氣候變化科學(xué)研究熱點(diǎn)的文獻(xiàn)計(jì)量分析.doc

1.1 氣候變化科學(xué)研究熱點(diǎn)的文獻(xiàn)計(jì)量分析利用美國Thomson公司開發(fā)的分析工具TDA（Thomson Data Analyzer），對過去5年中（20032007年）ISI Web of Knowledge（SCI-E和SSCI數(shù)據(jù)庫）中收錄的氣候變化科學(xué)研究論文進(jìn)行了分析，以期從另一個(gè)側(cè)面揭示近5年來國際氣候變化科學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和熱點(diǎn)。1.1.1 國際發(fā)展態(tài)勢1.1.1.1 發(fā)文量年度變化趨勢20032007年，氣候變化科學(xué)研究領(lǐng)域共發(fā)表研究論文（包括article和review）15146篇，逐年發(fā)文量表現(xiàn)出穩(wěn)定的增長趨勢，年均增速達(dá)16.72%（圖1）。這表明國際氣候變化科學(xué)研究目前仍處于一個(gè)持續(xù)的增長階段，還是一門年輕的學(xué)科。20032007年，SCIE/SSCI數(shù)據(jù)庫收錄的我國研究人員發(fā)表的論文共922篇，年均發(fā)表論文數(shù)144篇，年均增長率19.15（圖2）。我國發(fā)表文章數(shù)量的年均增長率高于國際發(fā)文數(shù)量的增長率，表明過去5年我國的氣候變化研究受到了更多的關(guān)注，發(fā)展更為迅速。圖 1 20032007年國際氣候變化科學(xué)研究發(fā)文量的變化情況圖 2 20032007年中國氣候變化科學(xué)研究發(fā)文量的變化情況1.1.1.2 重點(diǎn)國家發(fā)文情況分析按發(fā)文國家統(tǒng)計(jì)，20032007年氣候變化領(lǐng)域研究論文發(fā)文數(shù)量居于前20位的國家依次為：美國、英國、德國、加拿大、法國、中國、澳大利亞、荷蘭、瑞士、西班牙、意大利、瑞典、日本、挪威、俄羅斯、丹麥、芬蘭、南非、新西蘭和比利時(shí)。美國在氣候變化研究的發(fā)文數(shù)量上具有絕對優(yōu)勢，以5738篇文章遙遙領(lǐng)先其他國家，占?xì)夂蜃兓I(lǐng)域全球論文總量的37.9%。從發(fā)文量居于前10位（Top10）的國家近5年發(fā)文量隨時(shí)間的變化情況來看（圖3），各國的發(fā)文量都呈明顯的上升趨勢。無論是從發(fā)文量還是從增速而言，美國都遙遙領(lǐng)先其他國家。在Top10國家中，美國、英國、瑞士、荷蘭、德國、澳大利亞等國家的論文篇均被引頻次較高。雖然中國的發(fā)文量總量處于第6位，但是從論文的總被引次數(shù)、篇均被引頻次、被引論文所占比例幾組數(shù)據(jù)來看，中國均低于其余9個(gè)國家，說明中國在氣候變化領(lǐng)域的影響力尚有一定差距（表1）。表1 20032007年氣候變化領(lǐng)域發(fā)文量Top 10國家的論文被引情況發(fā)文量排 名國家發(fā)文量（篇）總被引次數(shù)（次）篇均被引頻次（次/篇）尚未被引論文（篇）被引論文所占比例（%）1美國5738420077.32149873.892英國2514192167.6468772.673德國1505102076.7844170.704加拿大145477205.3142570.775法國102765276.3632868.066中國92229993.2535761.287澳大利亞88059966.8128567.618荷蘭67646726.9119870.719瑞士59246017.7715673.6510西班牙52928865.4617367.30圖3 20032007年氣候變化領(lǐng)域發(fā)文量Top 10國家發(fā)文量的時(shí)間變化情況1.1.1.3 重點(diǎn)機(jī)構(gòu)發(fā)文情況分析從發(fā)表文章的研究機(jī)構(gòu)分布來看，20032007年發(fā)文總數(shù)居于前10位的科研機(jī)構(gòu)依次為中國科學(xué)院（CAS）、美國科羅拉多大學(xué)（Univ Colorado）、美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）、俄羅斯科學(xué)院（RAS）、美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）、美國國家大氣研究中心（NCAR）、美國哥倫比亞大學(xué)（Columbia Univ）、法國國家科學(xué)研究中心（CNRS）、英國氣象局（Met Off）、華盛頓大學(xué)（Univ Washington）（圖4）。這10個(gè)機(jī)構(gòu)的發(fā)文量占總發(fā)文量的16.2%。2003-2007年間，中國科學(xué)院的歷年發(fā)文數(shù)量在國際同類研究機(jī)構(gòu)中一直排在第1位，其發(fā)文總量也占到中國發(fā)文總量的58.4%。圖 4 2003-2007年氣候變化發(fā)文量Top10科研機(jī)構(gòu)在這前10個(gè)機(jī)構(gòu)中，美國的機(jī)構(gòu)占據(jù)6個(gè)席位，俄羅斯、法國、英國和中國的機(jī)構(gòu)各占一個(gè)席位，除美國的3所大學(xué)外，其他7個(gè)機(jī)構(gòu)均是各國國家級的研究機(jī)構(gòu)。從表2可以看出，美國NCAR、哥倫比亞大學(xué)、英國Met Off、華盛頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)的論文篇均被引頻次較高（超過10次/篇）。中國科學(xué)院的發(fā)文總量雖然居于這些科研機(jī)構(gòu)的首位，但是從總被引頻次看，中國科學(xué)院排在第7位，從篇均被引頻次看，中國科學(xué)院排在第10位，從被引論文數(shù)占發(fā)文量的比例看，中國科學(xué)院排在第9位，與世界頂級科研機(jī)構(gòu)仍有一定差距。表2 20032007年氣候變化領(lǐng)域發(fā)文量Top10機(jī)構(gòu)論文被引情況發(fā)文量排 名科研機(jī)構(gòu)發(fā)文量（篇）總被引次數(shù)（次）篇均被引頻次（次/篇）尚未被引論文（篇）被引論文所占比例（%）1中國科學(xué)院53817153.1920661.712科羅拉多大學(xué)23419148.185377.353美國USGS22618248.075575.664俄羅斯科學(xué)院22310134.5410453.665美國NOAA22219258.674679.286美國NCAR210334915.952687.627哥倫比亞大學(xué)210242711.564479.058法國CNRS19716758.55472.599英國Met Off197260613.233283.7610華盛頓大學(xué)196226411.554079.5920032007年，中國科研機(jī)構(gòu)發(fā)文量前5名（第一作者機(jī)構(gòu)）依次為中國科學(xué)院、蘭州大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)和國家氣象局（表3）。無論是從發(fā)文量、發(fā)文量的世界排名，還是從占中國發(fā)文總量的比例來看，中國科學(xué)院均是中國氣候變化研究的引領(lǐng)者。研究型大學(xué)也是不可或缺的主力軍，蘭州大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)三所高校的發(fā)文量占中國發(fā)文總量的比例接近20%。蘭州大學(xué)是中國唯一一個(gè)進(jìn)入世界氣候變化領(lǐng)域發(fā)文量前100的大學(xué)，蘭州大學(xué)的研究主要涉及孢粉、黃土、湖泊沉積物、穩(wěn)定同位素等主題領(lǐng)域。北京大學(xué)的研究側(cè)重氣候突變、氣候變暖和變化環(huán)境下的情景預(yù)測等方面的研究。北京師范大學(xué)的研究涉及氣候突變、孢粉、土地利用變化等主題領(lǐng)域。國家氣象局也是中國發(fā)文量較多的國家科研機(jī)構(gòu)，主要關(guān)注降水和溫度變化、氣候模型等方面的研究。表 3 發(fā)文量前5名的中國科研機(jī)構(gòu)排名機(jī)構(gòu)發(fā)文量（篇）占中國總發(fā)文總量的比例發(fā)文量的世界排名1中國科學(xué)院53858.4%12蘭州大學(xué)828.9%753北京大學(xué)545.8%1274北京師范大學(xué)475.1%1575國家氣象局424.6%1781.1.2 學(xué)科領(lǐng)域分布根據(jù)ISI數(shù)據(jù)庫對期刊的學(xué)科分類來看，20032007年SCIE/SSCI收錄的氣候變化研究論文較多分布在地球科學(xué)多學(xué)科（Geosciences, Multidisciplinary）、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)與大氣科學(xué)、自然地理、水資源、多學(xué)科科學(xué)（Multidisciplinary Sciences）、環(huán)境研究、生物多樣性保護(hù)、古生物領(lǐng)域等學(xué)科領(lǐng)域（圖8）。在林學(xué)、能源、生物學(xué)、社會學(xué)等其他學(xué)科領(lǐng)域，也均有氣候變化研究論文分布，突出顯示了氣候變化研究以地球科學(xué)為核心，跨自然科學(xué)和社會科學(xué)的多學(xué)科研究特點(diǎn)。圖8 2003-2007年國際氣候變化研究的主要學(xué)科分布（單位：%）中國氣候變化研究的學(xué)科分布總體上與國際特點(diǎn)保持一致，但也具有自己的研究特色。如中國在地球科學(xué)多學(xué)科、氣象學(xué)與大氣科學(xué)、自然地理、多學(xué)科科學(xué)、地球化學(xué)與地球物理學(xué)類期刊上的發(fā)文率相對國際機(jī)構(gòu)較高，而在環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境研究、海洋學(xué)類期刊上的發(fā)文率相對國際機(jī)構(gòu)較低（圖9、圖10）。圖 9 2003-2007年中國氣候變化研究的主要學(xué)科分布（單位：%）圖10 20032007年全球和中國氣候變化研究的學(xué)科分布1.1.3 科學(xué)熱點(diǎn)分布關(guān)鍵詞作為學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的必備要素，能直觀而清晰地反映文獻(xiàn)的研究主題及其特征和發(fā)展趨勢等方面的信息。表4列出了20032007年氣候變化領(lǐng)域的研究主題，包括每年最受關(guān)注的前3個(gè)研究主題和當(dāng)年新出現(xiàn)的以及主題。由最受關(guān)注的研究主題可見，20032007年，氣候變化研究主題的年度變化總體不很明顯，研究熱點(diǎn)主要集中于全新世、古氣候、全球變暖和適應(yīng)。從關(guān)注度增加的研究主題和新出現(xiàn)的研究主題中可以看出，氣候變化研究范圍總體不斷拓展，既有某個(gè)學(xué)科領(lǐng)域整體的介入和發(fā)展，如環(huán)境政策、地球化學(xué)、水文學(xué)和生物地理學(xué)等，也有很多具體的研究方法和代用指標(biāo)的發(fā)展，如DOC、孢粉、珊瑚、泥炭、土壤有機(jī)物等。通過研究主題的分析，也可以發(fā)現(xiàn)國際氣候變化研究在區(qū)域上主要集中在北極、中國、南極、加拿大、澳大利亞、歐洲、非洲等地；在時(shí)間上主要關(guān)注全新世、更新世和第四紀(jì)；在研究方法上主要涉及地理信息系統(tǒng)、遙感監(jiān)測和建模等。表4 20032007年的國際氣候變化研究主題分析年份最受關(guān)注的研究主題關(guān)注度增加及新出現(xiàn)的研究主題2003holocene，paleoclimate，global warmingDOC，fish，Mars，North America，Environmental Policy，peat，coral，geochemistry，forest management，coral bleaching2004holocene，global warming，paleoclimateadaptative，soil organic carbon，Pleistocene，Little Ice Age，hydrology，peatlands2005holocene，paleoclimate，adaptationadaptation，pollen，diatoms，stable isotopes2006holocene，paleoclimate，global warmingclimate variability，vulnerability，GIS，rainfall，floods，nitrogen，disturbance，boreal forest，simulation，sea-level rise，Australia，population dynamics，paleoecology2007global warming，holocene，paleoclimatemodeling，biogeography，phylogeography，agriculture，sustainability，soil，distribution在對氣候變化領(lǐng)域研究主題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)排序的基礎(chǔ)上，得到了氣候變化主題關(guān)聯(lián)圖（圖6，關(guān)聯(lián)度取0.075）。可以看出，近5年來，國際上在古氣候和全球變暖方面的研究最多。其中，古氣候與孢粉、同位素、全新世之間的研究關(guān)聯(lián)程度較高；全球變暖與CO2濃度變化和排放量、碳固定之間的關(guān)聯(lián)也較好。此外，有關(guān)適應(yīng)、干旱、降水、建模、生物多樣性等的研究也較多，但是它們與其他研究主題的關(guān)聯(lián)度較差。通過對發(fā)文國家的研究主題進(jìn)行分析，得到不同國家在氣候變化研究領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)圖（圖7，研究主題的相似性）?？梢钥闯?，英國、澳大利亞、意大利、荷蘭、瑞士、加拿大在研究主題上具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度。此外，美國、法國、德國也形成了關(guān)聯(lián)度較強(qiáng)的簇。西班牙、日本、俄羅斯、中國的發(fā)文量也靠前，但是與其他國家的關(guān)聯(lián)度較低，表明這些國家在研究主題更具有相對的獨(dú)立性。圖 6 2003-2007氣候變化研究的主題關(guān)聯(lián)圖 7 20032007氣候變化研究基于主題的國家關(guān)聯(lián)表5列舉了發(fā)文量前4個(gè)國家以及中國氣候變化研究最關(guān)注的研究主題和特色研究主題。從表中可以看出，5個(gè)國家的研究熱點(diǎn)均涉及全新世研究；美國、英國、德國、加拿大在古氣候方面也卓有建樹。此外，美國的研究熱點(diǎn)還包括全球變暖、冰芯、黃土、樹輪、多年凍土、寒帶森林、珊瑚等；英國更關(guān)注適應(yīng)、建模、氣候的影響、溶解有機(jī)碳、泥炭、生物多樣性和硅藻等方面的研究；物候?qū)W、土地利用、湖泊沉積物是德國的研究熱點(diǎn)，并重點(diǎn)在歐洲、北海、波羅的海、中歐開展研究；加拿大的熱點(diǎn)涉及北極、硅藻、適應(yīng)、寒帶森林和黑云杉方面的研究；而中國主要集中開展全新世、古氣候、降水、溫度、孢粉、湖泊沉積物、人類影響和青藏高原等領(lǐng)域的研究。表 5 部分重要國家研究主題分析國家最受關(guān)注主題詞特色主題詞美國paleoclimate ，holocene，global warming，carbon dioxide，temperaturepaleoceanography，drought，modeling，ice cores，loess，carbon balance，coral，greenhouse effect，stable isotope，climate variability，carbon cycle，biogeography，ENSO，arctic，GIS，fire，China，Canada，California，conservation，land use，pleistocene，Kyoto Protocal，remote sensing，phylogeography，agriculture，Antarctic，nitrogen，disturbance，boreal forest，North America，monsoon，biodiversity，carbon sequestration，uncertainty，carbon，vegetation，photosynthesis，grass，permafrost，sea-level rise，methane，population dynamics，mitigation，oxygen isotopes，tree rings，carbon isotopes，enviroment，productivity，dispersal，elevated CO2，el Nino，sea ice，climate model，charcoal，Alaska，deforestation，air pollution，evapotranspiration，USA，net primary productivity英國holocene，temperature，modeling，adaptation，paleoclimateEurope，Antarctic，DOC，climate impacts，uncentainty，floods，extinction，late Quanternary，palaeolimnology，North Atlantic，peat，thermohaline circulation，North Sea，UK，biodiversity，diatoms，sea-level rise，modeling德國paleoclimate，holocene，phenology，land use change，lake sedimentsEurope，paleoceanography，lake sediments, late Quanternary，North Sea，Baltic Sea，Central Europe，climate change impacts加拿大arctic，holocene，temperature，adaptation，diatomsCanada，arctic，boreal forest，impact，hydrological modeling，forest fires，British Columbia，black spruce中國China，holocene，precipitation，human impact，Tibetan PlateauChina，South China sea，East Asian Monsoon，human impact，Tibetan Plateau，loess，附件1 國際上發(fā)表氣候變化研究論文最多的期刊期刊名稱發(fā)文數(shù)（篇）出版國2006年期刊影響因子Geophysical Research Letters496美國2.602Global Change Biology385英國4.339Climatic Change364荷蘭2.459Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology279荷蘭1.822Journal of Climate272美國3.419Journal of Geophysical Research-Atmospheres260美國2.800Quaternary Science Reviews249英國4.113Holocene178英國2.000Climate Dynamics171德國3.344Global and Planetary Change162荷蘭2.060Energy Policy156英國1.362International Journal of Climatology153英國2.332Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unites States of America152美國9.643Earth and Planetary Science Letters142荷蘭3.887Quaternary Research135美國2.319Journal of Hydrology127荷蘭2.117Ecological Modelling120荷蘭1.888Nature116英國26.681Journal of Biogeography115英國2.878Science113美國30.028注：根據(jù)2003-2007年所發(fā)表的氣候變化論文數(shù)量排序。附件2 2003-2007年氣候變化領(lǐng)域的高被引頻次文章（被引次數(shù)高于100次）1 被引用616次，Parmesan, C, Yohe, G. A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature, 2003, 421: 37-42.2 被引用472次，Root, TL, Price, JT, Hall, KR, et al. Fingerprints of global warming on wild animals and plants. Nature, 2003, 421: 57-68.3 被引用460次，Thomas, CD, Cameron, A, Green, RE, et al. Extinction risk from climate change. Nature, 2004, 427: 145-148.4 被引用393次，Rayner, NA, Parker, DE, Horton, EB, et al. Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century. Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 2003, 108(D14): doi:10.1029/2002JD002670.5 被引用256次，Hughes, TP, Baird, AH, Bellwood, DR, et al. Climate change, human impacts, and the resilience of coral reefs. Science, 2003, 301: 929-933.6 被引用212次，Nemani, RR, Keeling, CD, Hashimoto, H, et al. Climate-driven increases in global terrestrial net primary production from 1982 to 1999. Science, 2003, 300: 1560-1563.7 被引用194次，Luterbacher, J, Dietrich, D, Xoplaki, E, et al. 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