基于CiteSpace知识图谱的国内外海洋创新研究特征分析

怡 凯

(1.辽宁师范大学 地理科学学院,辽宁 大连 116029；2.辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院,辽宁 阜新 123000)

21世纪是信息化高科技迅猛发展的时代,创新已然成为国家经济发展的重要动力和国家间竞争的核心力量.随着人类对海洋开发利用的不断深入化发展,海洋创新不仅成为人类认识、研究和利用海洋的有效途径之一,也成为促进海洋经济发展的新兴驱动力[1].2011年,全国海洋科学技术大会明确提出要增强海洋科技自主创新能力,不断推进海洋事业创新可持续发展[2].《“十三五”国家科技创新规划》则进一步指出,要加强海洋科技创新平台建设,发展海洋资源高效开发、利用和保护技术.党的十九大报告更是提出建设海洋强国的战略目标,海洋成为我国高质量发展的战略要地.现阶段,我国海洋经济快速发展,但海洋经济发展不充分、不平衡问题突出[3],海洋创新作为驱动海洋经济高质量发展的关键要素,无疑将为海洋强国建设添砖加瓦[4].因此,海洋创新关乎海洋资源的可持续开发和高效利用，影响海洋经济高质量发展和海洋强国建设,具有较大的挖掘潜力和提升空间,是需要不断发展开拓的研究领域.

海洋创新是从海洋创新资源投入到海洋创新主体生产、海洋创新支撑引导、海洋创新环境增效再到海洋创新绩效产出的整个过程[5].不同学科领域对海洋创新形成差异化理解,各国学者从不同角度切入开展多样化研究.国外学者围绕海洋创新研究涉及的领域十分广阔,海洋地质勘探、海洋物理、海洋化学及海洋生物等海洋科学技术方面研究成果尤为丰富；国内学者对于海洋创新问题的研究与国外相比起步较晚,但近些年来国家对海洋事业重视程度显著提升,使得国内海洋创新领域相关研究发展势头强劲.国内外学者围绕海洋创新的研究成果日渐丰富且增长迅速,但同时相关研究成果呈现分散化和碎片化特征,亟须对国内外海洋创新研究状况进行梳理和总结.已有文献对世界海洋创新领域研究状况涉足较少,缺乏从总体上全面考察海洋创新领域的研究态势.而CiteSpace信息可视化软件为文献数据的计量分析提供了条件,可通过文献关键词共现、作者合作网络、发文机构分布等可视化功能对某一领域进行知识图谱分析,从整体上分析该领域的研究状况[6].基于此,本文运用CiteSpace工具,对国内外海洋创新领域研究文献进行可视化图谱分析,对其研究总体状况和主要特征进行归纳总结,以加深对海洋创新研究领域的认识与把握,为新时代中国海洋强国建设提供决策支撑.

1 研究数据与方法

本文数据分别来源于Web of Science核心合集数据库和中国知网(CNKI)总库.国外海洋创新数据来自Web of Science核心合集SCI和SSCI数据库,将主题词设定为“marine”和“innovation”以及“ocean”和“innovation”,自定义年份范围为2000—2019年.为体现文献的代表性和相关性,排除会议摘要、书评和新闻报道等不相关的文献类型,去掉与主题无关的研究类别,共筛选得到1 056篇符合条件的文献.国内海洋创新数据来自中国知网数据库,对检索条件进行设置,主题设置为“海洋”和“创新”,时间为2000—2019年,期刊来源类别设置为“核心期刊”和“CSSCI”.对检索结果进行去重和整理,删除会议征稿、卷首语和成果介绍等不相关条目,最终筛选得到639篇符合条件的文献.

上述两种数据库得到的数据均以TXT格式导出,命名为CiteSpace可识别的文件名称,并经CiteSpace自带数据转换器处理,得到国内外海洋创新相关研究的文献数据,运用CiteSpace科学计量方法对文献数据进行可视化分析.通过机构分布、国家(地区)合作、来源期刊分析和关键词共现等可视化功能,展现和分析国内外海洋创新研究的整体特征和发展趋势.本文使用的信息可视化工具是CiteSpaceⅤ软件,版本为CiteSpace.5.6.R3.64-bit.

2 结果与分析

2.1 国外海洋创新研究的主要特征分析

2.1.1 国外海洋创新研究发文机构

发文机构是科研工作者的依托单位,通过对发文机构的结构特征分析,可以反映出该领域的核心发文机构及机构间合作关系.将时间跨度为2000—2019年国外海洋创新文献数据导入CiteSpace软件中,以1 a作为时间切片,以发文机构为网络节点,生成国外海洋创新研究发文机构合作网络图(图1).图谱中结点越大表示该机构发文的次数越多,节点间连线粗细表示机构间合作的紧密程度.图中共有224个节点,500个连接,网络密度为0.005 6.国外海洋创新研究机构间发文合作网络结构呈现团簇状格局,小团体特征较为明显,且机构间合作交流较为密切.

图1 国外海洋创新研究发文机构合作网络Fig.1 International marine innovation research institutions cooperation network

按照研究文献中各机构的发文频次进行排序分析(表1).国外海洋创新研究主要集中在学术机构,官方组织所占份额较少.发文较多的机构为各国顶尖大学或在涉海领域具有极大优势的高校.耶鲁大学、加州大学、澳大利亚国立大学和法国国家科学研究中心等均为全球顶尖研究机构,具有很高的科研创新水平,而华盛顿大学、不列颠哥伦比亚大学和詹姆斯库克大学等机构则在海洋科学领域具有很大的优势,均处于世界前列水平.发文较多的政府机构以美国国家海洋和大气局为代表,其作为国家涉海部门,为该国保护和永续利用海洋或沿海资源提供科技服务.发文频次排名前20位的机构中,美国一家独大,有9家机构,占比接近半数,且主要为学术机构.其次为澳大利亚占3家、加拿大占2家,而英国、法国、德国、新西兰、俄罗斯和日本各有1家,一定程度上反映出美国的海洋创新实力强劲,而其高校是海洋创新研究的中坚力量.

表1 国外海洋创新研究发文次数前20位的机构

2.1.2 国外海洋创新研究发文国家(地区)

国外海洋创新研究发文国家(地区)合作网络图谱能够呈现各国海洋创新研究现状和重视程度(图2).从发文数量看,参与海洋创新研究的国家(地区)有90个,发文数排名前5位的国家分别为美国、英国、澳大利亚、法国和加拿大.其中，美国的发文频次高达310次,也是研究文献中发文频次唯一高于100次的国家；位居第2位的是英国,共95次,可见国家间海洋创新水平存在显著差异.从国家(地区)间发文合作网络看,发文数前20位国家(地区)的网络中心性从高到低排名依次为美国、澳大利亚、加拿大、法国和英国.说明以上国家不仅在发文数量上占据优势,而且在合作网络中也占据重要位置,与其他国家的机构在海洋创新方面交流密切,也反映出传统海洋强国雄厚的科研实力以及对海洋资源开发利用的重视.整体而言,西方经济发展水平高的国家间海洋创新合作密切,在海洋创新研究领域仍占据绝对引领位置.

图2 国外海洋创新研究发文国家(地区)合作网络Fig.2 International marine innovation research countries cooperation network

2.1.3 国外海洋创新研究发文期刊

统计国外海洋创新研究各期刊的刊文数量,得出海洋创新相关文献刊文量前10名的期刊(图3).刊文量最多的期刊是《海洋政策》(MarinePolicy)与《美国国家科学院院刊》(PNAS),分别刊文14篇和12篇.其次为《海洋与海岸管理》(Ocean&CoastalManagement)刊文9篇,《能源政策》(EnergyPolicy)和《海洋技术学会杂志》(MarineTechnologySocietyJournal)各刊文7篇,《海洋科学前沿》(FrontiersinMarineScience)、《海岸研究》(JournalofCoastalResearch)、《自然》(Nature)、《海军工程师杂志》(NavalEngineersJournal)和《海洋技术》(SeaTechnology)等期刊各刊文5篇.根据各刊物收录文章的研究领域判断,国外海洋创新研究涉及领域众多、研究方向广泛,主要涉及管理学、资源科学、海洋科学和海洋技术科学等多个领域.

图3 国外海洋创新相关文献刊文量前10名的期刊Fig.3 Top 10 journals with most international literature on marine innovation

2.2 国内海洋创新研究的主要特征分析

2.2.1 国内海洋创新研究发文机构

利用CiteSpace软件绘制国内海洋创新研究发文机构合作网络图(图4).图谱中共有348个节点,151个连接,网络密度为0.002 5.国内机构合作网络结构总体松散,形成较为单一的合作关系网络.从发文数量看,发文数最多的为中国海洋大学,之后为中国科学院、广东海洋大学和宁波大学,以上机构在海洋创新研究方面发文较多,具有一定的科研优势.从合作发文情况看,中国海洋大学下属的各个学院处于网络中的重要位置,且与国家海洋局、中国科学院等机构合作密切.浙江省海洋文化与经济研究中心和宁波大学、广东海洋大学与华南农业大学等机构间合作也较为密切.整体而言,跨区域的不同机构间联系较少,表明国内海洋创新研究的跨机构、跨区域合作在范围和强度上都有待进一步提升.

图4 国内海洋创新研究发文机构合作网络Fig.4 Chinese marine innovation research institutions cooperation network

2.2.2 国内海洋创新研究地区分布

对所有研究文献发文机构的二级部门进行合并,得到发文次数排名前16位的机构(表2).从发文数量看,中国海洋大学发文频次居首位,共计64次，其后为中国科学院，共计23次，之后为广东海洋大学,共计22次，再次为宁波大学和上海海洋大学,分别为14次和10次.排名前4位机构的发文数量占所有机构的26.91%,发文数量在5次以上机构的发文数则占所有机构的50.37%,可见国内机构间海洋创新研究科研产出存在显著差异.从发文机构所属省市看,发文频次靠前机构所属省市主要为北京、上海和广东,以经济发展水平高和科技创新能力强的省市为主.可见对海洋创新研究的重视程度与地区经济发展水平存在一定相关性.

表2 国内海洋创新研究发文次数前16位的机构

2.2.3 国内海洋创新研究发文期刊

统计研究文献中国内海洋创新研究刊文数量,得出刊文量前12名的期刊(图5).其中，《科技进步与对策》《经济地理》《太平洋学报》和《科学管理研究》等均为CSSCI来源期刊.以上期刊的文章一定程度上反映了海洋创新研究的重要领域,主要集中在海洋技术科学、地理学和管理学等领域的核心期刊.说明国内海洋创新研究涉及的领域和学科较为广泛.

图5 国内海洋创新相关文献刊文量前12名的期刊Fig.5 Top 12 journals with most Chinese literature on marine innovation

2.3 中国海洋创新研究热点分析

2.3.1 研究领域活力分析

提取2000—2019年国内海洋创新研究文献的关键词,共得497个,绘制关键词类别数量图(图6).总体而言,国内海洋创新研究领域关键词数量变化波幅较小,呈平稳发展趋势,研究活力处于较高位水平,是具有研究潜力和发展空间的领域.研究文献的关键词主要围绕技术创新、制度创新、产业结构、产业集群、创新效率、海洋战略性新兴产业、陆海统筹、协同创新、创新驱动和创新价值链等词汇.文献数量和研究内容均表现出平稳发展的态势,反映出各领域学者聚焦研究主题,并沿特定方向持续深耕.

图6 2000—2019年国内海洋创新相关文献关键词类别数量Fig.6 The number of keyword categories of Chinese literature on marine innovation, 2000-2019

2.3.2 研究热点及演变分析

通过对国内海洋创新文献关键词共现分析生成Timezone图谱(图7).综合分析图谱中的词频变化和重要节点文献等,结合我国海洋发展方针政策,根据热点历时性走向分析研究主题演变,判断中国海洋创新研究主题演变的整体特征,大致可分为两个阶段：

图7 国内海洋创新相关文献关键词时间演变Fig.7 The temporal evolution of keywords of Chinese literature on marine innovation

(1)2000—2010年,海洋创新研究平稳发展阶段.该时期研究文献的关键词主要有海洋经济(38次)、海洋科技(14次)、产业结构(9次)、技术创新(8次)、海洋科技创新(7次)和产业集群(5次).2003年,中国颁布了第一个指导全国海洋经济发展的纲领性文件《全国海洋经济发展规划纲要》,为中国海洋经济的发展指明了方向.其后陆续出台了多项海洋经济发展政策,学者们围绕海洋经济创新的研究开始大量出现.涉及的主要研究主题包括：区域海洋产业创新研究,如开发试验区海洋产业创新[7]、省域海洋科技发展状况[8]；海洋产业部门创新研究,如海洋渔业创新发展[9]、海洋高新技术创新发展[10]；海洋经济集成创新研究,如沿海海洋经济集成创新发展[11]、海洋经济发展战略集成创新[12].

(2)2011—2019年,海洋创新研究的快速发展阶段.该时期的主要关键词有海洋产业(17次)、科技创新(12次)、协同创新(7次)、海洋战略性新兴产业(6次)、创新效率(5次)、战略性海洋新兴产业(4次)和产学研合作(3次).2011年后海洋战略新兴产业政策的出台成为重点,首次出台全国海洋经济发展5 a规划,海洋创新发展逐步上升到国家发展战略层面,政策导向下海洋创新研究内容的多样化趋势明显.主要研究主题包括：海洋经济与海洋创新关系综合研究,如海洋科技创新能力与海洋经济发展的协调性[13]、创新要素对海洋经济增长的驱动[14]；海洋新兴产业研究,如战略性海洋新兴产业发展模式[15]、特色海洋产业集群创新机制[16]、海洋产业集群式创新发展周期[17]；海洋科技创新效率研究,如海洋科研机构与创新效率关系[18]、海洋科技创新效率影响因素[19]、区域海洋科技创新效率差异[20]；海洋管理创新研究,如国别海洋创新政策分析[21]、海洋社会管理创新模式[22]、海洋环境管理体制创新[23]；海洋产业创新合作研究,如海洋能产学研合作创新[24]、海洋装备制造业产学研协同创新[25].

3 结论与展望

以2000—2019年Web of Science核心合集数据库和CNKI总库中海洋创新研究文献为数据基础,以信息可视化软件CiteSpace为研究手段,对国内外海洋创新研究的知识图谱特征进行分析.对比国内外海洋创新研究发现：

(1)从发文机构方面来看,国内外海洋创新研究主要由高校和科研院所承担,涉及个别政府涉海部门.国外高校和科研院所以耶鲁大学、加州大学、澳大利亚国立大学和法国国家科学研究中心等世界顶尖科研机构为代表；国内的中国海洋大学、中国科学院、广东海洋大学和上海海洋大学等表现突出.美国国家海洋和大气局与中国国家海洋局作为涉海政府部门在海洋创新领域表现突出.

(2)从发文国家和地区方面来看,国外海洋创新研究发文量较多且国家(地区)间合作密切的主要是海洋经济发达国家(地区).美国、英国、澳大利亚、法国和加拿大5国不仅在发文数量方面名列前茅,而且在海洋创新合作网络中也占据核心位置,其他国家则处于网络边缘位置,网络的核心-边缘结构明显;国内发文频次靠前机构所属省市主要为北京、上海和广东等省市,沿海地区经济发达省市在发文方面具备显著优势.

(3)从刊文期刊方面来看,国内外海洋创新研究均涉及多个领域和学科.国外《海洋政策》《美国国家科学院院刊》和《海洋与海岸管理》等刊文数量排名靠前,海洋创新研究主要集中在管理学、资源科学、海洋科学和海洋技术科学等；国内期刊《科技管理研究》《生态经济》和《实验室研究与探索》等发文较多,海洋创新研究主要分布在海洋技术科学、地理学和管理学等学科.

(4)从中国海洋创新的研究热点方面可知,中国海洋创新研究领域呈现平稳发展的趋势,研究活力处于较高位水平,是具有研究潜力和发展空间的领域.中国海洋创新研究热点主题的演变大致可分为两个阶段：2000—2010年,海洋创新研究稳步发展阶段,区域海洋产业创新研究、海洋产业部门创新研究和海洋经济集成创新研究等成为重要研究主题；2011—2019年,海洋创新研究的快速发展阶段,主要研究主题涉及海洋经济与海洋创新关系综合研究、海洋新兴产业研究、海洋科技创新效率研究、海洋管理创新研究和海洋产业创新合作研究等,研究主题逐渐多元,研究内容也呈现不断深入的趋势.

西方传统海洋国家具有悠久的海洋开发历史和先进的科学技术水平,海洋创新研究具有先发优势.随着中国将海洋发展提升为国家发展战略,国内围绕海洋创新的研究也获得迅速发展,关注到诸多海洋创新领域的研究议题,也为我国海洋事业发展提供了智力支持.在新时代背景下,国内外形势变化对海洋创新研究不断提出新的命题和发展空间,需结合中国国情特点和实际发展需要,不断挖掘新的研究议题,以期海洋创新相关研究为我国发展海洋经济、建设海洋强国提供强有力的科学支撑.