自1810年英国科学家Davy在实验室合成氯气水合物并于次年首次公开发表文献提出气水合物[1]一词以来,人类就从未停止过对气水合物的研究和探索,此间也曾出现过数次研究高潮,但直到20世纪60年代以后特别是80年代末以来,随着对气水合物所蕴藏的巨大能源资源和潜在环境效应的认识,世界各国科学家才开始从天然气水合物类型、物化性质、自然赋存、成藏条件、资源评价、勘探开发手段以及气水合物储气技术、气水合物与全球变化和海洋地质灾害的关系等方面展开了较全面的研究[2,3]。我国对气水合物的研究起步较晚,在20世纪90年代初期我国仅有少部分研究人员关注国际气水合物研究,90年代末期我国气水合物研究才进入了快速发展时期,目前已在气水合物实验室模拟、物化性质、资源评价等方面开展了多种研究项目,并对我国南海海域天然气水合物资源前景进行调查。当前国际天然气水合物研发态势如何,我国是否已经跟上国际研发步伐,这些都是业界十分关心的问题。
科学技术的发展不仅反映在科学理论的不断完善上,同时也反映在科技文献的增长上和科技产品的增加上。正是基于这一点,本文试图通过文献计量学的方法,对ISI Web of Knowledge信息平台提供的SCI(网络版)数据库、INSPEC数据库和DII数据库中收录的1995—2005年期间发表和申请的国际天然气水合物研究论文和创新专利进行了分析,以期揭示近10年来国际天然气水合物研发态势。
1 分析方法
1969年英国著名情报学家Alan Britchard正式提出文献计量学(Bibliometric)一词,标志着文献计量学的诞生[4]。在此后的30多年,文献计量学得到了快速的发展,其理论、方法、手段日臻完善。近年来计算机、网络和信息技术的高速发展,为文献计量学的发展提供了新的契机。特别是高性能计算机、Web海量数据库和大型文献分析软件产品的陆续推出,使得文献计量学能够充分快捷地利用大量数据从事各种统计和分析评价工作。本文分析所采用的资料均来源于美国科技信息研究所(ISI)Thomson Scientific公司基于Web所建立的信息平台ISI Web of Knowledge提供的SCI(网络版)数据库、INSPEC数据库和DII数据库等3个核心数据库。其中,科学引文索引数据库(Science Citation Index,SCI网络版)共收录5000多种国际最优秀的科技期刊,内容涉及130多个基础科学领域,每年新增报道约60万篇科技文献;ISI会议录(ISI Proceedings,INSPEC), 主要收录全球最著名的科学、社会科学和人文科学会议录信息;德温特创新专利索引(Derwent Innovation Index,DII), 包括了40多个国际、国家与地区专利机构的近3000万条专利信息[5]。本次采用的分析工具为德温特分析家软件(Derwent Analytics 3.2)[6]。该软件是美国Thomson Scientific公司提供的用于计算机桌面的数据挖掘和可视化工具,应用该软件工具可以对信息和数据进行整理、分析和汇总,是目前应用效果较好的文献计量学分析软件之一。
此次分析以“(‘clathrat*’ AND ‘'hydrate*’) OR (gas hydrate*) OR (methane hydrate*) OR (‘BSR’ AND ‘hydrate*’) OR (‘bottom-simulating reflector*’ AND ‘hydrate*’)”为检索主题词,以文章的标题、关键词和摘要为检索范围,以1995—2005年10月为检索时间段,检索了SCI、INSPEC和DII等3大数据库,最后以Derwent Analytics软件为手段开展了国际天然气水合物文献计量分析。
2 结果和讨论
2.1国际天然气水合物研发概况
从SCI、INSPEC和DII分别检出了其收录的1995—2005年有关天然气水合物的期刊论文1968篇、会议论文468篇和专利580件。这些文献和专利的逐年变化情况如图1所示。
图1. SCI、INSPEC、DII收录的天然气水合物文献年际变化
从图1可以看出,从1995—2004年10年间国际天然气水合物SCI论文、INSPEC论文和DII专利呈逐年上升趋势,年均增长率分别为21.63%、26.89%和48.44%,趋势方程分别如式(1)、式(2)和式(3)所示:
ySCI=26.115(x-1994)+30.667 R2=0.905 (1)
yINSPEC=11.878(x-1994)0.7114 R2=0.8177 (2)
yDII=10.036(x-1994)-7.4909 R2=0.7671 (3)
式中ySCI、yINSPEC、yDII分别为天然气水合物SCI论文数、INSPEC论文数和DII专利数,x为年代(1995≤x≤2004)。
其中:SCI论文数在2004年达到最大,全年发文306篇,约占10年间论文总数的17.56%,而增长最快的则是2000年,其论文数比1999年增加70.68%;INSPEC论文在2003年达到峰值93篇,是文献最少的1995年的8.45倍;DII专利也是在2003年达到峰值117件。由于2005年的数据截至到当年的10月1日,未统计完全,故上述分析中未列入。
1968篇SCI论文共被引用14752次,篇均被引频次为7.50,单篇被引频次超过50次的论文有17篇,约占论文总数的1%,从未被引用的论文有617篇,约占论文总数的31.35%。单篇被引频次最高的论文为Zachos J等5人于2001年发表在SCIENCE上的 “Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present”一文,该文共被引用了383次。
从上述分析可以看出,进入21世纪以来,国际天然气水合物研发发展较快。
2.2天然气水合物SCI论文、INSPEC论文和DII专利的国家分布
根据Derwent Analytics软件的统计,10多年间全球天然气水合物SCI论文、INSPEC论文和DII专利的作者和申请者分别涉及到52个、27个和14个国家和地区,其中排名居前20名的国家的论文产出量和各国的专利申请情况分别如表1、表2和表3所示。
表1 1995—2005年发表天然气水合物SCI论文最多的前20个国家
|
序号 |
国家 |
论文数 |
占全球比例(%) |
总被引频次 |
篇均被引频次 |
|
1 |
美国 |
627 |
31.86 |
5795 |
9.24 |
|
2 |
日本 |
297 |
15.09 |
1244 |
4.19 |
|
3 |
俄罗斯 |
187 |
9.50 |
563 |
3.01 |
|
4 |
加拿大 |
178 |
9.04 |
1300 |
7.30 |
|
5 |
英国 |
178 |
9.04 |
1829 |
10.28 |
|
6 |
德国 |
169 |
8.59 |
1713 |
10.14 |
|
7 |
法国 |
124 |
6.30 |
860 |
6.94 |
|
8 |
中国 |
83 |
4.22 |
228 |
2.75 |
|
9 |
挪威 |
71 |
3.61 |
437 |
6.15 |
|
10 |
荷兰 |
42 |
2.13 |
276 |
6.57 |
|
11 |
韩国 |
42 |
2.13 |
178 |
4.24 |
|
12 |
意大利 |
39 |
1.98 |
203 |
5.21 |
|
13 |
澳大利亚 |
31 |
1.58 |
349 |
11.26 |
|
14 |
印度 |
31 |
1.58 |
185 |
5.97 |
|
15 |
波兰 |
25 |
1.27 |
55 |
2.20 |
|
16 |
比利时 |
21 |
1.07 |
188 |
8.95 |
|
17 |
瑞士 |
19 |
0.97 |
118 |
2.15 |
|
18 |
新西兰 |
17 |
0.86 |
217 |
12.76 |
|
19 |
伊朗 |
16 |
0.81 |
41 |
2.56 |
|
20 |
西班牙 |
16 |
0.81 |
237 |
14.81 |
表2 1995—2005年发表天然气水合物INSPEC论文最多的前20个国家
|
序号 |
国家 |
论文数 |
占世界总数比例(%) |
|
1 |
美国 |
152 |
32.48 |
|
2 |
日本 |
82 |
17.52 |
|
3 |
加拿大 |
33 |
7.05 |
|
4 |
英国 |
33 |
7.05 |
|
5 |
德国 |
27 |
5.77 |
|
6 |
法国 |
25 |
5.34 |
|
7 |
挪威 |
18 |
3.85 |
|
8 |
俄罗斯 |
15 |
3.21 |
|
9 |
中国 |
11 |
2.35 |
|
10 |
印度 |
11 |
2.35 |
|
11 |
意大利 |
8 |
1.71 |
|
12 |
波兰 |
7 |
1.50 |
|
13 |
以色列 |
6 |
1.28 |
|
14 |
荷兰 |
5 |
1.07 |
|
15 |
韩国 |
4 |
0.85 |
|
16 |
奥地利 |
3 |
0.64 |
|
17 |
保加利亚 |
3 |
0.64 |
|
18 |
瑞典 |
2 |
0.43 |
|
19 |
瑞士 |
|