国际合作态势。通过国家共现网络图，对发表国际论文数量较多的前20个国家之间的合作情况进行分析（见图5）。其中，美国与其它国家之间的合作最广泛，主要合作国家为英国（63篇），德国（52篇），其次是墨西哥和加拿大（各45篇），其它合作国家还有意大利、日本、澳大利亚、西班牙等。

图3　国际火山生态学研究论文发文前15位国家发文量和被引情况

表3　火山生态学主题SCI论文发文量研究机构分布（前10位）

3　结论

3.1全球关于火山区域生态学的相关研究开始较早，但是未形成研究规模，自2000年以后，国际火山生态学研究年发文量迅猛增长，该研究领域进入稳定发展阶段；全球共有超过120个国家和地区开展了关于火山区域生态学的研究，美国在该领域研究优势明显，发文量达到1331篇，论文综合影响力亦较高；美国为世界上开展火山生态学研究最为活跃的国家，也是全球火山生态研究合作交流的中心。

3.2火山区域生态学的研究热点主要集中在土壤学、火山地质学、生态系统、植被、大气系统和水科学研究六个方面，其中，涉及最多的主题为土壤学研究；目前，火山区域生态学研究已经在世界各地开展研究，研究内容正在逐步从传统的土壤学、地质学方向转移到生态系统、生物多样性等方向的研究；荷兰的《GEODERMA》和德国的《ENVIRONMENTAL EARTHSCIENCES》是刊载火山生态研究论文数量较高的两种期刊。

3.3中国科学院是中国在该研究领域发文量最多的研究机构，处于国内领先水平，值得同行关注；中国科学院在国际火山生态学研究的发文量上具有一定的影响力，但在总被引次数、论文篇均被引频次、高影响力论文所占比例等指标有待继续提高。

图4　国际火山生态学研究论文发文前10位机构发文量和被引情况

［1］刘若新，李晓东.火山学研究进展［J］.地震地磁观测与研究，1996，17（06）：1-10.

［2］靳英华，许嘉巍，梁宇，等.火山干扰下的长白山植被分布规律［J］.地理科学，2013，33（02）：203-208.

［3］刘嘉麟.中国火山，1999.北京：科学出版社.11.

［4］谭宗颖，龚旭.十二国科学产出影响及学科优势的国际比较—基于引文计量的分析［J］.中国基础科学，2006，8（2）：32-36.

［5］叶充，蔡仕珍，胡庭兴.“退耕还林”工程研究论文计量分析［J］.广东农业科学，2012，39（2）：204-207.

［6］李晓，陈春燕，郑家奎.基于文献计量学的超级稻研究动态［J］.中国农业科学，2009，42（12）：4197-4208.

［7］张波，曲建升，王金平.国际生态学研究发展态势文献计量分析［J］.生态环境学报，2011，20（4）：786-792.

［8］邢颖，孔红梅，刘天星.基于SCI发文的中国生态学研究态势文献计量分析［J］.生态环境学报，2010，19（2）：447-452.

［9］赵庆龄，路文如.土壤重金属污染研究回顾与展望—基于Web of Science数据库的文献计量分析［J］.环境科学与技术，2010，33（6）：105-111.

［10］干文芝，胡宗达，任永宽，等.基于文献计量学的国际土壤呼吸研究态势分析［J］.西南农业学报，2013，26（3）：1105-1111.

［11］杨华，舒斌，黄映国，等.近十年的国际植被物候研究文献发展态势分析［J］.广西植物，2013，33（5）：717-722.

［12］张茂亮，郭正府，成智慧，等.火山区温室气体排放研究进展［J］.地球科学进展，2011，26（12）：1235-1247.

［13］万园.火山泥石流动力学及灾害研究［D］.导师：许建东.中国地震局地质研究所，2012（3）.

［14］冯超.黑龙江五大连池火山苔藓植物多样性及分类学研究［D］.导师：白学良.内蒙古大学，2013：5-7.

［15］程慧荣，张晓阳，孙坦.基于Web of Science的本体研究论文定量分析［J］.现代图书情报技术，2006，1（11）：46-50.

［16］安秀芬，黄晓鹂，张霞.期刊工作文献计量学学术论文的关键词分析［J］.中国科技期刊研究，2002，13（06）：505-506.

（2016-06-05收稿袁海峰编辑）

Bibliometrical analysis of research advances on international Volcano ecology

WEI Xiao-xue1，2et al
（1.Heilongjiang Academy of Sciences，Volcano and Spring Institute，Wudalianchi 164155；2.Heilongjiang Academy of Sciences，Institute of advanced technology，Harbin 150020，China）

The article presented quantitative analysis of paper on the volcanic area ecology research including article variation tendency，nations and organizations，periodical distribution，author，paper influence and research topic，by using the bibliometric tools such as the database analysis tools.The results showed that，since the year of 2000，the annual number of articles on international volcanic ecology research has made a rapid development.The international focused issues and trends in research concentrated on soil，volcanic geology，ecological system，vegetation，atmosphere and water science.Two journals with high published quality in the field of volcanic ecology are Journal of Geoderma and Environmental Earth Sciences.American was the international center of the global volcanic ecology.The numbers and comprehensive influence of papers on volcanic ecology are the highest level. Chinese Academy of Sciences is the top level in this field in China，which was worthy of attention.Especially，the Chinese Academy of Sciences has entered into international top ranking. However，China is still lacking in great influence and highly cited papers in this field.

Volcano；Ecology；Bibliometrics；Web of Science Database

Q14

A

1003-7853（2016）04-0053-05

黑龙江省科学院青年基金资助项目；中央高校基本科研业务费专项资金项目（2572015CA03）

魏晓雪（1982-），女，副研究员，主要从事植被生态学科研工作。

彭皓（1981-），女，馆员，主要从事文献计量分析工作。