基于SCI—E的我國蕨類植物研究進展分析

嚴歡歡 肖娟 梁永書 南文斌 楊永清

摘要 分析了Web of Science（SCIE）數(shù)據(jù)庫中我國蕨類植物相關(guān)研究的文獻數(shù)據(jù)，結(jié)果表明：蕨類植物研究累計發(fā)文量呈指數(shù)增長趨勢，發(fā)文最多的機構(gòu)為中國科學(xué)院，占比高達52.897%；發(fā)文最多的作者為中科院植物所的張憲春研究員，發(fā)文占比高達6.297%；發(fā)文量最多的期刊為《AMERICAN FERN JOURNAL》，發(fā)文占比3.778%。研究熱點主要集中在蕨類植物對污染物的吸收及其機理研究、蕨類植物分子系統(tǒng)發(fā)生與分類兩方面。

關(guān)鍵詞 蕨類植物；文獻計量分析；Web of Science；Citespace

中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）09-280-04

Abstract Researches on fern was evaluated based on bibliometric analysis by retrieving articles from Web of Science （SCIE）. The results showed that accumulative publications of fern exhibited a trend of exponential growth. Chinese Academy of Sciences exceeded all other institutes in research production， with the proportion of 52.897% of total articles. The most productive author was Zhang XC （from Chinese Academy of Sciences， Institute of Botany）， who contributed 6.297% of total publications. American Fern Journal was the predominant journal that published 3.778% of total articles. Researches on mechanism of pollutants accumulation， molecular phylogeny and classification were the mainly two research hotspots.

Key words Fern； Bibliometric analysis； Web of Science； Citespace

蕨類植物是植物界的6大門類之一，其分類地位介于苔蘚植物和種子植物之間。我國蕨類植物資源豐富，達2 600多種[1]，占世界現(xiàn)代蕨類物種數(shù)（約12 000多種）的1/5強。蕨類植物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持方面具有重要功能；同時，其作為一個古老的類群，在研究物種起源、進化與分類方面亦極具價值；此外，其在環(huán)境治理、生態(tài)修復(fù)、食用、藥用和景觀園林等方面亦有廣泛應(yīng)用。文獻計量學(xué)是對文獻進行定量分析的科學(xué)，被公認為能定量測度基礎(chǔ)科學(xué)活動、學(xué)科布局和學(xué)科發(fā)展動態(tài)的重要方法，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各學(xué)科的分析，從宏觀上把握科學(xué)研究的方向。因此，總結(jié)和歸納相關(guān)研究文獻，對客觀全面把握蕨類植物研究的熱點和前沿具有十分重要的意義。近年來，文獻計量學(xué)的新方法特別是信息可視化手段不斷完善，其中，陳超美[2]開發(fā)的基于JAVA平臺的CiteSpace軟件，在檢測科學(xué)文獻中出現(xiàn)的研究前沿、熱點、趨勢和動向的各種模式方面具有獨到之處，正成為科學(xué)計量學(xué)普遍應(yīng)用的新手段。目前，在蕨類植物的起源、系統(tǒng)發(fā)育、分子系統(tǒng)、細胞分類、區(qū)系地理，繁殖培養(yǎng)等方面，已有不少專題綜述發(fā)表[2-8]，但從文獻計量學(xué)角度，特別是利用信息可視化手段，從宏觀層面對我國蕨類植物研究的綜述還未見報道。

筆者運用文獻計量學(xué)的方法，從文獻數(shù)量、年代分布、研究學(xué)科分布、研究機構(gòu)、核心作者和期刊刊源分布等方面著手，并借助CiteSpace息可視化軟件分析國內(nèi)外蕨類植物研究現(xiàn)狀及熱點，揭示其研究發(fā)展趨勢。

1 文獻采集與信息處理

在Web of Science（WOS，SCIE）數(shù)據(jù)庫中，為了全面準確地檢索到我國蕨類植物研究的相關(guān)論文，以主題為：“Fern”“Pteridophyte”“Lycopod”“Lycophyte”以及中國植物志中包含的蕨類植物39科的科名，中間以“OR” 為布爾邏輯符，地址為“China”進行檢索，共獲得文獻794篇。 檢索時間為2015年10月30日。在泛讀的基礎(chǔ)上對相關(guān)數(shù)據(jù)進行核對，并借助CiteSpace息可視化軟件繪制科學(xué)知識圖譜（該研究所用版本為CiteSpaceⅢ 4.0 R1），分析文獻的特征，總結(jié)研究的熱點和前沿問題。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕨類植物研究文獻年代分布

蕨類植物相關(guān)研究的文獻量及年代分布見圖1。在SCIE數(shù)據(jù)庫中，最早的相關(guān)文獻發(fā)表于1983年，1983～1996年發(fā)文量時斷時續(xù)，年發(fā)文量都沒有超過3篇，直到1996年之后，才每年維持一定的發(fā)文量，且年發(fā)文量緩慢上升，2004年后，發(fā)文量呈直線上升，2012年達歷史最高水平，發(fā)文86篇，盡管2013年略有下降，但2014年亦高達81篇，到目前為止，2015年也已經(jīng)可以檢索到74篇。累計發(fā)文量呈顯著的指數(shù)增長趨勢（R2=0.992 3），亦反映蕨類植物研究不斷受到重視。

2.2 蕨類植物研究的科研機構(gòu)和核心作者

表1列舉了蕨類植物研究發(fā)文量超過10篇的科研機構(gòu)。由表1可知，中國科學(xué)院發(fā)文量遙遙領(lǐng)先于其他機構(gòu)，占總發(fā)文量的52.897%，超過其他所有機構(gòu)的總和；一些綜合性大學(xué)（北京大學(xué)、云南大學(xué)、中山大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、武漢大學(xué)、南京大學(xué)、中國科技大學(xué)和浙江大學(xué)等）和師范大學(xué)（上海師范大學(xué)、重慶師范大學(xué)、哈爾濱師范大學(xué)和云南師范大學(xué)等）在蕨類植物研究方面亦有不俗表現(xiàn)；此外，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國醫(yī)科大學(xué)和中國礦業(yè)大學(xué)等發(fā)文量亦較多，除中國大陸的科研機構(gòu)外，密蘇里植物園、“中央研究院”（中國臺灣）、英國自然歷史博物館、佛羅里達大學(xué)和香港浸會大學(xué)等機構(gòu)發(fā)文或合作發(fā)文量較多。運用普萊斯定律[6]，依據(jù)公式M=0.749（Nmax）1/2（式中，Nmax 為所統(tǒng)計時段中最高產(chǎn)的作者論文數(shù)），計算出核心作者發(fā)表論文數(shù)的門檻值M。在SCIE數(shù)據(jù)庫中，發(fā)文最多的為中國科學(xué)院植物所的張憲春（ZHANG XC）研究員，高達50篇，則MWOS=5.30，發(fā)文數(shù)量6篇以上者為核心作者；限于篇幅，該研究僅列出發(fā)文數(shù)量在前15位的發(fā)文作者（表2）。其中，中科院植物所的張憲春研究員和中科院成都生物研究所的張麗兵（ZHANG LB）研究員發(fā)文分別占比6.297%和4.912%，2人合計貢獻了11.21%的發(fā)文量。

2.3 蕨類植物研究文獻的學(xué)科和期刊來源分布

蕨類植物相關(guān)研究文獻在WOS數(shù)據(jù)庫中分布在PLANT SCIENCES、ENVIRONMENTAL SCIENCES、BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOG、CHEMISTRY MEDICINAL、EVOLUTIONARY BIOLOGY、PHARMACOLOGY PHARMACY、MULTIDISCIPLINARY SCIENCES、GEOSCIENCES MULTIDISCIPLINARY、PALEONTOLOGY 、ECOLOGY等學(xué)科（表3）。載文前15位的期刊發(fā)文量總計占總發(fā)文量的35.139%，各期刊發(fā)文占總發(fā)文量的1%～4%的范圍之類，占比較為均勻；其中，以植物系統(tǒng)進化與分類期刊為主，如《AMERICAN FERN JOURNAL》《JOURNAL OF SYSTEMATICS AND EVOLUTION》《NOVON》《PHYTOTAXA》《REVIEW OF PALAEOBOTANY AND PALYNOLOGY》《ACTA PHYTOTAXONOMICA SINICA》（現(xiàn)名《Journal of Systematics and Evolution》）《CHINESE SCIENCE BULLETIN》，《INTERNATIONAL JOURNAL OF PLANT SCIENCES》《ACTA BOTANICA SINICA》（現(xiàn)名《Journal of Integrative Plant Biology》）《BOTANICAL STUDIES》《TAXON》，其次為環(huán)境科學(xué)類期刊《INTERNATIONAL JOURNAL OF PHYTOREMEDIATION》《ENVIRONMENTAL POLLUTION》，醫(yī)藥類期刊，如《PHYTOCHEMISTRY》《PLANTA MEDICA》，開放獲取期刊《PLOS ONE》；載文量最多的為美國蕨類雜志《AMERICAN FERN JOURNAL》，發(fā)文占比3.778%（表4）。

2.4 蕨類植物研究的熱點

研究熱點通常指在某一時間段內(nèi)，具有內(nèi)在聯(lián)系且數(shù)量相對較多的一組論文所探討的科學(xué)問題或?qū)ｎ}。從文獻計量學(xué)角度看，在某學(xué)科領(lǐng)域被引頻次最高的研究型文獻通常是該領(lǐng)域研究熱點的集中體現(xiàn)。CiteSpace是一款用于可視化分析科學(xué)文獻趨勢和范式的計量學(xué)軟件，其繪制的科學(xué)知識圖譜能夠顯示某一學(xué)科或科學(xué)主題在某一時段的發(fā)展趨勢與動向，其提供的突現(xiàn)檢測（Burst Detection）功能，將那些頻次變化率高、增長速度快的突現(xiàn)詞（burst terms）從大量的主題詞中檢測出來，用詞頻的變化率，來反映出學(xué)科的前沿領(lǐng)域和發(fā)展趨勢[2] 。為了提煉我國蕨類植物研究最新的熱點，該研究利用CitespaceIII軟件繪制了2005～2015年WOS數(shù)據(jù)庫中中國學(xué)者發(fā)表文獻的共引知識圖譜和關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，并總結(jié)了近年來突現(xiàn)度高的關(guān)鍵詞、機構(gòu)和作者。

在CiteSpaceIII界面中選中Node Types 為“cited reference”，設(shè)置單個時間分區(qū)長度（time slicing）的值為1，整個時間跨度為2005～2015 年，數(shù)據(jù)抽取對象為Top30，繪制文獻共被引聚類圖譜（圖2）；選擇Node Types為“key word”，其他設(shè)置不變，繪制關(guān)鍵詞聚類時區(qū)圖譜（圖3）。從圖2可以看出，近10年來我國蕨類植物的研究文獻中，最大的4個主要聚類為砷酸鹽（arsenate）、鐵線蕨屬（adiantum）、洞穴植被（cave flora）和分子系統(tǒng)發(fā)生（molecular phylogeny）等，其分別包含43、42、26和22個節(jié)點（文獻）。共被引頻次最高的文獻為聚類 #0中的Ma LQ，2001，NATURE，V409，P579（71次）和聚類#3中SMITH AR，2006，TAXON，V55，P705（61次），遠超其他文獻的共被引頻次。Ma等[11]發(fā)表的題為“A fern that hyperaccumulates arsenic”的論文，發(fā)現(xiàn)蕨類植物蜈蚣草（Pteris vittata，brake fern）對砷具有超富集能力。此后，有關(guān)蕨類植物對金屬或非金屬污染物的吸收或在環(huán)境治理方面的應(yīng)用成為蕨類植物研究最熱門的一個方面。而Smith等[12]在綜合當前蕨類分子系統(tǒng)研究新證據(jù)的基礎(chǔ)上提出了一個新的世界蕨類植物分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)受到世界蕨類植物研究學(xué)者的廣泛認可。從圖3的高頻關(guān)鍵詞聚類時區(qū)圖譜可以發(fā)現(xiàn)，研究熱點主要集中在吸收（uptake）、鱗毛蕨科（dryopteridaceae）和耳蕨屬（polystichum）等3大聚類。從高頻關(guān)鍵詞的分布不難發(fā)現(xiàn)，對污染物的吸收（如arsenic，hyperaccumulator，soils，removal cadmium，phytoremediation，heavymetal，contaminated soils，tolerance，uptake kinetics，hyperacculation等）和系統(tǒng)發(fā)生與分類（evolution，diversity，speciation，diversification，new species，chooroplast dna，trnlf，morphology，molecular phylogeny，classification等）為2005～2015年蕨類植物研究的兩大熱點主題。此外，從高突現(xiàn)度關(guān)鍵詞、研究機構(gòu)和作者（表5）中可以發(fā)現(xiàn)，分子系統(tǒng)發(fā)生（molecular phylogeny），擬南芥（arabidopsisthaliana），最大似然法（maximumlikelihood）和進化（evolution）等關(guān)鍵詞突現(xiàn)度持續(xù)至今，亦表明蕨類植物的分子系統(tǒng)與進化，污染物吸收的分子機理（重要基因功能在擬南芥中的驗證）兩方面仍將作為蕨類植物研究的前沿課題，而中國科學(xué)院大學(xué)和中科院成都生物研究所的張良（ZHANG L），為最近突現(xiàn)度較高的機構(gòu)和作者，發(fā)文量增加較快。

3 結(jié)論

從檢索到的資料來看，Web of Science數(shù)據(jù)庫中蕨類植物的相關(guān)研究呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，特別是近10年來呈現(xiàn)快速增長的勢頭，表明蕨類植物相關(guān)研究越來越受科技界重視。以中國科學(xué)院為主的研究機構(gòu)對國內(nèi)蕨類植物相關(guān)研究做出了巨大貢獻；發(fā)文量最多的期刊為《AMERICAN FERN JOURNAL》。結(jié)合載文期刊、核心作者、文獻共被引聚類圖譜、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜以及高突現(xiàn)度關(guān)鍵詞和作者，可以發(fā)現(xiàn)，我國蕨類植物相關(guān)研究主要集中在植物和環(huán)境2大學(xué)科，研究熱點主要集中在蕨類植物對污染物的吸收及其機理研究、蕨類植物分子系統(tǒng)發(fā)生與分類兩方面。

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