微生物應(yīng)用于廢水領(lǐng)域的HistCite軟件分析

張玲玉 余萍 吳靜 陳珍芳

摘 要：文章以WOS數(shù)據(jù)庫中微生物應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域的文獻(xiàn)記錄為樣本，借助分析工具HistCite，對該領(lǐng)域文獻(xiàn)出版時間、重要期刊、重要作者、文獻(xiàn)所屬國家進(jìn)行統(tǒng)計分析，并生成該領(lǐng)域引文編年圖，旨在對相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：微生物；廢水；HistCite

作為科研工作者，我們常常需要對一個陌生領(lǐng)域進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研。我們通常使用Web of Science（WOS）或者Google Scholar進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，并認(rèn)為引用頻次較高的文章，就是該領(lǐng)域的重要文章。但是大多數(shù)情況下，搜索結(jié)果都不會太理想[1]。本文介紹了一種便捷的工具—HistCite，它可以幫助我們在短短幾個小時之內(nèi)對陌生領(lǐng)域的大量文獻(xiàn)進(jìn)行引證關(guān)聯(lián)分析，從而快速描繪出陌生領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)，鎖定重要文獻(xiàn)，找出該領(lǐng)域的明星科學(xué)家。

HistCite是由加菲爾德博士和其科研團(tuán)隊于2007年研發(fā)出的一種引文編年化可視軟件。與其他軟件相比，HistCite能夠識別所研究領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵文獻(xiàn)，重現(xiàn)研究領(lǐng)域的歷史及發(fā)展情況，分析下載文獻(xiàn)中的作品數(shù)量和引用比率[2]，指導(dǎo)科研工作者從眾多的科學(xué)文獻(xiàn)資料中找出所研究領(lǐng)域的研究歷史軌跡、發(fā)展規(guī)律和未來趨勢[3]。

本文對WOS數(shù)據(jù)庫收錄的有關(guān)微生物應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行了計量研究，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

WOS數(shù)據(jù)庫是由美國科技信息所推出的引文索引數(shù)據(jù)庫，是全球最大、覆蓋學(xué)科最多的綜合性學(xué)術(shù)信息資源，支持自然科學(xué)、社會科學(xué)、藝術(shù)與人文學(xué)科的文獻(xiàn)檢索，數(shù)據(jù)來源于期刊、圖書、專利、會議錄、網(wǎng)絡(luò)資源（包括免費(fèi)開放資源）等，是國際公認(rèn)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計和科學(xué)評價的主要檢索工具。

本文以Web of Science為數(shù)據(jù)源，因文獻(xiàn)量較大，將檢索式設(shè)為“標(biāo)題：（microbial or microorganism or microbe）And標(biāo)題：（wastewater or waste water）”，研究方向設(shè)為“environmental science ecology and engineering and water sources and chemistry”，檢索時間為1945至2018年8月21日，共獲得1 268篇文獻(xiàn)記錄。利用HisCite軟件找到該研究領(lǐng)域被遺漏的引用次數(shù)最高的10篇文章[4]，并加入分析庫中，共獲得本次分析的有效樣本1 278篇，共涉及4 183位著者，294種期刊。

1.2 研究方法

本文涉及并進(jìn)行計量的主要指標(biāo)有[5]：發(fā)文量；本地被引頻次（Local Citation Score，LCS），指這篇文章在當(dāng)前數(shù)據(jù)集中被引用的次數(shù)，也可以理解為這篇文章在其所屬的研究領(lǐng)域內(nèi)的被引頻次；全球被引頻次（Global Citation Score，GCS），是指這篇文章被整個WOS數(shù)據(jù)庫中所有文獻(xiàn)引用的次數(shù)；本地總被引頻次（Total Local Citation Score，TLCS），是指在當(dāng)前數(shù)據(jù)集中，文獻(xiàn)的被引頻次之和；總被引頻次（Total Global Citation Score，TGCS），是指在WOS數(shù)據(jù)庫中，所有文獻(xiàn)被引頻次之和。

一篇文章的LCS越高，代表它的影響力越高，GCS高則表示這篇文章被世界許多專家學(xué)者所關(guān)注。當(dāng)一篇文章的GCS高而LCS低，則表示這種關(guān)注并不是來自本領(lǐng)域的專家學(xué)者，也間接說明這篇文章的參考意義不大[6]。

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

2.1 文獻(xiàn)出版時間分析

圖1為微生物應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域的文獻(xiàn)出版時間分布。從文獻(xiàn)數(shù)量來分析，微生物廢水領(lǐng)域第一篇文獻(xiàn)發(fā)表時間為1962年，1962—2006年期間每年發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量不多，均小于20篇。從2007年開始，文獻(xiàn)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，2017年達(dá)到165篇（2018年數(shù)據(jù)不完整不作分析），說明目前微生物廢水領(lǐng)域的研究正處在快速發(fā)展階段。從文獻(xiàn)的TLCS來分析，2003年之前發(fā)表的文獻(xiàn)TLCS均不是很高，說明2003年之前微生物廢水領(lǐng)域研究正處在初始階段，研究方向較多較雜，或是未有重大的研究發(fā)現(xiàn)。TLCS在2005年達(dá)到頂峰，截至檢索時間，共被引用了338次，說明2005年是微生物廢水領(lǐng)域研究具有重要意義的一年，需結(jié)合引文編年圖進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2.2 重要期刊分析

期刊的學(xué)術(shù)水平高低以及影響力強(qiáng)弱可以根據(jù)期刊在某領(lǐng)域的被引頻次進(jìn)行判斷。本文根據(jù)期刊的TLCS從高到低進(jìn)行排列，選取前10名作為重要期刊，結(jié)果如表1所示。

從表1中可以看出，TLCS和TGCS最高的雜志均為《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，說明該雜志在微生物廢水領(lǐng)域的影響力較大，能夠被該雜志收錄的文章均具有較高的學(xué)術(shù)水平。發(fā)文量最多的為《WATER RESEARCH》和《WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY》，分別占所檢索文獻(xiàn)總數(shù)的7.9%和8.5%，說明這兩個雜志可以作為微生物廢水領(lǐng)域研究人員的潛在投稿期刊。

2.3 重要作者分析

作者在某領(lǐng)域內(nèi)論文的LCS能夠在某種程度上反映對其所研究領(lǐng)域的影響程度。結(jié)合發(fā)文量和TLCS兩項指標(biāo)，可以確定微生物廢水領(lǐng)域的重要作者，結(jié)果如表2所示。作者Logan BE的發(fā)文量最多，有23篇，TLCS次數(shù)也是最多，共727次，是微生物廢水領(lǐng)域當(dāng)之無愧的領(lǐng)軍人物。經(jīng)過對前10名作者發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行進(jìn)一步分析后，可以得知，排名前10的作者，或與Logan Bruce E為同一課題組，或與Logan Bruce E合作發(fā)表過文章，因此發(fā)文量雖然不是特別多，但是TLCS依然排在前列。值得注意的是，TLCS排名第6的He Zhen，發(fā)文量有19，但實(shí)際上并不是同一作者所著。這個是HisCite軟件的缺點(diǎn)之一，只是根據(jù)作者的姓名拼寫進(jìn)行統(tǒng)計，不能完全區(qū)分是否是不同地區(qū)不同的作者的文章。

2.4 發(fā)文國家分析

結(jié)合發(fā)文量和TLCS兩項指標(biāo)，能夠在一定程度上反映不同國家的整體科研實(shí)力和學(xué)術(shù)影響力。本文根據(jù)不同發(fā)文國家的TLCS從高到低進(jìn)行排列，列出前10名，結(jié)果如表3所示。

這10個國家的發(fā)文量占所檢索文獻(xiàn)總數(shù)的74.8%，其中中國是發(fā)文量最多的國家，截至檢索時間，共有403篇文獻(xiàn)，占比31.5%，TLCS為451次，但影響力最高的是美國，共發(fā)文235篇，占比18.4%，TLCS為1 159次，遠(yuǎn)高于其他國家的總被引頻次。發(fā)文量靠前的國家依次有印度（第3名）、韓國（第4名）、西班牙（第5名），TLCS靠前的國家依次有比利時（第3名）、澳大利亞（第4名）、德國（第5名）。

2.5 引文編年圖分析

HistCite的Grahps Maker功能，可以根據(jù)載入文獻(xiàn)的出版年份、被引用頻次、引用關(guān)系進(jìn)行引文編年圖的繪制，將該領(lǐng)域的發(fā)展歷史清晰地展示出來。本文研究依據(jù)LCS對文獻(xiàn)進(jìn)行排序，設(shè)置閾值為30，表示選取LCR排名前30的文獻(xiàn)，結(jié)果如圖2所示。圖中一個圓圈表示一篇文獻(xiàn)，圓圈旁邊的數(shù)字表示該文獻(xiàn)在文獻(xiàn)集合中的唯一序號。文獻(xiàn)被引頻次多少可以通過圓圈的大小表示，圓圈越大，被引頻次越多。不同圓圈間的箭頭，表示文獻(xiàn)間的引用關(guān)系，箭頭指向文獻(xiàn)為被引用的文獻(xiàn)[7]。

通過圖2可以發(fā)現(xiàn)，編號為244，題名為“Microbial fuel cells： Methodology and technology”[8]的文章圓圈最大，箭頭指向也最多，在微生物廢水領(lǐng)域?yàn)楹诵奈墨I(xiàn)。該篇文章由Logan等于2006年發(fā)表于雜志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，主要綜述了構(gòu)建微生物燃料電池的不同材料和方法，以及用于分析系統(tǒng)性能的技術(shù)，并對在微生物燃料電池研究中應(yīng)當(dāng)包含哪些信息提出了建議。其次是編號208，題名為“Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane”[9]，該篇文章由Liu等于2004年發(fā)表于雜志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，主要研究了以家用廢水中的細(xì)菌用作生物催化劑，葡萄糖和廢水作為基質(zhì)，分別測試了在有聚合離子交換膜和沒有聚合離子交換膜的情況下，碳電極作為空氣陰極的微生物燃料電池的發(fā)電功率。排名第3的是編號206，題名為“Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell”[10]，該篇文章也由Liu等于2004年發(fā)表于雜志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，該篇文章采用了包含8個石墨電極（陽極）和一個空氣陰極單室微生物燃料電池進(jìn)行試驗(yàn)。該系統(tǒng)能夠在經(jīng)當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S初級澄清池過濾后的廢水連續(xù)流動條件下運(yùn)行。單室微生物燃料電池原型反應(yīng)池能產(chǎn)生的電能達(dá)到最大26 mW/m2，同時將廢水的COD減少80%。

3 結(jié)語

利用HistCite軟件對WOS數(shù)據(jù)庫中微生物處理廢水領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，文獻(xiàn)數(shù)量整體呈逐年持續(xù)增長趨勢，最大的研究熱點(diǎn)是利用微生物燃料電池處理廢水并同時產(chǎn)生電能。綜合來看，最具影響力的期刊為《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，發(fā)文量最高的為《WATER RESEARCH》和《WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY》。中文文獻(xiàn)的發(fā)文量遠(yuǎn)高于其他國家，但文章影響力還屬美國最高。綜合分析文獻(xiàn)年代分布圖、重要文章作者以及引文編年圖可以得知，2004—2006年是微生物燃料電池處理廢水領(lǐng)域的關(guān)鍵年份，領(lǐng)軍人物為Logan，作為該領(lǐng)域的研究人員，需重點(diǎn)關(guān)注他所發(fā)表的文章。

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[9]LIU H，LOGAN B E.Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane[J].Environmental Science and Technology，2004（14）：4040-4046.

[10]LIU H，RAMANATHAN R，LOGAN B E.Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell[J].Environmental Science and Technology，2006（7）：2281.

Abstract：Taking the literature of microorganisms application in the field of wastewater treatment based on the WOS database as samples， the statistical analysis of the literature publishing time， important journals， important authors， and the countries which the literature belongs to was carried out by the software of HistCite. The citation chronicle diagram in this field was also generated. The goal of this study was to provide reference and help for researchers in related fields.

Key words：microorganism； wastewater； HistCite