我国自然资源部直属海洋机构学科发展现状研究——基于文献计量分析

杨 益，周 莉，程月月，王占坤，蔡仁翰，王小庆，陈 荣，孙济庆

(1.国家海洋信息中心 天津300171；2.华东理工大学科技信息研究所 上海200237)

自然资源是人类赖以生存和发展的物质基础，为保护自然资源我国颁布了不少条例法律，设立了不同的相关机构和部门，但由于自然资源本身的复杂性，容易出现政出多门、规划打架、协调不畅、追责乏力、相关机构部门的职责过于分散、难以管理等问题[1]。第十三届全国人民代表大会第一次会议批准的《国务院机构改革方案》组建中华人民共和国自然资源部，整合分散的自然资源相关机构和职责，对外保留国家海洋局牌子[2]。海洋中蕴藏着丰富的资源可以利用，随着人类社会的发展，人类对海洋资源的依赖也日益增强，海洋资源体现出越来越重要的经济价值和社会价值。为此，自然资源部相关的海洋机构对海洋资源进行了大量的科学研究。

研究学科发展现状，了解学科发展的态势，对揭示国家重点学科研究领域具有重要帮助，为学科未来发展提供管理依据，也对发现潜力学科，引导新兴学科发展具有重要意义[3]。随着研究成果的不断涌现和积累，科研创新活动、决策活动等对学科评价的需求与日俱增[4]。科技论文产出的数量、质量与所属学科直接对应其科研机构的研究动态和关注领域，对特定时期的科技论文进行分析有助于揭示机构的科研发展现状与态势[5]，从而更直接反映这一时期国家相关研究领域的发展情况和研究重点。因此，展开对自然资源部相关海洋机构的学科发展现状的研究有助于掌握海洋机构的科研发展状况，为国家相关政府部门发展和建设海洋研究机构提供理论参考，协助海洋机构调整科研总体战略布局、提高机构科研水平，促使海洋机构研究学者结合机构的学科发展情况产出更好的科研成果[6]。

目前，我国学科发展研究主要集中于高校教育与学科建设相关领域，少有学者展开对研究机构的学科发展现状进行探讨，对海洋学科发展和海洋机构发展的研究较为稀少，在海洋机构学科发展方面的研究近乎空白。张先敏[7]通过借鉴国际四大海洋研究机构发展经历，分析我国海洋机构的发展现状，找到存在的问题并提出相应的对策。邵峰等[8]基于SCI-E 和ESI数据库，对1995—2016 年世界海洋科学的文献以文献计量学的角度分析海洋学科的研究现状与发展态势。马芳珍[9]以Web of Science 核心合集数据库为数据源，从文献计量的角度对最近5～10 年的海洋研究文献进行统计、分析和对比，阐述了全球海洋研究的现状、学科布局和学科发展趋势以及对我国海洋学科发展的启示。

文献计量法是运用数学和统计学等方法来研究文献分布结构、数量变化等关系的一种定量统计分析方法，近几年被广泛运用于科学评价与学科发展等研究当中[10]。Jaric 等[11]采用文献计量学方法对2000—2009 年发表在《渔业科学》中的文献进行分析，确定最新模式的方法、学科发展趋势和作者情况。Rojas-Sola 等[12]以Web of Science 中SCI-E 数据库为数据源，从数量和质量两个角度对1997—2012 年采矿与选矿学科领域的期刊文献进行分析，反映全球采矿及矿产加工学科领域的研究发展情况。Rojas-Sola等[13]同时也用文献计量分析指标对Web of Science数据库中1997—2012 年遥感技术学科领域进行研究，分析遥感技术的研究演变。隋秀芝等[14]基于三大数据库，运用文献计量法对论文数量、收录论文的年度、学科分布和院校排名进行统计与分析，反映地方高校的科研水平和学科发展状况。赵静[15]用文献计量的方法，以96 种“期刊引用报告”(Journal Citation Reports)推荐的数学学科期刊为对象，从文章数量、质量出发评价中国大陆作者发表数学论文的现状与未来的趋势。刘丹雯[16]运用文献计量法对2000—2010 年SCI 和Go Pub Med 相关医药学的文献进行统计分析，从发表年度、期刊分布、学科类别等不同的维度探讨中医药学的发展现状及前景趋势。

上述研究通过文献计量法从不同角度开展学科发展现状的研究。可以将研究角度总体概括为数量、质量与合作三大角度。

本文在现有研究的基础上，为避免以学科为主体开展机构学科发展研究存在的主题因大量高校研究而偏离等一些数据获取及筛选等方面的问题，以机构为主体获取相关数据，并结合文献计量学和知识图谱的理论，利用CiteSpace 可视化软件，从数量分布、质量分析、共现分析3 个维度出发，分别对文献的年度发文数量和发文学科分布、核心期刊分布和高被引文献学科分布、学科共现图谱和学科共现聚类图谱展开分析，梳理自然资源部相关海洋机构的研究成果，分析其学科发展现状，为相关部门和学者进一步研究提供理论参考依据。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

自然资源部下属海洋机构众多，由于是对开展科学研究的机构进行学科研究，所以本文选取自然资源部派出机构中的自然资源部东海局、自然资源部南海局、自然资源部北海局，自然资源部直属单位中的自然资源部海洋咨询中心、自然资源部海洋减灾中心、自然资源部海洋发展战略研究所、自然资源部海岛研究中心、自然资源部第一海洋研究所、自然资源部第四海洋研究所(中国-东盟国家海洋科技联合研发中心)、自然资源部第三海洋研究所、自然资源部第二海洋研究所、中国极地研究中心、国家卫星海洋应用中心、国家深海基地管理中心、国家海洋信息中心、国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、国家海洋技术中心、国家海洋环境预报中心、国家海洋标准计量中心，研究成果显著的中国地质调查局青岛海洋地质研究所、中国地质调查局广州海洋地质调查局、青岛海洋科学与技术国家实验室和国家海洋局作为研究对象(本文将这23 个机构统称为自然资源部直属海洋机构)。

本文以Web of Science 核心合集的SCI-E 数据库为数据源，鉴于数据库中机构拼写方式复杂多样、不统一，为保证查全率和查准率，以机构所在地区的邮政编码作为检索词，找出其所有的拼写方式，最后以英文拼写方式作为检索词，检索得到该机构的研究成果。以国家海洋信息中心为例，以该中心所在地区的邮政编码300171 为检索词，导出全部检索结果的全记录的txt 文件，利用Python 软件筛选出邮政编码为300171 的机构并去重，最后进行人工筛选得到国家海洋信息中心的英文拼写方式Natl Marine Data &Informat Serv、Natl Marine Informat Ctr、Natl Marine Data & Informat Ctr、NMDIS、China Ocean Informat Network、Natl Marine Data Informat Serv、Natl Bur Oceanog，Informat Ctr。用同样的方法得到所有机构的英文拼写方式，最后以“(OG＝Natl Marine Data &Informat Serv OR OO＝Natl Marine Data & Informat Serv OR OG＝Natl Marine Informat Ctr OR OO＝Natl Marine Informat Ctr OR OG＝Natl Marine Data & Informat Ctr OR OO＝Natl Marine Data & Informat Ctr OR OG＝NMDIS OR OO＝NMDIS OR OG＝China Ocean Informat Network OR OO＝China Ocean Informat Network OR OG＝Natl Marine Data Informat Serv OR OO ＝ Natl Marine Data Informat Serv OR ……)AND CU＝China”为检索式进行检索(由于检索式过长，以国家海洋信息中心为例)，时间跨度为2015—2019 年，精炼得到article 和review 文献类型的相关文献，检索时间为2020 年4 月23 日，检索结果为10 141 条记录，进而导出全记录与引用的参考文献。

1.2 研究方法

科学知识图谱是一种将知识资源及其关联可视化显示的图形[17]，科学知识图谱的绘制软件种类繁多，本文采用的是CiteSpace 可视化软件。CiteSpace是由美国德雷赛尔(Drexel)大学陈超美教授应用Java 语言开发的一款多元、分时、动态的引文可视化分析软件[18]。

本文基于Web of Science 核心合集的SCI-E 数据库的检索结果，通过计量分析和可视化知识图谱对自然资源部直属海洋机构的文献进行梳理，分析其学科研究热点和发展现状。

2 结果分析

2.1 年度发文数量

年度发文量可以反映机构的研究动态，能在一定程度上体现学科的发展速度和成熟度，自然资源部直属海洋机构2015—2019 年的文献年代分布情况，见图1 所示。

由图1 可以看出，自然资源部直属海洋机构近5年的文献总体呈持续增长趋势，从2015 年的880 篇到2019 年的3 109 篇，总增长2 229 篇，年均增长557 篇。2015—2017年增长较为稳定，分别增长562 篇和522 篇，与年均增长篇数近似；2017—2018 年增长迅速，年增长782 篇；2018—2019 年增长较为缓慢，年增长363 篇。可见，自然资源部直属海洋机构近5 年不断取得新的研究成果，在各方面的研究发展势头较好，目前处于向上发展的阶段。

图1 2015—2019 年自然资源部直属海洋机构文献年代分布Fig.1 Literature distribution of marine institutions directly under the Ministry of Natural Resources from 2015 to 2019

2.2 发文学科分布

以Web of Science 学科分类为基础进行文献学科分布分析，得出发文量排名前15 名的学科，具体内容见表1。

表1 发文量前15名的学科情况Tab.1 Top 15 disciplines in terms of publication volume

由表1 可见，自然资源部直属海洋机构的研究涉及的Web of Science 学科比较广泛，总体可以将海洋科学、多学科地质学、环境科学、地球化学与地球物理学、气象与大气科学、多学科科学归为自然科学类，将海洋与淡水生物、渔业科学、免疫学、微生物学、生物化学及生物分子学、兽医学、生物技术与应用微生物学、遗传学归为生命科学与生物医学类。2015—2019 年，发文量最多的为海洋科学，共1 880 篇，占比18.54%；第二为海洋与淡水生物，共1 267 篇，占比12.49%；第三为多学科地质学，共1 164 篇，占比11.48%；第四为环境科学，共937 篇，占比9.24%。发文量前四的学科占比总和为51.75%，超过总文献量的一半。可以得出，自然资源部直属海洋机构近年来研究主要为自然科学和生命科学与生物医学两大研究方向，其中海洋科学、海洋与淡水生物、多学科地质学、环境科学是机构的强势学科。

对发文量前15 名的学科进行年度发文统计，如图2 所示。可以发现，海洋科学、海洋与淡水生物、多学科地质学、环境科学学科，从2015—2019 年均是文献量最高的4 个学科。所有学科5 年发文量均呈增长趋势，海洋科学、海洋与淡水生物、多学科地质学、环境科学、渔业科学增长快速，微生物学、多学科科学、遗传学、遥感技术增长平缓，其余学科均稳定增长。通过分析可以得出，海洋科学、海洋与淡水生物、多学科地质学、环境科学、渔业科学学科是自然资源部直属海洋机构长期重点关注的研究领域，并有一定数量的研究成果产出，微生物学、多学科科学、遗传学、遥感技术学科的文献占比和增长速度均较低，是机构长久研究但进展缓慢的学科。

图2 前15名学科年度发文量Fig.2 Annual publication volume of Top 15 disciplines

2.3 核心期刊分布

选择核心期刊是布拉德福定律最基本、最常用的应用之一[19]。期刊引用报告(Journal Citation Reports)是一种综合性的期刊评价报告，影响因子是JCR 的一项期刊评价指标，JCR 分区是以年度和学科领域为单位，根据期刊的影响力排序将期刊平均划分为4 个区域(Q1、Q2、Q3、Q4)。本文通过布拉德福定律，选择发文量前25 名的期刊进行研究，发现前25 名的期刊相关文献共3 518 篇，占总文献数量的34.69%，列出期刊的5 年影响因子、发文量与JCR 分区情况和出版国家，具体内容见表2。

从表2 可以看出，文献所属学科与排名前25 名的期刊学科分类的重合度较高，机构发表成果所在期刊的所属学科可以间接反映机构的研究领域，可见自然资源部直属海洋机构的主要研究领域仍为海洋科学、多学科地质学、渔业科学。

25 种期刊来自6 个出版国家，涉及15 个学科领域，其中6 种期刊关于海洋科学，5 种期刊关于多学科地质学，4 种期刊关于海洋与淡水生物学，3 种期刊关于渔业科学，各有2 种期刊关于免疫学、多学科科学、气象与大气科学、微生物学、环境科学，各有1 种期刊关于医学化学、地球化学和地球物理学、动物学、兽医学、湖沼学、遥感技术。这25 种期刊的平均影响因子为3.385，最高的是Journal of Climate，影响因子为5.922，属于气象与大气科学Q1 区；其次是Science of The Total Environment，影响因子为5.727，属于环境科学Q1 区。Journal of Ocean University of China、Acta Oceanologica Sinica、Journal of Oceanology And Limnology、Chinese Journal of Geophysics Chinese Edition 这4 种期刊的影响因子偏低。Journal of Ocean University of China 的影响因子为0.822，属于海洋科学的Q4 区；Acta Oceanologica Sinica 的影响因子为0.893，属于海洋科学的Q4 区；Journal of Oceanology And Limnology 的影响因子为0.907，属于湖沼学Q4 区和海洋科学Q4 区；Chinese Journal of Geophysics Chinese Edition 的影响因子为0.993，属于地球化学和地球物理学Q4 区。其余核心期刊的影响因子均大于2，JCR 分区主要为学科Q1 区。

发文量排名第1、3、6、10 的Q4 区期刊，均为中国出版的科技期刊，其文献量占核心期刊总和的27.6%，中国出版的期刊在国内存在政策倾斜、易投稿等因素，一定程度上限制了期刊的整体水平。为更客观评价我国自然资源部直属海洋机构的学科发展现状，对出版国家为非中国的核心期刊进一步统计分析，得到海洋与淡水生物学的相关期刊的文献量最高，其次是渔业科学、免疫学、海洋科学等学科。

表2 核心期刊分布情况Tab.2 Distribution of core journals

从上述分析可知：核心期刊的学科分布与文献高产出的学科高度吻合，核心期刊的学科分类依旧主要集中在海洋与淡水生物学、渔业科学、免疫学、海洋科学等学科。自然资源部直属海洋机构文献投稿的期刊具有较大的影响力，机构具有较高的研究水平，在气象与大气科学、环境科学、多学科地质学等学科上能够产出高质量成果。此外，我国海洋领域英文期刊办刊质量有待提升，国内期刊的国际影响力不高，对我国海洋科技文献的世界影响力存在一定制约。

2.4 高被引学科分析

文献的被引频次在一定程度上反映该文献的学术水平和被认可的程度，是测度学术文献社会显示度和学术影响力的重要指标[20]。本文选取被引频次不低于50 的文献对其所属学科进行统计分析，得到排名前15 位的学科，见表3。

根据表3 的统计表明，高被引文献当中关于多学科地质学有16 篇，环境科学有14 篇，多学科科学有11 篇，地球化学和地球物理学有9 篇，海洋淡水生物学、化学工程、气象与大气科学、多学科化学各有7 篇，海洋科学有6 篇，微生物学、电气与电子工程、遗传学、环境学各有5 篇，物理化学和聚合物科学各4 篇。可见，自然资源部直属海洋机构在多学科地质学、环境科学、多学科科学等学科领域的研究在学术圈具有较大的影响力和认可度；海洋科学虽然是长期重点关注的研究领域，高被引文献的数量却并不可观，在该领域近5 年来经典文献产出与文献总产出比偏低；化学相关学科在学科总发文量上不高，却有一定数量的高被引文献，是值得深入探讨研究的学科领域。

表3 高被引文献学科排名Tab.3 Discipline ranking of highly cited papers

2.5 学科共现图谱分析

为更直观展示自然资源部直属海洋机构的研究成果所属学科领域以及深入研究学科领域之间的联系，应用CiteSpace 软件，对学科进行共现分析。时间跨度为2015—2019 年，时间分区为1 年，选择学科(Category)节点类型，数据阈值设定为TOP50，视图可视化方式选择静态聚类(Cluster view-Static)和合并网络(Show Merged Network)，得到图3 的学科共现知识图谱。

在图3 的学科共现知识图谱中，各节点之间连线众多，说明各学科之间的联系密切，Oceanography(海洋科学)、Marine & Freshwater Biology(海洋与淡水生物学)、Geology(地质学)等学科节点较大，是自然资源部直属海洋机构的主要研究领域，与前文的学科分布研究结果一致。其中，Engineering(工程学)、Biochemistry & Molecular Biology(生物化学及分子生物学)、Chemistry(化学)、Marine & Freshwater Biology(海洋与淡水生物学)、Environmental Sciences &Ecology(生态与环境科学)5 个学科的节点被紫色圈所标记，表示这些学科具有较大的中心性，在网络中起着关键作用，是多学科之间信息流通和交叉融合的桥梁，也是自然资源部直属海洋机构的重点研究领域。

图3 学科共现知识图谱Fig.3 Discipline co-occurrence knowledge graph

将学科共现进行聚类分析，得到学科共现聚类图谱(图4)，聚类的模块值q＝0.477 6＞0.3，平均轮廓值s＝0.835 6＞0.7，说明聚类结构有效且显著，聚类结果是令人信服的。从图中可以看出，学科领域被划分为4 个聚类，每个聚类被不同的边界框住。聚类#0主要为化学和医学领域，包括的学科主要有：Chemistry(化学学科)、Chemistry Multidisciplinary(多学科化学)、Chemistry Medicinal(医学化学)、Pharmacology & Pharmacy(药学与药理学)等。聚类#1 主要为海洋和生物领域，包括的学科主要有：Marine & Freshwater Biology(海洋与淡水生物学)、Fisheries(渔业科学)、Biochemistry & Molecular Biology(生物化学及分子生物学)、Microbiology(微生物学)等。聚类#2 主要为地质和环境领域，包括的学科主要有：Environmental Sciences & Ecology(生态与环境科学)、Geology(地质学)、Engineering(工程学)、Geosciences Multidisciplinary(多学科地质学)等。聚类#3 主要为数学和科学领域，包括的主要学科有：Mathematics(数学)、Thermodynamics(工程热力学)、Multidisciplinary Sciences(多学科科学)、Mathematics Interdisciplinary Applications(跨学科数学应用)等。图中聚类#0、聚类#1、聚类#2 的聚类范围较大，聚类#3 的范围较小，说明自然资源部直属海洋机构涉及数学相关学科的研究相对较少，主要研究海洋、地质、环境、化学、生物等学科。

图4 学科共现聚类图谱Fig.4 Discipline co-occurrence clustering graph

3 结 语

研究通过计量分析和可视化分析对 2015—2019 年Web of Science 核心合集的SCI-E 数据库关于自然资源部直属海洋机构的相关文献进行分析，通过文献年度发文数量、发文学科分布、核心期刊分布、高被引文献学科分布、学科共现图谱与聚类分析，从数量分布、学科质量、学科共现3 个维度梳理了近5 年自然资源部直属海洋机构的学科发展情况。

3.1 数量分布方面

根据文献年度发文数量和发文学科分布，自然资源部直属海洋机构近年来研究涉及的学科众多，各学科研究的产出也在逐年增加，主要集中在地质、生物、环境、气象几个学科领域中。

3.2 学科质量方面

从核心期刊分布和高被引文献的学科分布来看，同样在地质学、环境科学、海洋化学和物理等领域上的学术影响力较大。发文量排名靠前但JCR 分区较低的期刊，基本为国内出版期刊，我国海洋领域英文期刊的国际影响力有待加强。

3.3 学科共现方面

通过学科共现与学科聚类可以得出自然资源部直属海洋机构的研究涉及的学科间联系密切，工程学、化学、环境学、海洋学科是学科之间交流的关键学科，但局限于相近学科之间的交流，并未进行跨度大的学科形成交叉融合。

综上而言，自然资源部直属海洋机构在近年来研究成果持续增加，研究的学科领域范围小，学科发展不平衡。近5 年自然资源部直属海洋机构的主要学科研究领域变化不大，依旧以海洋学、地质学、环境学、气象与大气科学等学科为主，有少数像数学、遗传学等研究增加。海洋机构学科领域表现为多学科交叉，在巩固地质、环境、气象等优势学科的基础上，应进一步发展其他学科学术影响力。为此，我国自然资源部直属海洋机构需要增加对新学科领域的探索，增强学科交叉融合，提高对机构重点关注学科的研究质量。■