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根据基本科学指标数据库ESI的统计,2004年1月至2013年12月期间WoS数据库收录的地球科学领域(Geosciences)文章共329 061篇,截至2014年6月底这些文章共被引用3 420 944次,篇均被引频次为10.4次/篇。中国地球科学研究的论文量为40 673篇,仅居美国之后,在世界排名第2位;这些文章共被引用324 384次,在美国、英国、德国和法国之后,排名第5位;篇均被引频次为7.98次/篇,排名较后。
图 美国、英国、德国和中国地球科学领域发文量的年度变化
从地球科学领域的论文总数上看:美国遥遥领先,论文数占国际地球科学论文的31.50%,中国的论文数仅次于美国,但只占总数的12.36%,不及美国的一半,但近年来增长迅速,特别是进入21世纪以来,呈现出赶超美国之势。
在2004—2013年的10年时间里,国际地球科学、大气科学和海洋科学研究的文献数量呈上升趋势。中国在整个地球科学领域的文献数量增长上表现突出,年均增长率均超过国际平均水平。
论文产出规模及其影响力
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我国地质学研究经过2007年的飞速发展,至今与美国的论文数量不相上下;地球化学与地球物理学的论文数量从2009年以来仅次于美国,但与美国相比差距还比较明显;矿物学研究论文年均增长速度与国际平均水平相接近,但近年来增长速度很快,在2010年超过英国,仅次于美国位居世界第2位。
我国生态学研究论文年增长率的增幅最大,是国际平均水平的4.5倍,但目前还只排在第8位,要赶超主要发达国家还需要一定时间;环境科学研究的论文数量在2005年之后仅次于美国,且有迎头赶上之势;自然地理学的论文量在2013年超过了英国和德国,目前也排名第2位;我国关于地理信息系统研究和应用的论文数量在此期间稳步增长,一直在美国之后且向其不断靠拢。
我国海洋科学研究论文在2012年超过了英国,位居第2,大气科学研究论文从2010年以来都排名第2位,但两个学科的论文量与美国相比目前仍存在较大差距,如要赶上美国尚需假以时日。
表 相关学科领域文献计量指标的国内外比较分析
学科名称 | 全球论文年均增长率(%) | 中国论文年均增长率(%) | Top15国篇均被引频次(次/篇) | 中国篇均被引频次(次/篇) | Top15国被引频次≥50论文所占比例(%) | 中国被引频次≥50论文所占比例(%) | |
深层地球系统科学 | 地质学 | 4.47 | 15.60 | 10.5 | 8.7 | 4.1 | 3.2 |
地球化学与地球物理学 | 4.77 | 16.72 | 13.6 | 9.9 | 4.5 | 3.9 | |
矿物学 | 2.72 | 2.74 | 10.3 | 13.6 | 2.6 | 5.9 | |
表层地球系统科学 | 生态学 | 4.17 | 18.64 | 17.0 | 9.1 | 6.4 | 2.3 |
环境科学 | 8.47 | 21.32 | 13.1 | 10.5 | 4.8 | 3.4 | |
自然地理学 | 9.44 | 18.78 | 13.0 | 9.1 | 4.1 | 2.3 | |
地理信息系统 | 8.24 | 15.45 | 10.3 | 7.3 | 3.2 | 1.8 | |
海洋科学 | 4.14 | 16.00 | 11.8 | 5.7 | 3.4 | 1.2 | |
大气科学 | 6.47 | 22.46 | 15.6 | 10.3 | 6.0 | 3.5 |
从论文的影响力方面来看,主要国家地球科学领域的论文篇均被引频次都大于10,我国除矿物学的篇均被引频次高于平均值外,其他各相关学科的值都低于平均值。其中,主要国家生态学和大气科学的论文篇均被引频次高,我国虽然这两个领域的论文量都增长比较快,但篇均被引频次与平均值相比差距明显,此外,我国海洋科学的篇均被引频次与平均值相比差距最大,主要是因为这些学科论文的快速增长主要集中在最近几年,论文被引用还需要一定的时间周期,同时也表明这些学科论文的国际影响力尚有待大力提升。
从被引频次≥50次的高被引论文所占比例来看,国际地球科学领域各学科的高被引论文比例分布情况与篇均被引频次大体类似。中国在高被引论文比例方面,也是除矿物学外都明显低于主要国家的平均水平,其中,地球化学与地球物理学与平均水平的差距最小,海洋科学的差距最大。
对国际主要研究机构的发文量分析表明,中国科学院关于地质学、表层地球系统科学和大气科学研究的论文数量都排名世界第1位;在地球化学与地球物理学、矿物学领域排名第2位,仅次于俄罗斯科学院;在海洋科学领域,中国科学院在俄罗斯科学院、美国国家海洋大气局和伍兹霍尔海洋研究所之后排名第4位。除矿物学以外,中国科学院在其他学科的篇均被引频次和高被引论文比例等方面都偏低。
除中国科学院外,中国地质大学、中国地质科学院、北京大学、南京大学、中国地震局、中南大学、中国科学技术大学、西北大学、吉林大学、香港大学等在深层地球系统科学研究中表现突出;北京师范大学、北京大学、兰州大学、南京大学、清华大学、浙江大学、武汉大学等在表层地球系统科学研究中表现突出;中国海洋大学、国家海洋局、厦门大学、华东师范大学、大连理工大学、香港科技大学、中国水产科学院等在海洋科学研究中表现突出;中国气象局、北京大学、中国气象科学院、南京信息工程大学、南京大学、北京师范大学、清华大学等在大气科学研究中表现突出。
我国地球科学取得的科研成就
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关于深层地球系统科学研究,中国在固体地球科学研究中对华北克拉通、青藏高原等研究取得了世界瞩目的成绩,此外汶川地震的大量研究成果也获得国际同行认可;在矿物学方面,对榴辉岩、坡缕石等矿物的吸附特征、流体包裹体,以及矿物在层状双氢氧化物和纳米复合材料的应用等取得了较多的研究成果。今后需继续推动相关高端仪器设备的自主研发和新兴技术的应用,加强基础研究成果与应用研究的结合,推动科技创新,更好地服务于国计民生需求。
关于表层地球系统科学研究,中国在自然科学研究中对青藏高原、东亚季风等特色领域的研究赢得国际同行的赞许;在遗传多样性、生态保护、物种丰富度、种系发生等生态学方面有比较多的研究成果;在重金属污染、吸附处理、沉积物、土壤、气候变化、环境动力学、生物降解、多环芳烃等环境科学方面有较多具有影响力的研究成果;重视地理信息系统和遥感等高新技术在表层地球系统科学研究中的应用与发展。我国疆域辽阔,拥有许多独有的地域特色,这有助于推进我国表层地球系统科学研究的开拓创新,形成具有国际优势的特色研究方向。
关于大气科学研究,中国的研究热点是数值模拟、热带气旋和气溶胶等,特色研究区域也是青藏高原,目前已在气候变化、降水、数值模拟、热带气旋、气溶胶、电离层、厄尔尼诺等方面有比较多的研究成果。
关于海洋科学研究,中国在周边海域研究及长江河口、珠江河口等研究方面具有地域优势,这也凸显出我国海洋研究主要局限于海岸带和近海,对深海大洋研究却明显弱于欧美等发达国家。因此,我国应在确保原有研究优势的基础上,积极将海洋研究向深海大洋推进。
地球科学学术产出人才队伍发展
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基于论文作者的姓名统计,可从一定程度上反映出学科领域的学术产出人才队伍规模及论文高产作者的分布情况。需要特别注意的是,由于中文姓名拼音简称存在比较多的重名现象,这可能会导致我国的分析结果偏高,因此这部分数据仅供参考。
表 地球科学领域各子学科学术产出人才队伍状况
学科名称 | 研究人员总体规模 | 发文量前200位科学家的入围情况 | ||
深层地球系统科学 | 地质学 | 美国排名第1位,中国排第2位,队伍规模约为美国的64.3% | 美国排名第2位,占12.0% | 中国排名第1位,占19.0% |
地球化学与地球物理学 | 美国排名第1位,中国排第5位,队伍规模约为美国的28.2% | 美国排名第1位,占38.0% | 中国排名第4位,占5.5% | |
矿物学 | 美国排名第1位,中国排第4位,队伍规模约为美国的40.8% | 美国排名第1位,占13.5% | 中国排名第9位,占4.5% | |
表层地球系统科学 | 生态学 | 美国排名第1位,中国排第4位,队伍规模约为美国的20.9% | 美国排名第1位,占30.9% | 中国排名第4位,占18.7% |
环境科学 | 美国排名第1位,中国排第2位,队伍规模约为美国的59.2% | 美国排名第1位,占27.9% | 中国排名第2位,占12.6% | |
自然地理学 | 美国排名第1位,中国排第4位,队伍规模约为美国的28.4% | 美国排名第1位,占21.6% | 中国排名第4位,占6.9% | |
地理信息系统 | 美国排名第1位,中国排第2位,队伍规模约为美国的35.5% | 美国排名第1位,占26.3% | 中国排名第2位,占7.9% | |
海洋科学 | 美国排名第1位,中国排第2位,队伍规模约为美国的27.2% | 美国排名第1位,占40.8%, | 中国排名第9位,占2.8% | |
大气科学 | 美国排名第1位,中国排第2位,队伍规模约为美国的29.5% | 美国排名第1位,占46.1% | 中国排名第2位,占21.7% |
由表可见,美国的地球科学学术产出人才队伍规模最大,中国除地质学和环境科学的学术产出队伍规模是美国的2/3左右外,其他相关学科的队伍规模都在美国的1/3左右,国际上的排名在第2位到第5位之间。在发文量排前200位的作者中,除地质学外,都是美国位于榜首。中国在地质学、环境科学、地理信息系统和大气科学的高产作者比例较高,排在前2位;地球化学与地球物理学、生态学和自然地理学的高产作者排名第4位;矿物学和海洋科学的高产作者比较少,排在第9位。
以上分析表明,在地球科学研究领域,美国的优秀人才最多,中国的人才队伍总体规模不断壮大,当前国内学术界的考核评价机制也催生了一批高产作者,但与传统科技强国相比,高影响力的科学家比例还比较低,将来需要继续在储备丰富的专业人才队伍中培养长期稳定的高端人才队伍。
结论与启示
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综上所述,我国在过去10年,特别是过去5年以来,我国地球科学研究的国际论文产出量增长迅速,超过国际相关学科的平均增长水平,我国近年来科技投入的增加对科研文献的快速增长起到了巨大的促进作用。由于相关研究论文大量发表于最近几年,还未迎来引用高峰期,因此这些论文影响力的评价指标与发达国家相比还存在比较明显的差距。但同时也应该注意到,我国地球科学领域除海洋科学外,其他各学科的论文篇均被引频次都在7次以上,均高于我国科技论文的篇均被引频次6.92次,尤其是矿物学方面的研究论文在发达国家中也有一定的影响力。
中国在地球科学领域的许多研究方向已取得具有国际影响力的成果,但我们仍要清醒地认识到,我国令世界瞩目的重大研究成果还不够多,与我国庞大的研究人员基数相比,领域优秀人才的比例与欧美发达国家相比也有所差距。因此,我国应不断健全完善科研考核评价的体制机制,加强对关键核心领域的支持力度,培养具有创新力的高端人才和优秀团队,学习借鉴国外先进的思想与技术,促进高水平、高质量、高影响力的科研成果产出,真正推动世界相关科学研究的进展,并积极服务于我国经济社会的发展,研究产生更多更有价值的科研成果,切实提高我国地球科学研究的创新力和竞争力。
本文由刘四旦摘编自张志强、郑军卫、王雪梅等编著《地球科学资助战略与发展态势》一书中张志强、王雪梅撰写“第十七章 国际地球科学文献计量分析结论与启示”,有删节调整,标题为编者所加。
ISBN:978-7-03-046144-5
《地球科学资助战略与发展态势》介绍了美国、英国、德国、法国、欧盟、日本、澳大利亚、加拿大、俄罗斯、巴西和韩国等13个国家和国际组织基金资助机构的地球科学资助战略及其发展趋势,观察分析了较长时期国际地球科学的资助和研究重点的发展规律。以Web of Science数据库为主要数据源,进行了过去10年(2004~ 2013年)的科研产出文献计量分析,揭示国际地球科学各领域科研产出现状及其影响力。
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