劉文義 李 麗 王文青
1) 中國地震局第二監(jiān)測中心,陜西西安 710054
2) 中國地震局地球物理研究所,北京 100081
《地震科學(xué)進(jìn)展》創(chuàng)建于國家地震局成立前夕的1971年5月,原為內(nèi)部贈閱的不定期刊物《國外地震消息》,1978年8月經(jīng)國家科委批準(zhǔn)改為正式出版的期刊《國際地震動態(tài)》,2019年9月經(jīng)主辦單位申請、國家新聞出版署批復(fù)同意更改刊名為《地震科學(xué)進(jìn)展》。1971年5月—1975年12月,《國外地震消息》油印出版了共30期;1976年1月—1978年6月,《國外地震消息》又鉛印出版了共30期;1978年11月以《國際地震動態(tài)》出版一期 “試刊號” ,《國際地震動態(tài)》從1979年起定為月刊,正式出版發(fā)行,由《國際地震動態(tài)》編輯部編輯、科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版和發(fā)行[1]。1978年9月—2019年12月,《國際地震動態(tài)》共出版了492期。從2020年第1期起,正式以《地震科學(xué)進(jìn)展》刊名出版發(fā)行[2]。
本文中的數(shù)據(jù)是以《國際地震動態(tài)》刊名檢索的,在正文敘述中我們還是采用《國際地震動態(tài)》。雖然《國際地震動態(tài)》現(xiàn)在已經(jīng)是《地震科學(xué)進(jìn)展》的曾用刊名。
20世紀(jì)70年代的中國還沒有開始擺脫封閉或準(zhǔn)封閉的狀態(tài)。在這樣的情況下,《國際地震動態(tài)》作為反映地震科學(xué)發(fā)展和防震減災(zāi)事業(yè)的國際動態(tài)性刊物,在某種程度上發(fā)揮了地震研究領(lǐng)域的《參考消息》的作用。這也正是《國際地震動態(tài)》長期以來深受專業(yè)人員、管理人員和對地震科技發(fā)展感興趣的讀者的喜愛,在防震減災(zāi)事業(yè)中頗有影響,并引起一些國外的專家和研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的主要原因[3]。50年來,《國際地震動態(tài)》與廣大地震工作者一道,共同鞏固和發(fā)展了中國地震科技體系,也見證和推動著中國地震事業(yè)的轉(zhuǎn)型與革新,是中國地震學(xué)優(yōu)秀成果最為重要的刊登平臺之一,并在呼應(yīng)和服務(wù)國家安全戰(zhàn)略等方面發(fā)揮了非常重要的支撐和帶頭作用。
作為和中國地震局一同成長并在中國的地震事業(yè)中發(fā)揮過重要作用的學(xué)術(shù)刊物,在《地震科學(xué)進(jìn)展》創(chuàng)刊50周年之際,有必要通過科學(xué)文獻(xiàn)計量和可視化方法,對其出版特征、熱點(diǎn)主題和演變趨勢進(jìn)行適時的評估分析,為后續(xù)《地震科學(xué)進(jìn)展》的發(fā)展提供相關(guān)數(shù)據(jù)參考,并寄此凝聚創(chuàng)新的思路。文獻(xiàn)計量采用多種統(tǒng)計方法定量分析特定領(lǐng)域的文獻(xiàn)特征,通過對特定期刊或研究主題的文獻(xiàn)計量分析,讀者可快速了解出版物或不同研究主題中最有成效的作者、機(jī)構(gòu)、國家、領(lǐng)域,甚至是熱門話題和未來的研究趨勢。在《國際地震動態(tài)》創(chuàng)刊的重要?dú)v史節(jié)點(diǎn),不少地震學(xué)者和編輯部同仁已對《國際地震動態(tài)》的出版刊發(fā)情況作出分析[4-6]。在《國際地震動態(tài)》創(chuàng)刊30周年之際,宋守全從編輯的角度回顧了《國際地震動態(tài)》的歷史沿革,闡述了刊物的信息價值、學(xué)術(shù)價值和實用價值[1]。吳忠良從找準(zhǔn)位置、揚(yáng)長避短、應(yīng)對挑戰(zhàn)對《國際地震動態(tài)》30年的發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)[3]。近年來隨著文獻(xiàn)計量可視化技術(shù)的發(fā)展,為更直觀地展現(xiàn)學(xué)術(shù)期刊的載文特征,以及進(jìn)一步挖掘載文數(shù)據(jù),提供了新的技術(shù)支持。在《地震科學(xué)進(jìn)展》創(chuàng)刊50周年之際,采用CiteSpace科學(xué)文獻(xiàn)計量方法,基于中國學(xué)術(shù)期刊出版總庫所提供的論文數(shù)據(jù),對1979—2020年《國際地震動態(tài)》正刊所出版的文獻(xiàn)進(jìn)行作者合作網(wǎng)絡(luò)分析和關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析,以期系統(tǒng)性探索其過去不同時期《國際地震動態(tài)》出版文獻(xiàn)的主題脈絡(luò)、知識演進(jìn)、歷史熱點(diǎn)和機(jī)構(gòu)發(fā)展,回溯《地震科學(xué)進(jìn)展》在過去50年的發(fā)展歷程,旨在為中國地震科學(xué)工作者以及相關(guān)領(lǐng)域人員提供參考。
本文主要采用的研究方法是文獻(xiàn)計量法。文獻(xiàn)計量法是以學(xué)術(shù)文獻(xiàn)為研究對象,從定量的角度分析文獻(xiàn)規(guī)律。文獻(xiàn)計量學(xué)可通過運(yùn)用多種軟件加以實現(xiàn),如以基于建構(gòu)社會關(guān)系矩陣分析的BibExcel、BICOMS、SAT等軟件、基于社會網(wǎng)絡(luò)聚類分析的Cite-Space、VOSviewer、Ucinet、NetDraw等軟件[7]。本文采用的是CiteSpace軟件。其采用共引分析理論和尋徑網(wǎng)絡(luò)算法,可對特定領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行計量,探尋科學(xué)領(lǐng)域演化的關(guān)鍵路徑及知識轉(zhuǎn)折點(diǎn),進(jìn)而完成對學(xué)科發(fā)展前沿的探測,已經(jīng)成為科學(xué)計量學(xué)普遍采用的新工具[8]。
本研究使用的軟件版本為CiteSpaceV5.8R1,時間跨度為1979—2020年。時間切片(Yearsperslice)設(shè)置為1年,裁剪方法(Pruning)選擇關(guān)鍵路徑算法(Pathfinder)。為了更準(zhǔn)確地選取樣本文獻(xiàn)中的高頻關(guān)鍵詞,閾值選擇方法(SelectionCriteria)選用了g指數(shù)方法(g-index),將k值設(shè)置為25,以期獲取每個時間切片內(nèi)有質(zhì)量的高頻關(guān)鍵詞和關(guān)鍵文獻(xiàn)。
數(shù)據(jù)來源于從中國知網(wǎng)(CNKI)檢索到《國際地震動態(tài)》1971—2020年間的載文數(shù)據(jù),論文共計8 441篇。為保證論文數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性,手工剔除了非學(xué)術(shù)類論文(含會議通知、簡訊、零訊、征稿啟示、國內(nèi)外震情、全球地震活動性等)1 290篇和編譯編寫與翻譯文章1 839篇,最終得到有效分析文獻(xiàn)5 312篇。將中國知網(wǎng)(CNKI)導(dǎo)出的Refworks格式數(shù)據(jù),用CiteSpace軟件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。
根據(jù)CNKI數(shù)據(jù)庫信息,對所獲取文獻(xiàn)的類型、作者情況、研究機(jī)構(gòu)、學(xué)科領(lǐng)域、基金資助等基本要素進(jìn)行文獻(xiàn)計量學(xué)分析。
1979—2020年間,《國際地震動態(tài)》學(xué)術(shù)論文年均發(fā)文量在166篇。其中,在1979—1993年間,《國際地震動態(tài)》處于高速發(fā)展期,部分原因是改革開放的1980年代,國家地震局全面加強(qiáng)了地震理論、地震觀測和地震預(yù)報的基礎(chǔ)研究,《國際地震動態(tài)》根據(jù)當(dāng)時國際上防震減災(zāi)事業(yè)的發(fā)展,及時地進(jìn)行了地震諸學(xué)科的全面報道和討論。當(dāng)然這一期間,文章篇幅短,也是發(fā)文數(shù)量多的原因之一。1990年代,我國對外開放的程度大大增加,大多數(shù)專家可以很及時地讀到國外的專業(yè)出版物,特別是90年代末期互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,改變了我們獲取信息的方式,使得《國際地震動態(tài)》從1994年開始至2007年發(fā)文量銳減。2008年以后,《國際地震動態(tài)》除幾次中國地震學(xué)會學(xué)術(shù)大會發(fā)長摘要專集(2008年,2012年,2015年)和中國地震預(yù)報論壇會議摘要集(2017年,2018年,2019年)外,年發(fā)文量基本保持在1990年代的水平(圖1)。
圖 1 1979—2020年論文數(shù)量時序圖Fig. 1 Time series diagram of the number of papers from 1979 to 2020
對不同研究機(jī)構(gòu)的論文數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計,中國地震局地球物理研究所、中國地震局地質(zhì)研究所、中國地震局地震預(yù)測研究所、中國地震臺網(wǎng)中心、中國地震局工程力學(xué)研究所、中國地震局蘭州地震研究所、中國地震局地殼應(yīng)力研究所等研究所是發(fā)文最多的研究機(jī)構(gòu)。其次為云南省地震局、四川省地震局等省局單位。中科院蘭州文獻(xiàn)情報中心和中科院資源環(huán)境科學(xué)信息中心為地震局系統(tǒng)以外發(fā)文最多的機(jī)構(gòu)(圖2)。
對1979—2020年單篇論文的被引用次數(shù)和下載次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計與排序,并提取出所對應(yīng)的論文第一作者。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,在被引用次數(shù)方面,謝禮立、高建國、陳學(xué)忠、楊又陵、甘衛(wèi)軍、張景發(fā)、劉耀煒、祝意青、池順良、孟國杰是位居前10位的學(xué)者(圖3a);在下載次數(shù)方面,謝禮立、高建國、申旭輝、王慶良、張國民、王儒述、耿慶國、陳會忠、俞言祥、侯建盛是位居前10位的學(xué)者(圖3b)。被引用次數(shù)和下載次數(shù)最多的論文是 “現(xiàn)代抗震設(shè)計理論的發(fā)展過程”[9]和 “國家救災(zāi)物資儲備體系的歷史和現(xiàn)狀”[10]。
圖 2 1979—2020年主要研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量Fig. 2 The number of papers published by major research institutions from 1979 to 2020
圖 3 1979—2020年單篇論文被引用次數(shù) (a) 和被下載次數(shù) (b) 及其對應(yīng)的第一作者Fig. 3 The citations number (a) and the downloads number (b) of a paper attached with the first author from 1979 to 2020
圖 4 《國際地震動態(tài)》作者合作網(wǎng)絡(luò)(1979—2020)Fig. 4 The author cooperation network of Recent Developments in World Seismology (1979—2020)
在計量文獻(xiàn)學(xué)中,共現(xiàn)分析(Co-occurrence analysis)方法包括共詞(關(guān)鍵詞的共現(xiàn))、同被引(參考文獻(xiàn)及其作者的共現(xiàn))、合作(作者或機(jī)構(gòu)的共現(xiàn))等,這些方法以學(xué)術(shù)論文的外部特征為基礎(chǔ),通過共現(xiàn)關(guān)系揭示科學(xué)的深層次內(nèi)容。共詞分析通過文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系揭示關(guān)鍵詞所代表的研究主題之間的關(guān)系,并根據(jù)這些關(guān)系分析領(lǐng)域主題結(jié)構(gòu),透視領(lǐng)域研究熱點(diǎn),把握領(lǐng)域發(fā)展變化過程及趨勢。合作關(guān)系分析通過分析學(xué)術(shù)論文作者及機(jī)構(gòu)的共現(xiàn)情況,揭示領(lǐng)域研究人員和研究機(jī)構(gòu)之間的合作關(guān)系[11]。以下我們重點(diǎn)對《國際地震動態(tài)》中的作者合作和關(guān)鍵詞共現(xiàn)特征進(jìn)行分析。
科研合作是一種重要的科學(xué)研究形式。科學(xué)計量學(xué)家卡茨(J.S.Katz)和馬?。˙.R.Martin)認(rèn)為:科學(xué)合作指的是相關(guān)研究領(lǐng)域的學(xué)者以創(chuàng)新科學(xué)知識為目的而在一起工作[12]。國際上,對科研合作的研究開始于20世紀(jì)60年代,科研合作網(wǎng)絡(luò)作為科研合作關(guān)系的表現(xiàn)形式,近年來越來越受到研究者的關(guān)注。
3.1.1 基于指標(biāo)參數(shù)視角的網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)特征
利用CiteSpace的 “作者” 功能,選擇時間區(qū)間為1979—2020年,將時間切片設(shè)定為10年,得到《國際地震動態(tài)》作者合作網(wǎng)絡(luò)(圖4)。該網(wǎng)絡(luò)由624個節(jié)點(diǎn)與968條連線構(gòu)成,節(jié)點(diǎn)代表對應(yīng)的作者,連線表示兩個作者之間存在合作關(guān)系。密度是揭示網(wǎng)絡(luò)連接性的指標(biāo),其值大于0.5,則表示網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系比較緊密,節(jié)點(diǎn)之間的溝通較為頻繁[13]?!秶H地震動態(tài)》作者合作網(wǎng)絡(luò)中,共有968條連線,因此,網(wǎng)絡(luò)密度為0.005,這表明作者合作網(wǎng)絡(luò)比較松散,作者之間的合作度不高,互動交流較少。模塊值(Modularity,簡稱Q值)是網(wǎng)絡(luò)模塊化的評價指標(biāo),一個網(wǎng)絡(luò)的模塊值越大,則表示網(wǎng)絡(luò)得到的聚類越好。Q的取值區(qū)間是0≤Q≤1,Q>0.3時意味著得到的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是顯著的。平均輪廓值(Silhouette,簡稱S值)是衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性的指標(biāo),越接近1,表示網(wǎng)絡(luò)的同質(zhì)性越高?!秶H地震動態(tài)》作者合作網(wǎng)絡(luò)Q=0.82,S=0.92,這表明該網(wǎng)絡(luò)中的某些模塊聚類效果是顯著的,存在一定數(shù)量的社團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密、具有研究特色的合作團(tuán)隊,團(tuán)隊內(nèi)部的科學(xué)交流較為頻繁。
3.1.2 基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)視角的作者合作網(wǎng)絡(luò)特征
CiteSpace軟件通過譜聚類算法進(jìn)行自動聚類形成作者合作網(wǎng)絡(luò),每位學(xué)者在網(wǎng)絡(luò)中的表現(xiàn)形式以年輪狀直觀呈現(xiàn)。通過知識圖譜年輪的大小和顏色的深淺反映出網(wǎng)絡(luò)中作者的重要程度,年輪越大、顏色越深、層次越多表明該作者在領(lǐng)域內(nèi)研究時間越久,貢獻(xiàn)越大。通常將此類學(xué)者確定為核心學(xué)者,比如朱傳鎮(zhèn)、吳忠良、俞言祥、武安緒、林向東、武敏捷、梁凱利、付虹、劉耀煒、劉愛文等(圖4)。
“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)” 指的是網(wǎng)絡(luò)中各個站點(diǎn)相互連接的形式,分為星型、總線型、環(huán)型、樹型以及混合型等。近年來,在文獻(xiàn)計量學(xué)領(lǐng)域這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分類研究方法得到了應(yīng)用[14]。點(diǎn)型模式是《國際地震動態(tài)》作者合作網(wǎng)絡(luò)中最為普遍且最簡單人員最多的一種模式,其特點(diǎn)是作者在科研活動中獨(dú)立創(chuàng)作,表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上呈現(xiàn)出一個單點(diǎn)的形式。除此之外,《國際地震動態(tài)》有17個作者合作網(wǎng)絡(luò)(圖5),主要有以下幾種形態(tài)。
(1)星型—總線型模式。星型—總線型模式是由兩位學(xué)者串聯(lián)成一個網(wǎng)絡(luò),然后每位學(xué)者又以自己為中心,與其他人展開合作,從而形成一個較大規(guī)模的團(tuán)隊。此網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)在于處于核心位置的學(xué)者發(fā)揮著 “紐帶” 作用,將不同的學(xué)者或團(tuán)隊緊密聯(lián)系在一起(圖6)。與其他刊物不同,《國際地震動態(tài)》有一個非常強(qiáng)大的翻譯和編輯團(tuán)隊。以譯者張君儀和顧平為紐帶形成的星型—總線型網(wǎng)絡(luò)中,共有學(xué)者13位之多。以李懷英、張春艷、張洪由、宋守全為核心的編輯與作者混合團(tuán)隊共有編輯作者30多位。這兩個團(tuán)隊共有6位穩(wěn)健型編譯者,連續(xù)40年跟蹤美、蘇及歐洲的地震研究動態(tài),是《國際地震動態(tài)》最大的團(tuán)隊。
(2)K—核型模式。K—核(K-core)型模式與星型模式類似,但較之星型模式的優(yōu)點(diǎn)在于其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部之間有充分的學(xué)術(shù)溝通與交流,團(tuán)隊凝聚力較強(qiáng)。同時,這種團(tuán)隊帶有典型的地域性或?qū)W科性傾向。以江在森為首的作者群和以劉耀煒為中心的作者群均屬于 K—核型網(wǎng)絡(luò)(圖7)。前者主要研究方向是地殼形變,后者致力于流體學(xué)科的建設(shè)。
圖 5 《國際地震動態(tài)》作者合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖Fig. 5 The structure diagram of the author cooperation network of Recent Developments in World Seismology
圖 6 星型—總線型作者團(tuán)隊模式Fig. 6 Star-bus author team model
圖 7 K—核(K-core) 型作者團(tuán)隊模式Fig. 7 K-core author team model
(3)K—核—總線型模式。K—核—總線型與星型—總線型類似, “紐帶型” 學(xué)者表現(xiàn)為線型分布的特征,但在K—核—總線型模式中, “紐帶型” 學(xué)者的數(shù)量為兩個以上,每個學(xué)者又都有自己廣泛合作的團(tuán)體。以朱傳鎮(zhèn)為中心的作者群主要從事與震源物理有關(guān)的研究,共包含20位學(xué)者,其中既包括師生合作、同事合作,還有師生—同事合作等模式(圖8)。從縱向上看, “朱傳鎮(zhèn)—陳運(yùn)泰—吳忠良—蔣長勝” 這一條主線連接了整個網(wǎng)絡(luò);從橫向上看,每位學(xué)者又有自己較為緊密的小團(tuán)體。同時,該網(wǎng)絡(luò)涉及三代地球物理學(xué)者的傳承,是地球物理學(xué)科人才培養(yǎng)的典范。
圖 8 K-核-總線型作者團(tuán)隊模式Fig. 8 K-core-bus author team model
3.1.3 基于學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)視角的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)特征
通過CiteSpace進(jìn)行作者合作網(wǎng)絡(luò)分析,還可以得到作者論文的產(chǎn)量分布。《國際地震動態(tài)》作者合作網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)代表每一位具體的學(xué)者,節(jié)點(diǎn)年輪的大小表示該學(xué)者發(fā)表文章的數(shù)量,節(jié)點(diǎn)越大,發(fā)文量越高。表1摘錄了631位學(xué)者中發(fā)文數(shù)量大于20的前11位高產(chǎn)作者。根據(jù)高產(chǎn)作者發(fā)文的年度分布,可分為穩(wěn)健型、潛力型和漸弱型3種(圖9)。
圖 9 作者發(fā)文時序圖(1979—2020年)Fig. 9 Time series diagram of authors publishing articles (1979—2020)
表 1 《國際地震動態(tài)》高產(chǎn)作者發(fā)文統(tǒng)計表Table 1 Statistical table of articles published by high-yield author of Recent Developments in World Seismology
穩(wěn)健型作者是指為《國際地震動態(tài)》撰稿20年左右,且發(fā)文量20篇以上的撰稿者,共11位。1980年代前期就開始發(fā)文的有朱傳鎮(zhèn)、郭增建、馮德益、鄒其嘉、李裕徹、郭履燦等,為《國際地震動態(tài)》的成長發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。2000年以后,這批作者群相繼退出,也是引起稿源危機(jī)的原因之一。高孟潭、吳忠良、梁凱利、陳學(xué)忠、李志雄、李麗、武安緒等穩(wěn)健性作者中的大部分由于各種原因,近5年來發(fā)文量明顯減少,開始轉(zhuǎn)入漸弱型。
融媒體時代,科技期刊更需要重視培育 “潛力型” 作者群體。如果把近5年來年均發(fā)文大于等于2篇的作者作為潛力型作者的標(biāo)準(zhǔn),《國際地震動態(tài)》潛力型作者嚴(yán)重青黃不接,培育作者群刻不容緩。
關(guān)鍵詞作為文章核心內(nèi)容的濃縮及提煉,其出現(xiàn)頻率可以表征那些研究內(nèi)容是熱點(diǎn)。CiteSpace的共詞(關(guān)鍵詞或特征詞)圖譜可有利于研究熱點(diǎn)演變的分析及學(xué)科發(fā)展動態(tài)。
3.2.1 網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)分析
利用CiteSpace的 “關(guān)鍵詞” 功能,選擇時間區(qū)間為1979—2020年,將時間切片設(shè)定為1年,得到《國際地震動態(tài)》關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(圖10)。該網(wǎng)絡(luò)由1 301個節(jié)點(diǎn)(關(guān)鍵詞)與3 244條連線構(gòu)成,節(jié)點(diǎn)密度為0.002,這表明關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)比較松散。模塊值Q=0.51,平均輪廓值S=0.80,這表明《國際地震動態(tài)》中的某些主題模塊聚類效果是顯著的,共有地震預(yù)報、地震學(xué)家、地震學(xué)、地震活動性、圣安德烈斯斷層、地震前兆、汶川地震、地震災(zāi)害、防震減災(zāi)、活斷層等10個主題內(nèi)容板塊。
在1 301個關(guān)鍵詞中,出現(xiàn)頻次大于50次的關(guān)鍵詞有26個(圖11)。其中前10個分別為地震預(yù)報(637)、地震學(xué)家(229)、地震學(xué)(182)、地震活動性(153)、圣安德烈斯斷層(148)、汶川地震(133)、地震災(zāi)害(128)、地震發(fā)生(111)、地震預(yù)測(101)和防震減災(zāi)(98)。中介中心性(centrality)大于0.1的重要關(guān)鍵詞有地震預(yù)報(0.19)、地震學(xué)(0.14)、地震發(fā)生(0.12)、地震活動性(0.11)和地震波(0.11)5個。順便提一句,地震預(yù)測(earthquake prediction)、地震學(xué)(seismology)和地震活動性(seismic activity)這3個關(guān)鍵詞較早(不一定是最早)在外文期刊上出現(xiàn)的時間是1869、1886和1897年(圖12)。
3.2.2 地震研究的熱點(diǎn)分析
分析關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次可以把握一段時間內(nèi)研究的關(guān)注點(diǎn)[15]。出現(xiàn)頻次越高,代表著該主題的關(guān)注度越高,通常代表著該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。從圖11可以看出, “地震預(yù)報、地震前兆、地震活動性、防震減災(zāi)” 等共現(xiàn)高頻詞表征了近半個世紀(jì)中國地震研究的熱點(diǎn),也是地震學(xué)的永恒主題。
地震發(fā)生于地殼深部,而目前有關(guān)地震的各類地球物理和化學(xué)場觀測卻只能在地球近地面或表面開展,這就產(chǎn)生了一個帶有根本性的問題?;诘乇碛^測的地震前兆是否真正代表地下實際。這種現(xiàn)狀,也就決定了目前關(guān)于地震前兆的認(rèn)識帶有間接、推測和假說的成分,由此發(fā)展了紅腫學(xué)說、膨脹模式(膨脹—擴(kuò)容模式、膨脹—失穩(wěn)模式、膨脹—蠕動模式)及組合模式等諸多前兆假說。
地震活動性研究是地震預(yù)報的基礎(chǔ)。對于地震活動性的定量描述涉及時、空、強(qiáng)3個維度。其分析方法有空間圖像法(地震空區(qū)、地震條帶、空間集中度等)、時間進(jìn)程法(b值、地震活動異常增強(qiáng)、地震活動異常平靜)、地震序列法(余震預(yù)報、前兆震群)、地震相關(guān)法(相關(guān)地震、地震窗)、震源介質(zhì)參數(shù)法(波速比、地震尾波衰減系數(shù)、Q值及應(yīng)力降)、震兆合成法(模式識別、專家系統(tǒng))等等。
圖 10 《國際地震動態(tài)》關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(1979—2020)Fig. 10 Co-occurrence network of keywords of Recent Developments in World Seismology (1979—2020)
圖 11 《國際地震動態(tài)》頻次大于10的關(guān)鍵詞(1979—2020)Fig. 11 Keywords with frequency greater than 10 in Recent Developments in World Seismology (1979—2020)
圖 12 較早刊登earthquake prediction、seismology和 seismic activity 的刊物Fig. 12 Prior publications with earthquake prediction,seismology and seismic activity
需要指出的是,我國地震研究和防震減災(zāi)中所說的 “地震預(yù)測預(yù)報” ,與國際上所說的“地震預(yù)測”(earthquake forecast)或 “地震預(yù)報” (earthquake prediction)有很大的不同。在我國, “地震預(yù)測預(yù)報”包括長、中、短、臨預(yù)測預(yù)報和震后趨勢估計,而“earthquake forecast” 或 “earthquake prediction” 則包括了從地震構(gòu)造、古地震研究到震源區(qū)深部地球物理、地震斷裂力學(xué),從地震觀測技術(shù)、地球物理場觀測技術(shù)到地球內(nèi)部物性的地球物理探測、地震斷層帶物理的一個相當(dāng)廣泛的領(lǐng)域,《國際地震動態(tài)》文獻(xiàn)對兩者都有所體現(xiàn)。3.2.3 地震科學(xué)、技術(shù)與工程的發(fā)展動態(tài)
我們從《國際地震動態(tài)》40年刊文關(guān)鍵詞中選擇能表達(dá)地震學(xué)科發(fā)展進(jìn)程的關(guān)鍵詞(圖13),試圖對地震科學(xué)研究、地震技術(shù)與工程等40年演進(jìn)作粗略的描述。
圖 13 《國際地震動態(tài)》關(guān)鍵詞演變進(jìn)程圖Fig. 13 The evolution process diagram of key words of Recent Developments in World Seismology
3.2.3.1 地震科學(xué)研究
地震科學(xué)研究涉及的重要關(guān)鍵詞有板內(nèi)地震(1980年)、震源機(jī)制(1981年)、合成地震圖(1983年)、地震空區(qū)(1984年)、地震矩張量(1984年)、地震預(yù)報實驗場(1986年)、理論地震圖(1987年)、凹凸體(1988年)、橫波分裂(1992年)、地震學(xué)模型、地震成核(1996年)、加卸載響應(yīng)比理論(2000年)、慢地震(2009年)、地震數(shù)值模擬(2011年)、地震層析成像(2013年)、震源破裂過程(2015年)。
板內(nèi)地震是大陸型地震的主要表現(xiàn)形式,是我國地震研究的重點(diǎn);震源機(jī)制研究是開展板內(nèi)地震物理預(yù)報的基礎(chǔ);地震空區(qū)是中長期地震前兆最主要的標(biāo)志之一;地震矩張量、理論地震圖、地震預(yù)報實驗場等表明震源機(jī)制理論研究、破裂過程實驗觀測和大型野外觀測相結(jié)合的綜合地震監(jiān)測研究預(yù)報模式初步建立;斷層面凹凸體、地震成核的發(fā)現(xiàn)研究引入的非均勻地震破裂模式,可解釋主震前地震破裂的成因及主震破裂之后的應(yīng)力集中,更是對地震危險性分析具有重要的理論價值。
地震觀測技術(shù)的迅速發(fā)展為地震層析成像提供了大批高質(zhì)量的地震觀測數(shù)據(jù)。1975年左右,地震學(xué)家們開始討論由大量數(shù)據(jù)以及其他許多不定因素,包括存在多種數(shù)據(jù)誤差、解的不唯一性在內(nèi)的地球內(nèi)部成像問題。Aki和Lee[16]利用區(qū)域臺陣的三維成像,以及Dziewonski等[17]對全球大尺度上地幔速度結(jié)構(gòu)的勾畫成為成像研究中開拓性的工作。過去30年中,各類層析成像方法及技術(shù)的發(fā)展異常迅猛,取得了一系列重大進(jìn)展。近年來,國際上利用地震層析成像技術(shù)在孕震機(jī)制、火山活動、板塊動力學(xué)、地幔柱、洋中脊、地幔流等研究中,都取得了許多重要成果。但是,仍然存在尚未解決或存在爭議的問題,最重要的問題涉及三維地球模型的推導(dǎo)和解釋。
地震數(shù)值模擬研究是地震發(fā)生及其預(yù)報研究的重要組成部分。例如20世紀(jì)90年代日本制定了地球模擬計劃(Earth Simulator Project),建立了巨型計算機(jī)系統(tǒng)以及有限單元軟件系統(tǒng)(包括構(gòu)造數(shù)據(jù)庫和有限單元軟件系統(tǒng)),目的是大規(guī)模計算地震活動性圖像、地震成核和發(fā)展過程,以及地震物理基礎(chǔ)、地震輪回和地震動等的數(shù)值模擬;這種新的地震預(yù)測觀測和研究計劃,目的是瞄準(zhǔn)了解地震從孕育到發(fā)生的全過程。計劃強(qiáng)調(diào)基于由對地震物理過程與強(qiáng)化地殼活動觀測的理解,應(yīng)用數(shù)值模擬方法對研究對象可能反映的地震物理實質(zhì)進(jìn)行理論探討,并由此提出數(shù)值地震預(yù)測的方法。數(shù)值地震預(yù)測的方法以地震構(gòu)造和地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)、高分辨率動態(tài)地球物理場、地震活動性、震源參數(shù)、地殼形變、前兆變化和巖石(非線性摩擦和本構(gòu)關(guān)系、破裂)室內(nèi)實驗等的多學(xué)科數(shù)值研究為基礎(chǔ)。解析大地震的震源破裂過程是研究地震成因,破裂動力學(xué)機(jī)制,探究活動斷層結(jié)構(gòu)等研究方向的基礎(chǔ),也是地震數(shù)值模擬的主要目標(biāo)之一。過去20年間,多維度觀測數(shù)據(jù)的大量涌現(xiàn),模擬工具、反演理論及成像算法的逐漸成熟,全球大地震的活躍,為地震研究提供了大量震例。 這些進(jìn)展成為地震研究快速發(fā)展的重要基石。
3.2.3.2 地震技術(shù)與工程
地震技術(shù)與其涉及的重要關(guān)鍵詞有數(shù)字記錄器(1980年)、海底地震儀(1981年)、全球定位系統(tǒng)(1987年)、地震臺陣(1987年)、地震數(shù)據(jù)庫(1989年)、數(shù)字地震學(xué)(1994年)、人工智能(1996年)、數(shù)字地球(2001年)、中國數(shù)字地震臺網(wǎng)(1996年)、24位數(shù)字地震采集器(2007年)、云計算(2015年)、主動源(2018年)等,這些反映了在地震領(lǐng)域技術(shù)(地震傳感器技術(shù)、臺陣技術(shù)、預(yù)警技術(shù)等)和共性賦能技術(shù)(網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GNSS、人工智能、云計算等)的推動下,地震技術(shù)由數(shù)字化地震向數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)而向智能化發(fā)展的歷程[18](圖14)。
圖 14 地震技術(shù)的范式演進(jìn)Fig. 14 Paradigm evolution of seismic technology
與傳統(tǒng)地震技術(shù)相比,數(shù)字化地震技術(shù)的本質(zhì)變化是在人和物理系統(tǒng)之間增加了一個信息系統(tǒng)(cyber system),從原來的 “人—物理” 二元系統(tǒng)發(fā)展成為 “人—信息—物理” 三元系統(tǒng)。信息系統(tǒng)是由軟件和硬件組成的系統(tǒng),其主要作用是對輸入信息進(jìn)行各種計算分析,并代替操作者去控制物理系統(tǒng)完成工作任務(wù)。例如,與上述傳統(tǒng)地震技術(shù)系統(tǒng)對應(yīng)的是數(shù)控地震技術(shù)系統(tǒng),它在人和傳感器(地震儀)之間增加了數(shù)采系統(tǒng),操作者只需根據(jù)技術(shù)規(guī)范按規(guī)定的格式編成控制程序,數(shù)采系統(tǒng)即可根據(jù)該程序控制地震儀自動完成觀測任務(wù)。
地震數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)本質(zhì)上是 “互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化” 。該階段最大變化在于信息系統(tǒng):互聯(lián)網(wǎng)和云平臺成為信息系統(tǒng)的重要組成部分,既連接信息系統(tǒng)各部分,又連接物理系統(tǒng)各部分,還連接人,是系統(tǒng)集成的工具;信息互通與協(xié)同集成優(yōu)化成為信息系統(tǒng)的重要內(nèi)容。同時,地震數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化中的人已經(jīng)延伸成為由網(wǎng)絡(luò)連接起來的共同進(jìn)行數(shù)字價值創(chuàng)造的群體,使地震觀測模式從以數(shù)據(jù)為中心向以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)變,從內(nèi)部服務(wù)型向社會服務(wù)型轉(zhuǎn)變。
新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)地震觀測技術(shù)的深度融合,形成了新一代智能地震技術(shù)。其相對于面向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化地震觀測技術(shù)體系最重要的變化發(fā)生在起主導(dǎo)作用的信息系統(tǒng):信息系統(tǒng)增加了基于新一代人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)認(rèn)知部分,不僅具有更加強(qiáng)大的感知、決策與控制能力,更具有學(xué)習(xí)認(rèn)知、產(chǎn)生知識的能力,即擁有真正意義上的 “人工智能” ;信息系統(tǒng)中的 “知識庫” 由人和信息系統(tǒng)自身的學(xué)習(xí)認(rèn)知系統(tǒng)共同建立,不僅包含人輸入的各種知識,更重要的是包含著信息系統(tǒng)自身學(xué)習(xí)得到的知識,尤其是那些人類難以精確描述與處理的知識,知識庫可以在使用過程中通過不斷學(xué)習(xí)而不斷積累、不斷完善、不斷優(yōu)化。這樣,人和信息系統(tǒng)的關(guān)系發(fā)生了根本性變化,即從 “授之以魚” 變成了 “授之以漁”[19]。
科學(xué)研究是一項繼承和創(chuàng)新的社會活動,科學(xué)交流是科學(xué)的社會運(yùn)行以及影響科學(xué)成長的重要因素。期刊和論文的數(shù)量被當(dāng)作科學(xué)發(fā)展的指數(shù),這本身就意味著把研究過程的書面成果當(dāng)作有效的評估標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)90年代以來,網(wǎng)絡(luò)媒體的迅速崛起使科學(xué)交流的環(huán)境發(fā)生了質(zhì)的變化,傳統(tǒng)的科學(xué)交流方式,比如加維—格里菲思科學(xué)交流模型(圖15)也隨著科學(xué)交流環(huán)境的變化發(fā)展為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的現(xiàn)代科學(xué)交流模式。
圖 15 加維—格里菲思科學(xué)交流模型Fig. 15 Garvey-Griffith science communication model
加維—格里菲思(Garvey-Griffith)模型從時間的角度描述了信息交流的過程,根據(jù)他們的模型從開始研究到在期刊上正式出版評價需要3年時間,一年后才能在文摘數(shù)據(jù)庫見到題錄數(shù)據(jù),然后才能逐步地在綜述中見到報道,或被其他出版物引用或在文章中提到[20]。由于嚴(yán)重時延,這種傳統(tǒng)的科學(xué)交流體系中的正式過程和非正式過程,目前都受到了影響。其中作為正式過程主要載體的學(xué)術(shù)期刊受到的沖擊最為明顯,地震類刊物也不例外。
Garvey-Griffith模型沒有涵蓋信息技術(shù)支持下的科學(xué)交流活動,即計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)支持下的科學(xué)交流活動。1996年Hurd考察了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的科學(xué)交流過程,以Garvey-Griffith(加維—格里菲思)模型為框架建構(gòu)了數(shù)字化Garvey-Griffith模型(圖16),全面描述了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化信息生產(chǎn)、出版和交流過程,引入了Internet的新的交流元素,如電子會議、電子預(yù)印本、數(shù)據(jù)庫和電子出版等[20]。此外,在數(shù)字環(huán)境下,國外具有代表性的幾種科學(xué)交流模型,包括Hurd模型、Sφndergaard模型、SCLC模型、arXiv的路徑模型等[21]。
期刊出版是科研成果公開發(fā)表的首要途徑,也是科學(xué)研究的重要環(huán)節(jié),對于標(biāo)識科學(xué)假設(shè)和科學(xué)成果的首發(fā)權(quán)具有重要意義。期刊出版通常要經(jīng)過同行評議。這種方式不僅實現(xiàn)了同行交流,更為期刊質(zhì)量提供了保障。自350年前科學(xué)期刊產(chǎn)生以來,其基本形式幾乎從未發(fā)生過變化。一直都是線性結(jié)構(gòu),每期包括幾篇或十幾篇文章,按先后順序編排。在文章中,作者總是通過各種實驗數(shù)據(jù)、調(diào)查資料或邏輯推斷證明自己的假設(shè)或觀點(diǎn)。文中既有各種圖表,又有各種觀點(diǎn)匯總和引文線索:既有各種專業(yè)基礎(chǔ)詞匯,又有各種學(xué)科的前沿術(shù)語[22]。
圖 16 Hurd的數(shù)字化加維—格里菲思模型Fig. 16 Hurd’s digital Garvey-Griffith model
隨著數(shù)字科研環(huán)境下數(shù)字技術(shù)、實驗技術(shù)和科學(xué)儀器設(shè)備的發(fā)展,科學(xué)研究的模擬、觀察、實驗過程產(chǎn)出了海量的科學(xué)資源(數(shù)據(jù)、視頻、工作流、模型、算法、程序等),這種數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究范式(第四科學(xué)范式)使得網(wǎng)絡(luò)時代的科研活動在技術(shù)手段、研究方法、交流形式、開展模式、評價方式等諸多方面發(fā)生著改變和變革。描述網(wǎng)絡(luò)時代科研變革的概念眾多,如E-Science、Science2. 0、開放科學(xué)(Open Science)、開放研究(Open Research)、知識生產(chǎn)模式Ⅱ、數(shù)字人文(Digital Humanities)、開放獲取(Open Access)、開放數(shù)據(jù)(Open Data)、公眾科學(xué)(Citizen Science)、開放創(chuàng)新(Open Innovation)、替代計量(Altmetric)等。
在第四科學(xué)范式下,科技出版不限于數(shù)字技術(shù)推動的載體遷移與升級,而是朝著增強(qiáng)型科學(xué)出版的方向發(fā)展,并集中體現(xiàn)在數(shù)據(jù)密集型出版、語義出版、可視化出版和互動出版等方面。數(shù)據(jù)密集型出版從宏觀層面構(gòu)建海量數(shù)據(jù)的框架藍(lán)圖,為科學(xué)范式的轉(zhuǎn)變提供基礎(chǔ)環(huán)境;語義出版通過對各種文獻(xiàn)進(jìn)行標(biāo)引關(guān)聯(lián),從微觀層面鋪設(shè)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施,解決數(shù)據(jù)和信息的機(jī)器理解問題;可視化出版作為重要的直觀表達(dá)工具,從文獻(xiàn)組成部分、文獻(xiàn)架構(gòu)、文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)3個層面最大限度地提升科研人員獲取信息的效率和效果;互動出版目前以學(xué)術(shù)維基出版物和全新的同行評議為主要特色,既是 “無形學(xué)院” 在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的延伸,也滲透于正式科學(xué)交流中,從讀者和用戶層面打破科學(xué)信息開放、共享、交流的主要障礙[23]。
地震行業(yè)現(xiàn)有期刊26種。有22種屬于地球物理學(xué)類期刊,占地球物理學(xué)類期刊的63%,按照影響力指數(shù)(CI)排在Q1區(qū)有《地質(zhì)地質(zhì)》,排在Q2區(qū)的有《大地測量與地球動力學(xué)》等5種,排在Q3區(qū)的有《地震研究》等7種,排在Q4區(qū)的有《華南地震研究》等9種(表2);有4種屬于安全科學(xué)技術(shù)類,占安全科學(xué)技術(shù)類期刊的24%,其中《自然災(zāi)害學(xué)報》和《災(zāi)害學(xué)》排在Q1區(qū),《防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報》和《城市與減災(zāi)》排在Q3區(qū)(表3)。
據(jù)《中國學(xué)術(shù)期刊影響因子年報》(2021版),地震行業(yè)26種期刊的影響因子類指標(biāo)均值均低于全部科技期刊均值,也低于地球物理學(xué)類和安全科學(xué)技術(shù)類期刊均值(表4)。復(fù)合影響因子高于地球物理學(xué)類均值(1.098)的有《地震地質(zhì)》、《地震研究》和《地震》;復(fù)合影響因子高于安全科學(xué)技術(shù)類均值(0.960)的有《災(zāi)害學(xué)》和《自然災(zāi)害學(xué)報》(圖17)。按影響力指數(shù)計,《地震科學(xué)進(jìn)展》排第19位。
表 2 地震行業(yè)地球物理學(xué)類期刊影響力指數(shù)及影響因子統(tǒng)計表Table 2 Statistical table of influence index and influence factor of geophysical journals in the earthquake industry
表 3 地震行業(yè)安全科學(xué)技術(shù)類期刊影響力指數(shù)及影響因子統(tǒng)計表Table 3 Statistical table of influence index and Impact Factor of safety science and technology journals in the earthquake industry
表 4 地震行業(yè)期刊與學(xué)術(shù)期刊影響因子類指標(biāo)均值對比表Table 4 Comparison of mean values of impact factor index between earthquake industry journals and academic journals
圖 17 地震行業(yè)26種期刊復(fù)合影響因子柱狀圖Fig. 17 Histogram of composite impact factors of 26 journals in the earthquake industry
綜上所述,地震行業(yè)刊物數(shù)量偏多,總體質(zhì)量偏下,同質(zhì)化嚴(yán)重,內(nèi)部競爭相對激烈。
《國外地震消息》《國際地震動態(tài)》《地震科學(xué)進(jìn)展》不僅在于其一貫傳承的綜合性、交叉性和學(xué)科性的基本特征,更在于其不斷變革與創(chuàng)新的內(nèi)在動力?!秶獾卣鹣ⅰ贰秶H地震動態(tài)》《地震科學(xué)進(jìn)展》歷年載文所體現(xiàn)的主題脈絡(luò)的持續(xù)變化、知識演進(jìn)的不斷前推、學(xué)科熱點(diǎn)的交換更替以及載文機(jī)構(gòu)的全面發(fā)展都充分體現(xiàn)出我國地震事業(yè)在過去、現(xiàn)在與未來的自我革新力和蓬勃生命力。
通過對《國際地震動態(tài)》載文數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),50年來《國際地震動態(tài)》將國際上對我國地學(xué)領(lǐng)域的反映評述,世界各國地震科研規(guī)劃和國際性會議及活動、世界大震和火山情況,國際上有關(guān)地震學(xué)和地震機(jī)制、地震預(yù)報和前兆現(xiàn)象、地震地質(zhì)和地震成因、地震波和地震機(jī)制、地震觀測、儀器研制和數(shù)據(jù)處理、地震活動性和地震區(qū)劃、模擬試驗、海洋地震和天文地震、爆炸地震和誘發(fā)地震、地震工程和防震抗震、地殼和地球內(nèi)部及板塊構(gòu)造、其他地球物理現(xiàn)象和活動,以及國際上有關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)、人物和書刊介紹等有關(guān)地震及地球物理科研領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)、新方法等方面的研究成果和研究動態(tài)信息及時傳遞給我國地震和地球物理科研領(lǐng)域各級領(lǐng)導(dǎo)、管理和科研技術(shù)人員。
50年來,《國際地震動態(tài)》在十一屆編委會專家和編輯部編輯的辛勤耕耘下,在國內(nèi)外眾多的專家、學(xué)者的積極支持及廣大讀者的關(guān)心和厚愛下,逐漸成為社會各界了解國內(nèi)外地震工作最新動態(tài)的一個重要窗口。置于卷首的綜述與述評,每多居高臨下,縱覽全面,為專業(yè)人員提供有關(guān)科學(xué)的最新最全面的研究現(xiàn)狀與動態(tài),猶如一堂生動的講座,為各類科技人員所歡迎;經(jīng)高水平專家審校過的英文目錄和摘要,有效地緩解了中外學(xué)者進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的語言文字障礙;刊載的有關(guān)地方地震工作的文章或報道對搞好地方地震工作有指導(dǎo)作用,受到從事這方面工作的專業(yè)人員的歡迎;無論是長篇還是零訊,無論是來自國內(nèi)的還是國外的報道,無不提供著最新信息。對地震科學(xué)的普及和提高做出了積極的貢獻(xiàn)。
消息、動態(tài)、進(jìn)展無疑是在螺旋式上升,但在科技期刊出版朝著增強(qiáng)型科學(xué)出版的方向發(fā)展,并集中體現(xiàn)在數(shù)據(jù)密集型出版、語義出版、可視化出版和互動出版的當(dāng)下,今天的進(jìn)展就未必比50年前的消息更有價值,《地震科學(xué)進(jìn)展》如何進(jìn)展,行業(yè)期刊如何解耦重組已成為當(dāng)務(wù)之急,迫切需要未雨綢繆。
面對地震期刊 “多、散、弱” 的困境,整合地震局的科學(xué)資源(數(shù)據(jù)、期刊、視頻、工作流、模型、算法、程序等),創(chuàng)建地震數(shù)字知識環(huán)境和地震機(jī)構(gòu)知識庫,推進(jìn)增強(qiáng)型期刊出版,吸引高水平地震成果在地震期刊首發(fā),也許是解除目前困境的方案之一。
文獻(xiàn)計量學(xué)對我們來說是一個比較陌生的領(lǐng)域,文中如有不妥之處,敬請指正。
致謝
感謝馮銳老師的舉薦,感謝《地震科學(xué)進(jìn)展》編輯部姚雪絨的約稿。