極端微生物研究文獻(xiàn)計(jì)量分析

李曉峰 唐苗苗 馮金華

摘?要：以Web of Science 論文數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，采用專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分析工具VOSviewer軟件對(duì)2008-2017年極端微生物論文進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和定量分析?？偨Y(jié)了此領(lǐng)域論文發(fā)表量的總體趨勢(shì)，包括發(fā)表國(guó)家、發(fā)表機(jī)構(gòu)、發(fā)表期刊、發(fā)表作者、研究方向等方面的發(fā)表數(shù)量的排比以及被引頻次。結(jié)果表明，中國(guó)近幾年相關(guān)論文的發(fā)表數(shù)量有所提高，但論文的總引用頻次和均篇被引頻次和發(fā)達(dá)國(guó)家還是有很大的差距，說(shuō)明我國(guó)極端微生物方面與世界領(lǐng)先水平還有一定差距。

關(guān)鍵詞：極端微生物;文獻(xiàn)計(jì)量;態(tài)勢(shì)分析

極端微生物是指在一般生物無(wú)法生存的極端環(huán)境之中，能夠正常生活的微生物的統(tǒng)稱(chēng)，根據(jù)生存環(huán)境的非生物特性，可將微生物分為嗜熱、嗜冷、嗜酸、嗜堿、嗜鹽和嗜壓六大類(lèi)[1]。極端微生物由于具有獨(dú)特的基因類(lèi)型、特殊的生理機(jī)制及代謝產(chǎn)物，對(duì)生命起源和演化的研究具有重要的啟示[2-3]，在工農(nóng)業(yè)及藥物領(lǐng)域中也具有廣闊的應(yīng)用前景[4-5]。極端微生物的特性可能使原來(lái)不可能的生物技術(shù)成為可能，為高效率、低成本生物技術(shù)奠定基礎(chǔ)，這有可能改變整個(gè)生物技術(shù)的面貌[6]。極端微生物的研究已經(jīng)成為國(guó)際上的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域，日本、美國(guó)、歐洲等國(guó)家都已經(jīng)啟動(dòng)了極端微生物的研究計(jì)劃，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所也成立了極端微生物研究組。主要的研究工作包括：新物種的發(fā)現(xiàn)[7-8]、新產(chǎn)物的研究與生產(chǎn)[9]、極端酶的結(jié)構(gòu)與功能及其基因的克隆與表達(dá)[10-11]、適應(yīng)機(jī)理的分子基礎(chǔ)及遺傳原理[12-13]、基因組分析等[14]。目前取得的研究成果也被廣泛應(yīng)用于食品、化工、工業(yè)等領(lǐng)域[15-17]。但到目前為止，對(duì)極端微生物文獻(xiàn)計(jì)量的統(tǒng)計(jì)研究相當(dāng)少。因此，本研究選取Web of Science平臺(tái)的Web of Science核心期刊為數(shù)據(jù)源從國(guó)際視野把握國(guó)際動(dòng)態(tài)，通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量方法對(duì)極端微生物研究進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和內(nèi)容挖掘，剖析研究該領(lǐng)域的主要問(wèn)題，探尋該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和態(tài)勢(shì)，以期為我國(guó)極端微生物的研究方向提供科學(xué)參考。

1?數(shù)據(jù)獲取與方法

本文主要論述的是微生物方面的極端微生物的研究，本文是基于Web of Science平臺(tái)的Web of Science核心期刊為數(shù)據(jù)源。

對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行人工查閱最終選擇2008-2017年論文1 103篇（選擇日期2008.01.01-2017.12.12）。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)表國(guó)家、機(jī)構(gòu)、期刊、作者、研究方向等數(shù)量的數(shù)據(jù)，再將統(tǒng)計(jì)得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為趨勢(shì)圖，根據(jù)趨勢(shì)圖對(duì)相關(guān)論文總體趨勢(shì)、發(fā)表國(guó)家、發(fā)表機(jī)構(gòu)、發(fā)表期刊、發(fā)表作者、研究方向、發(fā)表數(shù)量的排比以及被引頻次進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而得到極端微生物這一領(lǐng)域在國(guó)際的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2?極端微生物研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)

2.1?文獻(xiàn)的總體趨勢(shì)

一個(gè)研究方向的進(jìn)展情況可以從論文的發(fā)表數(shù)量以及增長(zhǎng)趨勢(shì)表現(xiàn)出其重要性。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，1986-2018年極端微生物相關(guān)出版物總量1 596篇，被引頻次總計(jì)49 385。由近十年的論文發(fā)表數(shù)量趨勢(shì)圖（圖1）來(lái)看，出版物總量1 103篇，被引頻次總計(jì)18 189，近十年發(fā)表論文數(shù)量約為總數(shù)量的69.11%。近十年大致呈上升趨勢(shì)，表明近年來(lái)研究極端微生物的人數(shù)在不斷增多，極端微生物正在成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)。

圖1?國(guó)際發(fā)表論文總量和論文增長(zhǎng)率

2.2?發(fā)表國(guó)家

極端微生物相關(guān)論文發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，共有81個(gè)國(guó)家發(fā)表過(guò)相關(guān)論文，發(fā)表數(shù)量排在前十（如表1所示）的依次是美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)、西班牙、印度、法國(guó)、意大利、英國(guó)、巴西、智利，論文發(fā)表數(shù)量上百的僅有三個(gè)國(guó)家，美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)，但最強(qiáng)的還是美國(guó)，其發(fā)表數(shù)量比德國(guó)和中國(guó)發(fā)表數(shù)量之和還要多。但是近三年論文發(fā)表量占比排名依次是美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)、印度、西班牙、意大利、英國(guó)、法國(guó)、巴西、智利，說(shuō)明中國(guó)在這方面的研究正在呈上升趨勢(shì)。由圖2可知，美國(guó)相關(guān)論文發(fā)表數(shù)量、被引頻次和均篇被引頻次都相對(duì)較高，德國(guó)、西班牙、法國(guó)、英國(guó)、智利等國(guó)雖然發(fā)表論文數(shù)量比較低，但其論文均篇被引的次數(shù)還是比較高的。論文均篇被引頻次前三是美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)，其發(fā)表論文質(zhì)量是比較好的。雖然中國(guó)發(fā)表論文的數(shù)量位居第三，但其論文總被引頻次數(shù)位居第五，均篇被引頻次數(shù)卻位居第九的位置，說(shuō)明中國(guó)與此領(lǐng)域相關(guān)的論文在數(shù)量提高的同時(shí)，論文水平還需進(jìn)一步提高。

2.3?發(fā)表機(jī)構(gòu)

Web of Science核心期刊近十年記錄，發(fā)表過(guò)相關(guān)論文的機(jī)構(gòu)有446家，發(fā)表數(shù)量排在前十（如表2所示）的是CSIC（最高科研理事會(huì)）、中國(guó)科學(xué)院、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院、美國(guó)國(guó)家航空航天局、圣保羅大學(xué)、圖西亞大學(xué)、意大利國(guó)立研究委員會(huì)（CNR， Consiglio Nazionale delle Ricerche）、加州大學(xué)伯克利分校、佐治亞大學(xué)、INRA（法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院）。前十的發(fā)表機(jī)構(gòu)發(fā)表論文總和占總論文數(shù)量的16.32%，其他的436家機(jī)構(gòu)僅僅占83.68%，從近三年的發(fā)文量可以看出中國(guó)科學(xué)院的文章發(fā)表量占比達(dá)到第一名，說(shuō)明在中國(guó)，極端微生物引起了越來(lái)越多的關(guān)注和相關(guān)探索，也出現(xiàn)了越來(lái)越多的研究成果。

2.4?發(fā)表期刊

有記錄的發(fā)表期刊有167家，排前十的期刊（如表3所示）為《極端微生物》《公共科學(xué)圖書(shū)館·綜合》《微生物學(xué)前沿》《應(yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)》《天體生物學(xué)》《微生物生態(tài)學(xué)》《應(yīng)用微生物學(xué)和生物技術(shù)》《環(huán)境微生物學(xué)》《ISME雜志》（ISME JOURNAL）和《極地生物學(xué)》。僅從論文發(fā)表數(shù)量來(lái)看各期刊發(fā)表數(shù)量還是比較多的，而且結(jié)合近三年發(fā)表數(shù)量來(lái)看，排前三的是《微生物學(xué)前沿》《極端微生物》和《極地生物學(xué)》，說(shuō)明有的期刊是最近幾年開(kāi)始發(fā)表相關(guān)的論文，也表明該方向的國(guó)際地位有所提升。但是如果結(jié)合期刊的總引頻次和均篇引頻次數(shù)（圖3）來(lái)看，雖然有的期刊發(fā)表的論文數(shù)量比較多，但其論文總被引頻次數(shù)比較少，均篇被引頻次數(shù)也比較少，如《微生物學(xué)前沿》發(fā)表數(shù)量能排到第三位，但其總被引頻次僅排第九，均篇被引頻次僅排第十，說(shuō)明雖然在近三年發(fā)表的論文數(shù)量較多，但其論文質(zhì)量還需提高。期刊如《ISME雜志》，雖然其發(fā)表數(shù)量?jī)H僅排在第九位，但其總被引頻次和均篇被引頻次能排到第一，說(shuō)明這本雜志質(zhì)量較高，論文值得參考。

2.5?發(fā)表作者

在Web of Science核心期刊相關(guān)論文1 103篇，所涉及到的作者數(shù)量很大，現(xiàn)在根據(jù)發(fā)表數(shù)量排名前十名的作者（如表4所示）依次是AMILS R、COCKELL CS、KELLY RM、SELBMANN L、ASCASO C、MCKAY CP、ONOFRI S、WIERZCHOS J、ISOLA D、ADAMS MWW，前十名作者發(fā)文量之和占9.8%，接近十分之一，還是比較高的。從近三年的發(fā)文量可以看出ADAMS MWW和ONOFRI S發(fā)文量占比明顯有所提高，當(dāng)然也有作者發(fā)文量降低，如AMILS R和MCKAY CP。再結(jié)合作者被引總數(shù)和均篇被引頻次可以看出，參考價(jià)值比較高的作者是ASCASO C、KELLY RM、ADAMS MWW、WIERZCHOS J，這幾位作者的被引總數(shù)與均篇被引頻次都是比較高的，更加值得一提的是ADAMS MWW這位作者發(fā)文量?jī)H僅排到第十位，但是其論文的均篇被引卻排到第一位，而且總被引頻次排到了第二位（見(jiàn)表4、圖4）。

2.6?研究方向

從研究方向的角度出發(fā)，在1 103篇論文中總涉及到74個(gè)方向，排前十的研究方向（如表5所示）為微生物學(xué)、生物技術(shù)應(yīng)用微生物學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)分子生物學(xué)、科學(xué)技術(shù)其他主題、地質(zhì)、化學(xué)、農(nóng)業(yè)、生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)其他主題、工程。從總體設(shè)計(jì)方向來(lái)講，極端微生物所涉及到的領(lǐng)域比較廣闊，但是從發(fā)表量來(lái)看，還是比較集中分布在生物、環(huán)境領(lǐng)域。

2.7?關(guān)鍵字

基于2008-2017極端微生物論文關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將出現(xiàn)頻次最高的前50個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析，得到圖5。圖5中節(jié)點(diǎn)與字體的大小取決于該節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，權(quán)重越大，字體與節(jié)點(diǎn)越大，節(jié)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)用節(jié)點(diǎn)間的連線表示，關(guān)系的強(qiáng)弱用連線粗細(xì)代表。從圖中可以看出，2008-2017年間，極端微生物研究關(guān)鍵詞體現(xiàn)出如下特點(diǎn)：

（1）在關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次中應(yīng)用最高的關(guān)鍵詞microorganisms、diversity、bacteria、escherichia-coli為主，出現(xiàn)次數(shù)依次是243、135、129、121，在論文中占領(lǐng)主導(dǎo)地位。

（2）除了有微生物、生命類(lèi)等的關(guān)鍵詞外，環(huán)境、土地、水、鑒定等關(guān)鍵詞出現(xiàn)比率也占有一定的比例，說(shuō)明極端微生物的研究領(lǐng)域不斷地?cái)U(kuò)大。

3?總結(jié)

通過(guò)對(duì)2008-2017年間極端微生物研究論文和被引用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并制作對(duì)比圖進(jìn)行分析，描述國(guó)際上極端微生物發(fā)展態(tài)勢(shì)及近幾年研究狀況，分析表明：

從國(guó)際總體角度出發(fā)，極端微生物近幾年發(fā)表論文數(shù)量呈穩(wěn)定增加趨勢(shì)，學(xué)術(shù)影響力逐漸增高，隨著極端微生物研究領(lǐng)域的擴(kuò)展以及研究的不斷深入，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)極端微生物方面的論文發(fā)表數(shù)量將進(jìn)一步提升。

從研究實(shí)力的角度出發(fā)，在極端微生物研究領(lǐng)域中，美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)仍然是最大的論文產(chǎn)出國(guó)，西班牙、印度、法國(guó)、意大利等國(guó)家發(fā)展速度較快。在學(xué)術(shù)影響力上，科技發(fā)達(dá)國(guó)家仍占一定的優(yōu)勢(shì)，我國(guó)近幾年來(lái)極端微生物論文發(fā)表數(shù)量有明顯提高，整體研究實(shí)力提升。中國(guó)科學(xué)院已經(jīng)步入該領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先水平的行列中，尤其近幾年論文發(fā)表數(shù)量明顯增多。但在極端微生物的研究領(lǐng)域中，我國(guó)還需進(jìn)一步提高論文質(zhì)量，從而提高其學(xué)術(shù)影響力，建議將前沿的研究技術(shù)手段引入研究過(guò)程，增強(qiáng)國(guó)際交流合作，注重研究成果的應(yīng)用、推廣和宣傳等。

從發(fā)表的期刊角度出發(fā)，極端微生物發(fā)表期刊還是以生物類(lèi)、生態(tài)類(lèi)期刊為主，發(fā)表數(shù)量上來(lái)講以《極端微生物》《公共科學(xué)圖書(shū)館·綜合》《微生物學(xué)前沿》等期刊為主，但以ISME雜志引用率和均篇引用率為高。

從發(fā)展的領(lǐng)域來(lái)看，微生物研究方向以微生物學(xué)、生物技術(shù)應(yīng)用微生物學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)等為主，但極端微生物的研究方向不斷擴(kuò)展，已經(jīng)涉足到了地質(zhì)、化學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，可見(jiàn)極端微生物在科學(xué)研究領(lǐng)域的地位不斷提升，發(fā)展很有前景。

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Abstract： With Web of Science paper database as the data source， VOSviewer software， a professional data analysis tool， was used to conduct data mining and quantitative analysis of papers on extremophiles from 2008 to 2017. We summarized the general trend of the number of papers published in this field，the comparison of the number of publications and the frequency of citations in aspects of countries of publications， institutions of publications， journals of publications， and authors of the publications. The results showed that the number of papers about extremophiles published in China had increased in recent years， however， China still lagged behind developed countries in the total citation frequency and the average citation frequency of the papers， indicating that China still lagged behind the leading countries in the study of extremophiles.

Key words：extremophiles; bibliometrics; situational analysis