國際地震研究發(fā)展態(tài)勢文獻計量分析

張樹良, 安培浚

中國科學院國家科學圖書館蘭州分館/中國科學院資源環(huán)境科學信息中心, 甘肅蘭州 730000

國際地震研究發(fā)展態(tài)勢文獻計量分析

張樹良, 安培浚

中國科學院國家科學圖書館蘭州分館/中國科學院資源環(huán)境科學信息中心, 甘肅蘭州 730000

以ISI Web of Science 論文數據庫為數據源, 采用美國湯姆森科技信息集團開發(fā)的專業(yè)數據分析工具TDA(Thomson Data Analyzer)對1900年至2010年(數據入庫時間至2010年)國際地震研究發(fā)展特點及其現狀予以分析。結果顯示: 國際地震研究持續(xù)增長, 特別是近20年, 增速顯著; 美國在該領域居于引領優(yōu)勢;政府科研機構、國立科研機構和公共研究機構是該領域研究的主導力量; 國際地震研究主要集中于地震機理及成因、地震監(jiān)測、地震影響及效應等方向; 中國雖然已經步入地震研究的主要國家行列, 但影響十分有限。

地震研究; 文獻計量; 研究論文; 國際發(fā)展態(tài)勢

文獻計量是以文獻體系及其單元為對象, 對其進行數理統計分析以揭示文獻信息流過程的各種數量關系和變化規(guī)律的經典情報學定量分析方法(丁學東, 1993; 龐景安, 2002)。作為科學研究活動及其成果的重要表現形式和信息來源, 正式公開發(fā)表(學術期刊或會議)的研究論文能夠較為如實地反映相應領域科學研究的發(fā)展現狀和最新動向, 因而成為文獻計量分析的理想目標對象。

在進入21世紀至今的短短 10余年內, 全球發(fā)生里氏8.0級以上的強烈地震達6次之多, 成為有確鑿地震歷史記錄以來的罕見的大地震高發(fā)時段(羅祖德, 2010; Kerr, 2011)。特別是2008年以來, 全球范圍內強震頻發(fā), 2008年中國汶川地震(8.0級)(鄭水明等, 2008)、2010年海地(7.3級)、智利(8.8級)和印尼(7.7級)地震(陳虹等, 2011; 任俊杰等, 2010; 吳志偉, 2011)以及 2011 年日本“3·11 大地震”(9.0 級)(葉清, 2011)等無不“震驚”全球。據統計, 僅在中國,2008年共發(fā)生里氏5.0級以上的地震次數就達99次,為正常期的4～5倍(羅綺, 2010)。地震相關研究再次為國際學術界所關注, 有關“地球是否的確進入新一輪活躍期”的爭論重新升溫。到目前為止, 國際地震相關研究發(fā)展現狀如何、國際地震研究界的科研主體的分布格局是怎樣的、哪些問題為學界所普遍關注、目前全球地震研究成果的主要發(fā)表刊物有哪些等等都是值得學界關注的問題。本文特從研究論文的視角, 通過文獻計量的手段對上述熱點問題進行解析, 以期為該領域的相關研究和決策提供參考, 同時也將為地震相關研究的跟蹤和回溯提供有益線索。

1 數據來源和分析工具

數據來源為 ISI Web of Science 論文數據庫(Thomson Reuters (ISI), 2011a)(即著名的美國科學情報研究所《科學引文索引》(Science Citation Index,SCI)的網絡版, 收錄全球重要學術期刊 8300多種,涉及學科領域 150多個, 為全球公認的權威科學文獻信息源(Thomson Reuters (ISI), 2011b)), 文獻類型選擇期刊論文(包括研究論文(article)和研究綜述(Review))和會議論文(Proceedings paper)分析時間范圍為1900—2010年(數據入庫時間至2010年)。分析工具采用美國湯姆森路透公司下屬湯姆森科技信息集團開發(fā)的專業(yè)數據分析軟件 TDA(Thomson Data Analyzer)分析工具。

根據檢索式TS=(((earthquake* or earthshock* or quake* or seism* or temblor*) and (geologic or geological or geology)) not ("seismic method*" or "seismic prospect*" or "seismic explor*" or prospect* or"geologic* explor*" or mining or mine or mineral* or log* or oil or gas or methane or hydrocarbon or "nature gas")), 共獲得符合檢索條件的原始論文記錄7438項(初始檢索時間: 2010-12-10, 數據最后更新時間: 2011-1-20)。

2 結果與討論

2.1 國際地震研究總量增長趨勢

結果顯示, 最早被 SCI收錄的有關地震研究的論文分別為1904年發(fā)表的題為“地震強度: 一個山系或地區(qū)地質年齡的判定標準”(The seismicity,criterion of the geological age of a chain or a region)和“羅馬尼亞及比薩拉比亞地區(qū)地震地質學”(Geology-On the earthquakes of Romania and of Bessarabia)。1904—2010年, 國際地震研究論文呈穩(wěn)定增長態(tài)勢(由于數據庫收錄存在時滯, 所以 2010年數據可能不全)。可將論文總量增長劃分為兩個主要階段: 第一階段: 1904—1990年, 論文數量增長緩慢, 且論文總量極為有限; 第二階段: 1991—2010年, 論文數量迅速增加, 論文總量大幅上升(圖 1)。1991—2010年, 國際地震研究論文總量由1904—1990年的291篇增至7146篇, 后一階段較前一階段論文總量增長23.6倍。數據表明, 自20世紀90年代以來, 地震研究在世界范圍內的受關注程度持續(xù)擴大。

2.2 國際地震研究分布格局

2.2.1 主要國家/地區(qū)

國際地震研究論文主要來自美國、歐盟主要國家(包括意大利、法國、德國、英國)、中國、日本、加拿大、俄羅斯及印度等國家和地區(qū)(圖2)。其中美國以絕對優(yōu)勢處于該領域研究的第一集團, 其論文總數占國際論文總量的 27%, 意大利、中國和法國則組成第二集團, 三者的發(fā)文總量大致同美國相當;日本、德國、英國、加拿大、俄羅斯和印度則組成第三集團。

圖1 國際地震研究論文增長趨勢Fig. 1 Increase trend of international seismological research articles

圖2 國際地震研究論文國家(地區(qū))分布Fig. 2 Countries(regions) distribution of international seismological research articles

2.2.2 主要研究機構

在機構層面, 發(fā)文總數 50篇以上(論文數量N≥50)的機構共17所, 其中論文總數超過100篇(論文數量 N≥100)的機構 8所, 分別為美國地質調查局、俄羅斯科學院、法國國家科學研究中心, 意大利國家地球物理與火山研究所、中國地震局(為按照組織建制, 將國家地震局和地方政府地震局合并后的結果, 下同)、中國科學院、美國德克薩斯大學、加拿大地質調查局(圖3)。其中, 美國地質調查局在該領域優(yōu)勢明顯。在發(fā)文數量最多的前17所機構中,美國4所, 法國3所, 中國和日本各2所, 其余分別來自俄羅斯、意大利、加拿大、英國、德國和印度(各1所)。發(fā)文數量最多的前17所機構主要來自政府科研機構、國立研究機構和公共研究機構(表1)。

圖3 地震研究國際主要機構Fig. 3 Main institutions of international seismological research

表1 地震研究主要國際機構Table 1 Main institutions of international seismological research

2.2.3 論文來源分布

至2010年, 國際地震相關研究論文分布于1000多種期刊和論文集。收錄地震研究相關論文數超過50篇的國際同行評議期刊或論文集共28種, 其中收錄論文數超過100篇的期刊或論文集為12種(如表2所列), 由中國科學院地質與地球物理研究所主辦的《地球物理學報》排名第11位。國際地震研究論文發(fā)表最為集中的 10種重要期刊或論文集分別為:Tectonophysics、Bulletin of the Seismological Society of America、Journal of Geophysical Research-Solid Earth、Geophysical Journal International、Geophysics、Geophysical Research Letters、Earth and Planetary Science Letters、Tectonics、Pure and Applied Geophysics和Geology。

圖4為全部論文來源分布和國際主要研究機構論文來源分布(Top10期刊或論文集)的比較。除上述重要來源刊物外, 受重要研究機構關注的刊物還有Canadian Journal of Earth Sciences和Geological Society of America Bulletin。地震研究領域, 最具吸引力和影響力的刊物包括Journal of Geophysical Research-Solid Earth、Bulletin of the Seismological Society of America、Tectonophysics、Geophysical Journal International和《地球物理學報》。

2.3 國際地震研究熱點領域及方向

2.3.1 重點學科領域

國際地震研究所涉及的重要學科領域包括: 地球化學與地球物理學、地學交叉科學、地質工程學、地質學、建筑工程學、海洋學、交叉科學、水資源學、自然地理學以及環(huán)境科學(圖5)。

表2 國際地震研究論文主要來源期刊(論文集)分布Table 2 Main source journals distribution of international seismological research articles

圖4 國際地震研究論文重要來源期刊分析Fig. 4 Key source journal analysis of international seismological research articles

2.3.2 熱點研究方向

基于對全部論文和高被引論文(被引頻次≥50)關鍵詞詞頻分析, 對國際地震研究熱點予以揭示。圖6展示了主要高頻關鍵詞的分布情況。結果顯示,國際地震相關研究主要熱點研究方向包括:

(1)地震原理及成因(高頻關鍵詞如地殼結構、構造地質、俯沖(作用)、活動構造、大地構造、地幔等);

(2)地震監(jiān)測(高頻關鍵詞如GPS、地震活動、地震波反射等);

(3)地震影響及效應(高頻關鍵詞如地震危害、滑坡、變形、新構造等);

(4)地震次生災害及其成因(高頻關鍵詞如地震危害、滑坡、變形、斷層分析、流變學、液化等);

圖5 國際地震研究重點學科領域Fig. 5 Key areas of international seismological research

圖6 國際地震研究熱點Fig. 6 Hot topics distribution of international seismological research

(5)地震模擬(高頻關鍵詞如地震層析、地震波反射、斷層分析、場地效應、反演等);

(6)地震分布及古地震學(高頻關鍵詞如地震活動、巖石圈、大陸巖石圈、地殼結構、構造地質、新生代、古地震學等)。

2.4 國家(地區(qū))和機構研究特點分析

2.4.1 國家/地區(qū)

最近3年開展地震相關研究最為活躍的國家和地區(qū)分別是: 中國、西班牙、澳大利亞、土耳其、意大利、德國、日本、英國、希臘和印度。在該領域, 研究活躍期較長的國家包括美國、意大利、法國、印度、加拿大和澳大利亞, 中國相關研究起步較晚。擁有絕對優(yōu)勢的美國在該領域研究起步最早,但其最近3年的研究活動有所減弱。由于近年來地震災害頻發(fā), 特別是受汶川地震的影響, 中國對該領域的關注度迅速提升。

表3 主要國家(地區(qū))論文產出情況比較Table 3 Seismological research paper output of main countries/regions

基于論文主題共現分析得到的主要國家(地區(qū))地震研究所涉及的主要學科領域分布情況(圖 7)表明: 地球化學與地球物理學為最受關注的領域, 主要國家包括美國、意大利、法國和中國; 其次為地學交叉科學領域, 主要國家包括美國、中國、意大利、法國和日本; 再次為地質工程學領域, 主要國家包括美國、中國、意大利、日本和希臘。此外, 地質學領域受到各主要國家的普遍關注。

同時, 結果也反映出在地球化學與地球物理學、地學交叉學科、地質學、地質工程學以及自然地理學領域各主要國家研究重點布局的相似性。

2.4.2 研究機構

從研究活躍期來看, 意大利國家地球物理與火山研究所、美國地質調查局和英國地質調查局是開展地震相關研究最早且持續(xù)活躍的研究機構。最近3年, 在地震科學研究領域表現較為活躍的研究機構包括中國地震局、中國科學院、俄羅斯科學院、英國地質調查局、法國國家科學研究中心、意大利國家地球物理與火山研究所、美國地質調查局和加拿大地質調查局。對于發(fā)文總量排名前15位的研究機構而言, 僅有不到一半(7所)的機構具有持續(xù)的研究活躍性(至 2010年), 其余機構在最近3年中均沒有論文產出。中國研究機構表現突出主要受到中國近期地震活動頻繁和汶川地震的促動(表4)。

圖7 主要國家地震研究所屬重點領域Fig. 7 Key relative areas of seismological research in main countries

地震相關基礎研究, 如地殼演化、地殼構造、地質應力等為國際研究機構普遍所關注; 其次是有關地震機理及成因的研究, 如地殼運動、板塊俯沖作用、地殼變形、活動構造等; 同時, 地震效應及地震危害(如斷層、滑坡、海嘯等)、地震模擬以及地震模擬也是各研究機構的研究重點。此外, 由于地震的構造選擇性和區(qū)域性特點, 地震研究主題在機構層面分布的地域性更為顯著, 特定區(qū)域構造成為不同機構的研究重點, 如對中國的青藏高原及汶川地震帶、日本的 Itoigawa-Shizuoka構造帶和 Nojima斷層、東歐克拉通、澳大利亞克蘭造山帶等的研究(國際地震研究主要機構及其研究布局分析見表5)。

2.5 研究影響力分析

論文在某一時期內的被引頻次在一定程度上反映了其對后續(xù)研究的影響程度。1904—2010年全部論文的被引頻次統計結果如表 6所列。首先, 從總體來看, 地震研究相關論文具有較高的影響, 全部論文的總被引頻次達到 24941(篇均被引頻次約為3.4); 其次, 具體而言: 具有較高影響的研究論文為313篇, 占到全部論文的 4.2%; 具有高影響的論文為111篇, 約占1.5%; 具有極高影響的論文為5篇,約占 0.07%。1904—2010年, 在地震相關研究方面最具影響的論文是題為《地殼組成》(The Composition of the Earth)的論文, 該論文于1995年發(fā)表于國際著名地學期刊《化學地質學》(Chemical Geology), 作者是McDonough W F和Sun S S。

表4 主要研究機構論文產出情況比較Table 4 Seismological research paper output of main institutions

表5 國際地震研究主要機構及其研究主題分布Table 5 Main seismological research institutions and their research focuses

表6 1904—2010年國際地震研究論文影響分析Table 6 Analysis of the impact of international seismological research articles from 1904 to 2010

特別就中國而言, 中國第一著者論文總被引頻次為776次, 篇均被引頻次約為1.7。其中45.8%的論文尚未被引用, 53.1%的論文被引頻次低于50, 被引頻次在51～100之間的論文有4篇, 被引頻次高于100的論文僅有1篇。除論文本身的價值因素外, 導致中國第一著者論文影響力有限的可能原因還包括中國在該領域的研究起步較晚以及研究成果發(fā)表的渠道十分局限(主要集中于中國期刊)。

3 結論

(1)整體而言, 國際地震研究呈現持續(xù)增長態(tài)勢。近20年全球地震研究增長迅速, 為地震研究成果的集中產出期。

(2)美國、意大利、中國、法國和日本是地震研究主要的論文產出國; 美國地質調查局、俄羅斯科學院、法國國家科學研究中心, 意大利國家地球物理與火山研究所、中國地震局、中國科學院、美國德克薩斯大學、加拿大地質調查局為主要的論文產出機構。

(3)最近 3年, 開展地震研究較為活躍的國家分別是中國、西班牙、澳大利亞、土耳其、意大利。意大利國家地球物理與火山研究所、美國地質調查局和英國地質調查局是開展地震相關研究最早且持續(xù)活躍的研究機構。除此之外, 最近3年, 在地震研究領域表現較為活躍的研究機構還包括中國地震局、中國科學院、俄羅斯科學院、法國國家科學研究中心和加拿大地質調查局。

(4)最受地震研究界關注的 10種同行評議期刊(論文集)分別是:Tectonophysics、Bulletin of the Seismological Society of America、Journal of Geophysical Research-Solid Earth、Geophysical Journal International、Geophysics、Geophysical Research Letters、Earth and Planetary Science Letters、Tectonics、Pure and Applied Geophysics和Geology。

(5)國際地震研究最為集中的學科領域為地球化學與地球物理學、地學交叉科學、地質工程學、地質學和建筑工程學。國際地震研究熱點方向包括:地震原理及成因、地震監(jiān)測、地震影響及效應、地震次生災害及其成因、地震模擬、地震分布及古地震學。

(6)在地震研究的布局方面, 國家和機構特點各異, 一方面體現出各主要國家在地球化學與地球物理學、地學交叉學科、地質學等重點領域研究布局的相似性; 另一方面體現出各主要研究機構的研究特色及其研究關注點的區(qū)域性特征。

(7)中國雖然在地震研究領域的研究總量增長迅速, 但由于起步較晚和研究成果發(fā)表渠道較為局限等原因, 研究影響力十分有限。

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A Bibliometric Analysis of the Development Status of International Seismological Research

ZHANG Shu-liang, AN Pei-jun
The Lanzhou Branch of the National Science Library/Scientific Information Center for Resources and Environment,Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, Gansu730000

Based on literature analysis using TDA (data from ISI Web of Science database), the authors investigated the status and characteristics of seismological research in the world since 1900. The result shows that seismological research has keep growing, especially in the past 20 years; the growing is notable and the USA takes the dominant position in this field. In addition, the research effort mainly comes from government research agencies, national scientific institutions and public research organizations. Furthermore, the international seismological research focuses on such aspects as earthquake mechanism and seismogenesis, earthquake monitoring, and seismic effect. As far as the sum of research papers is concerned, China has become the important contributor to seismological research, but the influence remains limited.

seismological research; bibliometric analysis; research article; international development status

P315; O213; P628.4

A

10.3975/cagsb.2012.03.11

本文由中國科學院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃項目“基于知識分析的甘肅省環(huán)境災害減輕技術路線圖研究”(編號: 0900021001)和中國科學院國家科學圖書館戰(zhàn)略情報研究服務項目“科學技術前沿國際發(fā)展態(tài)勢分析”(編號: Y000301001)聯合資助。

2012-02-16; 改回日期: 2012-03-16。責任編輯: 魏樂軍。

張樹良, 男, 1973年生。副研究員。主要從事高科技信息分析、學科領域及戰(zhàn)略情報研究。通訊地址: 730000, 甘肅省蘭州市天水中路8號。電話: 0931-8271552。E-mail: zhangsl@llas.ac.cn。