詹 婧

(合肥工業(yè)大學(xué) 圖書館,合肥 230009)

一、引 言

在“雙一流”的熱潮下，一流大學(xué)及一流學(xué)科建設(shè)受到越來越多的關(guān)注。研究從科研成果的生產(chǎn)力、影響力、創(chuàng)新力和發(fā)展力等方面開展學(xué)科評(píng)價(jià)[1-2]，探討大學(xué)排行與學(xué)科評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性[3-4]，基于世界大學(xué)排名體系分析世界一流大學(xué)特征、我國高校與世界一流大學(xué)的學(xué)術(shù)競爭力差距以及排名體系與一流大學(xué)、一流學(xué)科建設(shè)關(guān)系等[3，5，6]。大多數(shù)大學(xué)排名或評(píng)價(jià)研究都在不同程度上依賴于大學(xué)科研產(chǎn)出的各項(xiàng)計(jì)量學(xué)指標(biāo)，旨在反映機(jī)構(gòu)科學(xué)產(chǎn)出的數(shù)量和質(zhì)量特征。對(duì)于大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)，其組成學(xué)科之間是相互關(guān)聯(lián)的，每個(gè)學(xué)科都不能離開其他學(xué)科單獨(dú)發(fā)展，世界一流學(xué)科只能產(chǎn)生于良好的學(xué)科生態(tài)中[7]，構(gòu)建一流學(xué)科生態(tài)系統(tǒng)成為研究型大學(xué)內(nèi)涵式發(fā)展的關(guān)鍵[8]。

生態(tài)學(xué)理論認(rèn)為任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都具有一種內(nèi)在的自我調(diào)節(jié)和平衡能力，這種能力主要取決于系統(tǒng)成分的多樣性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并提出反映系統(tǒng)或群落結(jié)構(gòu)特征的各類指標(biāo)[9-11]，包括反映生境或群落中物種個(gè)體數(shù)目多少的多度、反映群落中物種數(shù)目多寡的豐富度、反映全部物種個(gè)體數(shù)目分配狀況的均勻度以及綜合反映豐富度和均勻度的綜合多樣性指標(biāo)等[9-11]。生物多樣性指標(biāo)是力圖把物種多度分布所包含的信息歸為單一統(tǒng)計(jì)量，簡單直觀地反映生境的狀態(tài)。

有情報(bào)學(xué)研究認(rèn)為文獻(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)與生態(tài)系統(tǒng)或群落數(shù)據(jù)是類似的[12]，學(xué)科領(lǐng)域多樣性與生物分布多樣性具有諸多共性[13]，因此在研究技術(shù)和方法上可以相互借鑒。Stirling A在其跨學(xué)科相關(guān)研究中明確提出學(xué)科多樣性測度需要滿足豐富度、均勻性和差異性3個(gè)屬性[14]；研究利用布里淵指數(shù)考察學(xué)科領(lǐng)域多樣性[13，15]，或綜合布里淵指數(shù)、信息熵和饒-斯特靈指數(shù)三大代表性指標(biāo)，在改進(jìn)希爾式指數(shù)基礎(chǔ)上提出用于學(xué)科多樣性綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)[16]。有研究將Shannon指數(shù)用于衡量期刊引文的多樣性以考察期刊的跨學(xué)科性[17]，或?qū)⒚枋錾鷳B(tài)群落多樣性的Margalef豐富度、Shannon多樣性及均勻度指數(shù)應(yīng)用于文獻(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)，以量化個(gè)人和期刊的國際性或多學(xué)科性[12]。研究多從學(xué)科多樣性角度探討知識(shí)的跨學(xué)科或多學(xué)科性，而鮮有揭示高校的學(xué)科科研結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

本研究以國內(nèi)外一流大學(xué)為對(duì)象，引入生態(tài)系統(tǒng)多樣性指標(biāo)和分析工具研究世界一流大學(xué)科研系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特征，探討多樣性指標(biāo)應(yīng)用于科研發(fā)文系統(tǒng)的可行性和適用性，以期為大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)評(píng)價(jià)及世界一流大學(xué)建設(shè)提供參考。

二、數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.研究對(duì)象

選取國內(nèi)外15所世界一流大學(xué)作為本研究研究對(duì)象，一是國外一流大學(xué)(TOP6)集團(tuán)，包括2019最新四大排名系統(tǒng)(2019QS世界大學(xué)排名、2019泰晤士高等教育世界大學(xué)排名、2017上海交大世界大學(xué)學(xué)術(shù)排名和2019USNEWS世界大學(xué)排名)中均位列前十的6所世界一流大學(xué)：麻省理工學(xué)院(MIT)、斯坦福大學(xué)(SU)、哈佛大學(xué)(HU)、劍橋大學(xué)(UC)、加州理工學(xué)院(CIT)和牛津大學(xué)(UO)；二是國內(nèi)一流大學(xué)(C9)，即中國“985工程”第一批建設(shè)的9所大學(xué)：北京大學(xué)(PU)、清華大學(xué)(TU)、復(fù)旦大學(xué)(FU)、中國科技大學(xué)(USTC)、南京大學(xué)(NU)、浙江大學(xué)(ZU)、上海交通大學(xué)(SJTU)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)(HIT)和西安交通大學(xué)(XJU)。

2.數(shù)據(jù)來源

基于InCites數(shù)據(jù)庫，研究領(lǐng)域(Research Area)的學(xué)科分類(Schema)分別選取Essential Science Indicators和Web of Science(文中簡稱為ESI學(xué)科分類和WOS學(xué)科分類)，獲取1980-2017年間作為研究對(duì)象的15所大學(xué)的科研發(fā)文和引文等數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)類型(Document Type)選取article和review，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2018年12月1日。

3.多樣性指標(biāo)選取及統(tǒng)計(jì)分析

研究從發(fā)文豐度、豐富度、均勻度、優(yōu)勢度及綜合多樣性角度選取代表性的13個(gè)指標(biāo)對(duì)大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)特征進(jìn)行分析(表1)。主要包括發(fā)文/引文豐度(P/C)、側(cè)重于描述學(xué)科豐富度的指數(shù)(R、Dmn和Dmg)、反映學(xué)科均勻度的指數(shù)(Epie、Ea和Emc)、優(yōu)勢度指數(shù)(Db-p)以及代表性的綜合多樣性指數(shù)(H、D、Dmc、Dpie)[9-11]。

此外，在傳統(tǒng)Shannon指數(shù)基礎(chǔ)上，基于多樣性與系統(tǒng)中總個(gè)體數(shù)量呈對(duì)數(shù)關(guān)系的假設(shè)引入修正Shannon指數(shù)H′[18]，該指標(biāo)綜合考慮了系統(tǒng)內(nèi)個(gè)體數(shù)量的絕對(duì)差異對(duì)其多樣性量度的影響。

表1 多樣性指標(biāo)及其含義

注：Pi=Ni/N，N為總發(fā)文(或總引文)數(shù)，Ni為第i個(gè)學(xué)科的發(fā)文(或引文)數(shù)；S為大學(xué)發(fā)文(或引文)涉及的學(xué)科數(shù)；Nmax為大學(xué)發(fā)文(或引文)最高的學(xué)科發(fā)文(或引文)數(shù)。

采用SPSS 24對(duì)不同類型多樣性指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析國內(nèi)外兩個(gè)一流大學(xué)集團(tuán)的科研發(fā)文多樣性的差異，同時(shí)對(duì)不同學(xué)科分類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)所得多樣性指數(shù)的相關(guān)性以及多樣性指數(shù)與大學(xué)排名的Pearson相關(guān)性進(jìn)行研究。

4.多樣性指標(biāo)的主成分分析

采用Canoco4.5對(duì)機(jī)構(gòu)的發(fā)文和引文多樣性指標(biāo)進(jìn)行主成分分析(Principal Components Analysis, PCA)，探討15所大學(xué)科研發(fā)文的結(jié)構(gòu)和功能特征；Canoco軟件整合了排序以及回歸和排列方法學(xué)，用于構(gòu)建生態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型[19]。研究分別基于ESI和WOS兩種學(xué)科分類方式下的大學(xué)發(fā)文多樣性指數(shù)和引文多樣性指數(shù)進(jìn)行PCA數(shù)量排序，探討不同類型多樣性指標(biāo)對(duì)大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)揭示的敏感性和適用性；多樣性指標(biāo)進(jìn)行“Log transformation”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；箭頭代表大學(xué)科研發(fā)文/引文多樣性指標(biāo)，散點(diǎn)代表具體一流大學(xué)，箭頭所處的象限表示群落結(jié)構(gòu)與排序軸的相關(guān)性[11,19]。

三、結(jié)果與分析

1.國內(nèi)外一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性的差異分析

基于ESI和WOS學(xué)科分類的發(fā)文和引文數(shù)據(jù)得到國內(nèi)外一流大學(xué)集團(tuán)的多樣性指數(shù)見圖1。TOP6大學(xué)發(fā)文及引文的豐富度指數(shù)R、均勻度指數(shù)Epie和Emc以及綜合多樣性指數(shù)H、H’、D、Dmc和Dpie均高于C9；而豐富度指數(shù)Dmg和Dmn、優(yōu)勢度指數(shù)Db-p低于C9；ESI學(xué)科分類下TOP6均勻度指數(shù)Ea高于C9，WOS學(xué)科分類所得結(jié)果反之(圖1)。

圖1 一流大學(xué)集團(tuán)科研發(fā)文多樣性指數(shù)

統(tǒng)計(jì)分析表明，對(duì)于基于ESI學(xué)科分類的科研發(fā)文，TOP6的修正shannon指數(shù)H′顯著高于C9，Margalef指數(shù)Dmg和Menhinick指數(shù)Dmn顯著低于C9；對(duì)于ESI引文，TOP6 shannon指數(shù)H、修正shannon指數(shù)H′顯著高于C9，Margalef指數(shù)Dmg和Menhinick指數(shù)Dmn顯著低于C9。基于WOS分類的科研發(fā)文，TOP6 PIE豐富度、修正shannon指數(shù)顯著高于C9，Menhinick指數(shù)Dmn顯著低于C9；對(duì)于WOS引文，TOP6 PIE豐富度、修正shannon指數(shù)H′顯著高于C9，Menhinick指數(shù)Dmn、Alatalo均勻度指數(shù)Ea顯著低于C9。四組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中，修正shannon指數(shù)H′、Dmn指數(shù)存在顯著差異(p<0.05)。

2.不同學(xué)科分類方式下一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性

基于ESI和WOS兩種學(xué)科分類的大學(xué)科研發(fā)文和引文多樣性指數(shù)見下頁圖2。豐富度體現(xiàn)的是大學(xué)科研系統(tǒng)涉及的學(xué)科數(shù)，本研究中的一流大學(xué)發(fā)文和引文均已涉及ESI分類的全部22個(gè)學(xué)科。對(duì)于WOS學(xué)科分類，涉及學(xué)科數(shù)均達(dá)到200(除HIT引文豐富度)。從圖2可以看出，世界一流大學(xué)在學(xué)科豐富度和豐度上雖存在一定差異，但均呈現(xiàn)覆蓋面較廣的綜合性特征。TOP6中以CIT豐富度指數(shù)R、均勻度指數(shù)Epie和Ea、綜合多樣性指數(shù)H、H’、Dpie最低；其次為HU，呈現(xiàn)低的H、Epie、Dpie和Ea，并以D、Dmg和Emc最低，優(yōu)勢度指數(shù)Db-p最高。C9中，以USTC和HIT豐富度指數(shù)R和Dmg、均勻度指數(shù)Epie、Ea和Emc、綜合多樣性指數(shù)H、H’、D、Dpie最低。

由兩種學(xué)科分類所得多樣性指數(shù)的pearson相關(guān)性可以看出，發(fā)文/引文的均勻度指數(shù)(Epie和Emc)、豐富度指數(shù)(Dmn、Dmc)和綜合多樣性指數(shù)(H、H′、Dpie和D)均呈顯著或極顯著正相關(guān)(圖2)，表明了ESI和WOS兩種學(xué)科分類方式下基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多樣性指標(biāo)的一致性。此外，同一學(xué)科分類下各發(fā)文和引文多樣性指數(shù)均呈極顯著正相關(guān)。

圖2 世界一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指數(shù)

3.一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指標(biāo)的相關(guān)性分析

ESI和WOS兩種學(xué)科分類下不同多樣性指標(biāo)的pearson相關(guān)系數(shù)分別見表2和下頁表3。對(duì)于綜合多樣性指數(shù)，除基于WOS學(xué)科分類發(fā)文數(shù)據(jù)下H’與D、Dmc無顯著相關(guān)性、與Dpie顯著相關(guān)外，H、H′、D、Dmc、Dpie間均呈極顯著正相關(guān)。均勻度指數(shù)Epie、Emc、Ea呈顯著或極顯著正相關(guān)，并以Epie、Emc間相關(guān)度較高。總體上可以看出同類型多樣性指數(shù)對(duì)大學(xué)科研發(fā)文結(jié)構(gòu)的揭示表現(xiàn)出高度的一致性。

基于WOS學(xué)科分類的綜合多樣性指數(shù)H、H′、Dpie與豐富度指數(shù)R呈顯著或極顯著正相關(guān)。綜合多樣性指數(shù)H、H′、D、Dmc、Dpie與均勻度Epie均呈顯著或極顯著正相關(guān)。均勻度指數(shù)與優(yōu)勢度指數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表2 基于ESI學(xué)科分類的一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指數(shù)相關(guān)性

注：左下角為基于ESI學(xué)科分類的科研發(fā)文多樣性指數(shù)相關(guān)性，右上角為基于ESI學(xué)科分類的科研引文多樣性指標(biāo)相關(guān)性；

*p<0.05；**p<0.01。

表3 基于WOS學(xué)科分類的一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指數(shù)相關(guān)性

注：左下角為基于WOS學(xué)科分類的科研發(fā)文多樣性指數(shù)相關(guān)性，右上角為基于WOS學(xué)科分類的科研引文多樣性指數(shù)相關(guān)性；

*p<0.05；**p<0.01。

4.一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指標(biāo)與大學(xué)排名的相關(guān)性分析

基于大學(xué)學(xué)科科研發(fā)文和引文的多樣性指數(shù)與大學(xué)排名的相關(guān)性見表4。多樣性指標(biāo)中以修正Shannon指數(shù)與四個(gè)大學(xué)排名均表現(xiàn)為顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；Menhinick指數(shù)與排名呈顯著或極顯著正相關(guān)。此外，基于WOS分類的PIE豐富度指數(shù)R與排名均呈極顯著負(fù)相關(guān)(除基于發(fā)文的豐富度與THE排名顯著負(fù)相關(guān))。

由表4可以看出，基于引文數(shù)據(jù)的大學(xué)科研發(fā)文功能多樣性指數(shù)與排名的相關(guān)系數(shù)及顯著性高于結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)；此外，基于ESI分類的學(xué)科多樣性指數(shù)與排名的相關(guān)系數(shù)及顯著性高于基于WOS學(xué)科分類的多樣性指數(shù)。四大排名系統(tǒng)中，各多樣性指標(biāo)與ARWU、USNEWS排名的相關(guān)性均高于QS和THE(表4)。

表4 一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指數(shù)與大學(xué)排名相關(guān)性

注: ①②③④分別表示基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基于ESI學(xué)科分類發(fā)文、ESI學(xué)科分類引文、WOS學(xué)科分類發(fā)文、WOS學(xué)科分類引文；RQS、RTHE、RARWU、RUSNEWS分別表示最新QS、THE、ARWU和USNEWS世界大學(xué)排名。.a 基于ESI學(xué)科分類的一流大學(xué)學(xué)科豐富度均為常量22，因此無法進(jìn)行計(jì)算。

5.一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指標(biāo)的PCA分析

以基于15所一流大學(xué)1980-2017年間發(fā)文和引文情況計(jì)算所得的13個(gè)多樣性指標(biāo)作為數(shù)據(jù)源進(jìn)行主成分分析(PCA)，探討大學(xué)科研發(fā)文的豐富度、均勻度、優(yōu)勢度、多樣性等測度指標(biāo)的敏感性(圖3)。圖3顯示的不同學(xué)科分類下的主成分分析中，結(jié)構(gòu)和功能多樣性指標(biāo)的第一主成分軸和第二主成分軸的累積貢獻(xiàn)率分別達(dá)到99.7%、99.9%、99.1%和99.4%，表明兩個(gè)主成分軸均能夠較為全面地反映13個(gè)多樣性指標(biāo)的信息?；诓煌A(chǔ)數(shù)據(jù)的PCA結(jié)果中，多樣性指標(biāo)以及大學(xué)樣本的分布表現(xiàn)出高的相似性(圖3)。

根據(jù)主成分各因子得分和圖3看出，第一主成分主要反映了學(xué)科豐度和豐富度的變化，第二主成分主要反映了學(xué)科均勻度的變化。優(yōu)勢度指數(shù)Db-p靠近第二主成分軸正半軸，負(fù)半軸強(qiáng)相關(guān)指標(biāo)有均勻度指數(shù)(Epie、Ea、Emc)和綜合多樣性指數(shù)(H、D、Dmc、Dpie)。均勻度指數(shù)(Epie、Ea、Emc)與多樣性指數(shù)(D、Dmc、Dpie)呈現(xiàn)小的夾角，兩者表現(xiàn)出極高的相關(guān)性，這與其指標(biāo)pearson相關(guān)分析的結(jié)果相一致(表2，3)。

對(duì)于大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)多樣性的研究，需要同時(shí)較好地描述學(xué)科豐富度和均勻度變化，多樣性指數(shù)的選擇可以從距離第一和第二主成分軸的遠(yuǎn)近來判斷[11,19]。由圖3可以看出，綜合多樣性指數(shù)H、D、Dmc、Dpie更傾向于發(fā)文學(xué)科均勻度的揭示，綜合多樣性指數(shù)中以H′受發(fā)文系統(tǒng)的均勻度、豐富度和發(fā)文量的影響最大，在一定程度上修正Shannon指數(shù)H′能夠更好地綜合反映大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特征。

圖3 一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性指數(shù)PCA分析

A：基于ESI學(xué)科分類的科研發(fā)文多樣性；B：基于ESI學(xué)科分類的科研引文多樣性；C：基于WOS學(xué)科分類的科研發(fā)文多樣性；D：基于WOS學(xué)科分類的科研引文多樣性

在PCA圖中，主要位于一四象限的TOP6大學(xué)在發(fā)文/引文豐度和豐富度上高于位于二三象限的C9集團(tuán)大學(xué)，兩一流大學(xué)集團(tuán)傾向于各自聚為一類；位于三四象限的大學(xué)(MIT、SU、UC、UO以及TU、FU、ZU、SJTU、XJU)在均勻度上優(yōu)于一二象限的大學(xué)(HU、CIT和TU、USTC、NU、HIT)，反之優(yōu)勢度低于后者，這與圖2反映的大學(xué)學(xué)科多樣性趨勢一致。PCA中大學(xué)間的距離反映了其學(xué)科結(jié)構(gòu)或功能的相似性。TOP6中以MIT、SU、UC和UO科研發(fā)文結(jié)構(gòu)相似度較高；C9中PU、ZU和SJTU相似度高，USTC和HIT呈現(xiàn)相近的學(xué)科發(fā)文結(jié)構(gòu)。在基于科研發(fā)文結(jié)構(gòu)多樣性指標(biāo)的PCA中，TOP6中CIT與我國C9大學(xué)距離較近，而在基于引文多樣性指標(biāo)的PCA中，其更傾向于與TOP6集團(tuán)其他大學(xué)聚為一類(圖3)，對(duì)此，兩種學(xué)科分類方式下的結(jié)果具有一致性。

四、討論與總結(jié)

1.一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

本研究引入不同類型多樣性指標(biāo)以揭示一流大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，多指標(biāo)大多以物種豐富度、物種多度或均勻度為基礎(chǔ)，計(jì)算過程中賦予幾者不同的權(quán)重[9-11]。多樣性指標(biāo)的選取和構(gòu)建目的在于尋找較為簡單有效的方法以反映系統(tǒng)的特點(diǎn)。對(duì)于系統(tǒng)豐富度、均勻度、綜合性等各方面的描述，同類型多樣性指標(biāo)多表現(xiàn)為顯著或極顯著相關(guān)(表2，3)，表明了其對(duì)科研發(fā)文系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能表征的一致性。

多樣性指標(biāo)中以修正Shannon指數(shù)H′和Menhinick指數(shù)Dmn與四種大學(xué)排名均呈顯著或極顯著相關(guān)，排名靠前的大學(xué)具有相對(duì)高的修正Shannon指數(shù)和低的Menhinick指數(shù)。相對(duì)于QS和THE排名，多樣性指數(shù)與ARWU、USNEWS排名相對(duì)高的相關(guān)性可能與后兩者排名體系指標(biāo)的科研指向性較強(qiáng)有關(guān)[5,6,20]。Menhinick指數(shù)傾向于揭示系統(tǒng)的豐富度，有研究認(rèn)為Menhinick指數(shù)對(duì)高值大集合分析的適用性較差[21]。本研究的結(jié)果也可以看出，這種正相關(guān)性并不能很好地解釋大學(xué)排名的差異。Shannon指數(shù)源于信息理論，是一種對(duì)熵或非冗余度的信息論度量，它同時(shí)反映了豐富度和均勻度，是生態(tài)系統(tǒng)或文獻(xiàn)計(jì)量研究中最常用的多樣性指數(shù)之一[9-12，17]。但Shannon指數(shù)的計(jì)算未考慮系統(tǒng)大小在維持多樣性中的貢獻(xiàn)[18]，修正Shannon指數(shù)在其基礎(chǔ)上補(bǔ)充了對(duì)系統(tǒng)個(gè)體豐度，即本研究中大學(xué)發(fā)文/引文總量的揭示，其與大學(xué)排名呈現(xiàn)更高且更顯著的相關(guān)性。此外，修正Shannon指數(shù)H′與其他綜合多樣性指數(shù)(H、D、Dmc、Dpie)(除基于WOS的發(fā)文多樣性)、均勻度Epie、發(fā)文豐度P、豐富度R等也均呈顯著或極顯著正相關(guān)(表2，3)，多樣性指標(biāo)的PCA圖也可以看出，修正Shannon指數(shù)能較好地從學(xué)科豐度、均勻度、豐富度角度綜合反映大學(xué)科研發(fā)文的特點(diǎn)。

研究采用兩種通用的學(xué)科分類方法(ESI和WOS)獲得原始數(shù)據(jù)分析大學(xué)科研發(fā)文的多樣性，從一系列指標(biāo)(H、H′、Dpie、D、Epie、Emc、Dmn、Dmc)的顯著相關(guān)性(圖2)可以看出，兩種分類方式下多樣性指標(biāo)對(duì)大學(xué)科研發(fā)文和引文特征的揭示具有較強(qiáng)的一致性。ESI學(xué)科分類是根據(jù)11 000多種學(xué)術(shù)期刊的屬性劃分的22個(gè)學(xué)科領(lǐng)域[22]，相對(duì)于WOS學(xué)科分類，其學(xué)科劃分比較寬泛[22,23]，雖不易反映出一流大學(xué)學(xué)科的豐富度差異(Dpie)(圖2)，但從多樣性指標(biāo)與大學(xué)排名的相關(guān)性看，基于ESI學(xué)科分類的科研系統(tǒng)多樣性指數(shù)(H′)與排名的相關(guān)系數(shù)及顯著性高于基于WOS學(xué)科分類的多樣性指數(shù)(表4)。由于ESI學(xué)科門類較少，該項(xiàng)指數(shù)易于計(jì)算，基于該分類的修正Shannon指數(shù)可簡單有效地用于表征大學(xué)的科研發(fā)文結(jié)構(gòu)和影響力。WOS學(xué)科分類按照一對(duì)多關(guān)系歸類學(xué)術(shù)期刊和文獻(xiàn)，涵蓋了252個(gè)學(xué)科，對(duì)期刊和文獻(xiàn)內(nèi)容的揭示較充分[23]，但各學(xué)科間存在論文的交叉。相對(duì)于ESI學(xué)科分類，WOS分類數(shù)據(jù)能更好地揭示學(xué)科豐富度R與其他多樣性指數(shù)的相關(guān)性(表2)，且其豐富度指數(shù)R與排名呈顯著相關(guān)，由此可以看出基于WOS分類的學(xué)科豐富度能夠在很大程度上反映大學(xué)的總體科研水平。

2.一流大學(xué)科研發(fā)文多樣性的特點(diǎn)

研究從大學(xué)發(fā)文和引文角度研究大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，兩者的多樣性指數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，一流大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能表現(xiàn)出高度的一致性。但由基于結(jié)構(gòu)和功能多樣性指標(biāo)的PCA結(jié)果以及功能多樣性指數(shù)與排名相對(duì)較高的相關(guān)性可以看出，相對(duì)于發(fā)文結(jié)構(gòu)，基于大學(xué)科研引文分析的功能多樣性能夠更為有效地反映大學(xué)的排名和影響力。

對(duì)于兩個(gè)一流大學(xué)集團(tuán)，從學(xué)科豐富度看均呈現(xiàn)覆蓋面較廣的綜合性特征(圖2)，隨著一流大學(xué)綜合性、多樣化的發(fā)展趨勢，集團(tuán)間的這種差異將逐漸減小。但任何一個(gè)世界頂尖綜合性大學(xué)的建成不是一蹴而就的，一個(gè)學(xué)科的恢復(fù)和發(fā)展也絕非一日之功[24]，世界一流大學(xué)TOP6在學(xué)科發(fā)文/引文豐度、綜合多樣性(H′)等方面仍顯著高于我國C9高校(圖1，3)，兩大學(xué)集團(tuán)的科研發(fā)文和引文結(jié)構(gòu)上還存在一定距離(圖3)。我國一流高校中以北京大學(xué)、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)和上海交通大學(xué)與TOP6集團(tuán)大學(xué)的學(xué)科科研結(jié)構(gòu)相似度最高，這與其他研究通過排名系統(tǒng)及科研競爭力報(bào)告分析得到的結(jié)果相一致[6,25]。有研究認(rèn)為，我國大學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)雖相對(duì)多樣，但在基礎(chǔ)學(xué)科布局、學(xué)科厚度積累等方面還有待進(jìn)一步發(fā)展[26]，清華等我國一流大學(xué)在學(xué)科構(gòu)成上還沒有完全達(dá)到綜合大學(xué)文理工各學(xué)科科類齊全且比例適當(dāng)?shù)囊骩24]。

大學(xué)及其學(xué)科的發(fā)展受到籌資結(jié)構(gòu)、學(xué)校規(guī)模、政策等多方面因素的影響[27]，不可能形成固定的模式(圖2，3)。以加州理工學(xué)院為例，其學(xué)科結(jié)構(gòu)較TOP6中其他大學(xué)差異較大(圖2，3)，學(xué)科豐富度(R)、均勻度(Epie和Ea)及綜合多樣性(H、H′、Dpie)低，但這并不影響其在最新THE和ARWU排名中位列前三；四大排名系統(tǒng)中排名均值第一的麻省理工學(xué)院，也未表現(xiàn)出顯著高的多樣性和均勻度。但總體上，一流大學(xué)還是呈現(xiàn)出學(xué)科豐富度、均勻度及豐度兼顧的發(fā)展趨勢(圖3)，這從一流大學(xué)科研發(fā)文系統(tǒng)的各項(xiàng)多樣性指標(biāo)可以看出。這除了人為引導(dǎo)的大學(xué)或?qū)W科綜合外，更多的可能是系統(tǒng)自身發(fā)展的必然結(jié)果，大學(xué)科研系統(tǒng)內(nèi)部各學(xué)科因發(fā)展需要不斷產(chǎn)生新的共生、互生對(duì)象，從而組成相互影響的生態(tài)鏈或生態(tài)網(wǎng)，系統(tǒng)內(nèi)學(xué)科間的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系有待于進(jìn)一步研究。