影響國際科研合作效果的重要因素初探
——文獻計量學視角

蔡小靜，呂曉贊，周 萍

(1.浙江大學公共管理學院；2.浙江大學城市學院法學院，浙江杭州 310058)

1 研究背景

科技全球化背景下，國際合作與交流日益頻繁。以期刊論文為例，全球各國、各學科國際合作論文（作者來自不同國家）的份額均有不同程度的提高［1-2］。與非國際合作論文相比，國際合作論文的引用優(yōu)勢明顯［3-6］，在同行中更受認可。具體來說，國際合作論文的引用效益因合作規(guī)模、合作對象和研究者個人能力而異：參與國家越多，論文引用影響越高［7-8］；合作對象不同，國家受益于國際合作的程度也不同［9-10］，與論文高影響力國家合作的獲益更高［9,11］；研究者個人能力也與國際合作的引用影響呈正相關關系［12-13］。此外，國際合作論文的引用影響還與主導性有關，除美國外，各國主導的國際合作論文（本國作者作為通信作者）的被引低于非本國主導的國際合作論文［14-15］。這一現(xiàn)象在中國尤為明顯，中國主導的國際合作論文的引用影響往往低于非本國主導的國際合作論文［16-17］。

據(jù)統(tǒng)計，中國已成為全球論文的最大貢獻者［18］。但中國論文的平均引用影響仍然較低，遠低于美國、英國和法國等科研強國［19］。為提升研究實力，中國政府持續(xù)增加研發(fā)投入，積極引進高端人才，以各種方式支持開展國際科研合作，使國際合作論文數(shù)量和份額得到迅速提升［19-22］。截至2016 年，中國SCI 論文中國際合作論文已達26%［23］。中國作者越來越頻繁地以第一作者或通信作者身份發(fā)表論文［23-27］，中國國際合作論文的引用影響逐漸提升，為提高中國論文總體的國際影響力作出了貢獻。

鑒于國際合作在提升國家科研實力方面的重要作用，國際合作研究受到眾多學者的關注，研究內容涉及國際合作模式、國際合作引用優(yōu)勢、國際合作的影響因素、國際合作網(wǎng)絡等［28］。其中，國際合作模式研究主要以不同合作指標測度和考察國際合作程度，如國際合作論文的數(shù)量、份額和合作強度等，分析層次包括全球各國的國際合作、主要國家之間的合作，以及某一國家與其他國家的合作情況［28］。此類研究多以簡單地描述統(tǒng)計分析論文的國際合作模式發(fā)展概況或趨勢，對不同國際合作特征的分析缺乏深度；部分研究關注論文的國際合作特征與引用影響的關系，但合作特征的考察維度較少，且仍以描述統(tǒng)計方法為主，較少采用相關、回歸等推斷統(tǒng)計方法系統(tǒng)分析二者的關系［9-11］。

作為全球最大的論文產(chǎn)出國，中國和美國的國際合作論文在全球國際合作論文中占比也最高，但在科研管理制度上兩國存在巨大差異，這種論文生產(chǎn)能力的共性和科研管理的差異性使得中美成為國際科研合作比較研究的最佳對象。鑒于不同學科領域的國際合作趨勢差異較大，本研究將以化學這一基礎學科為例展開分析，重點研究中美國際合作的程度和特征，并結合統(tǒng)計回歸分析法驗證影響國際合作效果的因素，以期為中國科研管理者了解美國和中國在化學領域的發(fā)展態(tài)勢提供參考，同時為制定符合本國利益和需求的化學科學發(fā)展政策、合理配置科技資源提供依據(jù)［29］。

2 數(shù)據(jù)和方法

基于科睿唯安（Clarivate）旗下的科學引文數(shù)據(jù)庫（Science Citation Index，SCI），本研究選取中國（Peoples R China）和美國（USA）在2009—2017年發(fā)表的化學領域國際合作論文（以下簡稱“化學論文”）。在有關數(shù)據(jù)處理中，英格蘭（England）、威爾士（Wales）、蘇格蘭（Scotland）、北愛爾蘭（North Ireland）的數(shù)據(jù)合并為英國（UK）的數(shù)據(jù)；中國的數(shù)據(jù)未含臺灣省的數(shù)據(jù)?；瘜W領域的定義基于Web of Science（WoS）的“Chemistry”學科類別（subject category）。文獻類型限定為“Article”和“Review”。通過檢索，本研究最終獲取中國化學論文95 473 篇，美國化學論文70 849 篇。為了消除發(fā)表年份導致的引用影響差異，本研究采用3 年引用窗口計算論文被引頻次，即論文自發(fā)表年t年起至t+2 年的被引頻次總和。為確保足夠的引用窗口，本研究獲取了2009—2015 年論文的3 年被引頻次。文獻和引用數(shù)據(jù)獲取日期為2017 年11 月6 日與2018 年4 月16 日。

國際合作論文中，作者的貢獻差異較大，第一作者被認為是研究的直接實施者和論文撰寫者［24］，而通信作者則是主要的研究設計和組織者［25］，這兩類作者對論文的貢獻至關重要，具有主導性作用，因此，本研究將化學論文中第一或通信作者的隸屬國家視為主導國。一個國家在國際科研合作中的主導性地位則通過其主導論文的比例來反映。其中，論文的第一作者或通信作者的國家（country of first author,FAC；country of reprint author,RPC）信息可依據(jù)作者的地址信息判定。FAC 判定流程如下：第一作者有明確標注地址時（不論是否多個地址），僅第一個地址對應的國家為FAC；如第一作者無明確標注的地址，則地址中第一個地址對應的國家為FAC。RPC 判定中，每個通信作者第一個地址對應國家為RPC；如果存在多個通信作者，則該篇論文存在一個或多個RPC。例如，某篇論文有2 個通信作者，一個標注中國和美國的地址，另一個標注英國地址，則中國和英國為該論文的RPC。

本研究將從化學論文的合作程度、合作特征及其與引用影響的關系來比較中美國際科研合作的特征，圖1 為分析框架和研究路線。為測度合作程度，我們采用3 個指標，分別是國際合作論文的絕對數(shù)量、占本國所有論文的相對份額（國際合作率），以及占全球國際合作論文的占比（全球占比）；國際合作特征也用了3 個指標，包括主要國際合作伙伴、雙邊合作份額和主導性。國際合作特征與論文引用影響的關系則用回歸分析進一步探索。因變量為國際合作論文的3 年被引頻次，自變量包括多邊合作（是=1、否=0）、國家數(shù)量、FAC（是=1、否=0）、RPC（是=1、否=0）、與主要伙伴合作（是=1、否=0）。模型控制了發(fā)表時長、文獻類型（Article=0、Review=1）、參考文獻數(shù)及子領域。由于因變量是呈偏態(tài)分布的計數(shù)數(shù)據(jù)，適合對數(shù)正態(tài)回歸（lognormal regression）或負二項回歸（negative binominal regression）模型［30］。經(jīng)檢驗確認，本研究選擇對數(shù)正態(tài)回歸模型，即將因變量加1 后取自然對數(shù)后，采用最小二乘法（OLS）穩(wěn)健回歸分析方法。為避免歧義，文中的“中美合作”指中國和美國共同參與的國際合作，“中美國際合作”指中國和美國各自的國際合作。

圖1 本研究的分析框架和路線

3 結果與分析

本部分用多項指標分析中國和美國在化學領域科研的國際合作程度和國際合作特征，再進一步通過回歸分析考察兩國不同的國際合作特征與論文引用影響的關系。

3.1 合作程度

在2009—2017 年間，美國和中國的化學論文數(shù)量均呈指數(shù)性增長（R2>0.99），中國化學論文數(shù)量較少但增速更快，與美國化學論文的差距逐年縮?。ㄒ妶D2a）。美國化學論文份額較高且增長迅速（每年增長約2.5%），到2017 年，每2 篇美國化學論文中就有1 篇與其他國家合作；中國化學論文份額不足美國的一半，且增長緩慢，8 年間僅增長7%（見圖2b）。在化學領域的全球國際合作論文中，美國論文份額最高，貢獻了全球約30%的國際合作論文；中國論文份額起點遠低于美國（15%），但以每年約2%增速迅速縮小與美國的差距，2009 年全球論文份額比美國低14 個百分點，至2017 年僅低2 個百分點（見圖2c）。

圖2 中美化學論文國際合作程度

3.2 合作特征

兩國化學論文合作對象高度集中，與之合作最多的前15 個國家（TOP15）分別占中美化學論文總數(shù)的90%和84%左右。作為全球論文產(chǎn)出的最大國家，中美互為對方穩(wěn)定的第一大合作伙伴：中美合作在中國化學論文中的份額最高，且以平均每年1%的速度增長，從2009 年的35.7%增長到2017 年的42.8%；中美合作在美國化學論文中的份額增長更明顯，從2009年的18.9%增至2017年的39.8%（見表1）。

表1 中美化學論文的TOP15 國際合作伙伴及份額

其中，除美國外，中國與日本、澳大利亞、英國、德國等合作頻繁，但合作關系因國別而異：與澳大利亞、英國、沙特阿拉伯的合作加強，而與日本、德國、新加坡、韓國、法國等的合作份額明顯下降。除中國以外，美國的主要合作伙伴還有德國、韓國、英國和法國等，2009—2017 年間美國與印度、澳大利亞及瑞士的合作份額略有提高，與其他國家，如德國、韓國、英國、法國、日本、加拿大、意大利等的合作減少。

在與主要伙伴的合作中，無論是中國還是美國，其雙邊合作份額均有不同程度的下滑，表明兩國的合作規(guī)模均有擴大。其中，中美雙邊合作份額最高且下降幅度最小，至2017 年合作份額仍超過80%；兩國與德國、英國、法國等歐洲國家的雙邊合作份額較低，且下降較快，合作規(guī)模（即平均國家數(shù)量）相對較高；與澳大利亞、日本、韓國的雙邊合作份額介于中美合作和中/美與歐洲國家的合作之間（見圖3）。

圖3 中美化學論文的雙邊合作份額

化學論文中，中國作為FAC 或RPC 的比例（即國際主導率）超過50%，且呈增長趨勢，其中與澳大利亞、美國、英國的合作中作為FAC 和RPC 的比例分別達約65%和60%（見圖4）；美國在國際合作中的主導性較低，作為FAC 和RPC 的比例均集中于25%～40%，且呈下降趨勢（見圖5）。由此可見，中美兩國對國際科研合作的態(tài)度存在明顯差異：中國積極參與國際合作，并在多數(shù)情況下起主導作用；而美國對于國際合作的態(tài)度更顯被動。隨著美國政府逆全球化政策的實施，美國在國際科研合作中的地位（無論是主導還是參與）會繼續(xù)下降。

圖4 中國作為FAC 或RPC 的化學論文比重分布

圖5 美國作為FAC 或RPC 的化學論文比重分布

3.3 引用影響

總體而言，中國化學論文總體的引用影響（3年被引頻次）略低于美國，但提升更快，與美國的差距逐年縮小，于2012 年開始超過美國（見圖6）。盡管中國化學論文的國際合作率較低（見圖2），但國際合作對中國化學論文總體的引用影響的貢獻卻很大，論文的引用影響明顯高于非國際合作論文；相反，美國化學論文的國際合作率較高（見圖2），但國際合作對美國化學論文總體的引用影響的貢獻不如中國的化學論文顯著。

圖6 中美化學論文的平均引用影響

我們進一步采用最小二乘穩(wěn)健回歸分析法考察化學論文的合作規(guī)模、國際主導性及合作伙伴與國際合作論文引用影響的關系，從而探尋影響國際科研合作效果的相關因素。變量的描述性統(tǒng)計如表2所示，變量間的相關系數(shù)矩陣如表3 和表4 所示。

表2 變量統(tǒng)計描述

表3 Pearson 相關系數(shù)矩陣（中國論文）

表4 Pearson 相關系數(shù)矩陣（美國論文）

如表5 所示，對中國而言，化學論文引用影響與合作國家數(shù)量無關，多邊合作與雙邊合作的化學論文的引用影響無顯著差異，多邊合作的國家數(shù)與化學論文引用影響也無關；美國情況則不同，多邊合作化學論文的引用影響更高，且多邊合作中國家數(shù)與化學論文引用影響呈正相關，換言之，美國化學論文的參與國家越多，其引用影響越高。

表5 變量回歸結果

在中國的所有化學論文和雙邊合作論文中，中國作為FAC 對論文引用影響產(chǎn)生負作用，作為RPC則有助于提升論文的引用影響，而由于多數(shù)情況下中國作為FAC 的同時也是RPC（r=0.76），因此總體上中國的國際主導性與化學論文引用影響呈負相關關系；但多邊合作化學論文中這一關系并非如此。換言之，在雙邊合作中，非中國主導的化學論文具有較高引用影響；而在多邊合作中，中國的主導性與化學論文引用影響無關。美國的情況則不同，所有化學論文和雙邊或多邊合作論文中，美國作為FAC 或RPC 的論文均具有更高引用影響。這一結果進一步表明美國的科研實力強勁：化學領域中，僅美國作者參與的非國際合作論文的引用影響僅略低于國際合作論文（見圖2），且美國主導的國際合作論文比非美國主導的國際合作論文具有更高引用影響。

就化學論文的合作對象而言，中國與美國、澳大利亞、德國合作有助于提高論文的引用影響，與日本、英國合作未能顯著提升論文的引用影響。對美國而言，雖然國際合作論文的引用影響僅略高于非國際合作論文（見圖6），但其與中國、德國、英國、韓國、法國等國的合作均有助于提高論文的引用影響，表明美國受益于與其合作最多的5 個合作伙伴的合作。

此外，中美化學論文的引用影響與控制變量的關系一致：發(fā)表時長對引用影響有負作用，即隨著科研產(chǎn)出的增長，3 年被引總頻次呈增長趨勢；Review 通常比Article 獲得更高被引；論文的參考文獻數(shù)量越多，平均引用影響更高。

4 結論與討論

本研究對化學領域中美科研合作分析表明：

第一，美國的國際科研合作程度較高，2017 年的國際合作論文約占其所有論文的50%，貢獻了全球約1/3 的國際合作論文，國際合作的開展顯著提高了美國論文的數(shù)量，且提升了美國論文總體的引用影響。近年來，中國的國際合作論文數(shù)量和引用影響均快速提高，全球國際合作論文占比持續(xù)上升，是僅次于美國的第二大國際合作論文產(chǎn)出國，但相較于美國，中國論文的國際合作比例較低，且高影響科研產(chǎn)出對國際合作有較高的依賴性。

第二，中美兩國在選擇國際合作對象時有明顯的傾向性，均主要與科技發(fā)達國家合作，且中美互為對方穩(wěn)定的第一大合作伙伴。其中，美國與中國、德國、韓國、英國、法國等合作論文的引用影響比美國的其他國際合作論文的引用影響更高；換言之，開展國際合作除增加論文數(shù)量外，與這些國家的合作還有助于提高美國的國際合作論文和美國論文總體的引用影響。對中國而言，由于論文總量過大，國際合作論文占比較低，國際合作對論文數(shù)量的提升作用不明顯，但是，國際合作顯著提升了中國論文總體的引用影響。其中，中國與美國、德國、澳大利亞的合作有助于提升中國國際合作論文的影響。作為全球論文的最大生產(chǎn)國，中美合作進一步加強，且中美合作對兩國論文的引用影響均有益。中美科研合作關系的強化受到多方面因素影響，在中美合作的發(fā)展歷程中，在美華人是重要的推動因素——他們在兩國學者之間搭建起科學合作與交流的橋梁，是現(xiàn)階段中美科研合作中重要的動力因素［31-32］。此外，中國國際科研合作整體步伐加快，中國政府為促進中美科研合作投入大量研發(fā)經(jīng)費，有國外教育經(jīng)歷、能在國外工作或能與外國研究人員開展合作的研究人員數(shù)量提高，同時收錄于數(shù)據(jù)庫的中國期刊也有所增加［24］。在這些因素的共同作用下，中美科研合作論文數(shù)量和影響明顯提高。

第三，中國科研人員積極參與國際合作，在國際合作中的主導地位不斷提升，這一現(xiàn)象與中國政府對國際合作的開放和支持態(tài)度密不可分，也反映了中國學者與國外同行的交流能力不斷加強，但是，中國主導論文的引用影響比非主導論文低，表明中國在化學領域的科研實力仍有待提高。鑒于非中國主導的國際合作論文引用影響較高，中國學者參與國外優(yōu)秀學者主導的合作研究不失為一種提升科研能力的重要選項。相較而言，美國科研人員的主導性較低，且呈持續(xù)下降趨勢，但由美國主導的國際合作論文的引用影響卻更高，反映出美國堅實的學術影響力。

總而言之，中國近年來在化學領域的國際合作發(fā)展迅速，為提高中國論文產(chǎn)出數(shù)量和引用影響作出了貢獻，但論文引用影響對國際合作有一定依賴，表明中國化學領域研發(fā)能力需要繼續(xù)提升，在提高自身創(chuàng)新能力的基礎上，繼續(xù)加強國際合作不失為提升能力的一個重要途徑，尤其要加強與本領域領先國家（如美國、澳大利亞、德國等）的領先學者合作。自2018 年以來，中美關系持續(xù)降溫，對中美科研合作關系產(chǎn)生了影響，例如，為避免署名爭議和審查，在美研究者和學生謹慎處理中國和美國單位的論文署名事宜；美國緊縮的簽證政策和貿易控制也影響了兩國科研合作關系，一方面，往返中美參與國際會議、開展合作交流的學者減少，另一方面，為避免受到美國相關機構的審查，有些學者逐漸減少與美國學者的聯(lián)系轉向歐洲、日本等尋求合作［33］。國際合作的前提必須是互利的，在當前國際形勢背景下，如何調整國際科研合作戰(zhàn)略也是管理者和學者們面臨的挑戰(zhàn)。