張忠華　劉云

[摘要]本文基于ESI和DII數(shù)據(jù)庫，使用文獻(xiàn)及專利方法和指標(biāo)，從整體趨勢、國家（地區(qū)）層面、機(jī)構(gòu)層面、主題層面對海洋保護(hù)領(lǐng)域2003-2012年間的文獻(xiàn)和專利進(jìn)行計量分析。研究發(fā)現(xiàn)，美國是該領(lǐng)域科技創(chuàng)新的核心國家，中國正逐漸成為該領(lǐng)域科技創(chuàng)新的中心國家，加強(qiáng)與主要國家尤其是美國的合作，加大對重點領(lǐng)域的科技投入，是快速提高我國在該領(lǐng)域科技水平的有效途徑。

[關(guān)鍵詞]海洋保護(hù)；ESI；DII；文獻(xiàn)；專利

D01：10.3969/j.issn.1008-0821.2014.10.022

[中圖分類號]G250.252 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008—0821（2014）10—0104—08

海洋占地球表面積的71%，蘊(yùn)含大量的礦物、可再生能源、生物等資源，與人類生活息息相關(guān)。海洋還是地球表面最大的儲熱體，海流傳送著世界上絕大多數(shù)的熱能，海洋與空氣之間的氣體交換對全球氣候的變化和發(fā)展有極大影響，可以說，海洋是地球上決定氣候發(fā)展變化的主要因素之一。但是，海洋蘊(yùn)藏的資源并不是無限的，海洋調(diào)節(jié)全球氣候的能力也不是無限的，如果我們無節(jié)制地開發(fā)海洋資源而不注意保護(hù)，那么這些資源總有被用光的一天。海洋對全球氣候的調(diào)控能力也會減弱，所以加強(qiáng)對海洋的保護(hù)十分必要。

隨著知識時代的來臨，科學(xué)技術(shù)對人類生活和綜合國力的影響越來越大，世界各國都在努力發(fā)展科學(xué)技術(shù)。合理配置科技資源、有效開展科技合作是保障海洋保護(hù)工作有效開展的重要舉措，因此，監(jiān)測分析海洋保護(hù)領(lǐng)域的科技資源就顯得尤為重要。科學(xué)研究的主要產(chǎn)出是論文，技術(shù)研發(fā)的主要產(chǎn)出是專利，基于論文數(shù)據(jù)庫和專利數(shù)據(jù)庫，使用科學(xué)計量學(xué)方法和指標(biāo)，可以有效的對科技資源進(jìn)行監(jiān)測。

本文嘗試通過對海洋保護(hù)領(lǐng)域論文和專利的檢索、統(tǒng)計和分析，監(jiān)測分析該領(lǐng)域的科技資源狀況，為利用科技資源進(jìn)行海洋保護(hù)提供參考。

1 數(shù)據(jù)和方法

ESI（Essential Science Indicators）是世界最著名的論文數(shù)據(jù)庫之一，包含SCIE/SSCI收錄的12000多種世界權(quán)威的、高影響力的學(xué)術(shù)期刊，內(nèi)容涵蓋自然科學(xué)、工程技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、社會科學(xué)、藝術(shù)與人文等領(lǐng)域。DII（DerwentInnovations Index）是世界上最全面的國際專利信息數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫收錄來自全球41個專利機(jī)構(gòu)（涵蓋100多個國家（地區(qū)），包括中國的實用新型專利信息）的超過1800萬條基本發(fā)明專利，3890多萬條專利情報。本文基于ESI和DII數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測全球海洋保護(hù)領(lǐng)域的論文和專利等科技資源。

檢索時間范圍為2003-2012年，數(shù)據(jù)庫更新時間為2014年3月19日。檢索方式為高級檢索，檢索策略為“，TS=（（ocean* OR sea OR seas）AND（protect* OR defend*ORsafeguard*））”。共獲得6119條ESI論文記錄和3237條DII專利記錄。使用EXCEL、Gephi、VP等數(shù)據(jù)分析和可視化軟件，對檢索到的論文和專利數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測分析。本文對論文、專利等科技資源的監(jiān)測分析主要從以下幾個方面展開：整體趨勢、國家（地區(qū)）層面、機(jī)構(gòu)層面、主題層面。

2 文獻(xiàn)計量分析

2.1 整體趨勢

基于ESI數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計結(jié)果顯示，2003—2012年論文總量持續(xù)穩(wěn)定增長（見圖1）。

與2003年論文總量相比，10年間海洋保護(hù)論文總量增長了188%，其中，2004年、2006-2008年論文總量增長率較高，均維持在15%以上。定義標(biāo)注2個以上國家（地區(qū)）信息的論文為國際合作論文，從圖1可以看出，論文的合作率在25%左右，10年間合作率保持上升趨勢，2012年合作率已達(dá)35.46%，參與國家（地區(qū)）由2003年的58個增加到2012年的99個，顯示出越來越多的國家（地區(qū)）開始關(guān)注這一領(lǐng)域的研究，海洋保護(hù)研究涉及海洋生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源學(xué)等多個學(xué)科，開展國際合作研究是十分必要的。

2.2 國家（地區(qū)）分析

10年間總共有151個國家（地區(qū)）發(fā)表了海洋保護(hù)論文，論文總量排名前10的國家（地區(qū)）依次為：美國、英國、意大利、澳大利亞、加拿大、西班牙、德國、法國、中國、日本。其中，美國以1810篇論文明顯領(lǐng)先于其他國家（地區(qū)），中國以282篇論文排名第9。

從圖2可以看出，2003-2012年間，美國一直是海洋保護(hù)論文數(shù)量最多的國家（地區(qū)），引導(dǎo)了該領(lǐng)域的研究，英國除2010年被澳大利亞短暫超越外，其余9年都排名第2位，是該領(lǐng)域另一個重要國家。中國論文數(shù)量的排名徘徊在8～10位之間，2004年超過日本躍居亞洲首位，2012年超過法國，位列世界第8，在論文總量top10國家（地區(qū)）中，只有中國是發(fā)展中國家。從地理環(huán)境看，論文總量top10國家（地區(qū)）是世界上主要的海洋國家（地區(qū)），開展海洋保護(hù)研究對這些國家有著重要的意義。

數(shù)據(jù)可視化是關(guān)于數(shù)據(jù)視覺表現(xiàn)形式的研究，通過全球海洋保護(hù)研究合作網(wǎng)絡(luò)的可視化能更直觀高效地反映、揭示合作網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜關(guān)系及變化規(guī)律。本文使用cephi軟件實現(xiàn)國際海洋保護(hù)研究合作網(wǎng)絡(luò)的可視化，分析主要國家（地區(qū)）在合作網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用。

為讓結(jié)果更清晰，選取論文總量大于40的36個主要國家（地區(qū)）進(jìn)行分析，邊的閾值設(shè)為5，繪制海洋保護(hù)研究國家（地區(qū)）合作網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果如圖3所示，點越大代表國家（地區(qū)）論文數(shù)量越多，連線越粗代表合作強(qiáng)度越高。從圖中可以看出，這一研究領(lǐng)域的國家（地區(qū)）合作特點可以概括為“一核多中心”，美國在合作網(wǎng)絡(luò)中成為核心，是大多數(shù)國家（地區(qū)）的第一合作國，這進(jìn)一步證明了其在這一領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，德國、英國、法國、加拿大、西班牙、澳大利亞是這一領(lǐng)域除美國外的主要中心國家（地區(qū)），為該領(lǐng)域的研究做出了重要貢獻(xiàn)。美英、美加、美澳之間的合作強(qiáng)度最高。我國也是合作網(wǎng)絡(luò)中較為重要的一點，我國論文的主要合作國是美國、德國、日本，加強(qiáng)與主要國家（地區(qū)）尤其是美國的合作，是快速提高我國在該領(lǐng)域科研水平的有效途徑。endprint

2.3 機(jī)構(gòu)分析

10年間總共有5162個機(jī)構(gòu)發(fā)表了海洋保護(hù)論文，論文總量排名前20的機(jī)構(gòu)如表1所示。

Top 20機(jī)構(gòu)里有11家屬于美國，反映了美國在這一研究領(lǐng)域的集團(tuán)優(yōu)勢，Top 20機(jī)構(gòu)里的其他9個來自于澳大利亞（3個）、加拿大（2個）、中國（1個）、俄羅斯（1個）、德國（1個）、法國（1個），值得一提的是，雖然英國的論文總量高居第2位，但并沒有一家英國機(jī)構(gòu)躋身Top20的行列。從機(jī)構(gòu)類型看，Top 20機(jī)構(gòu)里有多達(dá)13所高校，說明高校是該領(lǐng)域研究的主要參與者；其他參與機(jī)構(gòu)主要是科研院所和各國政府的海洋部門；屬于新興國家（地區(qū)）的機(jī)構(gòu)主要是國立科研院所，反映出新興國家（地區(qū)）參與該領(lǐng)域科學(xué)研究的國家（地區(qū)）意愿，也可能表明新興國家（地區(qū)）尚未在該領(lǐng)域開展廣泛的科學(xué)研究。從機(jī)構(gòu)的中心度看，美國國家海洋和大氣管理局、加州大學(xué)圣塔巴巴拉分校、澳大利亞杰姆斯庫克大學(xué)分列前三位，是該領(lǐng)域機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)的中心，其他中心度較高的機(jī)構(gòu)還有華盛頓大學(xué)、昆士蘭大學(xué)、斯坦福大學(xué)，中心度較高的機(jī)構(gòu)中高校居多，說明高校是溝通該領(lǐng)域的科研合作的主要力量。雖然中國科學(xué)院的論文總量排名第6，但中心度值只有16，是top20機(jī)構(gòu)里最少的，其研究的國際合作強(qiáng)度有待提高。

2.4 主題分析

論文的關(guān)鍵詞可以凝練全文的主題，使用文獻(xiàn)計量方法分析關(guān)鍵詞，可以了解相關(guān)領(lǐng)域的研究方向和發(fā)展趨勢，對于開展科學(xué)研究具有重要意義。10年間的海洋保護(hù)論文共包含15333個關(guān)鍵詞，其中有10595個關(guān)鍵詞只出現(xiàn)過1次，2079個關(guān)鍵詞只出現(xiàn)過2次，798個關(guān)鍵詞只出現(xiàn)過3次，這3類關(guān)鍵詞占總關(guān)鍵詞的87.86%，剩余12.14%的關(guān)鍵詞出現(xiàn)不小于4次，這些關(guān)鍵詞可以被視為該領(lǐng)域的主要研究主題。出現(xiàn)頻次超過100的25個主題如表2所示。

除SEA和OCEAN外，MANAGEMENT、CONSERVATION排名靠前，并且在數(shù)量上明顯高于其他主題（見表2），是該領(lǐng)域的研究焦點，其他值得關(guān)注的主題有PATIERNS、CLIMATE-CHANGE、GROWTH、MARINE PROTECTED AR-EAS、FISHERIES。為了排除極值和通用關(guān)鍵詞的干擾，選取CLIMATE-CHANGE、MARINE PROTECTED AREAS、FISHERIES為主要關(guān)鍵詞，分別構(gòu)建研究主題共現(xiàn)矩陣，使用Gephi軟件實現(xiàn)海洋保護(hù)研究主題共現(xiàn)的可視化，分析這3個主題的研究內(nèi)容。

為讓結(jié)果更清晰，選取出現(xiàn)頻次大于60的主題進(jìn)行分析，邊的閾值設(shè)為10，繪制海洋保護(hù)研究主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果如圖4所示，上角標(biāo)為1的是CLIMATE-CHANGE的共詞網(wǎng)絡(luò)，上角標(biāo)為2的是MARINE PROTECTED AREAS的共詞網(wǎng)絡(luò)，上角標(biāo)為3的是FISHERIES的共詞網(wǎng)絡(luò)。與CLIMATE-CHANGE相關(guān)的研究內(nèi)容有BIODIVEBSITY、GREAT-BARRIER-REEF、ECOSYSTEMS、CORAL-REEFS、IMPACTS等；與MARINE PROTECTED AREAS相關(guān)的研究內(nèi)容有POPULATIONS、COMMUNITIES、RESERVES、IMPACTS等；與FISHERIES相關(guān)的研究內(nèi)容有RESERVES、IM-PACIS、HABITAT等。從圖4可以看出，CLIMATE-CHANGE、MARINE PROTECTED AREAS、FISHERIES相互之間有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)，并且3個主題有共同的研究內(nèi)容。

3 專利計量分析

3.1 整體趨勢

與論文總量的持續(xù)增長不同，基于DII數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計結(jié)果顯示，2003-2012年專利總量呈現(xiàn)波動變化的趨勢（見圖5）。

2003年海洋保護(hù)專利數(shù)量最少，為209條，專利數(shù)量的峰值出現(xiàn)在2010年，為534條。2004-2010年的專利數(shù)量增長率為正數(shù)，這段時間是專利數(shù)量持續(xù)增加的時期，從2011年開始，增長率由正轉(zhuǎn)負(fù)，且絕對值不斷增大，表明該領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量下滑趨勢明顯，這一現(xiàn)象值得關(guān)注。專利參與國家（地區(qū)）數(shù)最多的是2008年的58個，最少的是2012年的18個。比較論文和專利的整體趨勢可以看出，專利數(shù)量和參與國家（地區(qū)）數(shù)都比論文要少。

3.2 國家（地區(qū)）分析

10年間總共有58個國家（地區(qū)）獲得了海洋保護(hù)專利，專利數(shù)量排名前10的國家（地區(qū)）依次為：中國、美國、韓國、日本、德國、俄羅斯、法國、英國、加拿大、西班牙。其中，中國以950條專利明顯領(lǐng)先于其他國家（地區(qū)）排名首位，值得注意的是，DII數(shù)據(jù)庫中包含了中國的實用新型專利信息，可能提高了中國的專利數(shù)量。主要國家（地區(qū)）專利數(shù)量排名變化情況如圖6所示，DII數(shù)

從圖6可以看出，2006-2012年間，中國和美國交替成為海洋保護(hù)專利數(shù)量最多的國家（地區(qū)），引導(dǎo)了該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)。日本專利總量排名下滑比較明顯，從最高的第2位下滑到2012年的第6位。中國專利數(shù)量2006年超過日本和美國，位列世界第1，且在專利數(shù)量上逐漸拉大了與美國的距離。在專利總量top10國家（地區(qū)）中，只有中國和俄羅斯是發(fā)展中國家（地區(qū)），俄羅斯的專利數(shù)量排名有所下滑，中國正逐漸成為該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的重要力量和發(fā)展中國家（地區(qū)）在該技術(shù)領(lǐng)域的代表。論文和專利的國家（地區(qū)）分布情況不同，中國僅在論文top10國家排名下游，卻在專利top10國家排名榜首，這可能是因為DII數(shù)據(jù)庫中包含了中國的實用新型專利信息，提高了中國的專利數(shù)量，但也可以看出中國在這一領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)取得了長足的進(jìn)步。

繪制海洋保護(hù)國際技術(shù)合作網(wǎng)絡(luò)，分析主要國家（地區(qū)）在合作網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用，結(jié)果如圖7所示，國家（地區(qū)）以中文標(biāo)識。

從圖7可以看出，這一技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的國家（地區(qū)）合作強(qiáng)度并不高，美國是合作網(wǎng)絡(luò)最重要的一個中心，也是大多數(shù)國家（地區(qū)）的第一合作國，說明了其在這一領(lǐng)域的重要地位，為該領(lǐng)域技術(shù)的國際合作研發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)。美國和加拿大之間的合作強(qiáng)度最高，中國、韓國、日本這3個東亞國家之間的區(qū)域合作強(qiáng)度不高。其他主要的中心國家（地區(qū)）有加拿大、澳大利亞、西班牙。我國專利的主要合作國是美國、加拿大、西班牙，加強(qiáng)與主要國家（地區(qū)）的合作，是快速提高我國在該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)水平的有效途徑。比較圖3和圖7可以看出，論文合作網(wǎng)絡(luò)和專利合作網(wǎng)絡(luò)的中心國家（地區(qū)）不同，美國同為兩個網(wǎng)絡(luò)最重要的中心國家，是該領(lǐng)域科技合作的重要推動力量。endprint

3.3 機(jī)構(gòu)分析

10年間總共有2951個機(jī)構(gòu)獲得了海洋保護(hù)專利，專利總量超過10的Cop 12機(jī)構(gòu)如表3所示。

Top 12機(jī)構(gòu)主要來自4個國家，其中除瑞士的ABB集團(tuán)外，其余11家機(jī)構(gòu)分屬東亞的中國、日本、韓國，中國機(jī)構(gòu)占據(jù)7席。中國國家海洋石油總公司的專利多達(dá)35項，位列第1，其他機(jī)構(gòu)的專利分布較為平均。從機(jī)構(gòu)類型看，Top 12機(jī)構(gòu)里有7家企業(yè)和5家高等院校，說明企業(yè)尤其是大型跨國企業(yè)是該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的主要參與者，中國高校也是該領(lǐng)域的專利大戶。與論文的情況不同，各機(jī)構(gòu)擁有的專利數(shù)量較少且差距不大，專利的集中程度沒有論文高。

3.4 主題分析

德溫特手工代碼由DII的標(biāo)引人員分配給專利，它們用于表示某項發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新點及其應(yīng)用，德溫特手工代碼完全可以看作DII中專利文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞，本文以德溫特手工代碼為依據(jù)分析海洋保護(hù)專利的技術(shù)主題。10年間的海洋保護(hù)專利共包含3534個手工代碼，其中有1828個手工代碼只出現(xiàn)過1次，697個手工代碼只出現(xiàn)過2次，323個手工代碼只出現(xiàn)過3次，這3類手工代碼占總數(shù)的80.6%，剩余19.4%的手工代碼出現(xiàn)不小于4次，這些手工代碼可以被視為該領(lǐng)域的主要技術(shù)主題。出現(xiàn)頻次排名前10位的手工代碼如表4所示。

X15-C01、A12-R、1304-A10出現(xiàn)的頻次超過了70（見表4），明顯比其他手工代碼出現(xiàn)的頻次高，是該領(lǐng)域的技術(shù)熱點，其他值得關(guān)注的手工代碼有1304-B07F、H01-1301、A12-Eft2、1304-A09等。值得注意的是1304-A10和1304-A09的含義都是植物提取物，二者的頻次之和為128，說明了該主題的重要性。本文選取X15-C01、A12-R、1304-A10 3個手工分類號，繪制海洋保護(hù)技術(shù)主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，分析各主題之間的關(guān)系。

結(jié)果如圖8所示，上角標(biāo)為1的是X15-C01的手工代碼共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，上角標(biāo)為2的是A12-R的手工代碼共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，上角標(biāo)為3的是B04-A10的手工代碼共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。X15-C01的共現(xiàn)主題較少，主要包括X15-C02（潮汐能）、E11-Q03J（風(fēng)力系統(tǒng)）等，技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域為海洋可再生能源開發(fā)利用；A12-R的共現(xiàn)主題包括A12-T（運(yùn)輸）、All-1305（涂層）、A04-G02FA（乙烯均聚物）等，技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域為海洋工程材料開發(fā)與應(yīng)用；B04-A10的共現(xiàn)主題包括B04-A09（從植物中獲得提取物）、B04-A08C2（被子植物）、D03-H01T2B（非益生元或維生素制劑）等，技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域為海洋生物資源利用與保護(hù)。

4 結(jié)論

本文基于KSI和DII數(shù)據(jù)庫，使用科學(xué)計量學(xué)方法和指標(biāo)，從整體趨勢、國家（地區(qū)）層面、機(jī)構(gòu)層面、主題層面對海洋保護(hù)領(lǐng)域2003-2012年間的論文和專利等科技資源進(jìn)行監(jiān)測分析，得出以下結(jié)果。

（1）論文總量持續(xù)穩(wěn)定增長，論文的合作率維持在25%左右，參與國家（地區(qū)）數(shù)明顯增多；專利總量和參與國家（地區(qū)）數(shù)都呈現(xiàn)波動變化趨勢，專利數(shù)量和參與國家（地區(qū)）數(shù)都比論文要少。

（2）美國的論文總量排名第1，中國的專利總量排名第1，論文總量排名第9；美國是該領(lǐng)域論文和專利國家（地區(qū)）合作網(wǎng)絡(luò)的核心國家，中國是論文和專利國家（地區(qū)）合作網(wǎng)絡(luò)中較為重要的中心國家。

（3）論文Top 20機(jī)構(gòu)有11家屬于美國，包含13所高校，專利Top 12機(jī)構(gòu)里，包含7家企業(yè)和5所高校，中國機(jī)構(gòu)占據(jù)7席；美國國家海洋和大氣管理局發(fā)表的論文最多，中國國家海洋石油總公司獲得的專利最多；美國國家海洋和大氣管理局、加州大學(xué)圣塔巴巴拉分校、澳大利亞杰姆斯庫克大學(xué)位于論文機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)的中心。

（4）科學(xué)研究主題有氣候變化、海洋保護(hù)區(qū)、漁業(yè)；技術(shù)研發(fā)主題有海洋可再生能源開發(fā)利用、海洋工程材料開發(fā)與應(yīng)用、海洋生物資源利用與保護(hù)。

通過對論文和專利等科技資源的監(jiān)測分析，認(rèn)為中國正逐漸成為該領(lǐng)域科學(xué)研究的重要參與者和技術(shù)研發(fā)的重要推動者，加強(qiáng)與主要國家（地區(qū)）尤其是美國的合作，加大對重點領(lǐng)域的科技投入，是快速提高我國在該領(lǐng)域科技水平的有效途徑。

（本文責(zé)任編輯：馬卓）endprint