中國風能科學研究國際合作特征分析

劉 云，張忠華

（北京理工大學 管理與經濟學院，北京 100081）

1 研究背景

風能作為重要的可再生清潔能源，在保障能源安全、改善能源結構、減少溫室氣體排放等方面具有重要作用，大力發展風能已成為國際上的共識。2007年12月，國家科學技術部、發展和改革委員會聯合發布了《可再生能源與新能源國際科技合作計劃》，明確了“以風能作為重點支持領域，大力發展基礎科學與應用技術研究”的戰略要求，提出將加強國際科技合作作為重要的保障措施。隨著經濟、科技全球化的發展，人類社會步入大科學時代，科學研究國際化趨勢日益加強［1］，科學研究國際合作已成為國家科技發展戰略的一個重要組成部分［2］，合理配置科技資源、積極開展科技合作是保障風能發展的重要舉措。

科學研究的主要產出成果是論文，國際合著論文信息可以反映科學研究國際合作的特征。劉云和朱東華對SCI所收錄的基礎學科領域的國際科學合著論文和國內科學合著論文的數據進行了計量分析，探討了基礎學科領域中科學研究國際合作的特征［3］。姜春林和丁堃分析了管理科學期刊載文的合著情況，據此解釋中國管理科學合作研究的特點［4］。華薇娜和羌麗運用科學計量方法和指標，利用WOS（Web of Science）數據庫中的社會科學專題子數據庫，檢索了1900—1949年中國大陸地區作者在世界核心刊物上發表的論文，探究了20世紀上半葉中國社會科學研究的歷史實況、研究水平和科研布局等［5］。韓濤和譚曉基于SCI所收錄的國際合著論文，使用科學計量方法和社會網絡分析方法，從國際合作整體發展特征、學科領域國際合作傾向、優勢和弱勢學科國際合作地位差異、高質量成果國際合作依存性等方面分析了2000—2010年中國的科學研究國際合作特征［2］。

國內文獻多基于國家、機構或學科的視角分析科學研究國際合作［2-3］，對某一具體研究主題的科學研究國際合作特征分析得較少。關于風能的研究文獻通常以政策分析、戰略研究、研究綜述為主，較少從合作研究的視角展開［6-8］。本文以風能作為研究對象，對風能研究國際合著論文進行檢索、統計和分析，使用科學計量學方法和指標，探究中國在該領域開展科學研究國際合作的特征，以期對中國風能科學研究工作的開展提供參考。

2 數據來源

WOS數據庫是世界最著名的論文數據庫之一，包含SCIE/SSCI收錄的12000多種世界權威的、高影響力的學術期刊，內容涵蓋自然科學、工程技術、生物醫學、社會科學、藝術與人文等領域［9］。本文基于WOS數據庫，以SCIE/SSCI收錄的風能科學研究國際合著論文作為分析中國風能科學研究國際合作特征的樣本數據。其中，檢索的時間范圍為2003—2012年，數據庫更新時間為2014 年4 月6日。檢索方式為高級檢索。為了保證數據的相關性，僅檢索核心關鍵詞，檢索策略為“TS=（wind AND energy）”。下載檢索到的論文建立風能研究論文數據庫，將數據導入論文分析軟件Vantange-Point，對數據進行清洗、去除“噪聲”；以清理后的數據為基礎，定義作者國別≥2的論文為風能科學研究國際合著論文，得到風能科學研究國際合著論文總量為5181篇，其中中國參與的風能科學研究國際合著論文563篇，占比10.87%。

3 風能科學研究國際合作的發展趨勢

2003—2012年中國和世界的風能科學研究國際合作情況如表1所示。隨著中國風能科學研究的快速發展，中國風能科學研究國際合作的規模在不斷擴大。從合作國家數和論文總數看：中國風能科學研究國際合作網絡中的合作國家數不斷增長——由2003年的11個增長到2012年的34個，增長了1.26倍；中國風能科學研究國際合著論文量由2003年的20 篇增長到2012 年的148 篇，增長了8.41倍。合作國家數和合著論文數的增長體現了中國風能科學研究國際合作的不斷發展。與世界平均水平相比，中國風能科學研究國際合著論文的合作率①合作率指合著論文數占論文總數的比率。明顯更高，中國風能科學研究國際合作程度明顯高于世界平均水平。

平均被引頻次是指一組論文在某一時間段內被引用的平均次數，是表征論文質量的主要指標。從表1來看，中國和世界的風能科學研究國際合著論文的平均被引頻次均明顯高于整體論文的水平，說明風能科學研究國際合作是提高風能科學研究質量的有效途徑。

使用合作度指標表征論文的合作特征［10］。作者合作度本義是指某一時間段內一組論文的平均作者數量，合作度越大說明論文合作越有深度。本文從作者合作度引申出機構合作度。從表1可看出：中國風能科學研究國際合著論文的作者合作度和機構合作度均小于世界平均水平，說明中國風能科學研究國際合作的深度有待提高；從時間趨勢看，世界范圍內風能科學研究國際合著論文的作者合作度和機構合作度均有較顯著的提高，而中國的這兩個指標值的提升并不明顯。

表1 2003—2012年中國及世界風能科學研究國際合作的發展趨勢

4 風能科學研究國際合作的國家特征

按中國風能科學研究國際合著論文數量從多到少對中國的合作國進行排序，排名前10位的國家依次是美國、英國、德國、法國、加拿大、日本、澳大利亞、荷蘭、意大利和韓國。

圖1顯示了2003—2012年中國風能科學研究國際合著論文的top10國家排名。從變化趨勢看，美國一直高居首位，英國長期保持在第2 位，2012年被德國超越而位列第3位，德國在2012年后上升到第2位，可見美國、英國和德國是與中國開展風能科學研究國際合作的主要國家。加拿大在2009年之后的排名呈較明顯的上升趨勢，逐漸成為重要的參與國。日本和韓國兩個亞洲國家穩居top10 行列，說明文化、地理等地緣因素對中國風能科學研究國際合作有一定影響。

圖1 2003—2012年中國風能科學研究國際合著論文的top10國家排名

表2 列示了2003—2012 年期間中國與上述top10國家的風能科學研究國際合作指標值。從論文數量看：中國與美國的風能科學研究國際合著論文有307篇，占比接近50%，因此美國是中國名副其實的、最主要的風能科學研究合作國；中國與top10中其他國家的風能科學研究國際合著論文數比較均衡。從平均被引頻次看：2003—2012年期間英國、澳大利亞和荷蘭的合著論文平均被引頻次高于20，明顯領先于其他top10國家，表明這3個國家與中國開展風能科學研究國際合作的水平較高；韓國的合著論文平均被引頻次較低，表明中國與韓國的風能科學研究國際合作水平有待提高。從作者合作度和機構合作度看：中國與德國、法國和日本的合著論文的作者合作度和機構合作度高于其他top10國家，說明這4國與中國開展的風能科學研究國際合作更有深度。

表2中的中心度是指與某國直接合作的論文的數量。中心度值較大，表明該國在合作網絡中可能擁有較大的影響力。如果是多國合作，那么一篇論文的中心度會被統計多次，因此某些國家的中心度值大于論文數量。美國和德國的中心度大于200，明顯高于其他top10國家，表明美國和德國是中國風能科學研究國際合作網絡中的中心國家。

分別繪制2004年、2008年和2012年的風能科學研究國際合作網絡（見圖2），分析中國及主要國家在合作網絡中位置的變化情況。通過比較這3年的合作網絡可以看出：美國和德國是合作網絡中的骨干，其中美國是世界風能科學研究國際合作網絡中的“核心”，且中美之間的合作程度在不斷增強；美國還是合作網絡中連接中國與第三國的“橋梁”，溝通了中國與第三國的合作。中國逐漸從合作網絡的邊緣位置向核心位置移動，成為合作的重要參與者。值得注意的是，日本、韓國等亞洲國家多位于合作網絡的邊緣。亞洲作為世界學術界的重要一極，應加強區域內國家間的科學研究合作，積極吸收科技強國的先進技術，共同推動區域風能科學研究水平的提高。

表2 2003—2012年top10國家的風能科學研究國際合作指標值

圖2 中國風能科學研究國際合作網絡

5 風能科學研究國際合作的學科傾向

學科的自身特點決定了科學研究國際合作的學科傾向特征［3］。中國風能科學研究國際合作涉及的主要學科有天文學/天體物理、氣象/大氣科學、能源/燃料、電子工程、地球化學/地球物理。表3列示了基于風能科學研究國際合著論文數的中國和世界的風能科學研究國際合作學科排名（前10位）。比較分析中國與世界的風能科學研究國際合著論文涉及的學科，兩者在論文數量最多的3個學科上是完全相同的，分別是天文學/天體物理、氣象/大氣科學、能源/燃料。從總體學科排名的整體趨勢看，中國與世界基本一致。與世界整體情況不同的是，中國的top10學科包括材料科學這一傳統優勢學科，表明傳統優勢學科的研究成果促進了中國風能科學研究國際合作。

中國風能科學研究國際合作學科排名前10位的學科中，與中國的合著論文數量排名前10位的國家(地區)見表4。從表4可以看出：美國是在10個學科中都是中國風能科學研究的第一合作國家（地區）；中國臺灣地區在天文學/天體物理、氣象/大氣科學、海洋學、材料科學等學科中與中國大陸地區有緊密合作；日本和韓國在排名前10位的學科中也是中國的主要合作國家（地區），表明中國與亞洲國家（地區）在多學科中開展了風能國際合作研究。從排名前10位的學科中中國主要合作國家（地區）的整體排名看，美國、英國、加拿大、德國等歐美科技強國的排名大多靠前，因此中國應繼續加強與其在不同學科內的合作研究，引進先進科技資源，推動風能科學研究發展。

表3 基于風能科學研究國際合著論文數的中國和世界風能科學研究國際合作學科排名（前10位）

表4 排名前10位學科的中國風能科學研究國際合作top10國家（地區）

6 風能科學研究國際合作的機構分布

參與風能科學研究國際合作的中國機構主要有中國科學院、北京大學和清華大學。這3家機構產出的論文數量均超過30篇。其中，中國科學院的論文數量為181篇，占比32.15%，排名第一，可見中國科學院推動了中國該領域研究國際合作的發展。2004年、2008年和2012年世界風能科學研究核心機構合作網絡見圖3。本文據此分析合作網絡中中國和世界主要機構的位置變化。

比較這3年的合作網絡圖，可以看出：參與合作的機構數量逐漸增多，美國的大學和科研院所一直位于合作網絡中的重要位置，是世界風能科學研究核心機構合作網絡的主體。中國的科研機構以中國科學院為代表，它逐漸進入核心機構合作網絡中，并且其在合作網絡中的地位越來越重要。從核心機構合作網絡的整體情況看，以中國科學院、俄羅斯科學院、澳大利亞科學院為代表的國家科研院所逐漸成為重要的參與機構，表明風能科學研究越來越受到各個國家的重視，該領域研究的國家意愿逐漸增強。值得一提的是，除東京大學、中國科學院外，其他亞洲機構未出現在核心機構合作網絡中，表明亞洲各國的在該領域的研究水平有待提高。

圖3 風能科學研究核心機構合作網絡

表5列示了美國、英國、日本、韓國和中國臺灣地區的合作機構及其合著論文數量。在與美國和英國的風能科學研究國際合作中，合作者為中國機構的合著論文數占比較大，中國科學院和北京大學是與美國和英國機構開展風能科學研究國際合作的主要中國機構。在與日本、韓國、中國臺灣地區的合作中，合作者為中國機構的合著論文數占比較大。可以看出，中國機構在與歐美科技強國的風能科學研究國際合作中具有較強的主動性，即會積極地獲取自身所需的科技資源，而其與亞洲國家（地區）進行風能科學研究國際合作的主動性則較弱，中國科學院是與亞洲國家（地區）開展風能科學研究國際合作的主要中國機構。美國和英國機構的論文數量占比低，也可能反映出中國的研究成果對這些科技強國機構的吸引力不足，研究水平有待提高。

7 高質量成果的特點

本文將被引頻次大于10的論文定義為高質量成果。比較表6所示的2003—2012年高質量成果的合作指標值與表1所示的論文整體指標值，可以明顯看出：高質量成果的作者合作度、機構合作度均明顯高于論文整體水平，表明參與風能科學研究國際合作的科學家、機構和國家越多，產出成果的質量越好。因此，加強多邊合作、增加合作深度，是快速提高中國風能研究水平的有效途徑。比較高質量成果比例，可以看出，中國高質量成果比例基本保持在一半以上，明顯高于世界平均水平，說明中國在該領域的研究成果水平較高。

表5 中國與主要國家（地區）合著論文的機構分布

表6 2003—2012年高質量成果合作指標值

表7顯示了中國風能科學研究國際合作的高質量成果的合作國家及其合著論文數。由圖7可知，中國風能科學研究國際合作的高質量成果中的合作國家主要是美國、英國、德國和日本等傳統科技強國。其中，合作國家為美國的論文數量占比接近6成。因此，從風能科學研究國際合著論文數量來看，美國是中國的第一合作國。中國機構為合作者之一的風能科學研究國際合著論文中的其他合作機構以國內機構為主。其中，風能科學研究國際合著論文中中國科學院作為合作機構的論文數量占比排名第一。高質量成果涉及的學科主要是天文學/天體物理、能源/燃料、電子工程、環境科學等。值得一提的是，能源/燃料、環境科學等具有較開放研究特點的學科的合著論文占比較高。開放學科的產出成果多，表明中國風能科學研究國際合作的開展越有效。

表7 中國風能科學研究國際合作高質量成果的國家、機構和學科分布

8 總結

2003—2012年期間中國有效開展了風能科學研究國際合作，合著論文總量快速增長、合作國家數不斷增多、合作質量逐漸提高、合作深度不斷加強。從合著論文來看，與中國進行風能科學研究國際合作的國家主要是科技發達的歐美國家，以及文化、地理等地緣因素相近的亞洲國家。其中，美國是中國風能科學研究國際合著論文中的第一合作國。美國和德國是風能科學研究國際合作網絡中的中心國家；中國逐漸從合作網絡的邊緣位置向核心位置移動、進步較為明顯。日本和韓國等亞洲國家多位于合作網絡的邊緣。風能科學研究國際合作涉及的主要學科有天文學/天體物理、氣象/大氣科學、能源/燃料、電子工程、地球化學/地球物理，而傳統優勢學科的研究成果促進了中國的風能研究。參與風能科學研究國際合作的中國機構主要是中國科學院、北京大學和清華大學。其中，按合著機構的論文數排名，中國科學院位居國內第一，推動了中國該領域國際合作研究的發展。中國國內機構在與歐美國家機構的合作中具有較強的主動性，在與亞洲國家機構的合作中具有較弱的主動性。中國風能科學研究國際合作的高質量成果的占比超過50%，明顯高于世界平均水平。合作深度越深，則產出的論文質量越好，中國的高質量成果主要集中在化學、材料科學、物理等中國傳統優勢學科領域。

為促進中國風能科學研究事業的進步，本文提出如下建議：

第一，加強多邊合作，加深合作深度。中國宜進一步深入參與風能科學研究國際合作，加強與世界各國在相關國際研究熱點問題上的交流與溝通，積極參與國際重大研究計劃的制定、運行和管理，增強中國在該領域的國際話語權。

第二，加大對風能科學研究國際合作的資助力度。在科研項目申請、科研資助等方面鼓勵合作研究尤其是國際合作研究。應加強相關政策制定部門與科技部門的合作，建立相應的溝通與協調機制，推動國內外科學家和科研機構進行交流、溝通，加快制定與美德等國聯合開展風能研究的長效政策。

第三，保持在傳統優勢學科領域的科技資源投入。積極引導傳統優勢學科領域中風能研究成果的發表，充實中國在該領域的科技論文資源。

第四，加大對國內重點機構的支持。依托國內若干重點研究機構，溝通國內外風能合作研究，盡快聯合構建權威的風能科學研究國際合作交流平臺，進一步加強風能技術的研究、推廣和應用。

［1］倪健.論大科學時代的國際科技合作［J］.技術經濟，2006（6）：8-10.

［2］韓濤，譚曉.中國科學研究國際合作的測度和分析［J］.科學學研究，2013（8）：1136-1140.

［3］劉云，朱東華.基礎學科國際合作特征的科學計量分析［J］.科學學研究，1997，15（1）：34-38.

［4］姜春林，丁堃.關于我國高水平管理科學研究合作現象的統計分析——兼看第一作者年齡分布特征［J］.研究與發展管理，2004（1）：72-78.

［5］華薇娜，羌麗.20世紀上半葉走向世界的中國社會科學研究［J］.科學學研究，2011（5）：670-677.

［6］陳達，張瑋.風能利用和研究綜述［J］.節能技術，2007（4）：339-343.

［7］黃萃，蘇竣，施麗萍，等.政策工具視角的中國風能政策文本量化研究［J］.科學學研究，2011（6）：876-882.

［8］賀德馨.中國風能發展戰略研究［J］.中國工程科學，2011（6）：95-100.

［9］Thomson Reuters.Web of Science［EB/OL］.［2014-03-31］.http：//www.thomsonscientific.com.cn/ productsservices/webofscience.

［10］SUBRAMANYAM K.Bibliometric studies of research collaboration［J］.Journal of Information Science，1983（6）：33-38.