中国与主要发达国家对气候变化与经济领域科研论文贡献的文献计量分析——基于论文相对产出与影响指标.pdf

doi10.12006/j.issn.1673-1719.2017.128刘丽 , 李宁 , 张正涛 , 等 . 中国与主要发达国家对气候变化与经济领域科研论文贡献的文献计量分析基于论文相对产出与影响指标 [J]. 气候变化研究进展 , 2018, 14 3 325-330中国与主要发达国家对气候变化与经济领域科研论文贡献的文献计量分析基于论文相对产出与影响指标气候变化研究进展第 14 卷 第 3 期 2018 年 5 月 CLIMATE CHANGE RESEARCHVol. 14 No. 3May 2018气候变化是国际社会普遍关心的重大全球性问题，涉及自然生态环境、经济可持续发展、国家利益及政策制定等多方面问题。气候变化与经济的跨学科研究始于 20 世纪 90 年代，随着全球变暖的加剧，气候变化问题日益突出，不仅表现为对自然生态环境的影响，如海岸带和海洋生态系统破坏，极端事件增多 , 海平面上升，水文系统改变，物种分布范围、季节性活动、迁徙模式等[1-2]；还表现为对社会经济系统的影响，如农作物的减产和粮食安全问题、人类健康、工业和服务业、能源消费和国家安全和地区稳定 气候难民 等[1-3]。随着气候变化对经济影响的加剧，学者们开始重视气候变化经济学研究，多数采用经济学模型和方法对气候变化带来的影响进行评估，寻找应对和减缓气候变化的有效途径，如 Cline[4]、 Nordhaus[5]、 Stern[6]等。还有部分学者关注经济发展对气候变化影响等方面内容，如工业化的发展、能源结构（化石燃料的燃烧）、土地利用的改变、国际贸易等[1,7-8]， IPCC 第五次简 讯刘 丽1,2，李 宁1,2，张正涛1,2，冯介玲1,2，陈 曦1,21 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京 100875；2 北京师范大学地理科学学部民政部 / 教育部减灾与应急管理研究院，北京 100875Bibliometric analysis of scientific publications in climate change and economic research between China and major developed countries based on the index of publications relative output and impact评估报告也指出经济和人口增长是造成 20 世纪中叶以来观测到的变暖的主要原因[1]。气候变化与经济的跨学科研究工作逐渐走向成熟。 Braun 等[9]研究发现，跨学科的科研论文数量呈指数增长，对其进行文献计量研究具有重要前景。因此，探讨气候变化与经济跨学科领域的指数增长模式，开展文献计量研究对于熟悉该领域的基本发展趋势具有一定意义。中国作为全球第二大科研投入大国，政府也大力支持气候变化与经济相关的研究工作，在“十二五”专项的 11 个项目中，涉及气候变化与经济、影响、适应等相关研究的项目占比达 36。在此基础上，“十三五”国家重点研发计划中也有3 个项目与气候变化和经济研究密切相关。在政策支持下，中国在气候变化与经济领域相关论文数量显著增多。论文数量的增多表明中国科研实力的增强，但发展速度如何尚不了解，中国在世界中所处的位置也不清楚。因此，需要探讨中国在该领域所收稿日期 2017-06-21； 修回日期 2017-09-06资助项目 国家重点研发计划重点专项课题 2016YFA0602403；国家自然科学基金项目 41775103；北京市自然科学基金项目 9172010；中 央高校基本科研业务专项 310421101；环境演变与自然灾害教育部重点实验室开放基金作者简介 刘丽，女，硕士研究生， ；李宁 通信作者 ，女，教授， 气候变化研究进展 2018 年326简 讯处的世界水平，为日后政策的制定和科研资金的调整提供重要参考依据。本文以 10781 篇涉及气候变化与经济的文献1995 2014 年 为数据分析源，采用论文数量、被引频次指标，探讨中国与主要发达国家科研论文产出与影响力的指数增长趋势，以及中国所处的世界水平。并选取最具影响力的相对指标 AI 和AAI[10]，对中国与主要发达国家论文相对产出与影响力的贡献水平、发展趋势及成本效益进行分析。选取不同指标进行度量，有利于中国政府正确认清本国在该研究领域所处的世界水平和地位，并能够准确把握本国的发展态势，以期为气候变化与经济领域科研政策的制定及科研资金的投入提供指导。1 数据来源与研究方法1.1 数据来源1995 年 IPCC 第二次评估报告将气候变化的社会经济影响作为一个重要的主题引入到报告中。因此，选取论文发表的初始年为 1995 年。 Hao 等[11]研究发现，论文从发表到被引用，时间上存在一定的滞后性，通常为 2 年。因此，选取论文发表的终止年为 2014 年。为了提高主题检索的精确度，样本的筛选经过 3 个阶段。首先，精读 20 篇高质量的与气候变化和经济相关的文献，提取其关键词，考虑到样本数量庞大与不重复性，结合所看文献，将检索词定为“ climate change”和“ economic”， 在 Web of Science 简称 WoS 核心数据库检索到 1995 2014年发表的气候变化和经济相关的论文 11219 篇，检索截止时间为 2017 年 2 月。其次，根据研究方向，剔除与本文主题不相近的论文 473 篇。最后，通过精读 20 篇文献的参考文献扩充了论文 35 篇，总量达 10781 篇。记录的基本计量指标包括科研论文数量 表示科研论文的产出 及被引频次 表示科研论文的影响力 。1.2 研究方法为了将各个国家科研论文的贡献水平与世界平均水平进行比较，本文引入活跃性指数 AI和吸引力指数 AAI，分别表示一个国家在某学科领域科研论文产出和影响力的世界平均水平以下简称为论文的相对产出与相对影响力 [12-13]。 AI、AAI1 时，表示该国论文的相对产出和影响力与世界平均水平相同； AI、 AAI1，高于世界平均水平，表示某国在该领域具有比较优势；反之，则不具有比较优势。在进行一个国家科研论文产出与影响的贡献水平评估时，最关注的是“成本效益”问题，即一个国家对该领域科研论文所投入的成本 论文产出 能否得到足够的效益 论文影响力 。 Schubert 等[12]指出， AIAAI 时，代表了某种“平衡”关系，即论文相对产出与影响力的成本效益平衡。AIAAI，表明一个国家对该领域科研论文所投入的努力能得到较高的回报，值得在该研究领域继续进行研究工作，被认为处于“较高等级”；反之，则处于“较低等级”。2 世界科研论文产出与影响力的整体情况表 1 显示了 1995 2014 年间科研论文总量为10781 篇，尤其是近 5 年 2010 2014 年的论文数量达 6907 篇约占总额的 2/3。论文产出上，1995 2014 年间发表的论文数量整体上呈现显著地指数式增长 R20.97，该领域科研论文产出的速度越来越快。论文影响力上，被引频次总体上也表 1 气候变化与经济领域每年发表科研论文的数量及被引频次 1995 2014 年Table 1 Number of scientific publications and citations 1995 2014年份论文数量被引频次19956015861996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 3 期 327刘丽，等中国与主要发达国家对气候变化与经济领域科研论文贡献的文献计量分析 基于论文相对产出与影响指标呈现指数增长 R20.83 ，到 2010年达到顶峰 26067次 ，约为 1995 年的 16 倍，该领域科研论文的影响力也在不断增强。图 1 显示了 1995 2014 年一些国家科研论文数量及被引频次占世界份额的分布情况，国家间的差异较明显。发表科研论文数量最多的国家是美国，占总额的 29.44，其次是英国 15.81、澳大利亚 9.46、德国 8.42、中国 8.39、加拿大6.55 等国。被引频次最多的国家仍是美国，占总额的 43.85，其次是英国 25.01、澳大利亚11.56、德国 10.70、加拿大 9.69、荷兰9.22、法国 8.61、中国 7.16 等国。其中，美国的论文数量与总被引频次均位居世界第 1 位，对科研论文产出与影响力的贡献最大。中国是贡献最大的发展中国家，论文数量及被引频次分别位居世界第 5 位和第 8 位。虽然位居世界前列，但与论文产出的贡献水平相比，影响力仍需加强。亚、加拿大六大论文产出国，发文总量约占世界的78.07。同时，考虑到中国“十二五”和“十三五”规划等相关政策对该领域的大力支持，对 20052014 年间 6 个国家科研论文数量及被引频次的指数增长趋势进行分析 表 2。如表 2 所示，论文产出上，六国论文数量呈显著指数级增长 R2≥ 0.90。其中，中国和澳大利亚的研究起步较晚， 2005 年论文数量仅 15 篇同期美国为 89 篇 ，倍增时间低于其他发达国家和世界平均水平，论文产出的指数式增长速度较其他发达国家快。论文影响力上，只有中国和澳大利亚论文被引频次指数级增长通过了相关性检验， R2分别为 0.65 和 0.45，其他发达国家均未通过检验。且在倍增时间上，论文被引频次高于论文数量，两国论文影响力指数式增长速度较产出速度慢，在影响力上仍需加大关注与支持。图 1 各国科研论文数量及被引频次占世界的比重（ 1995 2014 年）Fig. 1 The histogram of world share of scientific publications and citations 1995-201450403020100比重/美国英国澳大利亚德国中国加拿大荷兰法国意大利西班牙瑞士瑞典印度日本奥地利挪威南非巴西丹麦新西兰芬兰比利时墨西哥希腊葡萄牙罗马尼亚发文数量被引频次3 中国与主要发达国家科研论文产出与影响力的比较分析3.1 科研论文产出与影响力的指数增长分析为了对中国与主要发达国家科研论文产出与影响力的贡献水平进行比较，依据 1995 2014 年间各国在气候变化与经济研究领域发表论文占世界的份额，选取中国、美国、英国、德国、澳大利表 2 2005 2014 年论文数量与被引频次指数增长模拟与倍增时间的估算Table 2 Exponential growth estimation and double time based on the dataset from Web of Science 2005-2014倍增时间 / 年分析单元论文数量 论文被引频次美国英国澳大利亚德国中国加拿大世界0.970.970.900.910.940.940.97倍增时间 / 年bR2bR20.190.210.310.200.310.180.223.63.32.23.52.23.84.00.450.650.110.226.23.2注变量 R2表示 2005 2014 年各国发表论文总量或被引频次随时间呈现指数增长的相关性。变量 b 表示指数增长关系式中自变量 x 前面系数。倍增时间表示基年各国发表论文数量或被引频次增加 1 倍所需时间。3.2 科研论文产出与影响力占世界份额的发展趋势图 2 显示了 2005 2014 年间，中国与主要发达国家在气候变化与经济研究领域科研论文数量及被引频次占世界份额的发展趋势。论文产出上，美国、英国、德国、加拿大发展趋势较稳定，但略有下降。美国发文数量最多，约占世界份额的气候变化研究进展 2018 年328简 讯30，与英国、德国、加拿大三国总发文量相近。中国与澳大利亚呈现上升趋势， 2012 年，中国跃升为世界第三，成为该领域的重要贡献国。由于中国和澳大利亚论文数量占世界份额不断增加，其他4 个发达国家占世界份额才略有下降。论文影响力上，美国科研论文的被引频次所占份额最大，基本在 40 以上，在该领域占据重要的影响地位，但发展趋势是下降的。英国、德国与加拿大发展趋势较稳定。中国和澳大利亚则呈现上升趋势，但中国增速最快，由 2005 年的 0.94 增加到 2014 年的15.01，在该领域的国际影响力越来越强。4 中国与主要发达国家科研论文相对产出与影响力的比较分析4.1 相对产出与影响力的贡献水平及发展趋势2005 2014 年间，中国与主要发达国家的相对产出与影响力的贡献水平及发展趋势如图 3 所示。论文相对产出上，美国、英国、德国、加拿大AI 均值＞ 1，超过世界平均水平，在该领域的研究具有比较优势，但发展趋势略有下降。中国与澳大利亚 AI 均值 1，但 2010 年以后，超过世界平均水平，表明两国的研究起步虽晚，但后期发展速度较快，尤其是中国呈现稳定均匀的增长，这一结果与 3.2 结果相似。论文相对影响力上，中国与主要发达国家 AAI 均值＞ 1，超过世界平均水平。且图 2 2005 2014 年中国与主要发达国家科研论文数量及被引频次占世界份额的动态变化Fig. 2 World share of scientific publications and citations for China and major developed countries 2005-20143525155比重/a 发文数量 b 被引频次6040200比重/美国2005 2007 2009 2011 2013 2014 年2006 2008 2010 2012 2005 2007 2009 2011 2013 2014 年2006 2008 2010 2012英国 德国 中国澳大利亚 加拿大中国和澳大利亚 AAI 整体上呈现增长趋势，尤其是中国，近两年的论文相对影响力高于其他发达国家。而美国、英国、加拿大、德国 AAI 趋势稳定，前 3 个国家略下降，德国略上升。4.2 相对产出与影响力的成本效益分析图 4 中显示， 2006 2009 年和 2010 2013 年的德国和加拿大 4 点基本处于主对角线上，两国对该领域科研论文所投入的成本与效益处于平衡状态。相同时段美国和英国也趋于相对平衡，且2005 2014 年，两国论文相对产出略增加，相对影响力有下降趋势。中国在 2005 年 AI 为 0.59，AAI 为 0.18，论文投入的成本效益较差； 20062009 年及 2010 2013 年中国靠近对角线上方，成本效益较 2005 年有所提高，且较为平衡； 2014 年则进一步提高，较 2005 年位置发生明显变化， AI和 AAI 分别增加 2 倍和 10 倍，说明中国在科研论文相对产出和影响力上取得了较大的进步，尤其是影响力上，迎来飞跃性的突破。这主要得益于中国政府对该领域的支持，提升了在世界中的竞争地位。5 结 论1 整体上， 1995 2014 年世界科研论文的产出与影响力随时间呈指数式增长 R2分别为 0.97 和3 期 329刘丽，等中国与主要发达国家对气候变化与经济领域科研论文贡献的文献计量分析 基于论文相对产出与影响指标图 3 六大论文产出国 AI 与 AAI 的发展轨迹（ 2005 2014 年）Fig. 3 The development track of AI and AAI with six productive countries 2005-20140.83。其中，中国与主要发达国家论文产出都呈指数式增长 R2≥ 0.90，但在影响力上，只有中国和澳大利亚呈指数增长。且中国论文产出与影响力的指数式增长速度较其他发达国家快。2 论文产出与影响力上，美国对气候变化与经济领域的贡献最大，论文数量及被引频次分别约占世界份额的 29.44 和 43.85，与英国、德国、加拿大三国总和相近。且四国发展趋势较稳定，但略有下降。中国发文数量及被引频次居世界前列（第5 和第 8 位 ，占世界份额分别由 2005 年的 5.45和 0.94 增加到 2014 年的 11.53 和 15.01，增速最快，已经成为该研究领域的主要贡献国，具有2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.200 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0AAI2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20AAI2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.200 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0AAI2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20AAI2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.200 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0AAI2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20AAI201420142014201420142014201020102010201020102010200520052005200520052005a 中国 b 澳大利亚c 美国 d 加拿大e 英国 f 德国AAIAI AIAI AIAI AI气候变化研究进展 2018 年330简 讯参考文献IPCC. 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Journal of Inetrics, 2011, 5 2 233-247[1][4][3][5][6][2][9][10][11][7][8][12][13]图 4 六大论文产出国 AI 与 AAI 关系图（ 2005 2014 年）Fig. 4 Relational chart displaying AI vs. AAI of six productive countries 2005-2014注不同形状代表不同年份，不同颜色代表不同国家，组合起来表示不同国家在不同年份的 AI 和 AAI 值。2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.200 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0AAIAI美国2005 年2014 年2006 2009 年2010 2013 年英国德国中国澳大利亚加拿大重要的国际地位与影响力。3 论文相对产出和影响力上，美国、英国、加拿大、德国的贡献水平均高于世界平均水平，前三国家的发展趋势呈现稳中下降趋势，德国的相对影响力略有上升。中国和澳大利亚的贡献水平低于世界平均水平，但发展趋势是稳定上升的，尤其是中国，增速最快，后期超过世界平均水平，在该领域取得了卓越进步。4 美国、英国、德国、加拿大、澳大利亚论文相对产出与影响力的成本效益较中国平衡。美国和英国论文的相对产出略增加，而相对影响力有下降趋势。中国在两方面都取得了很大进步，尤其是相对影响力上，增速快于相对产出，迎来飞跃性的突破。近几年，中国政府与学者不仅注重论文的数量问题，更加关注论文的影响力。