基于VOSviewer的山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)及國際研究現(xiàn)狀分析

侯海燕 郭芳琪 孫太安 胡志剛

摘要：通過發(fā)文量分析、主要產(chǎn)出機構(gòu)分析、強勢學(xué)科分析、研究領(lǐng)域分析對山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)和國際上2011～2015年間研究現(xiàn)狀進(jìn)行宏觀層面的分析。國內(nèi)和國際的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分別來源于CSCD數(shù)據(jù)庫和SCI數(shù)據(jù)庫，其中發(fā)文量、主要產(chǎn)出機構(gòu)及強勢學(xué)科的分析分別使用各年份、機構(gòu)及學(xué)科的文獻(xiàn)發(fā)表量作為統(tǒng)計指標(biāo)，而研究領(lǐng)域的分析借助了VOSviewer軟件對研究方向進(jìn)行可視化展示，這種方式能夠直觀的展示山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外研究領(lǐng)域的劃分情況。通過文獻(xiàn)發(fā)表變化態(tài)勢、高產(chǎn)機構(gòu)、強勢學(xué)科、研究領(lǐng)域這四個方面，對山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)和國際文獻(xiàn)分別作出分析，并將國內(nèi)和國際情況做對比分析，對于加深對山東省生物技術(shù)領(lǐng)域的整體認(rèn)識具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：山東?。簧锛夹g(shù)；文獻(xiàn)計量學(xué)；科學(xué)知識圖譜；VOSviewer

中圖分類號：G322 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2018.02.005

0 引言

生物技術(shù)（Biotechnology），是指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合其他基礎(chǔ)科學(xué)的科學(xué)原理，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，按照預(yù)先的設(shè)計改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的。當(dāng)今生物技術(shù)已經(jīng)滲透到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、信息、工程和工業(yè)等諸多領(lǐng)域，將各項科學(xué)技術(shù)推向更高效、更環(huán)保的方向發(fā)展。目前我國在生物領(lǐng)域所建設(shè)的國家重點實驗室占全部國家重點實驗室的1/3以上，由此促使我國生物技術(shù)在諸如功能基因的發(fā)展和應(yīng)用、生物芯片等部分領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家基本同步[1]。當(dāng)今生物技術(shù)快速發(fā)展，對于其研究現(xiàn)狀學(xué)者們分別從各自的角度進(jìn)行了研究，主要從文獻(xiàn)和專利兩方面展開，文獻(xiàn)角度研究較少，而專利角度的研究較多，其涉及的空間范圍也大小不一，有的學(xué)者是通過德溫特專利數(shù)據(jù)庫對世界范圍生物技術(shù)領(lǐng)域做出分析[2]，有的學(xué)者是利用中國專利數(shù)據(jù)庫對我國范圍內(nèi)專利進(jìn)行分析[3]，還有的學(xué)者分析美國范圍內(nèi)的專利技術(shù)戰(zhàn)略[4]，從而對我國專利布局提出建議。為了揭示山東省生物技術(shù)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，本文基于CSCD數(shù)據(jù)庫和SCI數(shù)據(jù)庫中山東省生物技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)發(fā)表情況，統(tǒng)計分析了山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)和國際2011～2015年間發(fā)文量變化、高產(chǎn)機構(gòu)、研究學(xué)科的情況，最后使用VOSviewer軟件對國內(nèi)和國際文獻(xiàn)的研究方向進(jìn)行可視化分析，從宏觀層面上劃分研究領(lǐng)域。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源：CSCD和SCI

科學(xué)文獻(xiàn)是科學(xué)活動的主要產(chǎn)出形式，科學(xué)計量學(xué)學(xué)者經(jīng)常使用其產(chǎn)出數(shù)量[5]和被引頻次[6-9]作為衡量某一國家和地區(qū)的科學(xué)研究水平的指標(biāo)。針對我國科研現(xiàn)狀的分析方面，學(xué)者們在使用數(shù)據(jù)庫方面存在爭議，大多數(shù)學(xué)者使用Web of Science、Scopus等英文數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，而有的學(xué)者認(rèn)為使用中文數(shù)據(jù)庫更能代表我國科學(xué)研究現(xiàn)狀[10]，主要是基于以下兩點考慮：一是我國學(xué)者更擅長母語寫作，發(fā)表在中文期刊中的文獻(xiàn)數(shù)量會更多；二是存在一些具有中國特色的研究問題，這些研究問題因為其特別性而不會發(fā)表在英文期刊中。

本文中為了對山東省生物技術(shù)領(lǐng)域在國內(nèi)和國際上的研究現(xiàn)狀有一個準(zhǔn)確和全面的反映，分別使用中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫（CSCD）和科學(xué)引文索引（SCI）數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)來源。圖1是CSCD和SCI文獻(xiàn)檢索策略。

CSCD數(shù)據(jù)庫由中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報中心于1989年創(chuàng)建，收錄我國各領(lǐng)域出版的中英文科技核心期刊和優(yōu)秀期刊千余種。2007年實現(xiàn)與Web of Science的跨庫檢索，是該平臺上第一個非英文語種的數(shù)據(jù)庫。在做科技評價時，常用該數(shù)據(jù)庫對國內(nèi)自然科學(xué)領(lǐng)域的核心期刊論文進(jìn)行統(tǒng)計分析。SCI數(shù)據(jù)庫是Web of Science中的一個子庫，全球權(quán)威的自然科學(xué)引文索引庫，目前收錄了自然科學(xué)8300余種國際性、高影響力的學(xué)術(shù)期刊，數(shù)據(jù)最早可以回溯到1900年。研究方向是 Web of Science 下的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫都使用的一套分類方法，這樣我們就可以對CSCD和SCI中關(guān)于山東省生物技術(shù)領(lǐng)域這個同一主題的文獻(xiàn)進(jìn)行識別、檢索、分析和比較。

1.2 方法：文獻(xiàn)計量學(xué)

首先，對山東省生物技術(shù)領(lǐng)域的國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行計量分析，分析對象包括發(fā)文量、機構(gòu)、研究學(xué)科、研究主題、被引次數(shù)，從整體上掌握山東省生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展總體概況、發(fā)展趨勢以及優(yōu)勢領(lǐng)域和強勢領(lǐng)域。文獻(xiàn)計量學(xué)是圖書館學(xué)情報學(xué)領(lǐng)域中的一門重要的分支學(xué)科，在圖書管理、科研管理與評價、情報研究、科學(xué)學(xué)研究中發(fā)揮了重要的作用。從計量數(shù)據(jù)來源和性質(zhì)來看，文獻(xiàn)計量學(xué)的分析研究對象主要有作者、刊名、出版年等著錄項目、引文以及圖書館或情報單位閱覽數(shù)、借閱數(shù)、文獻(xiàn)復(fù)制數(shù)、利用者的人數(shù)及其分布等文獻(xiàn)使用指標(biāo)。

其次，繪制科學(xué)知識圖譜，利用可視化分析對文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的研究主題進(jìn)行更為細(xì)致的分析，進(jìn)一步解讀山東省生物技術(shù)領(lǐng)域的國內(nèi)外文獻(xiàn)所關(guān)注的研究內(nèi)容?？茖W(xué)知識圖譜是以科學(xué)知識為計量研究對象的，屬于科學(xué)計量學(xué)的范疇，科學(xué)計量學(xué)家們將應(yīng)用數(shù)學(xué)、圖形學(xué)、信息可視化技術(shù)及計算機科學(xué)等學(xué)科的理論與方法與傳統(tǒng)的科學(xué)計量學(xué)引文分析方法結(jié)合起來，用可視化的圖譜形象地展示科學(xué)學(xué)科的結(jié)構(gòu)與發(fā)展。我們使用VOSviewer工具繪制山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外文獻(xiàn)的重點領(lǐng)域，再分別分析各領(lǐng)域內(nèi)的熱點研究主題，代表性文獻(xiàn)。VOSviewer是由萊頓大學(xué)的CWTS研究中心的Van Eck和Waltman在2010年開發(fā)的一款文獻(xiàn)分析和知識可視化軟件，是一款用于構(gòu)造與可視化文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)的工具，可以對期刊、作者、出版物進(jìn)行共被引、文獻(xiàn)耦合及共作者分析，此外，也可以進(jìn)行文本挖掘。使用從科學(xué)文獻(xiàn)主體中抽取的關(guān)鍵詞構(gòu)建共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)并可視化。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)文量分析

統(tǒng)計山東省生物技術(shù)領(lǐng)域在國內(nèi)核心期刊（CSCD）和國際核心期刊（SCI）上發(fā)表的論文量，可以作為評價山東省在生物技術(shù)領(lǐng)域的科研產(chǎn)出率和科研水平的重要指標(biāo)。如圖2-1所示，2011～2015年間，山東省共在國內(nèi)核心期刊中發(fā)表生物技術(shù)領(lǐng)域論文5411篇，而發(fā)表論文的數(shù)量逐年降低，呈現(xiàn)線性下降趨勢。其中，2011年發(fā)表論文1312篇，至2015年下降到881篇，相比2011年下降了32.85%。然而，在國際核心期刊論文的發(fā)表量共計13638篇，論文數(shù)量逐年攀升，2015年論文發(fā)表數(shù)量為3721篇，是2011年發(fā)文量的1.9倍，年增長量達(dá)到18%。

根據(jù)圖2-1的趨勢，國內(nèi)發(fā)文量呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，為了分析這種現(xiàn)象是山東省在該領(lǐng)域的研究有所減少，還是全國普遍性現(xiàn)狀，對全國在國內(nèi)和國際核心期刊上發(fā)表的生物技術(shù)領(lǐng)域的論文數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，同時計算山東省在全國的占比。如圖2-2所示，2011～2015年間，國內(nèi)期刊上生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)表論文量呈下降趨勢，山東占全國的比例總體也在下降。其中，山東省發(fā)表的論文量占比從2011年的8.22%上升到2012年的8.49%之后，開始逐漸下降，至2014年占比已下降至7.67%，相比2012年的最高值，下降了9.66%。國際期刊的表現(xiàn)與國內(nèi)期刊相反，全國發(fā)文量呈現(xiàn)上升趨勢，而山東省占全國的比例也在不斷增加從2011年的7.53%上升至2015年的8.46%，說明山東地區(qū)生物技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，而且在全國生物技術(shù)領(lǐng)域中處于較為重要的位置。

2.2 主要產(chǎn)出機構(gòu)分析

為了識別在山東省國內(nèi)及國際生物技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)的發(fā)文機構(gòu)主要有哪些，我們統(tǒng)計了各研究機構(gòu)的發(fā)文量，及其占所有論文的比例。表2-1是山東省國內(nèi)和國際生物技術(shù)領(lǐng)域論文發(fā)文機構(gòu)按發(fā)文量排序的前10名。

其中國內(nèi)第10名中包含三個機構(gòu)，其論文發(fā)表量均為48篇。從國內(nèi)高產(chǎn)機構(gòu)看，中國科學(xué)院海洋研究所是從事海洋科學(xué)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究、高新技術(shù)研發(fā)的綜合性海洋科研機構(gòu)，是國際海洋科學(xué)領(lǐng)域具有重要影響的研究所，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所是農(nóng)業(yè)部所屬綜合性海洋水產(chǎn)機構(gòu)，在漁業(yè)資源調(diào)查、捕撈技術(shù)、海水增養(yǎng)殖、水產(chǎn)品加工及質(zhì)量檢測等領(lǐng)域先后承擔(dān)并完成了1000余項國家和省部級的研究課題，中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院是我國最早從事海洋生物學(xué)教學(xué)與科研的單位之一，是海洋大學(xué)歷史最悠久、特色最突出的學(xué)科之一，在國家信息中心發(fā)布的全國不同學(xué)科排名中，海洋生物學(xué)科實力不斷提高。從國際高產(chǎn)機構(gòu)看，其中發(fā)表論文較多的機構(gòu)是山東大學(xué)，中科院以及中國海洋大學(xué)。山東大學(xué)發(fā)表論文數(shù)量3686篇，約占山東省生物技術(shù)領(lǐng)域全部發(fā)文量的27%，山東大學(xué)生命科學(xué)有著悠久的歷史和輝煌的成就，1996年3月，在原有單位的基礎(chǔ)上組建生命科學(xué)學(xué)院，并以強勁的勢頭持續(xù)發(fā)展，植物學(xué)與動物學(xué)、生物與生物化學(xué)學(xué)科排名進(jìn)入美國基本科學(xué)指標(biāo)ESI前1%，學(xué)院科技論文SCI收錄在中國生物技術(shù)領(lǐng)域排名第六，擁有微生物技術(shù)國家重點實驗室等眾多國家級省部級重點實驗室。

2.3 研究學(xué)科分析

山東省生物技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)在學(xué)科分布方面有著不同的表現(xiàn)，部分學(xué)科的發(fā)文量高，意味著該學(xué)科的學(xué)術(shù)成果多，研究力量強，學(xué)科地位高，相對于其他學(xué)科比較強勢，我們稱這部分為強勢學(xué)科。表2-2和表2-3分別是山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)和國際文獻(xiàn)發(fā)文量最高的10個學(xué)科分布，也就是國內(nèi)和國際強勢學(xué)科的前10名。山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)強勢學(xué)科的前三名分別是植物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)神經(jīng)學(xué)和基因遺傳，其論文發(fā)表總量均超過600篇。值得注意的是，在生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)文獻(xiàn)呈現(xiàn)下降趨勢的背景下，山東省“生命科學(xué)生物醫(yī)學(xué)其他話題”學(xué)科發(fā)文量仍有明顯增長，其主要研究內(nèi)容包括植物生理與生態(tài)學(xué)。而山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國際強勢學(xué)科的前三名分別是生物化學(xué)與分子生物學(xué)、生物科技與應(yīng)用微生物學(xué)、海洋與淡水生物學(xué)。從論文年發(fā)表量的變化情況來看，前10名強勢學(xué)科的發(fā)文量均呈現(xiàn)增長趨勢，在生物化學(xué)與分子生物學(xué)方向，科技論文產(chǎn)出量從2011年的528篇增長到2015年的1058篇，增長了近一倍；在生物科技與應(yīng)用微生物學(xué)方向，科技論文產(chǎn)出量從2011年的335篇增長到2015年的539篇，增長了1.6倍；在海洋與淡水生物學(xué)方向，科技論文產(chǎn)出量從2011年的303篇增加到2015年的419篇。

2.4 研究領(lǐng)域分析

為了更加深入的了解山東省生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，我們利用VOSviewer軟件進(jìn)行信息可視化，識別出山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外研究的重點領(lǐng)域。具體步驟是先使用Bibexcel抽取“學(xué)科”字段，統(tǒng)計各研究方向的頻次，同時生成研究方向共現(xiàn)對，生成pajek格式的網(wǎng)絡(luò)圖，然后將該網(wǎng)絡(luò)圖放入VOSviewer進(jìn)行可視化分析，同時進(jìn)行聚類，如圖2-3和圖2-4所示，將山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)及國際文獻(xiàn)根據(jù)聚類結(jié)果劃分為四大重點領(lǐng)域：生物遺傳、生物農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)，以及生物工程。雖然國內(nèi)和國際文獻(xiàn)的研究方向從整體上來看都可以分成四個領(lǐng)域，但是每個領(lǐng)域下所包含的研究方向還是存在差異的。四個領(lǐng)域下國內(nèi)和國際文獻(xiàn)聚類結(jié)果中的研究方向有部分重合，而國際文獻(xiàn)的研究方向數(shù)量均多于國內(nèi)文獻(xiàn)。在生物遺傳領(lǐng)域國內(nèi)外研究方向中遺傳學(xué)、魚業(yè)、海洋學(xué)等六個研究方向是相同的，國內(nèi)研究方向共計11個，而國際該領(lǐng)域下研究方向為15個；生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域國內(nèi)外相同的研究方向有7個，國內(nèi)研究方向為11個，而國際研究方向為24個；在生物工程領(lǐng)域，國內(nèi)研究方向為16個，國際研究方向數(shù)量為18個，其中有11個與國內(nèi)一樣；國內(nèi)生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)、植物科學(xué)、昆蟲學(xué)和林學(xué)四個研究方向，國際文獻(xiàn)研究方向中除了與國內(nèi)相同的農(nóng)業(yè)以外，還包括能量與燃料、營養(yǎng)學(xué)、食品科技、商業(yè)與經(jīng)濟(jì)。

3 結(jié)論

通過以上對山東省國內(nèi)外文獻(xiàn)的相關(guān)統(tǒng)計分析和對繪制的知識圖譜的分析，具體從研究領(lǐng)域的總體發(fā)展態(tài)勢、出版機構(gòu)、學(xué)科分布、研究領(lǐng)域幾個方面，揭示了目前山東省生物技術(shù)領(lǐng)域科學(xué)研究的發(fā)展概況，得出了以下的相關(guān)結(jié)論。

（1）從山東省生物技術(shù)的發(fā)文量的時間發(fā)展態(tài)勢來看，山東省在國內(nèi)核心期刊的發(fā)文量絕對數(shù)量值呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，而在國際上山東省生物技術(shù)領(lǐng)域國際核心期刊論文的發(fā)表量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。通過對全國在生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)表論文量的比較研究發(fā)現(xiàn)，全國生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)表論文也呈下降趨勢，而相較于全國的下降趨勢山東省生物技術(shù)領(lǐng)域地區(qū)發(fā)表的論文量占全國生物技術(shù)領(lǐng)域的比例在不斷增加。

（2）從山東省生物技術(shù)的產(chǎn)出機構(gòu)分布來看，山東省在國內(nèi)核心期刊發(fā)表生物論文數(shù)量較多的機構(gòu)分別是：中國科學(xué)院海洋研究所、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所、中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院。在國際核心期刊發(fā)文機構(gòu)中，發(fā)表論文較多的機構(gòu)是山東大學(xué)，中科院以及中國海洋大學(xué)。這與山東省作為我國的海洋大省，在海洋產(chǎn)業(yè)、海洋區(qū)位優(yōu)勢和科技優(yōu)勢突出，海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速相吻合。

（3）從山東省生物技術(shù)研究文獻(xiàn)的學(xué)科分布來看，植物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)神經(jīng)學(xué)和基因遺傳等領(lǐng)域是山東省生物論文產(chǎn)出的重要學(xué)科。由于生物學(xué)領(lǐng)域的國內(nèi)發(fā)文量整體呈現(xiàn)下降趨勢，學(xué)科角度的發(fā)文量均有下降趨勢，但是“生命科學(xué)生物醫(yī)學(xué)其他話題”領(lǐng)域有明顯增長，“腫瘤學(xué)”領(lǐng)域也有少量增長。

（4）基于國內(nèi)外論文數(shù)據(jù)，山東省生物技術(shù)領(lǐng)域均可劃分為四個研究領(lǐng)域：生物遺傳、生物農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)，以及生物工程。各領(lǐng)域下國際文獻(xiàn)對應(yīng)的研究方向多于國內(nèi)研究文獻(xiàn)，兩者也有部分重合。

通過對山東省生物技術(shù)領(lǐng)域的總體分析，我們可以從以下幾方面推動山東省生物技術(shù)體系建設(shè)：（1）做為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值多年全國第一的省份，山東省在轉(zhuǎn)基因、克隆以及海洋生物領(lǐng)域等研究上取得了一系列實質(zhì)性進(jìn)展，應(yīng)進(jìn)一步加強生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用；（2）山東省在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病、精神疾病、腫瘤病病理與治療以及免疫學(xué)方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，應(yīng)將技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，加強生物技術(shù)藥物技術(shù)轉(zhuǎn)化組建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟。（3）山東省是我國海洋生物技術(shù)研發(fā)大省，具有在海洋生物遺傳研究以及飼養(yǎng)、海洋污染、海洋生物多樣性等方面的優(yōu)勢。應(yīng)該進(jìn)一步加強海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、在海洋生物養(yǎng)殖上提高技術(shù)含量、提高海洋生物制藥技術(shù)的發(fā)展，為新藥開發(fā)和保健產(chǎn)品制造提供有效的生物技術(shù)保障。

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（編輯：張萌）

Abstract： Through the analysis of literature， major output institutions， strong subjects， and research field， this paper conducts a macro-level analysis of the research status of Shandong Province from 2011 to 2015 both nationally and internationally in biotechnology field.The national and international literature data are derived from the CSCD database and the SCI database， respectively. Among them， the analysis of literature， major output institutions and strong subjects are analyzed using the number of articles published in each year， institutions and subjects as statistical indicators. In the research field analysis， VOSviewer software is employed to visualize the research directions. This method can visually show the division of research fields in the field of biotechnology in Shandong Province. This article separately analyzes the domestic and international literatures in the field of biotechnology in Shandong Province， and makes a comparative analysis of the domestic and international situations， which is of great significance for deepening the overall understanding of the biotechnology field in Shandong Province.

Keywords：Shandong province；biotechnology；bibliometrics；mapping science；VOSviewer