基于文獻(xiàn)計(jì)量分析的世界環(huán)境學(xué)科院?？蒲鞋F(xiàn)狀分析

趙金博++胡俊梅++趙昕悅

摘要：為進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)高校環(huán)境學(xué)科建設(shè)成為世界一流學(xué)科，本文立足于引文空間分析，以環(huán)境科學(xué)為例，深入分析了2016年QS世界大學(xué)排名中環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域前列加州大學(xué)伯克利分校、瓦格寧根大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、清華大學(xué)與北京師范大學(xué)的科研優(yōu)勢(shì)。研究表明：從被引論文作者的角度來(lái)看，5所學(xué)校均匯集了一定數(shù)量的學(xué)科領(lǐng)軍人物，團(tuán)隊(duì)規(guī)模均在逐年擴(kuò)大；從國(guó)際合作的方向觀察，國(guó)外高校合作機(jī)構(gòu)分布較廣，國(guó)內(nèi)學(xué)校合作機(jī)構(gòu)都較為區(qū)域化。從基金支持的角度分析，政府組織是高校高科技科研項(xiàng)目資助的主體，同時(shí)也出現(xiàn)了多元化與社會(huì)化的趨勢(shì)。本研究立意于為中國(guó)環(huán)境學(xué)科建設(shè)發(fā)展決策提供依據(jù)，為相關(guān)高校建設(shè)世界一流學(xué)科的路徑規(guī)劃提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)；世界一流學(xué)科；文獻(xiàn)計(jì)量；Web of Science；科研現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：X-1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）01-0124-05

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.071

Informatics analysis on current situation of scientific reasearch in high level universities related to environmrntal science

Zhao Jinbo1，2；Hu Junmei1，Zhao Xinyue1

（1.School of Environment， Beijing Normal University，Beijing 100875，China；2.State Key Laboratory of Water Environment Simulation，Beijing 100875，China）

Abstracrt：This paper is based on citation space analysis to compare in-depth of the 2016 QS world university taking the lead in race of environmental sciences at the university of California， Berkeley， wageningen university， national university of Singapore， tsinghua university and Beijing normal university. The analysis result shows that， the number of leading people in each universities has a positive relationship with scientific impact， and the research teams in these five universities were expanded year by year. On the point of the international cooperation view， we compared with the number of authors and international institutions of the average papers in five universities. we found that the impact of research papers go up along with the number of cooperation of international institutions， also foreign colleges and universities had a wide distribution partners， domestic schools were more regional cooperation organization. The funding supports of the five universities has been classified， we found that the government organizations supported the most of high-tech research projects funds， it also appears a trend of diversification and socialization. This study is going to provide basis for decision-making for the subject construction of environmental science development in China universities. For further environmental construction to become the double world first-class disciplines and universities provides the basis.

Keywords：Environmrntal science； Informatics analysis； Wold class subject； Web of Science

中國(guó)自2015年教育部國(guó)務(wù)院印發(fā)《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，要求加快建成一批世界一流大學(xué)和一流學(xué)科。在此背景下，許多高校紛紛提出建議世界一流大學(xué)的目標(biāo)。然而，如何認(rèn)清目前與世界一流大學(xué)之間的差距，如何尋找到自身的優(yōu)勢(shì)并加以發(fā)揮是目前亟待解決的問(wèn)題。

隨著現(xiàn)代社會(huì)信息技術(shù)水平的提高，以Web of Science為代表的國(guó)際大型綜合性期刊引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)為衡量多個(gè)院校甚至多個(gè)國(guó)家之間的學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r提供了一個(gè)平臺(tái)，文獻(xiàn)計(jì)量分析成為研究相關(guān)學(xué)科以及相關(guān)院?？蒲鞋F(xiàn)狀的客觀手段。自2004年作者共被引分析（author cocited analysis，ACA）概念在美國(guó)雷克賽爾大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院被提出以來(lái)，陳超美基于其理論進(jìn)一步研究得出了關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的一些成果[1-4]，并開發(fā)了信息可視化軟件Cite Space[5]。此軟件用于引文索引空間的數(shù)據(jù)可視化分析，并已經(jīng)廣泛用于圖書情報(bào)領(lǐng)域與管理領(lǐng)域[6， 7]。也有部分學(xué)者將其用于對(duì)高?？蒲袃?yōu)勢(shì)的計(jì)量學(xué)分析[8]，但缺乏內(nèi)在且細(xì)致的分析，且該方法在環(huán)境領(lǐng)域仍存在空白。因此，本研究以加州大學(xué)伯克利分校、瓦格寧根大學(xué)、新下·加坡國(guó)立大學(xué)、清華大學(xué)與北京師范大學(xué)為研究對(duì)象，從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度比較分析五所學(xué)校在環(huán)境科學(xué)這一學(xué)科領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。主要從高質(zhì)量論文情況、高被引作者情況、國(guó)際合作情況、基金支持情況四個(gè)方面進(jìn)行分析，旨在為中國(guó)環(huán)境學(xué)科建設(shè)發(fā)展決策提供依據(jù)，為相關(guān)高校建設(shè)世界一流學(xué)科的路徑規(guī)劃提供基礎(chǔ)。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)

本研究以Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)核心合集為數(shù)據(jù)源，以美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校（University of California Berkeley）、荷蘭瓦格寧根大學(xué)（Wageningen University）、新加坡國(guó)立大學(xué)（National University of Singapore）、清華大學(xué)（Tsinghua University）北京師范大學(xué)（Beijing Normal University）為檢索對(duì)象，查詢五所高校在2007-2016年被收錄的學(xué)術(shù)期刊論文（文獻(xiàn)選取類型為Article、Review和Proceedings Paper），分別得到加州大學(xué)伯克利分校75 774條記錄，荷蘭瓦格寧根大學(xué)17 665條記錄，新加坡國(guó)立大學(xué)60831條記錄，清華大學(xué)74 228條記錄，北京師范大學(xué)20 125條記錄（檢索日期為2017年3月11日）。

根據(jù)湯姆路透基本科學(xué)指標(biāo)（ESI）提供的分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)兩所高校在“環(huán)境科學(xué)（Environmental Science）”目錄下發(fā)表的論文進(jìn)行精煉，分別得到加州大學(xué)伯克利分校

2 725條記錄，荷蘭瓦格寧根大學(xué)1 966條記錄，新加坡國(guó)立大學(xué)1 002條記錄，清華大學(xué)2 893條記錄，北京師范大學(xué)2562條記錄。為保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，本研究使用Cite Space軟件中數(shù)據(jù)過(guò)濾功能（Filter）對(duì)數(shù)據(jù)集合進(jìn)行再次過(guò)濾，確保學(xué)科、機(jī)構(gòu)、文檔類型的準(zhǔn)確性。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行除重合并之后，得到10 952條記錄，作為本研究分析的論文元數(shù)據(jù)集合。

本研究采用的研究方法主要包括文獻(xiàn)計(jì)量分析、引文空間分析和一般統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。使用的軟件主要有社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包SPSS以及陳超美等開發(fā)基于JAVA語(yǔ)言的信息可視化軟件Cite Space。

2 結(jié)果分析

2.1 總體概況

從論文數(shù)量逐年變化的曲線來(lái)看，加州大學(xué)伯克利分校的論文數(shù)量維持在較高水平，波動(dòng)范圍較小。新加坡國(guó)立大學(xué)年論文數(shù)量較少且逐年變化也較小，趨于穩(wěn)定。瓦格寧根大學(xué)的論文數(shù)量起步較低，但呈平緩上升趨勢(shì)。北京師范大學(xué)與清華大學(xué)論文數(shù)量呈逐年大幅上升趨勢(shì)，并且兩校都于2014年在論文數(shù)量上超過(guò)了加州大學(xué)伯克利分校，可見(jiàn)其發(fā)展之迅速。

為了在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下將五所院校進(jìn)行論文質(zhì)量的客觀對(duì)比，本研究采用湯姆路透社公布的ESI基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)（2017年2月14日 Environment& Ecology）為標(biāo)準(zhǔn)，按照論文被引頻次所在的0.1%、1%、10%、20%和50%和五個(gè)百分位區(qū)間對(duì)論文進(jìn)行學(xué)術(shù)質(zhì)量分類。結(jié)果如圖2所示。

ESI引用頻次前50%的論文被稱為高水平論文，可以代表該學(xué)校的科研水平，是眾多大學(xué)學(xué)科評(píng)價(jià)排名機(jī)構(gòu)所參考的重要因素。由圖可得，加州大學(xué)伯克利分校的高水平論文比例較高，占總發(fā)文量的69.8%，瓦格寧根大學(xué)和新加坡國(guó)立大學(xué)近60%的學(xué)術(shù)論文進(jìn)入了高水平論文行列。相比之下清華大學(xué)與北京師范大學(xué)分別有52.9%與45.1%的學(xué)術(shù)論文進(jìn)入了ESI高水平論文行列，比例較低。

在ESI前1%水平論文中，瓦格寧根大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、清華大學(xué)與北京師范大學(xué)均與QS世界排名第一的加州大學(xué)伯克利分校論文數(shù)量差距較大。從前1%論文數(shù)量占總論文比例來(lái)看，看新加坡國(guó)立大學(xué)具備沖擊世界頂尖環(huán)境科學(xué)院系的實(shí)力，與加州大學(xué)伯克利分校差距不大。瓦格寧根大學(xué)與清華大學(xué)實(shí)力相當(dāng)，北京師范大學(xué)略顯劣勢(shì)，需要在高水平論文比例方面下工夫。

2.2 高被引論文作者情況

對(duì)一所高校而言，一位相關(guān)科研領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物對(duì)院?？傮w科研水平提升起較大大幫助作用，不僅意味著更多的國(guó)際合作機(jī)會(huì)，還意味著吸引更多優(yōu)秀的人才。為了比較5所高校在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，本研究對(duì)ESI 前1%論文的作者情況進(jìn)行了分析。如表二所示，加州大學(xué)伯克利分校具有的高被引論文作者數(shù)目較多，研究主題相對(duì)多元化。與之相對(duì)，其余四所學(xué)校研究主題都較為單一，且高被引論文作者數(shù)量較少。

除此之外，再對(duì)該數(shù)據(jù)集進(jìn)行作者共被引分析，如圖3。

作者共被引分析是根據(jù)信息檢索學(xué)和科學(xué)計(jì)量學(xué)的方法通過(guò)可視化的方式觀察學(xué)者之間共被引強(qiáng)度，比如清華大學(xué)，其中Hao JM郝吉明院士的線最粗，可以說(shuō)明郝院士的共被引強(qiáng)度最高。節(jié)點(diǎn)的大小表示著作者與自己的共被引強(qiáng)度，說(shuō)明該作者的影響力大小。共被引強(qiáng)度，同時(shí)也能翻譯一個(gè)科研機(jī)構(gòu)的學(xué)科結(jié)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)緊密程度。從上圖可知，北京師范大學(xué)共被引較為集中說(shuō)明其學(xué)科結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，但團(tuán)隊(duì)合作緊密度高。這意味著北京師范大學(xué)在某一單一的環(huán)境領(lǐng)域擁有的較強(qiáng)的世界影響力。 與北京師范大學(xué)相比清華大學(xué)學(xué)科方向研究相對(duì)拓寬并且也彼此緊密聯(lián)系，與國(guó)外3個(gè)大學(xué)相比在環(huán)境領(lǐng)域的研究廣度仍有不足。

2.3 研究團(tuán)隊(duì)規(guī)模

根據(jù)Huang[1]等人的研究，數(shù)學(xué)、化學(xué)和物理三大基礎(chǔ)學(xué)科的合著作者數(shù)量在近五十年呈明顯的遞增趨勢(shì)。環(huán)境作為集眾多基礎(chǔ)學(xué)科于一體的交叉學(xué)科，近些年來(lái)論文合著作者數(shù)量也呈遞增趨勢(shì)。論文中署名人數(shù)可直接表示其研究團(tuán)隊(duì)規(guī)模。研究團(tuán)隊(duì)規(guī)模的波動(dòng)在一定程度上可以反映學(xué)科在該校研究狀態(tài)的穩(wěn)定性。

本研究利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)五所高校近十年發(fā)表的論文署名人數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得出各個(gè)學(xué)校作者數(shù)目比例隨年份變化的波動(dòng)曲線。此外，為了比較五所學(xué)校合作團(tuán)隊(duì)規(guī)模上的差異，本研究采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，分別計(jì)算5所學(xué)校在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表論文的署名人數(shù)均值與標(biāo)準(zhǔn)差，用以表征其團(tuán)隊(duì)規(guī)模的大小及其穩(wěn)定性。

由圖4可知，五人以上的團(tuán)隊(duì)規(guī)模比例呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，而五人以下的團(tuán)隊(duì)規(guī)模比例呈現(xiàn)下降或者不變的趨勢(shì)。其中加州大學(xué)伯克利分校的五人以上團(tuán)隊(duì)的比例在研究時(shí)間段內(nèi)均超過(guò)五人以下的研究團(tuán)隊(duì)，說(shuō)明其比其他四所學(xué)校更早趨于穩(wěn)定。在2016年，加州大學(xué)伯克利分校與瓦格寧根大學(xué)五人以上團(tuán)比例均接近50%，印證其在相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析發(fā)現(xiàn)，加州大學(xué)伯克利分分校（6.280±8.455）、瓦格寧根大學(xué)（5.998±6.646）較新加坡國(guó)立大學(xué)（4.266±3.153）、清華大學(xué)（5.173±3.194）、北京師范大學(xué)（5.024±2.916）標(biāo)準(zhǔn)差均大于均值，說(shuō)明其波動(dòng)較大。其中五所高校中合著人數(shù)最多的一篇論文來(lái)自于加州大學(xué)伯克利分校，共有244名來(lái)自諸多國(guó)家的署名作者，發(fā)表于生物多樣性領(lǐng)域。新加坡國(guó)立大學(xué)、清華大學(xué)與北京師范大學(xué)同樣存在一些偏差，可間接說(shuō)明三所高校參與了國(guó)際性的大規(guī)模研究。

2.4 國(guó)際合作情況

國(guó)際合作情況在一定程度上可以反映該校在相關(guān)領(lǐng)域的科研實(shí)力。圖 5顯示瓦格寧根大學(xué)的篇均國(guó)際合作次數(shù)很高，說(shuō)明國(guó)際合作研究對(duì)其科研的發(fā)展起到了較大的推動(dòng)作用。新加坡國(guó)立大學(xué)與加州大學(xué)伯克利分校的篇均國(guó)際合作次數(shù)均超過(guò)了0.5。相對(duì)于其他三所國(guó)際合作機(jī)會(huì)較多的學(xué)校，清華大學(xué)與北京師范大學(xué)的論文篇均國(guó)際合作次數(shù)明顯處于劣勢(shì)。

圖5 前五名合作國(guó)家比例

從五所高校國(guó)際合作的主要機(jī)構(gòu)分布來(lái)看，如上表所示，加州大學(xué)伯克利分校國(guó)際合作區(qū)域只要集中在中國(guó)與加拿大，其與加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)聯(lián)合發(fā)表的論文影響力較大。此外清華大學(xué)，也是加州大學(xué)伯克利分校的重點(diǎn)合作伙伴，但二者聯(lián)合發(fā)表的論文被引頻次較低。瓦格寧根大學(xué)的主要國(guó)際合作機(jī)構(gòu)主要集中在中國(guó)與歐盟區(qū)域，中國(guó)科學(xué)院，法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院與德國(guó)波恩大學(xué)是其主要合作伙伴。其中與法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院聯(lián)合發(fā)表的文章被引頻次較高。新加坡國(guó)立大學(xué)的國(guó)際合作對(duì)象較多元化且跨越地理空間上的限制，其分別與中國(guó)科學(xué)院，上海交通大學(xué)，美國(guó)亞利桑那大學(xué)，荷蘭代爾夫三角洲研究中心和斯坦福大學(xué)均存在合作關(guān)系。反觀中國(guó)的兩所學(xué)校，國(guó)際合作機(jī)構(gòu)都較為區(qū)域化，集中在北美洲地區(qū)，合作成果均有一定的影響力。

2.5 基金支持情況

基金對(duì)于高校的研究起導(dǎo)向性作用，不同渠道來(lái)源的基金可能使相關(guān)的科研項(xiàng)目有不同的側(cè)重點(diǎn)。在基金項(xiàng)目資助論文的比例上，清華大學(xué)（79.1%）與北京師范大學(xué)（78.5%）明顯高于加州大學(xué)伯克利分校（74.9%）、瓦格寧根大學(xué)（66.1%）與新加坡國(guó)立大學(xué)（65.2%）這三所高校，表明了中國(guó)高校發(fā)表的學(xué)術(shù)成果基金資助比例更高。從五所高校獲得的主要基金資助來(lái)源如下表所示，政府組織是高科技科研項(xiàng)目資助的主體。此外，從清華大學(xué)博士后科學(xué)基金資助論文119篇而北京師范大學(xué)在列表中沒(méi)有博士后科學(xué)基金資助的文章可以看出，從博士后人才培養(yǎng)和重視方面，北京師范大學(xué)尚有需要提升的空間。

3 結(jié)論

本研究對(duì)加州大學(xué)伯克利分校、新加坡大學(xué)、瓦格寧根大學(xué)、清華大學(xué)與北京師范大學(xué)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文進(jìn)行了文獻(xiàn)計(jì)量分析，剖析和比較了兩所學(xué)校在環(huán)境科學(xué)這一重點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域的科研優(yōu)勢(shì)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）從高質(zhì)量論文數(shù)量上來(lái)看，北京師范大學(xué)與其余四所學(xué)校存在較大差距。尤其是在ESI高水平論文發(fā)表方面，北京師范大學(xué)在此領(lǐng)域目前還沒(méi)有進(jìn)入前0.1%的科研論文。如何在頂尖論文領(lǐng)域取得一席之地是北京師范大學(xué)在該科研領(lǐng)域需要解決的問(wèn)題。（2）從高被引論文作者情況來(lái)看，北京師范大學(xué)共被引強(qiáng)度較高且團(tuán)隊(duì)緊密度較高但是與國(guó)外一流機(jī)構(gòu)相比研究廣度差距較大，這導(dǎo)致在某一個(gè)小領(lǐng)域影響力較強(qiáng)但是在環(huán)境領(lǐng)域整體上的影響力尚有不足。（3）從國(guó)際合作情況來(lái)看，北京師范大學(xué)國(guó)際合作論文數(shù)量上與領(lǐng)跑機(jī)構(gòu)有一定差距，而且較為區(qū)域化，合作的廣泛性和影響力有待提高。（4）從基金支持情況來(lái)看，北京師范大學(xué)基金支持主要依靠政府機(jī)構(gòu)資助，在形式上和國(guó)外大學(xué)相比比較單一，和清華大學(xué)相比，北京師范大學(xué)需要加強(qiáng)博士后基金支持和博士后團(tuán)隊(duì)建設(shè)。

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收稿日期：2017-11-29

作者簡(jiǎn)介：趙金博（1980-），男，博士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境應(yīng)用和環(huán)境化學(xué)方面研究。