基于主成分分析的果樹學期刊質(zhì)量綜合評價

和靜 王珂 張莉

摘要：文章利用主成分分析法，對15種果樹學期刊中最具代表性的9種數(shù)據(jù)進行綜合分析，提取出兩個主成分，分別定義為影響力指標和引用指標；且獲得了果樹學科的期刊排名，并與擴展總被引頻次、擴展影響因子排序進行比較，確認綜合排名結(jié)果。本研究可以為果樹研究工作者了解果樹學科期刊質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：果樹學期刊 主成分分析 質(zhì)量 綜合評價

果樹學科隸屬自然科學，是農(nóng)業(yè)科學的重要組成部分。我國果樹學科的研究進展位居世界前列。由于果樹學期刊數(shù)量較多，亟需對期刊質(zhì)量進行綜合評價。近年來，主成分分析在期刊評價中得到了一定應(yīng)用。主成分分析法屬于因子分析的一種，主要運用降維的思想，從多個指標中提取出少數(shù)幾個互不相關(guān)且可代表指標大部分信息的新指標。新指標的含義可通過原始指標的載荷重新定義。在應(yīng)用主成分分析法進行期刊綜合評價時，無需考慮指標間的相關(guān)性對評價結(jié)果的影響，對每個指標實行等權(quán)重，避免了人為賦權(quán)的問題，通過降維從多個評價指標中提取少數(shù)主成分，并獲得綜合評價值，使期刊評價更直觀、便捷，還可消除由較高自引率導致的影響因子虛高問題。

科技期刊在科技成果傳播和溝通方面起著舉足輕重的作用。研究論文是科技成果的載體，但由于無法逐一對單篇論文進行評價，因此發(fā)表論文的期刊還承載著論文評價的部分功能。根據(jù)定位、質(zhì)量等內(nèi)容，期刊已經(jīng)得到了不同的分類和評價。

《中國科技期刊引證報告（核心版）》對13種園藝學科的綜合質(zhì)量進行了排序，但由于園藝學科較小，入選期刊分布于果樹、蔬菜、菌類、經(jīng)濟作物等亞學科，研究內(nèi)容差異較大，綜合評價數(shù)據(jù)的指導意義不大。而《中國科技期刊引證報告（擴刊版）》只給出了園藝學科期刊18個評價指標數(shù)據(jù)，并未進行綜合評價。因此本研究從《2020年版中國科技期刊引證報告（擴刊版）》中選取了15種發(fā)表果樹方面研究論文的期刊，對具有代表性的9種數(shù)據(jù)進行主成分分析，以期獲得果樹學科的期刊排名，為果樹研究工作者提供參考。

從《2020年版中國科技期刊引證報告（擴刊版）》40種園藝學科期刊中，篩選出發(fā)表果樹方面研究論文的15種期刊，其中包括專門發(fā)表果樹方面文章的期刊9種，分別為《北方果樹》、《果農(nóng)之友》、《果樹學報》、《河北果樹》、《落葉果樹》、《山西果樹》、《煙臺果樹》、《中國果樹》、《中國南方果樹》；還包括園藝學科綜合類期刊6種，分別是《北方園藝》、《東南園藝》、《南方園藝》、《西北園藝》、《園藝與種苗》、《園藝學報》。

選擇《2020年版中國科技期刊引證報告（擴刊版）》評價指標中具有代表性的9種數(shù)據(jù)進行主成分分析，即擴展總被引頻次、擴展影響因子、擴展即年指標、擴展他引率、擴展引用刊數(shù)、擴展學科影響指標、擴展學科擴散指標、擴展被引半衰期和擴展H指標。

利用主成分分析法對果樹學科期刊進行排序，并結(jié)合總被引頻次和影響因子排序，分析主成分評價數(shù)據(jù)的可靠性。使用IBM SPSS Statistics 26軟件的因子功能，對上述15種發(fā)表果樹方面研究論文期刊的9種評價指標進行主成分分析。由于各個指標的統(tǒng)計或計算方法不同，數(shù)據(jù)大小差別較大，甚至不在同一數(shù)量級，為了消除不同指標數(shù)據(jù)之間的量綱差異，利用IBM SPSS Statistics 26軟件的描述統(tǒng)計功能對數(shù)據(jù)進行標準化處理，以便開展主成分分析。

利用主成分分析法對果樹學科期刊進行排序，并結(jié)合總被引頻次和影響因子排序，分析主成分評價數(shù)據(jù)的可靠性。

1.數(shù)據(jù)適合度檢驗和相關(guān)性矩陣建立。主成分分析要求評價指標之間高度相關(guān)，該檢驗是對數(shù)據(jù)是否適合主成分分析所進行的檢驗。本研究中，KMO檢驗系數(shù)為0.772，Bartlett球形檢驗近似卡方值為270.954，顯著性結(jié)果為P=0.000<0.001。這說明15種果樹學期刊9項評價指標數(shù)據(jù)滿足主成分分析的數(shù)據(jù)要求，數(shù)據(jù)之間具有高度相關(guān)性，結(jié)構(gòu)合理。

利用標準化后的數(shù)據(jù)，計算獲得相關(guān)系數(shù)矩陣。發(fā)現(xiàn)擴展總被引頻次與擴展引用刊數(shù)、擴展學科影響指標、擴展學科擴散指標的相關(guān)度均較高；擴展影響因子與擴展H指標呈正相關(guān)；擴展引用刊數(shù)與擴展學科影響指標的相關(guān)度為1.000，表明二者完全正相關(guān)。

2.主成分的確定與荷載矩陣。利用特征方程，可計算得出各指標相關(guān)矩陣的特征值。本研究中，特征值大于1的主成分為前2個，第一主成分的特征值為5.950，方差貢獻率為66.117%；第二主成分特征值為1.403，方差貢獻率為15.589%；前兩個主成分的累計方差貢獻率為81.706%，大于80%，保留了原始數(shù)據(jù)中的主要信息。因此，選取前2個因子作為主成分，且二者互不相關(guān)。

確定主成分的個數(shù)后，對其數(shù)據(jù)進行提取，得到前2個主成分的因子載荷矩陣。前7個評價指標在第一主成分（F1）中有較高的正載荷，說明F1主要反映了總被引頻次、影響因子和學科擴散程度，這7個指標主要反映期刊的學術(shù)影響力，因此將其定義為影響力指標主成分；擴展他引率和擴展被引半衰期在第二主成分（F2）中的載荷較高，由于這2個指標都與期刊引用有關(guān)，因此將其定義為引用指標主成分。

3.主成分綜合得分及評價。根據(jù)前2個主成分的特征值計算得到2個主成分的特征向量，結(jié)合主成分得分計算公式，得到2個主成分的表達式。根據(jù)2個主成分的方差貢獻率，計算出各個主成分的權(quán)重值（W1和W2），并加權(quán)求和。

W1=66.117/81.706=0.809；

W2=15.589/81.706=0.191。

所以，主成分綜合評價值F=0.809×F1+0.191×F2，則篩選出的15種果樹科技期刊主成分綜合得分結(jié)果見表1。

4.主成分分析綜合評價與擴展總被引頻次、擴展影響因子排序比較。根據(jù)主成分綜合得分獲得期刊排序（見表2）。擴展總被引頻次和擴展影響因子是期刊評價中最重要的兩項指標，是期刊質(zhì)量的體現(xiàn)。將主成分排序與擴展總被引頻次、擴展影響因子進行比較發(fā)現(xiàn)，主成分分析排序的前三位與擴展總被引頻次完全相同，后面期刊的排序也差異不大，兩種排序的數(shù)差不超過2，大多排序僅相差1位或相同；而主成分分析排序與擴展影響因子存在較大差別，也在一定程度上說明影響因子排序存在局限性，不能完全代表期刊質(zhì)量。

根據(jù)期刊原始數(shù)據(jù)對主成分分析的綜合排名進行驗證，發(fā)現(xiàn)主成分分析的結(jié)果與期刊質(zhì)量基本吻合，各個指標得到了全面、綜合的體現(xiàn)，綜合排序具有可靠性。《北方園藝》作為綜合排序第1位，入選中文核心期刊、農(nóng)林領(lǐng)域高質(zhì)量期刊T2梯隊，該刊的四項指標均位列15種期刊的首位，兩項指標位于第二位，擴展學科擴散指標遙遙領(lǐng)先，為該指標第二位數(shù)值的近兩倍，為平均值的3.13倍，該刊作為第一位有明顯的數(shù)據(jù)優(yōu)勢?！秷@藝學報》作為園藝學科的龍頭期刊，由中國園藝學會和中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所主辦，是中國科技期刊卓越行動計劃入選項目和中文核心期刊。該刊的指標數(shù)據(jù)較為平衡，在五個指標中均位列第二位，是園藝學科均衡發(fā)展的典型期刊，綜合質(zhì)量高，位列主成分分析排序第二位實至名歸?！豆麡鋵W報》是果樹行業(yè)的領(lǐng)先期刊，是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主管，中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所主辦的國家級果樹專業(yè)學術(shù)期刊，影響因子多次位列園藝學科第一位，多次被評為中國科技核心期刊、RCCSE中國權(quán)威學術(shù)期刊（A+）、中文核心期刊和中國精品科技期刊等。該刊三個指標排名第一，另三個指標排名第三，位列主成分分析排序第三位。《中國果樹》、《中國南方果樹》、《園藝與種苗》的指標排名多位于第四、五、六位，因此分別位列主成分分析排序的第四、五、六位。其他各刊的排序也與該刊的質(zhì)量相符。綜上，主成分分析可以客觀地顯示各個期刊的綜合質(zhì)量，該排名具有較高的可靠性。

本研究對發(fā)表果樹論文的15種園藝期刊進行綜合評價，給出了果樹學科內(nèi)排名，經(jīng)與擴展總被引頻次、擴展影響因子排序發(fā)現(xiàn)，主成分分析排序與擴展總被引頻次更為相似，而與影響因子的差別較大，同時也說明影響因子指標的片面性與局限性。這也與國內(nèi)近年來提倡的“破唯影響因子”的方向一致。

本研究選取的9種指標中，只有擴展總被引頻次和擴展引用刊數(shù)為統(tǒng)計值數(shù)據(jù)，這兩者指標的排序也與主成分分析綜合排序最為相似，而其他指標是計算獲得的二級指標，排序與主成分分析綜合排序差異較大，說明一手統(tǒng)計數(shù)據(jù)對綜合評價的影響更大，原因可能是由于二級指標均由一手統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算獲得，在主成分綜合評價中重復利用所致。在本研究選取的15種期刊中，有5種期刊入選中文核心期刊，且位居主成分綜合排序前六位，僅第五位《園藝與種苗》未入選，說明主成分分析的評價結(jié)果具有很高的可靠性和通用性，少部分差異可能是因為不同評價體系的原始統(tǒng)計數(shù)據(jù)及指標權(quán)重存在差異。

《北方園藝》在綜合評價中排名第一，但在中文核心期刊中排名第三，次于《園藝學報》和《果樹學報》，且《北方園藝》未入選中國科技核心期刊，這可能是期刊定位差異造成的，《園藝學報》和《果樹學報》為學術(shù)期刊，而《北方園藝》為技術(shù)期刊。主成分分析法完全根據(jù)數(shù)據(jù)進行評價，基本去除了一切主觀因素，具有很高的客觀性，本研究結(jié)果可為果樹學科期刊提供客觀的綜合排序，給科研人員提供新的參考依據(jù)。擴展他引率排序后四位的期刊（《中國果樹》、《中國南方果樹》、《果樹學報》、《南方園藝》），其擴展影響因子排序均較綜合排序靠前，說明主成分分析法可以消除因自引率較高導致的誤差。

主成分分析法具有降維、新主成分間互不相關(guān)等優(yōu)點，但也不可在評價之中隨意使用。首先，主成分分析要求數(shù)據(jù)之間有較高的相關(guān)性，符合KMO檢驗和Bartlett球形檢驗的要求，若不符合，則不能使用該方法進行分析。其次，在運用主成分分析時，要注意分析指標的方向性，若為逆指標，則需要做正向性處理，如本研究中的擴展被引半衰期，該指標表示期刊的老化程度，數(shù)值越大，代表期刊的更新發(fā)展越慢，因此需要正向化處理，否則會對評價結(jié)果產(chǎn)生影響。再次，主成分分析在提取主成分時摒棄了特征值小于1的若干主成分，這對數(shù)據(jù)造成了損失，但相較于因子分析，主成分分析的信息損失較低。有研究指出，評價對象較多時，信息損失更大。本研究中分析了15種期刊的評價指標，數(shù)據(jù)數(shù)量符合主成分分析的條件。最后，主成分分析的指標權(quán)重為等權(quán)重，避免了人為賦權(quán)的主觀性，但當數(shù)據(jù)存在顯著的權(quán)重不一情況時，使用主成分分析可能無法客觀反映數(shù)據(jù)信息。

本研究利用主成分分析法，對15種果樹學期刊最具代表性的9種數(shù)據(jù)進行分析，獲得了15種期刊的綜合排名。通過與期刊原始數(shù)據(jù)和其他部門評價信息的比對，確認綜合排名結(jié)果。該排名是15種期刊綜合質(zhì)量的體現(xiàn)，各個指標貢獻等權(quán)重，對指標數(shù)據(jù)的處理不含主觀影響，客觀反映了期刊的綜合水平，為果樹研究工作者了解果樹學科期刊質(zhì)量提供了依據(jù)。

作者單位 中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所《果樹學報》編輯部

本文系中國農(nóng)業(yè)科學院基本科研業(yè)務(wù)費專項“融媒體立體傳播平臺建設(shè)”（項目編號：1610192022302）的研究成果。

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【編輯：楊石華】