日本、澳大利亚地质调查机构业务结构演化及其启示

刘文浩，郑军卫，赵纪东

(中国科学院兰州文献情报中心，甘肃 兰州 730000)

地质调查是一项国家基础性、公益性工作。近年来，我国地质科学研究与地质调查工作虽然取得了伟大成绩，引起了世界瞩目，但与发达国家相比，仍存在不少差距[1]。此外，地质行业科技发展要实现自主创新，必须把握世界科技发展规律，熟悉各国科技战略和发展态势，及时了解国外地质调查工作的前沿和热点，知己知彼，扬长避短[1-2]。由于当前我国正处在经济增长换档、结构调整阵痛和前期刺激政策消化“三期”叠加的特殊阶段，经济发展进入新常态，中央提出的“三个发展”的新要求、出台的多项重大经济改革举措、“一带一路”倡议等的付诸实施，都在更高层面对地质调查工作提出了新的任务和要求[3]。因此，及时掌握国际上知名地质调查机构的业务结构，分析其演化规律，掌握其发展态势将对于我国地质调查相关工作起到关键借鉴作用。

但是基于文献调研发现，史静等[4-5]虽基于WOS(Web of Science)数据库中2000～2013年的论文数据对一些国家地调机构进行过研究，并较好分析了一些机构的论文数量及主要研究领域等方面的问题，但这些研究存在着分析时间尺度短，数据量有限，针对业务结构演化过程分析不足等问题。因此，本研究拟选取澳大利亚地球科学局(GA)和日本地质调查局(GSJ)这两所在世界上具有较高影响力的地质调查机构，利用文献调研和计量的基本方法，采用学科综合度、学科持续度等新的分析指标，重点从论文量、学科综合度、重点学科识别及演化、研究热点情况及国际合作等5个方面进行详细分析，以期理清近30年来两所机构的业务结构演化过程及关注焦点布局及变化情况，从而为我国地质调查机构的业务布局提供支撑借鉴。

1 机构概况及数据来源

1.1 机构概况

澳大利亚作为世界上最古老岩石的发源地之一，是世界重要的铁、镍、铝土矿、金、铀、金刚石等产出地，也是我国最重要的矿产品贸易伙伴和我国矿业实施“走出去”战略的重要合作对象。了解和认识澳大利亚的地质调查工作历史，对于开展有效的找矿勘查活动和对外交流合作都有重要意义。澳大利亚联邦地质调查局于2001年8月更名为澳大利亚地球科学局(GA)，是世界久负盛名的地质调查机构，负责组织、统筹全澳大利亚的地质调查工作，并为联邦政府有关地球科学决策提供支持服务，包括为国内外矿业投资者提供支持服务等[6]。日本地质调查局(GSJ)隶属于日本产业技术综合研究院[1]，其主要职责是建立一套安全可靠的地质信息公共基础设施，减轻自然灾害、保护全球环境，通过地学研究活动促进发展国内外社会经济以及提高人民生活质量，同时向社会传播科学研究数据和成果，提高公众对地学科学问题的认识，传播地学方面相关科学知识，积极促进地质调查相关的国际合作活动等。

1.2 数据来源及分析工具

本研究的数据全部来自于GeoRef数据库，该数据库是美国地质协会编辑的专门性的地学数据库，收录了1785年以来的北美地学文献和1933年以来的全世界地学文献，至1994年共计170万条，每年递增8万条文献。GeoRef收录的文献范围很广，包括期刊、会议录、学位论文、报告、传记等，收录的学科范围十分广泛。本研究检索过程中，在GeoRef数据库中，分别以机构“Geoscience Australia or Geosci Australia or Australian Geological Survey Organization or Australian Surveying and Land Information Group or “Bureau of Mineral Resources， Geology and Geophysics” or Australian Centre for Remote Sensing or “Division of National Mapping ， Australia” or Australian Survey Office”和机构“Geological survey of Japan or Geol Survey Japan”为检索式，检索时间范围为1970～2014年，检索类型包括期刊论文和报告。最后，得到GA 1980～2014年间发表的文章7 675篇(1970～1980年期间无论文发表)，得到GSJ 1970～2014年间发表的文章8 411篇。然后，采用美国汤森路透(Thomson Reuters)公司开发的Thomson Data Analyzer(TDA)进行了文献数据挖掘和分析，并借助UCINET、EXCEL等软件进行可视化分析。

2 日本和澳大利亚地质调查机构业务结构演化

2.1 论文数量变化趋势

利用GeoRef数据库的检索结构显示，1970～2014年，GSJ共计发表了8 411篇论文。1980～2014年，GA共计发表了7 675篇论文。从论文数量的变化情况来看(图1)，GSJ在20世纪90年代之前，发文量数目较少，每年产出总数不超过50篇；随后的几年，论文总量快速增加，2000年达到最多，610篇；2008年以后，论文数量又逐渐下滑，2012年仅发表了129篇，随后随后两年论文数量有所回升，但是论文总体数量还是相对偏少，2014年发表量也不超200篇；1970～2014年，GA共发表了7 675篇论文。其中，1970～1980年期间无论文发表，且1980～1990年间，发文量数目较少，共产出论文30篇。随后论文总量快速增加，1993年共发表论文840篇，达到顶峰；之后论文数量有所回落，每年发文量保持在200～450篇。

为了对GSJ和GA的业务演化进行更好的对比分析，本研究拟选定统一对1980～2014年的论文进行分析。

图1 澳大利亚地球科学局(GA)和日本地质调查局(GSJ)的论文数量变化情况

2.2 基于学科综合度变化的学科演化分析

根据Georef的学科分类以及按照中国学科分类(参照国家标准GB/T13745—2009《学科分类与代码》)对检索结果涉及的学科进行分类发现，GSJ和GA的科研主要涉及21个学科，分别是地球物理学、岩石学、地球化学、第四纪地质学、地震地质学、矿床学、构造地质学、海洋地质学、地层学、能源地质学、环境地质学、地质年代学、水文地质学、区域地质学、工程地质学、地貌学、古生物学、数学地质学及其他、矿物学、行星地质学、土壤学。但是，在部分时间段内，这两所机构在一些领域并没有开展相关科学研究工作。为了便于分析两个地调机构的学科演化情况，本研究使用了学科综合度这一指标，即：以某年的所有研究涉及到的学科数量与统计时间内最大学科数量的比值来表示该年的学科综合程度，即如果一个机构某年研究涉及全部21个学科，则学科综合度值为1，若只涉及10个学科，学科综合度则为0.48(10/21)。据此，分别计算了GSJ和GA两个机构的学科综合度变化情况，获得其主要学科的演化情况(图2)。

可以看出，1980～1990年，GSJ的学科综合度呈现出低水平的波动态势，最低为0.05，而最高时也仅为0.48。而在1991年之后，其整个研究领域也大幅提高，大部分年份的学科综合度都超过了0.9。对不同时段论文涉及学科的分析表明，在1980～1990年前后，GSJ每年开展的研究领域十分少，在1995年之后才开始进行大面积的领域的研究，如在1996年、2001年、2008年、2011年开展的研究覆盖了全部21个学科领域，而其他年份，则主要研究了其中18～20个领域；GA在1990年以前学科综合度呈现出低水平的波动态势，最低为0.05，随后在 1992～1993 年快速增加至0.95。在

1994年之后，保持了相对稳定的状态，大部分年份的学科综合度都超过了0.85，部分年份为1。同样对该机构在该时段的论文进行了学科领域的分析，结果表明，在1980～1990年前后，GA每年开展的研究涉及的领域十分少，例如1986年的研究仅限于构造地质学，1987年的主要研究领域为能源地质学。直至1993年，学科综合度首次突破0.9，对除土壤学之外的20个学科进行了研究。此后，GA开展了大范围的研究工作，每年至少对17个以上的学科开展相关研究工作。

2.3 基于学科持续度的重点学科识别

GSJ和GA两个机构目前涉及的研究领域共有21个学科。但是，从时间维度来看，这一复杂的科学体系并不是一开始就成形的，而是逐渐发展完善的。为定量化表征各学科的持续度，本研究使用了学科持续度这一指标。具体分析方法：如果某个学科在某年有论文发表，记为1,然后将1980～2014年的此类数据相加，并与所有有论文发表的持续时间(35年)相比，如果比值相对较大，则认为该学科有非常好的持续性，也表明该学科在35年中大多数时间段都有相关研究开展，很少中断过。同理，对GA而言，在1980～2014年期间，共有33年有文章发表，基于这一基础，计算了其学科综合度情况(图3)。

图2 澳大利亚地球科学局(GA)和日本地质调查局(GSJ)学科综合度的变化情况

图3 澳大利亚地球科学局(GA)和日本地质调查局(GSJ)学科持续度的变化情况

分析结果表明，矿床学、能源地质学、构造地质学、地层学、地球物理学、水文地质学、海洋地质学、环境地质学、地质年代学是GSJ的9个持续度较大的学科(学科持续度≥0.77)，据此认为它们是GSJ的重点学科。类似，能源地质学、构造地质学、地球物理学、矿床学、地球化学、岩石学、地层学、海洋地质学、水文地质学是GA的9个持续度较大的学科(学科持续度≥0.73)，据此认为他们是GA的重点学科。

2.4 研究热点识别及分析

对于GSJ，在1991～2014年间，十分注重地球物理学、地球化学、地震物理学等地质科学方法技术的相关研究，论文总占比在42%以上，同时也较注重岩石学、第四纪地质学等基础地质科学的研究，论文占比接近22%。可见，在基础地质科学研究不放松的基础上，应用型地质科学逐渐成为其优先研究的领域，同时也说明，这一时段地质科学研究由更加侧重于解决实际生产问题，转向了需求型地质学。对于GA而言，包括地球物理学、矿床学、岩石学在内的基础性地质科学方法技术的相关研究是其1991～2014年期间的研究重点，论文总占比在41%左右，同时能源地质学、环境地质学、地震地质学、水文地质学、工程地质学等应用型的领域也是研究的重点，论文占比超过17%。可见，GA研究的重点仍放在以地质调查方法、基础地质科学等领域的研究工作中，同时也适当关注了能源、环境等与实际生产、生活息息相关的领域研究。

图4 1991～2014期间澳大利亚地球科学局(GA)和日本地质调查局(GSJ)不同学科领域论文占比

为了准确掌握两个地质调查机构在1991年以后的研究热点的分布及关联情况，本研究基于GeoRef提供的每篇文章的关键词，利用Thomson Data Analyzer(TDA)得到高频词的关联矩阵，然后将此矩阵导入UCINET，得到研究热点的关联可视化图(图5和图6，图中点的大小代表论文数量的多少，点与点之间的连线代表关联的强弱，连线越粗说明关联越强，反之越弱)。

对GSJ在1991～2014年的研究热点的分析(图5)可以看出，在这一时段内，其研究网络依旧保持了相对较高关联性。洋底科学研究、关键地质时期生物、地层、沉积物的研究(新生代(第四纪)、中生代)以及与构造地质学研究是这一时段GSJ的主要研究热点。这也与同期时常发生的海啸、地震等高危自然灾害的预测防灾工作方向一致。此外，还十分重视对碳、氧化物的研究。同位素地球化学、地球物理学、地球化学以及相关的地质数据收集与分析的科学研究仍然是进行地质科学研究的主要方法，此外，大型的海洋钻探计划、大范围的岩芯采集研究也为GSJ进一步的扩大地质研究深度提供了大力支撑。

图5 1991～2014年日本地质调查局的研究热点及关联性

图6 1991～2014年澳大利亚地球科学局的研究热点及关联性

对1991～2014年GA研究热点的分析(图6)可以看出，基于古生代、新生代等地质历史框架下的构造地质学、矿物学、金属矿产资源研究以及不同方法支撑下的地质调查研究是该时段研究的主要热点。此外，地质科学建模、地球化学、年代学等手段支撑下的地质科学基本方法也有力支撑了这些热点的研究。同时，在地壳、海洋地质学、生物地质学、三大岩等基础性研究领域也继续开展了相关的研究工作。

2.5 主要合作机构

国际合作是地质调查机构发挥国际影响力，同时提升自身基本能力的最佳渠道。基于论文合著表现出的合作情况来看，与GA合发论文的机构主要有澳大利亚国立大学(合发566篇)、阿德莱德大学(合发218篇)、塔斯马尼亚大学(合发286篇)、昆士兰大学(合发204篇)等一批国内知名大学，此外还有澳大利亚地质调查组织、澳大利亚矿产资源、地质和地球物理局等国内地质行业单位保持了密切的合作关系。在国际层面，主要同美国地质调查局(合发255篇)、英国地质调查局(合发186篇)、美国德州农工大学(合发255篇)、英国爱丁堡大学(合发217篇)、美国拉蒙特-多尔蒂地球观测站(合发260篇)、美国伍兹霍尔海洋研究所(合发220篇)等一批调查局、大学、研究所以及重要观测站有着广泛的合作联系。与GSJ的科研业务有较多合作的机构主要包括日本国内的大学如东京大学(合发1 220篇)、北海道大学(合发549篇)、日本东北大学(合发437篇)，还与美国部分知名高校如密歇根大学(合作399篇)、俄勒冈州立大学(合发309篇)、加利福尼亚大学圣克鲁兹分校(合发394篇)、夏威夷大学(合发450篇)也合作发表了大量论文。此外，GSJ还和美国地质调查局(合发507篇)有着紧密的合作，其同时也和日本海洋-地球科学与技术研究中心(合发333篇)、蒙特多尔蒂地球天文台(合发613篇)等一些中心和重要平台有较多合作。

3 日本和澳大利亚地质调查机构业务结构演化特征

1) 从论文数量的维度来看， GA在1980～1993年，前期发文量非常少，后期迅速增加，1993年至最多。1994～2014年发文量略有回落，但保持相对较高水平波动；GSJ在1970～1990年发文量整体处于低水平阶段，1991～2014年处于先快速增长，后波动式下降。

2) 从学科综合度的维度来看，GA长期开展研究的领域平均在18个以上，业务结构较为完善。在1980～1993年前期学科综合度低水平徘徊，1990年之后剧增；1994～2014年相对稳定，GSJ在1970～1990年学科综合度低水平徘徊。1991～2014年相对稳定，在较为完整体系背景下开展约20个学科领域的研究。

3) 从研究方向的发展变化来看，GA在1980～1990年期间整体方向较少，重视基础地质学理论方法研究；1991～2014年以基础地质及调查方法研究为主，对环境能源地质科学进行了一定程度的关注研究；GSJ在1970～1990年期间以基础地质和资源科学并重发展为主要特征；1991～2014年以地球物理学、地球化学、地震物理学等地质方法技术研究为主，岩石学、第四纪地质学等基础地质同步发展。

4) 从持续性的维度来看，GA的能源地质学、构造地质学、地球物理学、矿床学、地球化学等9个学科在1980～2014年间具有较高的持续性，可以认为是重点学科。1991年之前，业务结构长期处于变化状态，在后期学科领域逐渐增多，学科之间力量相互均衡，逐渐趋于相对稳定状态。在1991年之后，各类重点学科平均论文比例值逐渐保持了稳定平衡的状态，热点学科保持相对较高的论文占比在20%左右。此外，在进行能源科技研究的同时，还保持了基础性地质科学研究的投入；GSJ的矿床学、地球化学、岩石学、地球物理学等9个学科在1970～2014年期间具有较高的持续性，可以认为是重点学科。1990年之后，这些学科各自进入相对稳定的发展态势，在很长一段时间内都在大力支持地质技术方法类科学的科研投入。此外，基础地质科学发展态势良好，或在未来一段时间内是GSJ的主要发展方向。

5) 基于关键词的研究热点分析表明，在1980～1991年，GA以矿床学、地质调查、构造地质学、金属矿产资源研究为框架，同时侧重对数学建模、数据库建设、钻井技术等方面的研究。此外，对石油地质、油气勘探等应用型的研究也是同期的热点。1991～2014年，构造地质学、矿物学、金属矿产资源研究以及不同方法支撑下的地质调查研究是该时段研究的主要热点。此外，在地壳、海洋地质学、生物地质学、三大岩等基础性研究领域也继续开展了相关的研究工作；GSJ在1970～1990年期间关键词以金属矿产为主，此外在矿床学、火成岩石学以及新生代历史时期的研究是该时段的主要研究方向。1991～2014年期间，洋底科学研究、关键历史时期的生物、地层、沉积物的研究以及与构造地质学研究是主要研究热点。

6) 从科研业务的合作情况来看，GA与本国内知名大学以及地质行业相关单位保持了密切的合作关系。国际合作则以美国、英国等发达国家的调查局、知名大学、地质行业研究所以及重要观测站为主。总体来看，前10名合作机构中，5个来自澳大利亚，4个来自美国，1个来自英国；GSJ的主要合作者多为本国及美国的一些知名高校，同时与美国地质调查局、及例如大洋钻探计划、蒙特多尔蒂地球天文台等一些大型计划和观测平台有紧密的合作，其中4个机构来自日本，其余6个来自美国。

4 对中地质调查机构业务布局的启示

1) 地质调查机构业务布局应适应时代的变化。分析GA和GSJ的业务布局可以发现，其在整体布局上具有较强的前瞻性和大局观。主要表现在，不同的时间阶段，地调机构能够顺势而为，不断调整不同学科在整个业务结构中的比重，不仅能在重点学科布局上保持长期的连续性，坚持对重点学科和优势学科的长期投入，还能够积极根据国际行业发展态势，提出新的研究方向，调整不同学科的研究力度。

2) 地调机构的科研应该将“基础研究”和“应用研究”有机结合。地质科学作为我国能够直接服务国民经济生产主战场的重要学科之一，长期以来都存在着“重应用，轻研究”的问题。而对国外地质调查机构的分析发现，其在研究方向的确定以及研究热点关联上，明显存在着基础与应用并重的良好发展局面。此外，不同国家的地调机构还侧重结合国家发展需求，设定符合自己的研究方向，例如，GSJ能够紧盯洋底、火山活动等与其国家安全息息相关的研究领域开展研究，GA则更加重视对矿床、金属矿产等生产活动密切关联的研究方向。因此，建议我国地质调查机构也应该主动将“基础研究”和“应用研究”相结合，制定符合机构优势，国家需求的研究计划。

3) 地质调查机构研究体系应保持学科完整度。地质调查机构作为地质行业研究的领军队伍，应肩负起发展整个地质科学的重担，国家级的地质调查机构更应该拓宽研究视野，保持对整个地质科学研究体系的全局观，确保能够开展较为完备的研究系统。只有系统的确定多领域均衡发展的可持续研究架构，才能保障在重点领域实现突破，从而为聚焦关键研究提供强大的背景支撑。

4) 地调机构的科研工作应该秉持“走出去，引进来”的开放姿态。地质调查机构的研究和业务活动应该保持一种开放的姿态，这种开放包括了积极“走出去”，学习行业内国际上的优秀经验、高端技术以及研究热点，积极与国外机构、平台、计划进行“联姻”，推进“多领域、多形式、多渠道”的交流合作，提升国际影响力。同时，还需要用包容的心态“引进来”，引进技术、人才、理念等，多方位的与国内基本现状进行深度融合，争取在现有研究能力、组织能力和管理能力上实现突破。

[1] 施俊法.21世纪初地质调查挑战与机遇[J].地调情报,2003(4)：6-12.

[2] 潘教峰.韩国科技创新态势分析报告[M].北京:科学出版社,2011.

[3] 张润丽,王文,姚震.2014年地质调查工作供需分析与展望[J].中国人口·资源与环境,2015,25(S1):336-339.

[4] 史静,肖仙桃,王鑫,等.2000～2014年国外部分地质调查机构科研态势分析——基于文献计量学方法研究[J].地质学报,2015,89(12):2433-2442.

[5] 史静,肖仙桃,王鑫,等.2000～2013年美英日地质调查机构科研态势分析——基于文献计量学方法研究[J].地质学报,2014,88(8):1616-1622.

[6] 何金祥.澳大利亚的地质调查和地质调查局[J].资源与人居环境,2009(6):23-26.