基于文獻計量的金磚國家海洋與極地研究現狀分析及展望

李宇航，劉嘉玥，王文濤*

(1.中國21世紀議程管理中心，北京 100038；2.天津大學 海洋科學與技術學院，天津 300072)

近年來，隨著西方國家主導的單邊主義盛行，作為發展中國家共同體的金磚國家合作機制的平臺作用愈加顯現[1]。該機制成立以來，合作領域逐漸拓展，合作基礎日益夯實，逐漸形成了以領導人會晤為引領，以安全事務高級代表會議、外長會晤等部長級會議為支撐的合作模式，成為促進世界經濟增長、健全全球治理體系的重要力量。目前，中國與金磚國家間通過多種形式加強海洋科技交流，不斷拓展國際合作的深度和廣度，面對開發海洋資源、發展海洋產業、應對海洋災害、維護海洋權益等方面的共同挑戰，在海洋和極地領域開展了扎實的合作。近年來，金磚國家在科技創新方面進步顯著，但仍存在較大的提升潛力[2]。開展海洋和極地研究，對于人類認識地球環境、拓展發展空間和豐富資源獲取方面至關重要，在當前國際形勢發生深刻復雜變化和全球治理不確定性增加的情況下，與金磚國家海洋極地科技創新合作有望成為中國參與全球海洋極地事務的重要抓手和關鍵突破點。

金磚國家推動科技創新的實踐，不僅為5國經濟增長注入了新動力，也為全球科技創新區域合作提供了借鑒和啟示。目前，關于金磚國家科技現狀的研究主要集中在發展現狀和合作路徑方面。徐鋮[3]認為，金磚5國科技創新發展的方向和做法基本是一致的，包括增加科研經費、提高教育質量與普及程度、增強科技潛力、吸引技術密集型產業投資、創新經濟模式。成志杰[4]認為，經歷十年的發展，金磚機制不僅深化了5國間的合作，建立了全方位、多層次、寬領域的機制架構，而且實現了機制的擴容，加強了與不同機制下國家和地區間的交流和合作。當前，中國亟待主動融入全球科技創新網絡，多層次、多渠道對接金磚國家科技及創新工作計劃，深化與金磚國家間雙邊和多邊科技創新合作[5]。但金磚國家推進多邊海洋和極地領域合作面臨一定的挑戰，專門性的合作制度尚未建立。因此，對金磚國家海洋和極地研究領域的總體狀況進行分析，充分利用既有科技成果，建立合作制度，密切彼此涉海活動的相互聯系，尋找符合各自利益需求的優先合作著力點，有利于全面了解金磚國家海洋和極地研究基礎現狀，對推進金磚國家海洋科技等方面的合作具有重要意義，也能為金磚國家經濟增長提供新動能，推動全球海洋治理體系的變革，推進金磚國家間合作邁上新臺階。

1 金磚國家海洋和極地研究發文狀況分析

1.1 數據與方法

科技文獻是科研成果產出的重要形式，對科技文獻進行定量化統計分析可以了解特定研究領域的發展狀況[6]。全球專業信息服務提供商科睿唯安(Clarivate)旗下的SCI-E和SSCI數據庫索引收錄了全球各領域優秀的期刊，所收錄論文可以代表全球科研進展的整體狀況[7]。為了更加清晰地了解金磚國家海洋和極地研究領域的研究實力、合作狀況及研究重點等，本研究中利用上述數據庫，采用文獻計量分析方法對巴西、俄羅斯、印度、中國和南非5個金磚國家的海洋和極地研究的文獻進行了統計分析，并基于以上數據和方法，分別對金磚國家海洋研究領域和極地研究領域進行了分析。主要分析內容包括：海洋和極地領域發文的總體狀況、熱點研究領域和合作現狀。

海洋和極地研究，既涉及科學技術領域又涉及部分社會經濟領域，因此，文獻數據來源選取Web of Science數據庫的SCI-E和SSCI索引。其中，文獻數據的初步處理、數據清洗等采用科睿唯安的Derwent Data Analyzer分析軟件。國家和機構的合作分析采用科學知識圖譜軟件VOSviewer軟件完成。本研究中以2000—2020年文獻數據為研究范圍，檢索策略為：海洋研究領域采用“oceanography”、“engineering, ocean”兩個學科進行主題檢索；極地研究領域采用基于關鍵詞的主題檢索，檢索方式為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 文獻檢索結果

為了解金磚國家及其他一些國家和地區在海洋與極地研究領域發文量的發展變化情況，本研究中選取了2000、2010和2020年3個年份的各國發文量數據。從圖1可見：美國在海洋科技領域的發文量維持著較強的優勢，中國的發文量增長勢頭迅猛，在近10年中一舉超越美國，成為全球海洋領域年度發文量最多的國家；金磚國家中的其他4個國家發文量較少，但20年間均有不同程度的增長。在極地研究方面，美國的發文量依舊是一枝獨秀，不過中國和俄羅斯的發文量增長勢頭迅猛(圖2)。

圖1 海洋研究領域主要國家2000—2020年發文量變化

圖2 極地研究領域主要國家2000—2020年發文量變化

2 近5年金磚國家海洋和極地研究領域發文統計分析

本部分數據采集時間區間為2016—2020年，鑒于海洋研究領域與極地研究領域的學科差異，本研究中針對兩個領域分別進行分析，通過檢索分別獲取了海洋和極地領域的論文數據，其中，海洋研究領域共得到15 339篇文獻數據，極地研究領域共得到8 784篇文獻數據。

2.1 總體狀況

2.1.1 發文量總體情況 統計發現，在海洋研究領域，金磚國家間近5年發文數量差異較大。其中，2016—2020年中國發文量為10 113篇，遙遙領先于其他4個國家，印度為1 910篇，俄羅斯為1 718篇，巴西為1 190篇，南非為408篇(圖3)。

在極地研究領域，金磚國家近5年的發文量分別為中國4 188篇、俄羅斯2 876篇、巴西660篇、印度為540篇、南非為520篇。可以看出，中國發文量高居首位，俄羅斯位列第二，巴西、印度和南非發文量不足1 000篇(圖4)。

2.1.2 5年間發文量變化情況 從近5年的發文量變化來看，中國在海洋研究領域的年度發文量持續增長，從2016年的1 452篇增長至2020年的2 680篇；而其他4國總體上變化不明顯，南非發文量最少，每年不足100篇(圖3)。

圖3 金磚國家海洋研究領域2016—2020年發文量變化

在極地研究方面，中國和俄羅斯的發文量整體呈增長趨勢，特別是中國近5年的發文量呈現出連續快速增長的勢頭，從2016年的636篇增加到2020年的1 048篇；巴西、印度和南非在極地研究領域的年度發文量在100篇左右，發文量變化并不明顯(圖4)。

圖4 金磚國家極地研究領域2016—2020年發文量變化

2.1.3 論文綜合影響力分析 通過對金磚國家海洋領域的發文及被引情況等指標進行統計，可以發現各國海洋領域發文的影響力情況。其中，發文量反映國家的研究體量，總被引頻次反映論文整體的影響力，篇均被引頻次反映論文的平均影響力，被引頻次≥50次的論文比例反映了高影響力論文的比重，h指數是反映研究主體論文數量和論文被引頻次的綜合指標[8]。從金磚國家海洋研究領域發文影響力統計(表1)可以看出：中國在海洋領域發文量、總被引頻次及h指數方面具有明顯的優勢；在篇均被引頻次和被引頻次≥50論文比例方面，南非和巴西優勢明顯。

表1 金磚國家海洋研究領域發文影響力統計(2016—2020年)

從金磚國家極地研究領域發文影響力統計(表2)可以看出：在極地領域研究論文的影響力方面，中國和俄羅斯在發文量、總被引頻次及h指數上具有明顯的優勢；在篇均被引頻次和被引頻次≥50論文比例方面，南非優勢明顯。

表2 金磚國家極地研究領域發文影響力統計(2016—2020年)

2.2 金磚國家研究熱點分析

2.2.1 海洋領域

1)熱點關鍵詞。為了解金磚國家近年來海洋領域的研究熱點，筆者對近5年間各國發文中的關鍵詞出現頻次進行了統計。結果發現，巴西在海洋研究領域出現最多的關鍵詞為Brazil、estuary、numerical modeling、mangrove、climate change等，俄羅斯出現最多的關鍵詞為numerical modeling、Black Sea、remote sensing等，印度出現最多的關鍵詞為Bay of Bengal、India、Arabian Sea、Indian Ocean等，中國出現最多的關鍵詞為numerical modeling、South China Sea、East China Sea、model test等，南非出現最多的關鍵詞為South Africa、estuary、climate change、upwelling、mesoscale eddies等(表3)。

表3 金磚國家海洋研究領域關鍵詞(2016—2020年)

從關鍵詞統計來看，各國圍繞海洋相關科學問題開展了大量的數值模擬研究，但又各有側重。巴西以mangrove和climate change為主，圍繞紅樹林等研究對象進行了海洋生態學方面的研究；俄羅斯更多關注北極、北冰洋的研究；印度與巴西關注領域相近，開展了豐富的海洋生態方面的研究；中國更多以南海為研究對象進行了數值模擬和模型試驗，并關注遙感和流體動力學等科學技術問題；南非則開展了海洋保護區和漁業管理的相關研究。

2)重點學科方向。從金磚國家海洋領域發文所涉及的學科方向看，除海洋學科外，主要涉及工程學、海洋與淡水生物學、氣象與大氣科學等學科。

從金磚國家發文所屬的相關學科比重可以發現，各國海洋研究主要的側重方向及發文側重的學科領域不盡相同。巴西和南非在海洋與淡水生物學領域發文比重較大，俄羅斯在氣象與大氣科學領域發文比重較大，中國在工程學領域發文比重較大(表4)。

表4 金磚國家海洋領域文獻涉及的學科及比例(2016—2020年)

2.2.2 極地領域

1)熱點關鍵詞。為了解金磚國家極地研究領域的關注點，筆者對近5年各國發文中的關鍵詞出現頻次進行了統計。結果發現，巴西在極地研究方面出現最多的關鍵詞為Antarctica、taxonomy、Southern Ocean、climate change、Antarctic、fungi、extremophiles、Antarctic Peninsula等，俄羅斯出現最多的關鍵詞為Arctic、climate change、permafrost、Arctic Ocean、Russia、Antarctica、Siberia等，印度出現最多的關鍵詞為Antarctica、Arctic、Southern Ocean、Kongsfjorden、climate change、galaxies: clusters: general、Svalbard等，中國出現最多的關鍵詞為Arctic、climate change、sea ice、Antarctica、Arctic Ocean、Antarctic、Arctic Oscillation、China等，南非出現最多的關鍵詞為Antarctica、Southern Ocean、climate change、Prince Edward Islands、seabirds、South Africa、Marion Island、Arctic、galaxies:clusters:general等(表5)。

表5 金磚國家極地研究領域關鍵詞(2016—2020年)

從關鍵詞統計來看，各國更多關注南北極的生態環境問題，在氣候變化、海洋生物等方面也開展了相關的研究。

2)重點學科方向。金磚國家在極地研究領域整體上主要關注海洋學、地球化學與地球物理學、自然地理學及工程學等領域。

金磚國家在極地研究領域發文所側重的學科領域不盡相同，但主要以氣象與大氣科學、環境科學與生態、地質學等為主。巴西在“環境科學與生態”學科發文比重較大；俄羅斯和印度在地質學領域發文比重較大；中國在氣象學與大氣科學領域發文比重較大；南非在環境科學與生態領域發文比重較大(表6)。

表6 金磚國家極地領域文獻涉及的學科及比例(2016—2020年)

2.3 金磚國家發文合作分析

2.3.1 海洋領域 為了直觀地呈現金磚國家海洋領域的國際合作情況，筆者采用VOSviewer軟件對金磚國家海洋領域發文合作情況進行了聚類分析。可以看出，在海洋研究領域，金磚國家各自呈現出不同的特點。總體上，從發文合作角度來看，金磚國家間在海洋研究領域的雙邊和多邊合作方面并不緊密，更傾向于與主要的海洋和極地研究國家開展合作。中國在金磚國家間海洋研究領域中的合作具有較強的中心性，與相關國家均有一定合作；印度、俄羅斯、南非和巴西4國在金磚國家間海洋研究領域合作均較少，而普遍傾向于與周邊國家開展合作(圖7)。

圖7 海洋研究領域金磚國家發文合作情況(2016—2020年)

2.3.2 極地領域 與海洋領域相似，金磚國家間在極地研究領域的合作強度也相對不大，具有較大的提升空間。總體上，金磚國家中中國與俄羅斯的國際合作表現較為突出，而其他3個國家發文量相對較少，在國際合作中表現一般(圖8)。

圖8 極地研究領域金磚國家發文合作情況(2016—2020年)

2.4 金磚國家機構發文合作分析

2.4.1 主要研究機構 通過對金磚國家發文量較多的機構進行分析，在海洋研究領域，巴西主要研究機構包括圣保羅大學(Universidade de S?o Paulo)、里約熱內盧聯邦大學(Federal University of Rio de Janeiro)和伯南布哥大學(University of Pernambuco)等；俄羅斯主要研究機構包括俄羅斯科學院(Russian Academy of Sciences, RAS)、羅蒙諾索夫國立大學(Lomonosov Moscow State University, MSU)、圣彼得堡國立大學(Saint Petersburg State University)等；印度主要研究機構包括印度理工學院(Indian Institute of Technology)、印度科學與工業研究理事會(Indian Council of Scientific & Industrial Research, CSIR)、印度農業研究理事會 (Indian Council of Agricultural Research, ICAR)等；中國主要研究機構包括中國科學院(Chinese Academy of Sciences)、中國海洋大學(Ocean University of China)和青島海洋試點國家實驗室(Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology (Qingdao))等；南非主要研究機構包括開普敦大學(University of Cape Town)、尼爾森曼德拉大學(Nelson Mandela University)和羅德斯大學(Rhodes University)等(表7)。

表7 金磚國家海洋研究領域主要研究機構(2016—2020年)

在極地研究方面，巴西主要研究機構包括圣保羅大學(Universidade de S?o Paulo)、里奧格蘭德大學(University of Rio Grande)、里約熱內盧聯邦大學(Federal University of Rio de Janeiro)；俄羅斯主要研究機構包括俄羅斯科學院(Russian Academy of Sciences, RAS)、羅蒙諾索夫國立大學(Lomonosov Moscow State University, MSU)、圣彼得堡國立大學(Saint Petersburg State University)；印度主要研究機構包括印度理工學院(Indian Institute of Technology)、印度科學與工業研究理事會(Indian Council of Scientific & Industrial Research, CSIR)、印度地球科學局(Ministry of Earth Sciences)等；中國主要研究機構包括中國科學院(Chinese Academy of Sciences)、中國科學院大學(University of Chinese Academy of Sciences)和南京信息工程大學(Nanjing University of Information Science & Technology)等；南非主要研究機構包括開普敦大學(University of Cape Town)、比勒陀利亞大學(University of Pretoria)、約翰內斯堡大學(University of Johannesburg)等(表8)。

表8 金磚國家極地研究領域主要研究機構(2016—2020年)

2.4.2 研究機構合作情況 研究機構是國際合作的重要單元，為了反映金磚國家重要研究機構在海洋和極地研究領域的機構層面合作情況，筆者在金磚各國選擇了主要的研究機構，并對其在國際機構合作中的狀況進行了分析。

1)海洋領域。金磚國家海洋研究領域主要研究機構間的整體合作狀況(圖略)分析顯示，中國海洋大學、中國科學院及上海交通大學在機構層面的合作方面表現出較強的實力，但其合作對象主要以歐美等傳統海洋科技強國為主，與金磚國家合作的力度尚顯不足，具有較大的提升潛力。俄羅斯科學院在海洋研究領域與中國科學院具有一定的合作基礎，而其他的金磚國家代表性機構如開普敦大學、圣保羅大學、印度理工學院等與中國機構合作較少。

2)極地領域。金磚國家極地研究領域主要研究機構間的整體合作狀況(圖略)分析顯示，金磚國家極地與海洋研究主要機構基本一致，各國家主要機構的主要合作圈相對獨立。俄羅斯科學院對外合作的顯示度較強，且與中國科學院及歐洲相關研究機構有一定的合作基礎，而巴西圣保羅大學、南非開普敦大學和印度理工學院等研究機構在金磚國家間的合作較少。

3 未來金磚國家海洋極地領域合作展望

本研究中利用文獻計量方法，選取了與海洋和極地研究相關的檢索關鍵詞對近20年間金磚國家海洋和極地領域文獻情況進行了分析。從金磚國家海洋和極地研究領域的發文量變化、論文影響力、重點關注方向及國際合作等方面進行了文獻計量分析，并對金磚國家海洋和極地研究現狀進行了總結。筆者結合中國海洋和極地研究實際需求，提出以下相關建議。

3.1 加強金磚國家海洋極地科技合作戰略研究工作

從金磚國家長周期的發文量變化來看，金磚國家在海洋研究領域的發文量均有不同程度的增長。中國在海洋研究領域的論文增長顯著，2020年中國已成為發文量最大的國家，論文影響力在金磚國家中表現突出。極地研究方面，金磚國家發文量普遍呈增長趨勢，其中，中國和俄羅斯在極地研究方面具有相對較強的實力。印度、巴西和南非在海洋和極地研究方面與世界該研究領域主要國家差距明顯。從全球范圍來看，金磚國家海洋和極地研究總體規模和影響力與美國等發達國家存在一定的差距，因此，相關研究具有較強的提升潛力。

中國在海洋極地研究規模方面具有顯著的優勢，在未來金磚國家相關研究中應發揮引領作用，研判該領域科技創新合作最新形勢，為國家相關決策提供研究依據，并推動金磚國家協同開展相關研究。金磚國家社會發展狀況、經濟水平、文化理念差異顯著，需開展不同國別的針對性戰略研究，洞悉金磚國家政治、經濟生態，識別合作中潛在的政治、經濟、社會和文化風險，深刻了解國際政治經濟形勢與相關國家外交政策對金磚國家間海洋極地合作的影響，為有關工作指明方向。

3.2 加強金磚國家海洋極地科學研究能力建設

金磚國家根據各自國情和發展需求，在海洋和極地研究方面表現出不同的研究關注點。在海洋研究方面，金磚國家均重點關注各自鄰近海域的相關研究，且普遍重視海洋數值模擬和氣候變化等方向的研究。極地研究方面，氣候變化和海冰研究是金磚國家普遍關注的問題，其中，俄羅斯在極地研究方面具有獨特的地理優勢，其在極地研究方面的論文產出遠高于海洋領域，這與其近年來不斷強化北極戰略有關。

中國應積極發揮已有相關研究的基礎優勢，與其他金磚國家在相關研究計劃中加強協調，針對共同關注的全球氣候變化對海洋的影響等研究以及區域性海洋問題開展相關合作，進一步提升金磚國家間海洋研究的整體水平。一是建議金磚國家開展多元化交流機制建設，大力支持青年科學家、工程技術人員和科技管理人才參加培訓、學術交流，進行合作互動；二是探索建立海洋科學樣品庫和數據庫、共享航次信息平臺等，在金磚國家間形成相應的標準、規范和共享機制；三是加強在國際海底管理局、國家管轄范圍外海洋生物多樣性養護與可持續利用協定(BBNJ)、北極科技部長級會議等多邊磋商機制中的合作。

3.3 深化金磚國家海洋極地科技工作人才團隊能力建設

在海洋研究國際合作方面，由于研究規模所限，金磚國家在國際合作發文方面整體表現一般，主要合作對象均為歐美等傳統海洋科技強國，金磚國家內的合作力度不大。極地研究方面，中國和俄羅斯有一定的對外合作，但規模不大。中國科學院、俄羅斯科學院、圣保羅大學、印度理工學院、開普敦大學等是金磚國家中開展國際合作的主要機構。

中國在海洋和極地研究的國際合作方面已經具有一定的基礎，應積極與金磚國家就共同關心的海洋和極地問題以及區域性海洋環境問題開展研究合作，充分利用相關機構已有合作基礎，挖掘合作潛力，共同促進海洋和極地研究的進步。在儲備后備力量方面，中國應著力培養金磚國家海洋極地國際合作人才，推動人才深度參與國際合作交流，與國際組織、多邊合作平臺及機構等聯合開展能力建設培訓，全環節參與、全方位培養提升服務能力。