胡修棉,2022-1-18初稿;4月5日修改, 9-28再次修改
就固体地球科学而言,国际学术论文发文量情况如何?是以什么样的速度增长的?哪些国家发表的论文多?国际学术论文的份额如何?是如何变化的?新冠疫情对全球地球科学学家发文量是否有影响?哪些国家影响最大?就这些问题,本文利用Web of Sciences数据库进行了查询,获得了一些基本数据,并对这些数据进行了简单分析。仁者见仁,智者见智,对数据的解释一定有不同的声音,在本篇文章中不做过多的讨论。
【摘要】从SCI收录的固体地球科学论文数量的初步统计来看,可以清楚地划分为三个阶段。上世纪上半叶(1900s-1957年),固体地球科学年发表论文数量在100-450篇之间,受到两次世界大战的影响,呈现振荡式波动。1958-1975是固体地球科学的快速发展时期,这也正是板块构造理论从酝酿、诞生到快速发展的时代,因此,年发表论文数量增长速率达到16%,至1975年全球年发表论文数量达6000篇。第三个阶段为1976年至今为稳定增长阶段,全球年发文量保持着5%平均增长速率,2021年全球年发文量超过6万篇。
过去120年,美国、英国、法国、德国、加拿大等国家的年发文量,占据着全球论文总数的绝对优势,引领着固体地球科学的发展趋势。与全球发文量平均增长速率(5.9%)保持一致的国家或地区有美国、德国、英国、法国、加拿大、意大利、奥地利、俄罗斯、日本、西班牙、瑞士、荷兰、挪威、瑞典、印度等15个国家或地区。最近30年,伊朗、中国大陆、韩国、土耳其、巴西、波兰是年发文量增长速率最快的国家或地区。
按照国家或地区发文量份额来统计,当之无愧的大变革来自于中国大陆份额的持续攀升和美国份额的逐渐减少。1992-1997年之前中国大陆年发表论文数量只有全球发文量的1-2%,2004年超过5%,2013年超过10%,到2021年超过20%。相比较而言,美国的发文量份额逐年降低,1994年以前占全球发文量的30%以上,2008年下降到不足20%,至2021年只有12.7%。目前,无论是年发表论文的数量,还是发文量占全球的份额,中国大陆都超过了美国。
2021年新冠疫情的爆发抑制了全球年发文量增长的速度,从疫情前的全球发文量年增长速率9-12%下降到年增长速率4.0%,增长速率明显放缓。俄罗斯、澳大利亚、波兰、挪威年发文量较2020年明显降低,分别下降了8.9%,7.3%,7%,6.3%。而印度、中国大陆、土耳其不减反增,2021年发文数分别比上年度增加了25.1%,12.8%和11.5%。
1 数据来源
本数据结果的查询日期为2022年1月18日,选择的数据库是Web of Science 核心合集,进一步对结果开展精炼与聚焦的学科关键词选择了Geosciences, Multidisciplinary; Geology; Geochemistry & Geophysics; Paleontology; Mineralogy,初步获得1,423,902篇文献。若进一步以“论文”或“综述论文”文献类型筛选后剩余1,078,067篇。这些论文被视作固体地球科学的核心论文,其相关信息作为进一步统计分析的对象。需要注意的是,本数据集没有包括Multidisciplinary Sciences, Engineering Geological, Water Resources, Energy Fuel, Mining Mineral Processing, Geography Physical, Environmental Sciences, Remote Sensing, Oceanography等类别里可能含有固体地球科学的论文。
2 全球1900-2021逐年发文趋势
根据论文数量-年份图(表1,图1),可以清楚地划分为三个阶段。早期1900s-1957年,固体地球科学论文数量呈现振荡式波动,上世纪初每年出版的论文150篇左右,至1917年逐渐上升到222篇/年。1918-1919年连续两年大幅下降,1919年只有144篇论文。显然,第一次世界大战(1914年7月28日至1918年11月11日)是导致该时期年发文量下降的主要原因。之后逐渐增加,有一些年份也出现下降,如1921年、1923年、1927-1928年、1930-1931年、1934年,至1938年论文数量达到420篇。二战期间(1939年9月1日 至 1945年9月2日),整体而言论文数量持续下降,到1946年发表的论文只有297篇。之后,直到1957年后,论文年发表数量才逐渐增加,在1952年、1954年、1957年出现小幅度减少。论文数量在1956-1957年才恢复到二战前的水平,达到最高444篇的数量。
表1 1900年以来固体地球科学年发表论文数量一览表
年份 | 论文数量 | 年份 | 论文数量 | 年份 | 论文数量 | 年份 | 论文数量 | 年份 | 论文数量 |
1924 | 207 | 1949 | 361 | 1974 | 4,716 | 1999 | 17,304 | ||
1923 | 184 | 1948 | 344 | 1973 | 4,818 | 1998 | 16,868 | ||
1922 | 217 | 1947 | 343 | 1972 | 4,385 | 1997 | 16,381 | ||
1921 | 156 | 1946 | 297 | 1971 | 4,187 | 1996 | 15,254 | 2021 | 61,679 |
1920 | 163 | 1945 | 329 | 1970 | 3,832 | 1995 | 14,333 | 2020 | 59,306 |
1919 | 144 | 1944 | 287 | 1969 | 3,524 | 1994 | 13,177 | 2019 | 54,324 |
1918 | 172 | 1943 | 285 | 1968 | 3,087 | 1993 | 12,683 | 2018 | 49,405 |
1917 | 222 | 1942 | 347 | 1967 | 2,586 | 1992 | 11,864 | 2017 | 44,144 |
1916 | 173 | 1941 | 392 | 1966 | 2,376 | 1991 | 11,629 | 2016 | 41,551 |
1915 | 162 | 1940 | 374 | 1965 | 1,908 | 1990 | 12,251 | 2015 | 40,062 |
1914 | 168 | 1939 | 406 | 1964 | 1,705 | 1989 | 10,965 | 2014 | 37,794 |
1913 | 186 | 1938 | 420 | 1963 | 1,187 | 1988 | 10,413 | 2013 | 36,606 |
1912 | 141 | 1937 | 394 | 1962 | 987 | 1987 | 10,603 | 2012 | 32,810 |
1911 | 148 | 1936 | 381 | 1961 | 959 | 1986 | 10,065 | 2011 | 30,524 |
1910 | 161 | 1935 | 377 | 1960 | 969 | 1985 | 10,028 | 2010 | 28,856 |
1909 | 161 | 1934 | 300 | 1959 | 711 | 1984 | 10,029 | 2009 | 28,942 |
1908 | 177 | 1933 | 372 | 1958 | 508 | 1983 | 9,436 | 2008 | 27,654 |
1907 | 161 | 1932 | 258 | 1957 | 438 | 1982 | 8,853 | 2007 | 25,704 |
1906 | 146 | 1931 | 237 | 1956 | 444 | 1981 | 8,669 | 2006 | 24,935 |
1905 | 158 | 1930 | 244 | 1955 | 400 | 1980 | 7,513 | 2005 | 22,637 |
1904 | 156 | 1929 | 257 | 1954 | 393 | 1979 | 7,115 | 2004 | 22,276 |
1903 | 189 | 1928 | 253 | 1953 | 419 | 1978 | 6,603 | 2003 | 20,745 |
1902 | 151 | 1927 | 277 | 1952 | 371 | 1977 | 6,537 | 2002 | 19,435 |
1901 | 148 | 1926 | 287 | 1951 | 408 | 1976 | 5,866 | 2001 | 19,034 |
1900 | 154 | 1925 | 232 | 1950 | 382 | 1975 | 5,920 | 2000 | 18,347 |
图1 全球固体地球科学论文发文量一览表,纵坐标为常用对数。
第二个阶段,根据年发表的论文数量,可以划定为1958-1975年,持续了18年。这个时期,正是板块构造理论从酝酿、诞生到快速发展的时代。该时期平均年发表论文数量增长速率16%,至1975年底论文数量达到5920篇,是1957年论文数量(420篇)的14倍。可谓是固体地球科学大爆发时期。
第三个阶段为1976年至今,全球年发表论文量仍然保持超过5%年增长速率。1977年、1981年、1990年、2006年、2013、2018-2019年增长速率超过10%。年论文总数量分别在1984年、2003年、2011年、2015年、2019年、2021年先后突破1万、2万、3万、4万、5万和6万。在这期间,1976年、1988年、2010年出现0.3-1.8%不等的负增长,以及在1991年发生了一个幅度达-5.1%明显的负增长。1991年的异常显然与东欧剧变和苏联解体有关。前苏联在解体前的1988-1990年发表论文超过1000篇,约占当时全球论文总数的10%,相当于美国年发表论文数量的四分之一左右,而到1992年,俄罗斯仅发表212篇论文,1992-1993年期间年发表论文720篇左右,直到1997年才恢复到1990年的年发表论文数量。
3 国家或地区发文量情况
本次研究重点关注了排名前21名的国家最近30年(1992-2021)发表论文的情况(表2)。其中苏格兰和英格兰合并统计为英国。这21个国家发表的论文合计占全球所有国家发文总量的82.4%,其数据具有全球代表性。
2021年全球固体地球科学发表论文61679篇,按国家来统计获得的数量为79848篇,增加的原因在于一些国际合作论文进行了重复计算。
从这些国家的数据来看,大体可以划分为两类,一类是与全球论文平均增长速率(5.9%)保持一致的国家(图2),包括美国、德国、英国、法国、加拿大、意大利、奥地利、俄罗斯、日本、西班牙、瑞士、荷兰、挪威、瑞典等14个国家,无一例外为西方发达的国家。印度也保持着类似的增长速率。
图2 固体地球科学年发文量保持持续低增长速率的15个国家或地区情况
而伊朗、中国大陆(直接用该数据库Peoples R China的类别,剔除台湾、香港和澳门地区,仅仅是为统计方便,不涉及政治问题。特此说明。)韩国、土耳其、巴西、波兰等6个署名国家或地区,年发表论文数量保持着两位数的增长速率,过去30年年增长速率分别为24.5%,18.9%,15.1%,13.3%,12.7%,12.5%(图3)。中国大陆2021年发表的论文总数已经达到21158篇,占当年全球发文量的26.5%,是美国年发文量的1.7倍,是第三名德国年发文量的4.1倍。伊朗、韩国、土耳其、巴西、波兰5个国家年发文量尽管过去30年也持续增长,但2021年的发文量在1000-1800篇不等,占全球总份额仍然只有1-2%左右。
表2 全球21个国家或地区最近30年来发文情况
排序 | 年份 | 2021年发文量 | 占2021年全球份额% | 总论文数1992-2020 | 占全球份额1992-2020% | 年增长率1992-2020% | 2021年增长率% |
1 | Peoples R China | 21,158 | 26.5 | 141473 | 10.9 | 18.9 | 12.8 |
2 | USA | 12,517 | 15.7 | 236984 | 18.3 | 3.9 | -2.5 |
3 | Germany | 5,173 | 6.5 | 77777 | 6.0 | 7.5 | 4 |
4 | UK | 5,071 | 6.4 | 87790 | 6.8 | 5.4 | -2.5 |
5 | France | 4,002 | 5.0 | 70422 | 5.5 | 5.7 | -0.4 |
6 | Canada | 3,301 | 4.1 | 56658 | 4.4 | 4.1 | 0.9 |
7 | Italy | 3,269 | 4.1 | 48981 | 3.8 | 9.4 | -2.6 |
8 | Australia | 3,223 | 4.0 | 48039 | 3.7 | 6.7 | -7.3 |
9 | India | 2,849 | 3.6 | 29114 | 2.3 | 7.6 | 25.1 |
10 | Russia | 2,760 | 3.5 | 51206 | 4.0 | 14.5 | -8.9 |
11 | Japan | 2,508 | 3.1 | 42927 | 3.3 | 6.1 | 6.8 |
12 | Spain | 2,186 | 2.7 | 31318 | 2.4 | 9.4 | -4.2 |
13 | Brazil | 1,790 | 2.2 | 16364 | 1.3 | 12.7 | 7.8 |
14 | Switzerland | 1,718 | 2.2 | 24344 | 1.9 | 7.8 | 3.6 |
15 | Iran | 1,657 | 2.1 | 12109 | 0.9 | 24.5 | 6.1 |
16 | Netherlands | 1,352 | 1.7 | 21246 | 1.6 | 6.9 | -1.1 |
17 | South Korea | 1,148 | 1.4 | 11309 | 0.9 | 15.1 | -3.5 |
18 | Norway | 1,094 | 1.4 | 17040 | 1.3 | 7.1 | -6.3 |
19 | Poland | 1,071 | 1.3 | 12321 | 1.0 | 12.5 | -7 |
20 | Turkey | 1,029 | 1.3 | 12307 | 1.0 | 13.3 | 11.5 |
21 | Sweden | 972 | 1.2 | 15813 | 1.2 | 6.7 | 6.6 |
全球 | 79,848 | 1065542 |
图3 固体地球科学年发文量保持持续高速增长速率的6个国家或地区情况
4 国家或地区年发表论文的份额变动
按照国家或地区发文量所占的全球的份额来统计,当之无愧的大变革来自中国大陆份额的持续攀升和美国的份额逐渐减少(图4)。1992-1997年的中国大陆年发表论文数量只有全球发文量的1-2%,2004年超过5%,2013年超过10%,到2021年超过20%。这就意味着,2021年全球固体地球科学国际论文中,每5篇论文有一篇来自中国大陆。相比较而言,美国的全球发文量的份额逐年降低,1994年以前占全球发文量的30%以上,2008年降到不足20%,至2021年只有12.7%。从累积总数来看,1992年以来的三十年期间,美国累计发文量占全球18.3%,而中国大陆占全球10.9%。
图4最近30年来中国大陆、美国以及其他5个国家或地区年发文量全球份额变化情况
年发文量第二梯队的国家或地区中,英国、加拿大的份额与美国一样, 呈逐年减少。在1992年,这两个国家的发文量占全球份额分别为8.9%、7.9%,到2021年分别降低到5.1%、3.3%(图5)。
1992年法国年发文量占全球6.5%,之后小幅走高,在1996-1999年份额一度超过7%,之后一直持续减少,至2021年只有4%(图5)。德国1992年发文量占全球4.9%,之后也是低速增长,在1999-2005年达到7%左右,之后持续减少,至2021年占5.2%(图5)。俄罗斯在经历了1991年大变革之后,论文数逐渐恢复,在1997年达到全球份额的6.7%,小幅震荡后,从2000年开始持续降低,2021年只有全球份额的2.8%(图5)。
意大利和日本类似(图5),自1992年到2004年份额分别从2.1%、3.4%小幅度增长到4.4%和4.8%,意大利从2011年开始持续走低,至2021年降到3.3%;而日本从2004年开始持续降低,2021年份额只有2.5%。澳大利亚的年发文量占全球的份额基本上维持在3.5%4%之间。
图5 最近30年来第二梯队8个国家年发文量全球份额变化情况
图6 最近30年来6个国家年发文量占全球发文量份额变化情况
西班牙年发文量占全球的份额明显与众不同(图6)。1992年至2007年小幅度增长,从1.5%增加到2.4%,而2008-2014年度份额达到2.7-3.1%之间,之后持续降低,2021年只有2.2%。
印度(图6)自1992年全球份额波动变化在1.7%-2.4%之间,整体呈下降后上升的趋势,2000年为最低点。2021年不降反升,达到2.9%。
瑞士、荷兰、挪威和瑞典(图6)发文量占全球的份额大体表现为平直型,变化不大。1992-2021年总发表的论文份额分别为1.9%,1.6%,1.3%,1.2%,各年度的份额在这个平均数之间波动变化,幅度很小。
对于韩国、土耳其、巴西、波兰4个国家(图4),发文量平均年增长速率超过12%,年发表论文所占份额分别从2000年0.4%,0.5%,0.8%,0.5%增加到2021年的1.2%,1.0%,1.8%,1.1%。而伊朗更是基本上从零起步,2000年份额仅0.1%,增加到2021年的1.7%,2021年发文量1657篇,接近瑞士和巴西,列第15名。整体而言,这五个发文量增长速率快的国家,由于整体体量小,占全球的份额还很小,都不超过2%。但是,如果按照这种速率发展,全球份额逐年增加,不容小觑,尤其是伊朗。
5 新冠疫情对不同国家发文数的影响
全球新冠疫情爆发于2020年初,考虑到撰写论文到发表论文的周期(固体地球科学论文通常半年到一年不等),因此,2020年的数据不能用来反映新冠疫情的情况。2021年的国家发表论文的增长率应该可以、或者部分反映新冠疫情对撰写论文的情况。从统计的数据来看,全球论文总数2018年、2019年、2020年分别发表了49,405篇,54,324篇,59,306篇,增长了11.9%,10.0%,9.2%,而2021年发表论文数量为61,679篇,比上一年增长了4.0%,增长幅度明显下降,显示了新冠疫情的爆发抑制了全球年发文量增长的速度。
从国家表现来看,明显呈现出两种不同的趋势。印度、中国大陆、土耳其2021年发表论文增长率分别增加25.1%,12.8%和11.5%,均超过两位数。增长速率保持在5-10%之间的国家或地区有巴西、日本、瑞典、伊朗,而德国、瑞士,增长幅度3.6-4%,加拿大增长幅度0.9%。年发文量减少的国家有(依次增大):法国、荷兰、美国、英国、意大利、韩国、西班牙,但都不超过5%。挪威、波兰、澳大利亚、俄罗斯年发文量较2020年明显降低,分别下降了6.3%,7%,7.3%,8.9%,新冠疫情对这些国家或地区年发文量影响明显。
本文作者系南京大学地球科学与工程学院教授。相关问题交流可通过邮箱huxm@nju.edu.cn与本人联系。本文系DDE和国家自然科学基金专项项目“战略研究类:基于文献和项目的沉积学战略调研”(42050102,42142004)资助成果。