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2015 , Vol. 2015 >Issue 4: 15 - 22

DOI: https://doi.org/10.13266/j.issn.2095-5472.2015.04.003

Analysis of the Research Development Trends and International Status in the Disciplinary Field Based on SCI Papers: Taking the Field of Astronomy in China as an Example

  • Lu Ying , 1, * ,
  • Yang Zhiping 1 ,
  • Wang Chunming 1 ,
  • Zeng Yirong 2 ,
  • Shen Junyi 2 ,
  • He Shuyi 3 ,
  • Zhao Yanqiang 4 ,
  • Li Dajun 4 ,
  • Wei Ren 5
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Received date: 2014-07-01

  Online published: 2025-04-28

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Lu Ying , Yang Zhiping , Wang Chunming , Zeng Yirong , Shen Junyi , He Shuyi , Zhao Yanqiang , Li Dajun , Wei Ren . Analysis of the Research Development Trends and International Status in the Disciplinary Field Based on SCI Papers: Taking the Field of Astronomy in China as an Example[J]. Knowledge Management Forum, 2015 , 2015(4) : 15 -22 . DOI: 10.13266/j.issn.2095-5472.2015.04.003

随着建设创新型国家战略的实施，我国的科研机构在提高自主创新能力的过程中，必然伴随着更多科研论文的发表和引用。在当前的科技评价与测度中，科技论文作为科技人员开展科学研究的系统总结和理论研究成果，仍然是衡量科技竞争力的一项主要指标[1]。通过SCI论文能够客观反映某学科领域机构发展态势与竞争力，并将SCI论文的数量、被引次数作为科研人员工作能力和成果体现的重要评价指标之一[2]。机构拥有数量越多、质量更好的SCI论文能进一步促进机构项目申请、人才吸引以及机构合作等多方面工作的开展。因此SCI论文产出发展态势与竞争力分析被科研机构管理者重视，通对机构SCI论文产出竞争力进行分析，从一个侧面反映该机构的学术影响力和活跃度，揭示其科研活动的创新性、科研现状及发展规律[3]，取长补短，提高科研机构的竞争力。
SCI论文的多寡优良亦是衡量天文科研机构科研竞争力的重要标准[4]。本文以我国天文台SCI产出分析为例，通过h指数[5]、王冠指数[6]等指标，利用ESI、WoS、JCR数据库等进行SCI论文产出竞争力分析[7]，分析我国主要天文台（包括国家天文台、上海天文台、云南天文台、紫金山天文台、新疆天文台等）的SCI论文产出质量，从论文产出方面分析我国天文研究的现状与发展，以更好地满足特定机构论文产出竞争力的分析需求，揭示我国天文台SCI论文产出态势，探寻与国外天文领域代表性机构SCI论文产出竞争力的差异，定位我国天文台SCI论文产出在世界上的地位，进而为建立评估我国与天文研究相似的基础研究机构竞争力的指标体系提供参考，同时为我国基础科学知识产出评估提供具有借鉴意义的方法和新的分析角度。

1 分析方法和数据来源

本文以文献计量学和引文分析的理论和方法为依据，利用信息检索技术、Web of Science等科学引文分析工具，从以下几个方面挖掘相关信息，在不同侧面观察目标领域或机构的发展现状：
其一，从SCI论文产出进行统计分析，就时间与产出的关系进行对比，发现SCI论文产出趋势，发掘SCI论文产出发展的规律与内在因素，分析SCI论文产出波动的原因。
其二，以基本科学指标数据库（Essential Science Indicators，简称ESI）为数据来源，利用目前较为成熟的王冠指数，计算领域内目标机构的王冠指数，并进行横向比较与分析。
其三，以SCI论文数据为基础，分析目标机构的合作情况，挖掘主要合作的机构以及合作范围，了解主要的合作机构情况，为科技管理部门开展科技合作规划提供信息支撑。
其四，通过科技年鉴分析目标机构在历年科技投入发展的情况，将科技投入变化与SCI论文产出变化等信息进行对应分析，了解科技投入与科技产出之间的关系以及对科技产出质量的影响。
其五，对国内领域SCI论文产出与国际对比机构进行对比，主要从论文产出、王冠指数与f指数以及高被引论文等方面进行对比研究，发现我国与目标机构的差距，分析其原因。
通过几方面的计量学分析，反映目标领域的发展现状与综合竞争力，客观分析目标机构的发展潜力，挖掘相关信息。

2 我国天文台SCI论文产出态势

2.1 我国天文台SCI论文产出分析

科学知识量的增长与其科学文献的增长是紧密联系的，科学文献的数量变化直接反映了科学知识量的变化情况[6]。检索我国天文台1990-2014年间发表的SCI论文，可知我国天文台一共发表SCI收录论文8 916篇，如表1所示：
表1 我国天文台SCI论文历年发表量（1990-2014年）
年份 发文量（篇） 年份 发文量（篇） 年份 发文量（篇）
1990 42 1999 201 2008 536
1991 44 2000 304 2009 607
1992 37 2001 389 2010 603
1993 85 2002 406 2011 537
1994 73 2003 373 2012 781
1995 92 2004 408 2013 740
1996 115 2005 419 2014 781
1997 111 2006 502
1998 177 2007 517
从表1、图1可以发现，我国天文台SCI论文在20世纪90年代(A区)发表量呈爆发式快速增长的态势，特别是在1997-2001年期间，论文量增长了近4倍。2002-2011年之间(B区)，论文发文增长速度有所下降，增长趋势相对平稳，2012-2014年3年间(C区)论文发文量相对稳定，在740-780篇之间波动，整体上说明我国天文领域SCI论文发文量从过去爆发式增长逐渐转到相对稳定的时期。
图1 我国天文台SCI论文发文增长趋势（1990-2014年）
对全球天文与天文物理学领域SCI论文进行检索，可知我国天文台1990-2014年天文与天文物理学领域发表论文7 109篇，其历年发文量占世界的比例如图2所示：
图2 我国天文台Astronomy Astrophysics领域SCI论文占世界该领域论文的比例
从图2中发现，20世纪90年代我国天文台在该领域的SCI论文所占比例快速增长，进入21世纪，其增长速度逐渐稳定。由于我国现代天文研究底子薄，起步较晚，SCI论文在90年代很少，随着国家实力的增强，研究成果越来越丰富，进而促进SCI论文快速增长，经过10余年的快速发展，我国天文台SCI论文占世界天文与天文物理学领域论文的比例也快速增加，直到2012其所占比例稳定在3%左右,年增长率达到6%。
总体分析我国天文台SCI论文产出的发展，发现经过前20年SCI论文产出的快速增长，机构已经逐渐将注意力从提高SCI论文数量转移到提高SCI论文质量上来。结合近年我国科研组织改变SCI论文发表的奖励机制，从过去经费奖励单一依照SCI论文转变为以影响因子作为奖励的标准，同时如果影响因子越大，奖励额度将更多。由于这些措施的实施，我国天文台的SCI论文产出增长速度有所降低，但是论文质量得到了提高。本文所统计的天文领域影响因子排名前10位的期刊中（注：以2015年汤森路透公布期刊影响因子为依据）。我国天文台一共发文1 719篇，其中2014年发文量是2000年的7.5倍，而同期的论文发文量只有2000年的2.6倍,这充分说明我国天文台高水平文献产出增长远高于SCI论文整体增长速度,高水平论文产出获得了更多的重视和政策支持。如表2所示：
表2 我国天文台天文与天文物理学领域影响因子排名前10位期刊SCI论文历年发表量（1990-2014年）
年份 发文量（篇） 年份 发文量（篇） 年份 发文量（篇）
1990 3 1999 23 2008 88
1991 1 2000 29 2009 137
1992 3 2001 44 2010 116
1993 4 2002 38 2011 147
1994 9 2003 43 2012 207
1995 11 2004 62 2013 214
1996 19 2005 76 2014 219
1997 22 2006 85
1998 21 2007 98

2.2 我国天文台SCI论文产出全球定位分析

荷兰莱顿大学科学技术研究中心（Centerfor Science and Technology Studies, University of Leiden，简称CWTS）提出的CPP/FCSm（又称标准化影响系数）被广泛采用评判SCI论文产出竞争力，该指数被称为王冠指数（crown-index）[7]。本文将王冠指数与ESI数据库进行有效结合，采用黄慕萱改良的王冠指数进行分析(1-1) [5]。
经检索，我国天文台空间与航天领域SCI论文达到6 059篇，被引用69 611次，全球空天类SCI论文的篇均被引频次为16.5次，最终王冠指数为0.70。王冠指数揭示我国天文台SCI论文产出与世界平均水平相比仍然存在一定的差距（注：当王冠指数达到1的时候，说明是SCI论文竞争力达到世界平均水平）。
我国王冠指数的差距主要体现在机构被引次数上，特别是高被引论文量。众所周知，不论是期刊还是机构，其被引次数的分布是不对称的，经统计发现一般存在“二八”现象，即80%的被引用次数来自于20%的论文[8]。我国天文台论文的被引情况也基本符合该现象，因此这就决定了虽然我国天文台的论文数量与国外研究机构论文数量差距缩小，但是高被引论文产量不足的现实导致论文总被引次数也较少，直接造成王冠指数与世界平均水平具有一定的差距。

2.3 我国天文台国际合作分析

从SCI论文的作者合作关系挖掘机构之间的合作关系，进一步分析我国天文台国际合作层次与方向。表3揭示出我国天文台合作发文国家/地区主要来自欧美，其中合作发文量最多的是美国（1 727篇），其次是德国（1 059篇）与英格兰（710篇）。从合作国家/地区分布发现，我国天文台与世界天文研究发达国家特别是与美欧等国家的合作最多，反映出我国天文台通过参与国际合作提高自身研究水平。
表3 我国天文台合作发文机构所属国家/地区
国家/地区 发文量（篇） 国家/地区 发文量（篇）
美国 1 727 中国台湾 240
德国 1 059 加拿大 251
英格兰 710 澳大利亚 253
日本 504 荷兰 228
法国 487 韩国 163
意大利 356 苏格兰 130
俄罗斯 245 智利 110
西班牙 272
就合作发文机构而言（见表4），与我国天文台合作发文最多的国际机构是马普学会，合作论文达到804篇，远远高于其他机构；其次是法国国家科学研究院和加州大学，这些机构主要是国际天文研究组织领先机构。从中发现，我国天文台主要与国外领先的研究机构合作，而且合作的程度相对较深。
表4 我国天文台合作机构
研究机构 所属国家/地区 合作论文（篇）
马普学会 德国 804
法国国家科学研究院 法国 282
加州大学 美国 257
日本国家自然科学院 日本 280
日本国家天文台 日本 278
哈弗大学 美国 248
马萨诸塞大学 美国 237
加州理工大学 美国 184
亚利桑那大学 美国 160
焦德雷尔班克天体物理学中心 英国 132
NASA 美国 190
巴黎天文台 法国 216
东京大学 日本 123
曼彻斯特大学 英国 144

2.4 我国天文台论文投入分析

对我国天文台2000-2010年间科研投入与论文产出进行统计，我国天文台的科研投入从3 000余万增加到近2.5亿，而SCI论文产量从372篇增加到600余篇，其篇均资金投入量增加了5倍。进一步对2000-2010年重要论文进行统计，被引用前10位的论文大都是在研发资金快速增长的当下出现的，比如被引频次最高的“The Herschel-SPIRE instrument and its in-flight performance”发表于2010年，其次“ An excess of cosmic ray electrons at energies of 300-800 GeV”发表于2008年。随着研发资金投入加大，虽然论文产出增长速度趋缓，但是论文整体质量却比以往有明显提高（见表5）。
表5 我国天文台资金投入统计（2000-2010年）
年份 发文量（篇） 经费（万元） 篇均经费投入（万元）
2000 372 3 325 8.94
2001 380 3 983 10.48
2002 466 5 312 11.40
2003 420 5 569 12.74
2004 437 10 395 23.79
2005 444 14 779 33.27
2006 517 15 516 30.01
2007 514 14 889 28.97
2008 502 11 747 23.40
2009 621 43 955 70.78
2010 606 24 747 40.84
以上分析揭示出SCI论文质量的提升需要大量的资金投入，宽裕的资金是优秀论文产出的基础，同时也说明提高论文质量比提高论文数量需要更大的努力。

3 我国天文台SCI论文产出国际竞争力对比分析

3.1 SCI论文产出量竞争力分析

对选取的国际天文研究机构1990-2014期间历年发文量进行分析(见图 3)，哥白尼天文台、剑桥大学天文研究所以及法国墨东天文台的发文量从1995年以后基本达到了稳定的状态，哥白尼天文台年均发表论文70篇左右，剑桥大学天文研究所和墨东天文台年均发文量基本在300篇左右。我国天文台在2001年每年发文量超过对比机构,在A区域我国天文台和其他机构都处于论文产出增长的阶段,但从2001年后,其他对比机构逐渐进入稳定阶段(B区),而我国天文台进入快速增长阶段(C区),这说明我国天文台整体还处于论文产出非饱和状态,虽然开始注重论文质量,但是论文产出量对科研产出的影响仍然是主要的,而其他先进机构已经达到论文产出饱和阶段,更加注重论文产出质量的建设,总体而言我国天文台SCI论文产出发展阶段整体落后于世界先进机构的发展水平。
图3 我国天文台与所对比国际机构的历年发文量变化趋势
对各机构被引频次最高论文进行比较，发现我国天文台顶尖论文质量与哥白尼天文台相差不大，但是与墨东天文台和剑桥大学天文研究所的顶尖SCI论文差距较大，特别是与剑桥大学天文研究所所发表论文之间的差距很大。对比分析揭示出我国天文台SCI论文产出仍然处于快速增长期，但是重要论文质量却与墨东天文台和剑桥大学天文研究所有较大差距，虽然我国天文台论文产量已经超过国外重要科研机构，但是论文质量有待提高。

3.2 我国天文台SCI论文影响力分析

将哥白尼天文台、墨东天文台、剑桥大学天文研究所与我国天文台进行SCI论文竞争力对比。表6为我国天文台与该3个天文研究机构王冠指数与f指数的对比（（1-1）、（2-1））。王冠指数主要体现SCI论文的被引频次整体竞争力，f指数更注重单篇高影响论文在指数中的比重，因此王冠指数体现机构SCI论文产出整体竞争力，f指数则体现机构产出优秀SCI论文的竞争力[9]。
表6 我国天文台与国际相关机构的SCI论文影响力对比（空天类）
机构名称 王冠指数 f指数
我国天文台 0.70 70.33
哥白尼天文台 0.93 93.47
墨东天文台 1.29 130.59
剑桥大学天文研究所 2.08 210.04
其中P是论文数，C是引文数，HCP是高被引论文数（highly cited papers，被引量位居国际前1%的论文数），TFC是相关学科的总引文数。
对所选取机构在空天领域的各种影响指数进行对比，发现目前我国天文台SCI论文王冠指数与f指数均低于哥白尼天文台，但是差距不大，这说明我国天文台在具有高影响力的SCI论文发表方面逐渐接近哥白尼天文台，进一步从历年发文趋势上分析，我国天文台的SCI论文产出逐年增加，但是哥白尼天文台历年发文从2000年以后基本相对稳定，因此结合天文台发文趋势，我国天文台高影响力SCI论文的增长速度未来可能比哥白尼天文台更高，因此预测我国天文台在将来论文影响力将进一步超过哥白尼天文台。
但该两项指标与世界一流的研究单位相比(墨东天文台和剑桥大学天文研究所)，仍然有较大差距，特别是f指数差距更大。从相关天文台发文趋势发现，目前墨东天文台、剑桥大学天文研究所每年发文量基本稳定，从2000年以后，我国天文台每年SCI论文产量超过这两个天文研究机构，其领先的幅度进一步加大。但是，虽然我国天文台的SCI论文量已经处于领先地位，但由于高被引论文、前沿论文等较少，这直接导致我国天文台的王冠指数和f指数均远小于这两个机构，特别是与剑桥大学天文研究所相比，差距还相当大。因此，我国天文台需要加大对高水平论文的支持力度，否则我国天文台SCI论文竞争力与世界先进机构的差距越来越大。
利用ESI数据库统计我国天文台空天领域的高被引论文（本文定义高于空天领域近10年平均被引16.5次以上为高被引论文）。从总量上观察（见表 7），我国的高被引论文总量要高于哥白尼天文台，但是与墨东天文台和剑桥大学天文研究所有较大的差距。从高被引论文占总论文量的比例来看，我国天文台高被引论文所占同期发表论文总量的比例均为17%左右，但是这一比例与哥白尼天文台、墨东天文台还有较大差距，剑桥大学天文研究所所占比例更达到了51.28%。因此，我国天文台高被引论文篇数近年增长的速度逐渐增加，其比例将逐渐超过哥白尼天文台，但与墨东天文台和剑桥天文研究所相比，其比例方面都还有较大差距，仍然需要多年的努力。
表7 我国天文台与国际相关机构的高被引论文比较
机构名称 高被引论文数量（篇） 占总论文比例（%）
我国天文台 1 073 17.17
哥白尼天文台 202 26.47
墨东天文台 1 098 36.61
剑桥大学天文研究所 1 583 50.14
对国际一流天文机构的高被引论文发文趋势进行分析，剑桥大学天文研究所SCI论文发文量与墨东天文台差不多，但是剑桥大学天文研究所高被引论文却占论文总量的一半以上。这说明作为国际天文研究一流机构，虽然论文数量并不突出，但是其高被引论文的数量和所占比例必然更高，剑桥大学天文研究所高被引论文所占比例是我国天文台的3倍，而墨东天文台也比我国天文台高2倍以上。

4 结语

科技论文是科研成果的重要表现形式之一，其产出数量及学术质量是机构、学科、人才、项目、成果等评价的重要依据[10]。科研论文本身含有大量科技情报信息，合理有效地对论文产出、论文水平、科技投入以及科技合作等相关科技信息进行挖掘和分析，可科学地评价SCI论文产出现状以及目标领域机构的竞争能力。
本文以我国天文学为例，揭示出我国天文领域研究仍然处于快速发展的阶段，SCI论文产出从1990年以后一直快速增长，其产出翻了几番，在2005年以后我国天文台科研资金投入快速增加，资金的增加在论文产出量方面影响不大，但是刺激了高影响力SCI论文的产出，其中被引频次最高的3篇论文都是在2005年以后发表的。在论文合作方面，我国天文台的合作对象主要是来自于欧美等天文研究发达的国家，其合作机构也主要是国际天文研究重要机构，但我国天文台仍然需要进一步加大与国际一流机构的合作力度，提升合作层次，进而提高SCI论文的档次。
将我国天文台与国外目标机构进行对比发现，墨东天文台、剑桥大学天文研究所、哥白尼天文台SCI论文产出已相对稳定。虽然我国天文台开始增加篇均论文资金投入，产生一批高影响力SCI论文，但是与墨东天文台、剑桥大学天文研究所相比仍然有较大的差距。通过王冠指数分析各机构SCI论文产出竞争力，我国天文台SCI论文总体竞争力逐渐接近哥白尼天文台，但是与墨东天文台、剑桥大学天文研究所存在一定差距，处于世界平均水平以下。进一步分析各机构f指数，我国天文台对于顶尖SCI论文产出能力不足，与国外天文研究机构存在较大的差距，剑桥大学天文研究所顶尖SCI论文产出甚至是我国天文台的3倍，从中反映出我国天文台SCI论文产出质量不高的现状。
综上所述，我国天文台SCI论文发表情况虽然在最近几十年已经有了较大改观，但是与世界一流机构还有一定的差距，特别是在论文的被引频次、前沿论文等方面。因此，未来我国科技决策部门应该强化天文台SCI论文产出质量，调整基金申请、资金投入、职称评比等措施，提高我国天文台SCI论文整体质量。

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