基于文献计量的金砖国家海洋与极地研究现状分析及展望

李宇航，刘嘉玥，王文涛*

(1.中国21世纪议程管理中心，北京 100038；2.天津大学 海洋科学与技术学院，天津 300072)

近年来，随着西方国家主导的单边主义盛行，作为发展中国家共同体的金砖国家合作机制的平台作用愈加显现[1]。该机制成立以来，合作领域逐渐拓展，合作基础日益夯实，逐渐形成了以领导人会晤为引领，以安全事务高级代表会议、外长会晤等部长级会议为支撑的合作模式，成为促进世界经济增长、健全全球治理体系的重要力量。目前，中国与金砖国家间通过多种形式加强海洋科技交流，不断拓展国际合作的深度和广度，面对开发海洋资源、发展海洋产业、应对海洋灾害、维护海洋权益等方面的共同挑战，在海洋和极地领域开展了扎实的合作。近年来，金砖国家在科技创新方面进步显著，但仍存在较大的提升潜力[2]。开展海洋和极地研究，对于人类认识地球环境、拓展发展空间和丰富资源获取方面至关重要，在当前国际形势发生深刻复杂变化和全球治理不确定性增加的情况下，与金砖国家海洋极地科技创新合作有望成为中国参与全球海洋极地事务的重要抓手和关键突破点。

金砖国家推动科技创新的实践，不仅为5国经济增长注入了新动力，也为全球科技创新区域合作提供了借鉴和启示。目前，关于金砖国家科技现状的研究主要集中在发展现状和合作路径方面。徐铖[3]认为，金砖5国科技创新发展的方向和做法基本是一致的，包括增加科研经费、提高教育质量与普及程度、增强科技潜力、吸引技术密集型产业投资、创新经济模式。成志杰[4]认为，经历十年的发展，金砖机制不仅深化了5国间的合作，建立了全方位、多层次、宽领域的机制架构，而且实现了机制的扩容，加强了与不同机制下国家和地区间的交流和合作。当前，中国亟待主动融入全球科技创新网络，多层次、多渠道对接金砖国家科技及创新工作计划，深化与金砖国家间双边和多边科技创新合作[5]。但金砖国家推进多边海洋和极地领域合作面临一定的挑战，专门性的合作制度尚未建立。因此，对金砖国家海洋和极地研究领域的总体状况进行分析，充分利用既有科技成果，建立合作制度，密切彼此涉海活动的相互联系，寻找符合各自利益需求的优先合作着力点，有利于全面了解金砖国家海洋和极地研究基础现状，对推进金砖国家海洋科技等方面的合作具有重要意义，也能为金砖国家经济增长提供新动能，推动全球海洋治理体系的变革，推进金砖国家间合作迈上新台阶。

1 金砖国家海洋和极地研究发文状况分析

1.1 数据与方法

科技文献是科研成果产出的重要形式，对科技文献进行定量化统计分析可以了解特定研究领域的发展状况[6]。全球专业信息服务提供商科睿唯安(Clarivate)旗下的SCI-E和SSCI数据库索引收录了全球各领域优秀的期刊，所收录论文可以代表全球科研进展的整体状况[7]。为了更加清晰地了解金砖国家海洋和极地研究领域的研究实力、合作状况及研究重点等，本研究中利用上述数据库，采用文献计量分析方法对巴西、俄罗斯、印度、中国和南非5个金砖国家的海洋和极地研究的文献进行了统计分析，并基于以上数据和方法，分别对金砖国家海洋研究领域和极地研究领域进行了分析。主要分析内容包括：海洋和极地领域发文的总体状况、热点研究领域和合作现状。

海洋和极地研究，既涉及科学技术领域又涉及部分社会经济领域，因此，文献数据来源选取Web of Science数据库的SCI-E和SSCI索引。其中，文献数据的初步处理、数据清洗等采用科睿唯安的Derwent Data Analyzer分析软件。国家和机构的合作分析采用科学知识图谱软件VOSviewer软件完成。本研究中以2000—2020年文献数据为研究范围，检索策略为：海洋研究领域采用“oceanography”、“engineering, ocean”两个学科进行主题检索；极地研究领域采用基于关键词的主题检索，检索方式为Ts=(“polar research” or “polar science” or “polar study” or “polar region*” or “polar area” or “polar zone” or “polar field” or “polar space” or “arctic”or “antarctic” or “North pol*” or “North-pol*” or “South pol*” or “South-pol*” or “Greenland” or “Bering” or “King George Island” or “Ross Sea” or “Weddell Sea” or “Grove Mountain*” or “Bransfield” or “Prydz Bay” or “Adelie” or “Ardley Island” or “Beaufort Sea” or “East Siberian Sea” or “Svalbard”)。

1.2 文献检索结果

为了解金砖国家及其他一些国家和地区在海洋与极地研究领域发文量的发展变化情况，本研究中选取了2000、2010和2020年3个年份的各国发文量数据。从图1可见：美国在海洋科技领域的发文量维持着较强的优势，中国的发文量增长势头迅猛，在近10年中一举超越美国，成为全球海洋领域年度发文量最多的国家；金砖国家中的其他4个国家发文量较少，但20年间均有不同程度的增长。在极地研究方面，美国的发文量依旧是一枝独秀，不过中国和俄罗斯的发文量增长势头迅猛(图2)。

图1 海洋研究领域主要国家2000—2020年发文量变化

图2 极地研究领域主要国家2000—2020年发文量变化

2 近5年金砖国家海洋和极地研究领域发文统计分析

本部分数据采集时间区间为2016—2020年，鉴于海洋研究领域与极地研究领域的学科差异，本研究中针对两个领域分别进行分析，通过检索分别获取了海洋和极地领域的论文数据，其中，海洋研究领域共得到15 339篇文献数据，极地研究领域共得到8 784篇文献数据。

2.1 总体状况

2.1.1 发文量总体情况 统计发现，在海洋研究领域，金砖国家间近5年发文数量差异较大。其中，2016—2020年中国发文量为10 113篇，遥遥领先于其他4个国家，印度为1 910篇，俄罗斯为1 718篇，巴西为1 190篇，南非为408篇(图3)。

在极地研究领域，金砖国家近5年的发文量分别为中国4 188篇、俄罗斯2 876篇、巴西660篇、印度为540篇、南非为520篇。可以看出，中国发文量高居首位，俄罗斯位列第二，巴西、印度和南非发文量不足1 000篇(图4)。

2.1.2 5年间发文量变化情况 从近5年的发文量变化来看，中国在海洋研究领域的年度发文量持续增长，从2016年的1 452篇增长至2020年的2 680篇；而其他4国总体上变化不明显，南非发文量最少，每年不足100篇(图3)。

图3 金砖国家海洋研究领域2016—2020年发文量变化

在极地研究方面，中国和俄罗斯的发文量整体呈增长趋势，特别是中国近5年的发文量呈现出连续快速增长的势头，从2016年的636篇增加到2020年的1 048篇；巴西、印度和南非在极地研究领域的年度发文量在100篇左右，发文量变化并不明显(图4)。

图4 金砖国家极地研究领域2016—2020年发文量变化

2.1.3 论文综合影响力分析 通过对金砖国家海洋领域的发文及被引情况等指标进行统计，可以发现各国海洋领域发文的影响力情况。其中，发文量反映国家的研究体量，总被引频次反映论文整体的影响力，篇均被引频次反映论文的平均影响力，被引频次≥50次的论文比例反映了高影响力论文的比重，h指数是反映研究主体论文数量和论文被引频次的综合指标[8]。从金砖国家海洋研究领域发文影响力统计(表1)可以看出：中国在海洋领域发文量、总被引频次及h指数方面具有明显的优势；在篇均被引频次和被引频次≥50论文比例方面，南非和巴西优势明显。

表1 金砖国家海洋研究领域发文影响力统计(2016—2020年)

从金砖国家极地研究领域发文影响力统计(表2)可以看出：在极地领域研究论文的影响力方面，中国和俄罗斯在发文量、总被引频次及h指数上具有明显的优势；在篇均被引频次和被引频次≥50论文比例方面，南非优势明显。

表2 金砖国家极地研究领域发文影响力统计(2016—2020年)

2.2 金砖国家研究热点分析

2.2.1 海洋领域

1)热点关键词。为了解金砖国家近年来海洋领域的研究热点，笔者对近5年间各国发文中的关键词出现频次进行了统计。结果发现，巴西在海洋研究领域出现最多的关键词为Brazil、estuary、numerical modeling、mangrove、climate change等，俄罗斯出现最多的关键词为numerical modeling、Black Sea、remote sensing等，印度出现最多的关键词为Bay of Bengal、India、Arabian Sea、Indian Ocean等，中国出现最多的关键词为numerical modeling、South China Sea、East China Sea、model test等，南非出现最多的关键词为South Africa、estuary、climate change、upwelling、mesoscale eddies等(表3)。

表3 金砖国家海洋研究领域关键词(2016—2020年)

从关键词统计来看，各国围绕海洋相关科学问题开展了大量的数值模拟研究，但又各有侧重。巴西以mangrove和climate change为主，围绕红树林等研究对象进行了海洋生态学方面的研究；俄罗斯更多关注北极、北冰洋的研究；印度与巴西关注领域相近，开展了丰富的海洋生态方面的研究；中国更多以南海为研究对象进行了数值模拟和模型试验，并关注遥感和流体动力学等科学技术问题；南非则开展了海洋保护区和渔业管理的相关研究。

2)重点学科方向。从金砖国家海洋领域发文所涉及的学科方向看，除海洋学科外，主要涉及工程学、海洋与淡水生物学、气象与大气科学等学科。

从金砖国家发文所属的相关学科比重可以发现，各国海洋研究主要的侧重方向及发文侧重的学科领域不尽相同。巴西和南非在海洋与淡水生物学领域发文比重较大，俄罗斯在气象与大气科学领域发文比重较大，中国在工程学领域发文比重较大(表4)。

表4 金砖国家海洋领域文献涉及的学科及比例(2016—2020年)

2.2.2 极地领域

1)热点关键词。为了解金砖国家极地研究领域的关注点，笔者对近5年各国发文中的关键词出现频次进行了统计。结果发现，巴西在极地研究方面出现最多的关键词为Antarctica、taxonomy、Southern Ocean、climate change、Antarctic、fungi、extremophiles、Antarctic Peninsula等，俄罗斯出现最多的关键词为Arctic、climate change、permafrost、Arctic Ocean、Russia、Antarctica、Siberia等，印度出现最多的关键词为Antarctica、Arctic、Southern Ocean、Kongsfjorden、climate change、galaxies: clusters: general、Svalbard等，中国出现最多的关键词为Arctic、climate change、sea ice、Antarctica、Arctic Ocean、Antarctic、Arctic Oscillation、China等，南非出现最多的关键词为Antarctica、Southern Ocean、climate change、Prince Edward Islands、seabirds、South Africa、Marion Island、Arctic、galaxies:clusters:general等(表5)。

表5 金砖国家极地研究领域关键词(2016—2020年)

从关键词统计来看，各国更多关注南北极的生态环境问题，在气候变化、海洋生物等方面也开展了相关的研究。

2)重点学科方向。金砖国家在极地研究领域整体上主要关注海洋学、地球化学与地球物理学、自然地理学及工程学等领域。

金砖国家在极地研究领域发文所侧重的学科领域不尽相同，但主要以气象与大气科学、环境科学与生态、地质学等为主。巴西在“环境科学与生态”学科发文比重较大；俄罗斯和印度在地质学领域发文比重较大；中国在气象学与大气科学领域发文比重较大；南非在环境科学与生态领域发文比重较大(表6)。

表6 金砖国家极地领域文献涉及的学科及比例(2016—2020年)

2.3 金砖国家发文合作分析

2.3.1 海洋领域 为了直观地呈现金砖国家海洋领域的国际合作情况，笔者采用VOSviewer软件对金砖国家海洋领域发文合作情况进行了聚类分析。可以看出，在海洋研究领域，金砖国家各自呈现出不同的特点。总体上，从发文合作角度来看，金砖国家间在海洋研究领域的双边和多边合作方面并不紧密，更倾向于与主要的海洋和极地研究国家开展合作。中国在金砖国家间海洋研究领域中的合作具有较强的中心性，与相关国家均有一定合作；印度、俄罗斯、南非和巴西4国在金砖国家间海洋研究领域合作均较少，而普遍倾向于与周边国家开展合作(图7)。

图7 海洋研究领域金砖国家发文合作情况(2016—2020年)

2.3.2 极地领域 与海洋领域相似，金砖国家间在极地研究领域的合作强度也相对不大，具有较大的提升空间。总体上，金砖国家中中国与俄罗斯的国际合作表现较为突出，而其他3个国家发文量相对较少，在国际合作中表现一般(图8)。

图8 极地研究领域金砖国家发文合作情况(2016—2020年)

2.4 金砖国家机构发文合作分析

2.4.1 主要研究机构 通过对金砖国家发文量较多的机构进行分析，在海洋研究领域，巴西主要研究机构包括圣保罗大学(Universidade de São Paulo)、里约热内卢联邦大学(Federal University of Rio de Janeiro)和伯南布哥大学(University of Pernambuco)等；俄罗斯主要研究机构包括俄罗斯科学院(Russian Academy of Sciences, RAS)、罗蒙诺索夫国立大学(Lomonosov Moscow State University, MSU)、圣彼得堡国立大学(Saint Petersburg State University)等；印度主要研究机构包括印度理工学院(Indian Institute of Technology)、印度科学与工业研究理事会(Indian Council of Scientific & Industrial Research, CSIR)、印度农业研究理事会 (Indian Council of Agricultural Research, ICAR)等；中国主要研究机构包括中国科学院(Chinese Academy of Sciences)、中国海洋大学(Ocean University of China)和青岛海洋试点国家实验室(Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology (Qingdao))等；南非主要研究机构包括开普敦大学(University of Cape Town)、尼尔森曼德拉大学(Nelson Mandela University)和罗德斯大学(Rhodes University)等(表7)。

表7 金砖国家海洋研究领域主要研究机构(2016—2020年)

在极地研究方面，巴西主要研究机构包括圣保罗大学(Universidade de São Paulo)、里奥格兰德大学(University of Rio Grande)、里约热内卢联邦大学(Federal University of Rio de Janeiro)；俄罗斯主要研究机构包括俄罗斯科学院(Russian Academy of Sciences, RAS)、罗蒙诺索夫国立大学(Lomonosov Moscow State University, MSU)、圣彼得堡国立大学(Saint Petersburg State University)；印度主要研究机构包括印度理工学院(Indian Institute of Technology)、印度科学与工业研究理事会(Indian Council of Scientific & Industrial Research, CSIR)、印度地球科学局(Ministry of Earth Sciences)等；中国主要研究机构包括中国科学院(Chinese Academy of Sciences)、中国科学院大学(University of Chinese Academy of Sciences)和南京信息工程大学(Nanjing University of Information Science & Technology)等；南非主要研究机构包括开普敦大学(University of Cape Town)、比勒陀利亚大学(University of Pretoria)、约翰内斯堡大学(University of Johannesburg)等(表8)。

表8 金砖国家极地研究领域主要研究机构(2016—2020年)

2.4.2 研究机构合作情况 研究机构是国际合作的重要单元，为了反映金砖国家重要研究机构在海洋和极地研究领域的机构层面合作情况，笔者在金砖各国选择了主要的研究机构，并对其在国际机构合作中的状况进行了分析。

1)海洋领域。金砖国家海洋研究领域主要研究机构间的整体合作状况(图略)分析显示，中国海洋大学、中国科学院及上海交通大学在机构层面的合作方面表现出较强的实力，但其合作对象主要以欧美等传统海洋科技强国为主，与金砖国家合作的力度尚显不足，具有较大的提升潜力。俄罗斯科学院在海洋研究领域与中国科学院具有一定的合作基础，而其他的金砖国家代表性机构如开普敦大学、圣保罗大学、印度理工学院等与中国机构合作较少。

2)极地领域。金砖国家极地研究领域主要研究机构间的整体合作状况(图略)分析显示，金砖国家极地与海洋研究主要机构基本一致，各国家主要机构的主要合作圈相对独立。俄罗斯科学院对外合作的显示度较强，且与中国科学院及欧洲相关研究机构有一定的合作基础，而巴西圣保罗大学、南非开普敦大学和印度理工学院等研究机构在金砖国家间的合作较少。

3 未来金砖国家海洋极地领域合作展望

本研究中利用文献计量方法，选取了与海洋和极地研究相关的检索关键词对近20年间金砖国家海洋和极地领域文献情况进行了分析。从金砖国家海洋和极地研究领域的发文量变化、论文影响力、重点关注方向及国际合作等方面进行了文献计量分析，并对金砖国家海洋和极地研究现状进行了总结。笔者结合中国海洋和极地研究实际需求，提出以下相关建议。

3.1 加强金砖国家海洋极地科技合作战略研究工作

从金砖国家长周期的发文量变化来看，金砖国家在海洋研究领域的发文量均有不同程度的增长。中国在海洋研究领域的论文增长显著，2020年中国已成为发文量最大的国家，论文影响力在金砖国家中表现突出。极地研究方面，金砖国家发文量普遍呈增长趋势，其中，中国和俄罗斯在极地研究方面具有相对较强的实力。印度、巴西和南非在海洋和极地研究方面与世界该研究领域主要国家差距明显。从全球范围来看，金砖国家海洋和极地研究总体规模和影响力与美国等发达国家存在一定的差距，因此，相关研究具有较强的提升潜力。

中国在海洋极地研究规模方面具有显著的优势，在未来金砖国家相关研究中应发挥引领作用，研判该领域科技创新合作最新形势，为国家相关决策提供研究依据，并推动金砖国家协同开展相关研究。金砖国家社会发展状况、经济水平、文化理念差异显著，需开展不同国别的针对性战略研究，洞悉金砖国家政治、经济生态，识别合作中潜在的政治、经济、社会和文化风险，深刻了解国际政治经济形势与相关国家外交政策对金砖国家间海洋极地合作的影响，为有关工作指明方向。

3.2 加强金砖国家海洋极地科学研究能力建设

金砖国家根据各自国情和发展需求，在海洋和极地研究方面表现出不同的研究关注点。在海洋研究方面，金砖国家均重点关注各自邻近海域的相关研究，且普遍重视海洋数值模拟和气候变化等方向的研究。极地研究方面，气候变化和海冰研究是金砖国家普遍关注的问题，其中，俄罗斯在极地研究方面具有独特的地理优势，其在极地研究方面的论文产出远高于海洋领域，这与其近年来不断强化北极战略有关。

中国应积极发挥已有相关研究的基础优势，与其他金砖国家在相关研究计划中加强协调，针对共同关注的全球气候变化对海洋的影响等研究以及区域性海洋问题开展相关合作，进一步提升金砖国家间海洋研究的整体水平。一是建议金砖国家开展多元化交流机制建设，大力支持青年科学家、工程技术人员和科技管理人才参加培训、学术交流，进行合作互动；二是探索建立海洋科学样品库和数据库、共享航次信息平台等，在金砖国家间形成相应的标准、规范和共享机制；三是加强在国际海底管理局、国家管辖范围外海洋生物多样性养护与可持续利用协定(BBNJ)、北极科技部长级会议等多边磋商机制中的合作。

3.3 深化金砖国家海洋极地科技工作人才团队能力建设

在海洋研究国际合作方面，由于研究规模所限，金砖国家在国际合作发文方面整体表现一般，主要合作对象均为欧美等传统海洋科技强国，金砖国家内的合作力度不大。极地研究方面，中国和俄罗斯有一定的对外合作，但规模不大。中国科学院、俄罗斯科学院、圣保罗大学、印度理工学院、开普敦大学等是金砖国家中开展国际合作的主要机构。

中国在海洋和极地研究的国际合作方面已经具有一定的基础，应积极与金砖国家就共同关心的海洋和极地问题以及区域性海洋环境问题开展研究合作，充分利用相关机构已有合作基础，挖掘合作潜力，共同促进海洋和极地研究的进步。在储备后备力量方面，中国应着力培养金砖国家海洋极地国际合作人才，推动人才深度参与国际合作交流，与国际组织、多边合作平台及机构等联合开展能力建设培训，全环节参与、全方位培养提升服务能力。