水母生態學研究的文獻計量學分析

王 琳,馮志綱,鄭文江,朱立祿,張 芳,馬曉敏,彭海青

(1.中國科學院 海洋研究所 文獻信息中心,山東 青島 266071;2.中國工程院咨詢服務中心,北京 100088;3.中國科學院 長春光學精密機械與物理研究所 吉林 長春 130033;4.中國科學院 文獻情報中心 北京 100190)

水母是海洋中一種低等的肉食性浮游動物,種類繁多、生長速度快、蔓延迅速[1]。水母暴發原本是一種正常的自然現象,由于水母的生長具有季節性特點,所以在未受干擾的情況下,也可能發生暴發。近些年來隨著人類活動對海洋的影響,海洋生態系統已經發生了深刻而廣泛的變化,全世界范圍內的一些海域都出現了前所未有的水母暴發現象。水母暴發已經嚴重影響到海洋生態平衡和人類活動,如: 引起藻類暴發和浮游生物群落結構的變化[2];蟄傷海邊游泳者[3];嚴重影響正常的漁業生產活動,大量水母阻塞漁業捕撈網具,甚至導致爆網[4];殺死魚卵并作為魚類寄生蟲的中間宿主從而導致經濟魚類的減產[5-6];影響水力發電等等。本文使用文獻計量學的分析方法,收集并分析了1900～2012年水母生態學研究的國際發文數據情況,從文獻產出的角度揭示水母生態學研究領域的發展現狀及態勢,為該領域的相關研究和決策提供參考。

1 數據收集

本文使用ISI Web of Science(SCIE、SSCI)數據庫,利用主題詞(Jellyfish* or medusa* or scyphomedusa* or hydromedusa* or siphonophore* or ctenophore* or scyphozoan or cnidarian* or hydrozoan or coelenterate or Mnemiopsis or cubozoan)not (gfp or"green fluorescent protein")對所有年間各國在水母生態學領域發表的論文進行了主題檢索。數據采集時間為2013年3月8日,共檢索到7 250條數據,通過限定文獻類型,篩選 Web of Science 類別和研究方向獲得水母生態學相關有效數據4 637條,發表時間年限為: 1900～2012年。

本文采用的分析工具主要是 Thomson Data Analyzer(TDA)和 Excel。TDA是美國湯森路透公司開發的一款文獻計量分析軟件,它具有強大的專利數據挖掘功能,能夠對專利數據進行可視化操作,它提供了從數據清洗、比較矩陣、數據圖譜到自動報告生成等一系列功能[7]。文中利用TDA分析軟件,對水母生態學研究的論文數據進行了文獻計量分析和數據挖掘分析。

2 結果分析

2.1 研究論文產出

根據圖1所示,自1900年第一篇水母生態學論文發表以來,水母生態學的發文量逐年增多。1900～1950年年均發文量較少,從 1950年后,發文量開始增加。在1950～1989年期間,水母生態學的發文量還處于緩慢增長期,從年發文量3～5篇,增長到年發文量30～50篇。自1990年至今,水母生態學領域的發文量開始迅速上升,從1990年的31篇增長到2012年的298篇,年均增長速度達10.8%。另外,從圖 1中還可以看出,該領域的發文情況處于波動上升狀態,其原因可能與水母生態災害的暴發周期相關。總體而言,水母生態學的研究發文量還是呈不斷增加態勢,該領域的研究仍在快速發展。

圖1 水母生態學研究領域SCI發文量年際變化

2.2 發文國家(地區)分布狀況

全球已涉及水母生態學研究的有約101個國家和地區,根據圖2,美國以1 510篇占據第1位,發文量占全球水母生態學發文總數的 32.56%,其后依次是德國、英國、日本、澳大利亞、加拿大、法國、俄羅斯、西班牙和意大利。我國排在第15位,發文量為71篇。

從近20年全球關于水母生態學研究發文量前15位國家的發文情況來看(圖3),發文量前10位的國家對于水母生態學的研究相對較早,中國、瑞士、瑞典、挪威等國家研究的起步相對較晚,但發展速度較快。近幾年來,美國、德國、英國、日本、澳大利亞、加拿大、法國、西班牙、意大利、瑞典對于水母生態學的發文量有趨于穩定的趨勢。

該領域近5年來(2008～2012年)發表論文的前15位國家分別是美國、德國、澳大利亞、日本、英國、法國、西班牙、巴西、挪威、俄羅斯、加拿大、中國、瑞典、意大利、愛爾蘭。其中愛爾蘭從第20位躋身前 15位,瑞士退出前 15位,我國上升了 3位,澳大利亞晉升兩位,俄羅斯、英國退后兩位,其他變化不大。近5年來各國的發文量比重均有所上升,都達到 33%以上,其中中國和愛爾蘭的發文量上升最快,其比例都達到占總發文量的 64%以上,國際上近 5年發文量占總發文量的比例為 28.79%,這可能暗示著水母生態學的研究仍處于發展上升期(表1)。

圖2 全球水母生態學研究SCI發文最多的前20位國家的發文量情況

圖3 全球水母生態學研究SCI發文最多的15位國家近20年發文量變化情況

表1 全球水母生態學研究主要國家(前20位)發文和論文被引情況

2.3 基于被引頻次的國家對比分析

對全球水母生態學研究論文的被引頻次進行分析,以國家進行累積加和,并計算篇均被引頻次。總被引次數和篇均被引率的高低說明研究影響力的大小,表1中列出了發表論文數排在前20位的國家總被引次數和篇均被引次數。

從總被引次數看,美國遙遙領先于其他國家,總被引次數達到342 448次,這與美國較強的科研基礎有關。中國發文的總被引頻次排名第15位,與發文總量持平,但篇均被引次數排名第 31位,第一作者引用率更低。

從篇均被引頻次看,全球發文平均篇均被引頻次16.17次/篇。在總發文量前20位的國家中,瑞士發文的篇均被引頻次最高,達30.76次/篇,美國、德國、英國、澳大利亞、加拿大、法國、挪威、瑞士、瑞典、丹麥等10國的篇均被引頻次高于全球平均值。中國發文篇均被引頻次僅為 13.87次/篇,低于全球平均值,其原因可能為研究積累的時間較短,且64%以上的文章均為近5年發表。這也說明了我國水母生態學的研究還處于起步發展階段,具有很大的提升空間。

2.4 國際合作情況

通過國家間的共同發文以及研究主題的相似度,得到全球水母生態學研究發文 230個國家間的合作關系圖(圖 4),從圖中我們可以看出美國在國際合作中表現尤為突出,是全球水母生態學研究合作網的中心,美國的主要合作對象是挪威、愛爾蘭、墨西哥、澳大利用、德國等;除美國之外,德國、挪威和英國是歐洲各國水母相關研究的合作中心;亞洲國家里中國、日本的合作程度相對較少且偏離以美國為中心的合作,有可能是因為水母生態學物種的區域性以及研究側重不同所導致。

2.5 機構分布與合作

目前水母生態學的研究論文涉及上千個機構,其中,發文量前10位的機構中美國有6個,俄羅斯、西班牙、挪威、加拿大各1個,具體發文情況如圖5。

圖4 SCI發文量前20位國家的合作情況

圖5 全球水母生態學研究主要機構(前20位)

從圖 6可以看出,歐美國家間國際合作較為緊密,美國國家大氣海洋局、伍茲霍爾海研究所、耶魯大學、華盛頓大學在國際間合作中表現較為突出,與國際上多個機構有交叉合作。另外昆士蘭大學、圣保羅大學、漢堡大學也分別與一些機構有聯合合作。中國科學院可能由于在水母生態學研究方面起步較晚,與國際研究機構間還未形成廣泛而穩定的合作關系。

圖6 SCI發文前31位機構的合作情況

2.6 期刊分布

全球發表的關于水母生態學的研究論文涉及的期刊有491種,根據發文量統計,排在前5位的期刊分別是《Marine Biology》(228 篇)、《Hydrobiologia》(222 篇)、《Marine Ecology Progress Series》(189 篇)、《Biological Bulletin》(172 篇)、《Journal of The Marine Biological Association of The United Kingdom》(146篇),具體見表2。

2.7 基金支持情況

根據表3,在水母生態學相關研究論文中標注的前20位基金中,美國的基金資助種類最多共有4個,其中美國國家科學基金會(National Science Foundation)贊助發文量最大,達到144篇。排在后面的是歐盟委員會基金(European Commission)、澳大利亞研究委員會基金(Australian Research Council)、美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)、德國研究基金會(Deutsche Forschungsgemeinschaft)、巴西國家科學技術委員會(Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico E Tecnologico)、美國國立衛生研究院(NIH)、加拿大自然科學與工程研究委員會(Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada)、日本學術振興學會(Japan Society for the Promotion of Science)等相關基金。

2.8 關鍵詞分析

從研究論文的關鍵詞中可以看到領域研究的重點,從水母生態學研究的關鍵詞分析中(具體見表 4)我們可以看出水母研究的主要類群或種類有:Aureliaaurita、Scyphozoa、Mnemiopsis leidyi、Scyphomedusa、Siphonophore、Ctenophore、Cnidarian、Hydrozoan、Coelenterate、Mnemiopsis、Cubozoan、Aequorea victoria、Anthomedusae、Hydromedusae等;研究的主要地域有: 黑海、南極洋、北冰洋、大陸沿岸、愛琴海、切薩皮克灣、墨西哥灣北海、哥倫比亞海、納拉甘西特灣、亞得里亞海、羅德島、古爾馬(Gullmar)峽灣等;研究的主要重點有:水母入侵,水母繁殖模式,季節性變化,洋流潮汐對水母影響,水母暴發以及水母食物鏈,行為,捕食,垂直和水平分布,生命周期,分化,生物地理學,遷移,再生變異,生態機構變化,生物多樣性,共生藻類變化等。

表2 SCI發文量前30位期刊的發文量

表3 SCI發文的基金資助情況

3 小結

通過對水母生態學的研究論文進行文獻計量分析,可以看到,自 1990年以來水母生態學相關研究的發文量增長迅速,雖然年發文量可能受水母暴發周期的影響出現一定波動,但總體而言該領域的研究正處于迅速發展期。對水母生態學研究較多的主要是美國、德國、英國和日本等發達國家,中國近些年在該領域的研究發展較快,尤其是近 5年發文量增速明顯。從總發文量、近 5年發文量和總被引次數多項指標綜合來看,美國始終占據了國際水母生態學研究的領導地位。但瑞士的篇均被引頻次超過美國,居于首位,側面反映出瑞士在水母生態學研究領域發表論文的質量較高。從總被引次數和篇均被引頻次綜合來看,美國、德國、英國以及澳大利亞的水母生態學研究論文的綜合影響力較高。美國在國際間合作中的中心性最強,是全球水母生態學研究合作網的中心,除美國之外,德國、挪威和英國是歐洲各國水母相關研究的合作中心,中國主要與美國、日本有合作,但由于在水母生態學研究方面起步和發展相對較晚還未體現出國際合作的中心性。在機構合作方面,近 5年比較活躍的機構有美國國家海洋和大氣管理局、伍茲霍爾海研究所、耶魯大學和華盛頓大學。美國的資助基金種類最多并且發文量最大。總之,美國等發達國家在水母生態學研究方面基礎較好,國際合作較多,國家的資金支持較大,目前在該方面的研究具有很大優勢。雖然近 5年來我國在水母生態學研究方面的論文發表量增長迅速,但論文質量和國際合作還有待增強。

表4 SCI發文中關鍵詞頻次前120位情況

續表

[1]彭海青,劉秀娟.基于 SCI-E、CPCI-S 的水母研究文獻分析[J].海洋科學,2011,35(12): 101-105.

[2]吳穎,李惠玉,李圣法,等.大型水母的研究現狀及展望[J].海洋漁業,2008,30(1): 80-87.

[3]Fenner P J,Lippmann J,Gershwin L A.Fatal and nonfatal severe jellyfish stings in Thai waters[J].J Travel Med,2010,17: 133–138.

[4]彭永章,張健,孫滿昌.張網漁具霞水母兼捕減少裝置的初步研究[J].海洋漁業,2007,29 (1): 1-7.

[5]Delannoy C M J,Houghton J D R,Fleming N E C,et al.Mauve stingers (Pelagianoctiluca)as carriers of the bacterial fish pathogen Tenacibaculum maritimum[J].Aquaculture,2011,311: 255–257.

[6]丁峰元,嚴利平,李圣法,等.水母暴發的主要影響因素[J].科學視野,2006,30(9): 79-83.

[7]馮浩然,方曙.Thomson Data Analyzer在機構專利情報分析中的應用研究[J].情報科學,2008,26(12):1833-1843.