化学十年:中国与世界——基于WoS论文的文献计量分析

丁洁兰 ,  沈哲思 ,  刘小慧 ,  孙粒 ,  杨立英

科学观察 ›› 2023, Vol. 18 ›› Issue (3) :14-36

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科学观察 ›› 2023, Vol. 18 ›› Issue (3) :14-36 DOI: 10.15978/j.cnki.1673-5668.202303004
研究论文

化学十年:中国与世界——基于WoS论文的文献计量分析

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Chemistry 2010-2019: China in the World

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摘要

[摘要] [目的/意义] 揭示中国化学领域在国际比较中的发展位置,诊断发展中值得关注的问题,为我国科技政策相关部门制定该领域的学科规划提供参考。[方法/过程] 基于科研产出的视角,以化学领域的WoS论文为数据基础,运用文献计量方法,从整体产出概况、高被引论文、重要期刊发文、国际合作、论文受资助情况、分支学科产出格局六个维度展开分析。[结果/结论] 研究结论显示,中国化学领域在论文、引文、高被引论文的产出体量上均已位居世界首位,显示出较强的规模优势;但是重要成果产出效率,以及高难度重要成果产出力度与美国等国家相比还存在差距,尤其在基础原创性强、融合交叉性强的分支学科上差距更加明显。

Abstract

[Objective/Significance] This paper aims to reveal the development trend of China and its international competitiveness in this field, to diagnose the problems worthy of attention, and to provide references to policy formulation for Chinese government. [Method/Process] From a perspective of research output, this paper using bibliometric methods analyzes the following aspects for the field of Chemistry: overall output, highly cited papers, papers from important journals, international collaborations, funding papers, and distribution of subdisciplines, based on publications from Clarivate Analytics's Web of Science database. [Results/Conclusions] The results show that, China ranks first in Chemistry in the publication volume, academic impact and the output of highly cited papers, and shows a strong scale advantage in the above three aspects. However, there is still a gap in the efficiency of important output between China and the USA, and the gap is more obvious in the subdisciplines which require originality or interdiscipary research.

Graphical abstract

关键词

化学 / 文献计量 / 学科态势 / 重要成果 / 产出效率

Key words

chemistry / bibliometrics / research trends / important output / efficiency

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丁洁兰, 沈哲思, 刘小慧, 孙粒, 杨立英. 化学十年:中国与世界——基于WoS论文的文献计量分析[J]. 科学观察, 2023, 18(3): 14-36 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.202303004
Ding Jielan, Shen Zhesi, Liu Xiaohui, Sun Li, Yang Liying. Chemistry 2010-2019: China in the World[J]. Science Focus, 2023, 18(3): 14-36 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.202303004

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1 引言

化学是一门以实验为基础,在原子、分子、纳米等跨尺度、多层次上研究物质世界的组成、结构、性质、互作过程和转化演变规律的自然科学[1]。化学对整个科技领域的发展起到了强有力的支撑和推动作用,现代社会经济发展中的材料、能源、环境、生命与健康、资源与可持续发展等问题,均需要化学的理论与方法[1,2]。我国历来高度重视化学学科建设和发展,产生了诸多重要成果,为科技和经济社会作出了重要贡献。为准确了解中国化学发展的现状与潜力,有必要对中国及世界主要国家/地区的化学发展态势进行分析,绘制化学发展态势的“地貌图”,全面分析中国化学所处的国际地位,为相关学科发展战略制定提供参考依据。

本文以科研产出的重要形式——论文为主要分析视角,基于Web of Science(WoS)论文1(1 SCI和SSCI论文(由于构建数据集所用到的全学科领域引用关系网络包含了SCI和SSCI论文,构建出来的化学论文集合包含99.94%的SCI论文以及0.06%的SSCI论文)。)数据,对中国与世界主要国家/地区化学领域的产出规模、学术影响力、高被引论文、重要期刊发文、国际合作、受资助情况等方面展开分析,揭示其发展趋势和特点,并展示中国化学在世界舞台上的表现,重在从问题诊断视角出发,剖析中国化学领域发展中值得关注的问题。

2 数据与方法

本文统计数据为 Web of Science 论文。由于本文采用的化学分支学科体系为2019年版NSFC化学学科代码方向(B01-B08),8个分支学科领域的学科交叉性较强,学科界限相对模糊,难以通过期刊、关键词检索式的方法构建起准确的数据集,同时,基于论文聚类(基于论文引用关系的社团识别方法)的数据集构建方法可以把相似研究问题的论文聚在一起形成研究主题,与8个分支学科领域(以研究问题为牵引的组织方式)契合度较高。因此,化学8个分支学科领域、化学整体采用了大数据论文聚类与专家知识相结合的数据集构建方法。具体数据集构建方法如下。

首先,构建全学科研究主题图谱数据集:基于科学计量学领域权威研究机构——荷兰莱顿大学科学技术研究中心(Centre for Science and Technology Studies,CWTS)的WoS全学科论文聚类结果(聚类论文簇可视为研究主题),将聚类结果匹配到本机构所购买的 WoS 本地版数据,得到全学科知识体系(研究主题图谱)数据集。其中,CWTS的WoS 全学科体系论文聚类是基于论文引用关系,利用莱顿算法[3-5]对 WoS 核心库全部论文2(2 2000-2019年SCI/SSCI/CPCI 来源论文,文献类型为articles, review, letter, proceedings paper.)(共计约2 980万篇论文、5亿引用关系)进行聚类,共得到全学科领域共805个论文聚类簇(中观层面研究主题),见图 1(a)

其次,从全学科研究主题图谱中遴选出化学整体及8个分支学科领域下的研究主题:在全学科领域的805个论文簇(研究主题)中,通过专家判读的方法并辅助以定量指标遴选出化学8个分支学科领域所包含的论文簇,共92个,见图 1(b)。

最后,化学整体和各分支学科领域下各自所包含的所有研究主题论文簇的合集即为各自的数据集3(3 依据本项目统计口径需求(2010-2019年、SCI/SSCI, articles 和review 等)抽取数据集。),有少量论文簇同属多个化学分支学科领域。

本文纳入统计范围的论文类型为“article”和“review”,采用全作者统计口径,被引频次采用累计时间窗被引频次(发表时间到统计时间),中国论文统计范围未包含港、澳、台地区数据(港、澳、台地区为单独的统计单元),数据获取时间为2020年11月。

本文主要采用文献计量方法,通过计量指标对学科发展态势的各个维度展开测度,包含论文数量、被引频次、相对篇均引文、高被引论文数量及份额、重要期刊发文数量及份额、国际合作率、受资助率等基础性计量指标。数据处理和结果展示用到工具主要有SQL Sever、VOSviewer、Python、Excel等。

3 研究结论

3.1 整体产出概况

3.1.1 产出规模

论文数量可以大体反映出一个国家科学研究的产出规模。2019年化学领域论文产出数量TOP5国家分别为中国、美国、印度、德国和日本,其中中国的论文数量(101 188篇)是第2名美国(38 284篇)的2.6倍,是第3名印度(19 417篇)的5.2倍,规模优势明显。从世界份额来看,2019年中国和美国论文数量分别占世界论文总量的37.9%和14.4%,同期其他国家/地区这一份额均未超过10.0%(见图2表1)。

从变化的视角来看,2019年相比2010年,中国的产出规模优势在不断扩大,2010年论文数量略多于美国,发展到2019年论文数量是美国的2.6倍。从世界份额变化来看,大部分TOP20国家/地区的世界份额基本保持平稳,中国进步最大,增长了18.2个百分点;从位次变化来看,排名靠前的印度和韩国进步幅度相对较大,均前进了2个位次。此外,位居“榜尾”的沙特阿拉伯也进步了26个位次(见表1)。

3.1.2 学术影响力

论文发表后收到的被引频次是评价论文学术影响力的基本指标,国家的被引频次总数可以从一定程度上反映国家学术影响力的整体水平。2019年该领域被引频次TOP5国家依次是中国、美国、德国、印度和英国,与该年论文数量TOP5国家大体相同。其中,中国被引频次是第2名美国的2.8倍,具备较强的规模优势。2019年相比2010年,中国被引频次世界份额4(4被引频次统计口径为累积时间窗引文,由于不同年份论文被引频次不可直接比较,因此,报告采用国家/地区的被引频次世界份额指标,也即国家/地区被引频次除以同年份世界化学领域总被引频次的份额。)进步最大,印度、澳大利亚等国也有所进步,其余国家/地区大多保持稳定或者略有下降(见图3表2)。

由于被引频次在很大程度上容易受研究规模(论文数量)影响,国家/地区发表论文数量越多,被引频次增加的可能性也会相应增大。而篇均引文描述了平均每篇论文收到的被引频次,可以从一定程度上消除研究规模对被引频次的影响,从而揭示国家论文产出的相对影响力,相对篇均引文5(5相对篇均引文:论文被引频次与同学科(此处学科为化学各分支学科领域)、同年份、同文献类型的一组论文平均被引频次的比值。)是进行了世界领域基线归一后的篇均引文。2019年中国、美国和英国位于该领域论文产出数量TOP10国家/地区相对篇均引文前列;2019年相比2010年中国该领域相对篇均引文有较大的提升,从2010年略低于世界基线,发展到2019年高于世界基线(见图4)。

3.2 高被引论文

随着科研成果数量剧增,科研成果质量的受关注程度日益凸显。科学的重大进展往往取决于为数不多的重要成果的巨大推动作用。除少部分超越同行认知范围的研究工作外,绝大多数重要成果在发表后都能获得较高的同行关注度与被引频次。因此,科研评价中常用被引频次来测度与评价成果的重要性。本节以被引频次居于TOP1%、TOP0.1%、TOP0.01%这三个不同阈值的高被引论文6(6分别按照化学各分支学科领域、各文献类型、每年被引频次TOP1%、TOP0.1%、TOP0.01%遴选。)为依据,分析各个国家/地区化学领域重要科研成果的产出能力。

2015-2019年化学领域TOP1%、TOP0.1%、TOP0.01%高被引论文产出数量的TOP4国家相同,为中国、美国、德国和英国。中国在TOP1%高被引论文产出上具备一定的规模优势,数量为美国的1.7倍;在TOP0.1%高被引论文数量上规模优势大幅缩小,数量仅为美国的1.3倍;而在TOP0.01%高被引论文数量(50篇)上与美国(49篇)相差无几。可见,随着高被引论文阈值的提高,中国的产出规模优势不断缩小。

2015-2019年相比2010-2014年,中国各阈值高被引论文产出数量增长较快,TOP1%、TOP0.1%和TOP0.01%高被引论文数量分别增长了1.4、1.7和2.8倍。此外,在TOP1%高被引论文的产出上,沙特阿拉伯和伊朗数量增长较快,分别增长了2.5和2.3倍;在TOP0.1%高被引论文的产出上,沙特阿拉伯和澳大利亚数量增长较快,分别增长了3.3和1.4倍;在TOP0.01%高被引论文的产出上,日本、澳大利亚、以色列等国家增长较快,增长倍数都在2倍以上(见图5表3)。

高被引论文产出数量受国家整体产出体量影响,而国家高被引论文数量占本国全部论文数量的份额(本国份额)可以反映高被引论文的产出效率。该指标统计结果显示:2015-2019年中国该领域TOP1%高被引论文的本国份额落后于美国;TOP0.1%高被引论文的本国份额落后于美国、英国和德国;TOP0.01%高被引论文的本国份额落后于这3个国家的程度更加显著,仅为英国的28%、美国的48%和德国的56%。由此可见,随着高被引论文阈值的提高,中国与上述3个国家的高被引论文产出效率差距在不断增大(见图6)。

3.3 重要期刊发文

前一节从高被引论文视角分析了化学领域主要国家/地区在重要成果方面的表现。除了高被引论文以外,分析各国家/地区在科学共同体享有很高学术声望的期刊上发表论文的情况,可以从同行评议的视角揭示科研成果的学术价值。本节将基于专家评议的重要综合期刊、重要专业期刊上发表的化学领域论文来分析化学领域重要成果的产出情况。

从该领域重要综合期刊发文数量来看,2015-2019年美国(9 643篇)位居首位,是第2名中国(6 766篇)的1.4倍,是第3名德国(4 018篇)的2.4倍,领先优势明显;从世界份额来看,美国、中国和德国在世界重要综合期刊发文总量中的占比分别达到37.4%、26.2%和15.6%,其余国家/地区这一份额均未超过10%。2015-2019年相比2010-2014年,中国该领域重要综合期刊发文数量取得了较快的增长,从3 332篇增加到6 766篇,增加了1.0倍。德国、英国等国家/地区也有不同程度的增长(见图7表4)。

从该领域重要专业期刊发文数量来看,2015-2019年中国和美国位居前列,发文数量世界份额分别为39.3%和23.5%,其余国家/地区这一份额均未超过10%。2015-2019年相比2010-2014年,中国重要专业期刊发文数量增长了1.3倍,从第2名提升至第1名,进步较快。韩国、印度也有所增长(见图8表4)。

总体来看,中国在重要期刊发文方面相比其在全部论文产出上的规模优势还显不足,2015-2019年重要综合期刊发文数量仅为美国的70%,与美国还存在一定差距;重要专业期刊发文数量虽然为美国的1.7倍,但相比同期中国全部论文体量对美国的领先优势(2.1倍),还略显不足(见表4表1)。

3.4 国际合作

随着科技发展日趋国际化,国际合作已成为国家科技发展战略的重要组成部分。在文献计量研究中,国际合作论文是指超过一个署名国家的论文,自主研究论文是指只有一个署名国家的论文。本节将通过论文产出来分析各国家/地区国际合作情况,与自主研究特征。

3.4.1 国际合作与自主研究

对于既定国家/地区而言,国际合作论文与自主研究论文组成了该国家/地区的全部论文。各国国际合作论文与自主研究论文占本国所有论文的份额可以揭示各国国际合作与自主研究工作的强度,两者的份额是此消彼长的互补关系。

从2019年TOP20国家/地区化学领域自主研究与国际合作论文的数量与份额来看,美国、德国、英国、法国等欧美科技发达国家的国际合作份额超过50%;中国、印度、日本、韩国等国家的国际合作比例均在50%以下,其中中国的国际合作比例为23.7%,处于TOP20国家/地区的末位(见表5)。

从变化的视角来看,2019年相比2010年TOP20国家/地区的国际合作份额都有不同程度的提升,这在一定程度上说明国际合作研究在该领域科研活动的地位愈发重要,也表明这些国家/地区的国际合作越来越活跃。其中,国际合作份额提升较多的是美国、日本、伊朗等国家/地区,2019年相比2010年数值增加了0.6倍以上;此外,中国也有所增长,从16.7%增长到23.7%(见表5)。

以往的文献计量统计表明:与全部论文产出相比,重要成果在更大程度上依赖于国际合作[6-9]表6中化学领域重要成果的国际合作数据也大体印证了这一特征。2019年除了中国和伊朗国际合作比例低于50%外,其余TOP20国家/地区高被引论文产出均以国际合作为主,且国际合作比例均在64%以上。与同期各国家/地区该领域全部论文的国际合作份额(见表5)相比,各国家/地区高被引论文的国际合作份额整体高于全部论文的该比例,其中最为明显的是中国、韩国、日本、印度,高被引论文该数值是全部论文该数值的1.8倍以上,表明国际合作对这些国家重要成果产出发挥的推动作用更为明显。

从变化的视角来看,2019年相比2010年,TOP20国家/地区高被引论文的国际合作比例均有所提升,美国、日本、印度、伊朗等国家/地区提升显著,2019年的国际合作份额是2010年该份额的2倍以上;相比而言,中国、瑞士、沙特阿拉伯提升程度最少,这3个国家2019年的国际合作份额均是2010年该份额的1.1倍(见表6)。

3.4.2 国际合作网络

上一节从国际合作论文占本国所有论文比例的视角,揭示了各国家/地区化学领域的国际合作强度。本节在构建世界各国家/地区化学国际合作关系数据的基础上,绘制国际合作网络图(见图9),旨在从网络的视角出发,描述各国家/地区在化学国际合作研究中的重要程度。同时,本文采用PageRank算法计算网络中心度指标7(7网络中心度指标计算公式为$P R(i)=\frac{1-d}{n}+d * \sum_{j=1}^{n} \frac{P R(j)}{C(j)}$。其中,PR(i)是国家i的网络中心度“得分”,n代表总的国家数量,j是与国家i有合作关系的国家,PR(j)是国家j的网络中心度“得分”,C(j)是国家j与各国的合作论文数之和,d是一个衰减因子,通常取值为0.85。)。

图9展示了2010年和2019年化学领域的国际合作网络图。可以看出,在相同的阈值下,2019年国际合作的节点(国家/地区)数量显著增加,表明越来越多的国家/地区参与了本领域的国际合作研究。与此同时,2019年的网络连线数量也明显高于2010年,可见该领域国家/地区之间的合作关联普遍增强,国际合作网络紧密程度明显升高。

表7给出了2010年和2019年化学领域国际合作网络的网络中心度TOP20国家/地区。可以看出,中国的中心地位有较大程度提升,网络中心度“得分”从2010年的第4名提升到2019年的第1名。2019年美国、德国、英国和法国的网络中心度“得分”紧随中国之后,也位于网络中心圈。国际合作网络中心度也与国际合作论文产出规模相关,上述5个国家同时也是国际合作论文数量排名的TOP5国家(见表5表7)。

3.5 论文受资助情况8(8本文中的资助分析基于WoS论文中标引的所有资助机构统计。)

大科学时代,科研经费已成为科学研究活动得以开展的重要物质基础。对受资助论文产出规模和影响力的分析,可以从资助成果产出的角度反映科研资助的范围与效果,为了解科研资助绩效提供参考。

图10展示了2010-2019年中国化学领域论文受资助的数量与比例。可以看出,中国化学领域受资助论文数量从2010年的26 048篇增加到2019年的94 005篇,增加了2.6倍;相应地,中国化学领域受资助论文比例也不断提高,2010年有76.1%的论文受到科研资助,从2015年开始这一比例超过90%,2019年达到92.9%。此外,与已有相关统计结果相比,化学领域论文受资助比例高于同期医学(73.4%,2011年)[8],略低于同期生物学(89.4%,2013年)[9],与物理学(90.5%,2015年)相差无几[6]

图11展示了中国化学领域论文的资助机构分布。可以看出,国家自然科学基金委员会(NSFC)是中国化学领域论文产出的主要资助机构,2019年中国化学领域受NSFC资助论文数量为73 692篇,占该年中国化学论文数量的72.8%。

从资助论文数量及其份额变化来看,2010-2019年NSFC资助化学领域论文数量逐年增长,从2010年的17 945篇增长到2019年的73 692篇,增长了约3倍,高于中国该领域受资助论文总量的增长倍数(2.6倍)(见图10图11);与此同时,NSFC资助论文份额也在不断上升,从2010年的52.4%增长到2019年72.8%。这些数据从一定程度表明,该领域论文产出受NSFC资助力度不断增强(见图11)。

图12展示了化学领域TOP1%高被引论文(以下简称高被引论文)的受资助情况。可以看出,中国该领域高被引论文受资助份额从2010年的90.4%提升到2019年的97.8%,与同期中国化学领域全部论文受资助比例(见图10)相比,高被引论文受资助比例更高,从一定程度表明科研资助有效促进了高影响力研究工作的开展。

NSFC是化学领域高被引论文产出的主要资助机构。2010-2019年NSFC资助该领域高被引论文数量从268篇增加到1 587篇(见图13)。从受资助比例来看,2010年中国化学领域高被引论文中有71.7%受到了NSFC资助,2019年这一比例提升至84.4%,远高于其他资助机构,也高于NSFC对该领域全部论文的资助比例(见图11图13),表明了NSFC对该领域重要成果产出的推动作用。

3.6 分支学科产出格局

化学领域包含合成化学、催化与表界面化学、化学理论与机制、化学测量学、材料化学与能源化学、环境化学、化学生物学、化学工程与工业化学8个分支学科领域。对于各国家/地区而言,各分支学科领域的论文产出水平可以从一定程度上反映出其相关研究工作的基础和体量。本节将对主要国家/地区化学分支学科领域的产出格局进行分析,并对中国各分支学科领域的表现进行横向比较分析,以揭示其产出特征和结构。

3.6.1 化学分支学科领域产出规模

论文数量通常用来描述科研规模和研究体量。表8的数据可以揭示出,材料化学与能源化学、合成化学在8个分支学科领域中论文产出规模靠前,10年论文总数分别为573 755篇和426 494篇,占化学领域全部论文数量的26.3%和19.6%,反映出其科研体量相对较大。

从2010-2019年化学各分支学科领域论文数量的变化看,除化学理论与机制以外的分支学科领域论文数量均有不同程度的增长。相比而言,化学工程与工业化学、材料化学与能源化学、环境化学增长较快,年均复合增长率分别为8.4%、8.0%和7.7%;合成化学、化学生物学、化学理论与机制增速分别为2.7%、2.5%和-1.1%,在8个分支学科领域中较为靠后,论文数量基本保持平稳(见表8)。

3.6.2 主要国家/地区化学分支学科领域结构

对于既定的国家而言,分支学科领域结构指本国各分支学科领域在相应学科中的分布格局。在文献计量研究中,论文数量是描述学科分布特点最为基础的指标。由于不同分支学科领域研究体量的差异,各分支学科领域之间的论文数量难以直接对比分析,因此本文在描述学科结构时使用基于“世界总量”进行归一化处理的产出比例(世界份额),从而使各分支学科领域在整个国家体系中的分布具有可比性,以揭示具有本国产出相对优势的学科布局。表9列出了论文产出TOP10国家/地区在2010年与2019年化学各分支学科领域的论文数量及世界份额,雷达图(见图14)可以直观地看出TOP10国家/地区的分支学科领域结构的特点。

从2019年各国家/地区化学分支学科领域论文世界份额的数据(见图14表9)可以看出,中国、美国、印度等国家/地区呈现出较为均衡的产出结构。2019年中国论文产出比重最大的分支学科领域为催化与表界面化学、材料化学与能源化学,产出比例分别为46.0%和45.6%,这两个分支学科领域是中国化学领域的论文产出相对优势学科;相对而言,产出相对劣势学科领域为化学理论与机制、化学生物学,产出比例分别为26.2%和27.2%。2019年美国产出相对优势学科领域和劣势学科领域与中国相反。

2019年相比2010年,美国等大部分TOP10国家/地区各分支学科领域产出比例基本保持稳定;中国各分支学科领域产出比例均有较大程度的增加,2019年各分支学科领域产出比例分别是2010年该数据的1.6~2.1倍,其中增长幅度最大的是环境化学;日本和法国各分支学科领域则下降较为明显。

由于学科结构的形成受多种因素影响,而各国的国情和科学基础各不相同,因此,不同国家/地区的学科结构很难给出孰优孰劣的评判标准。但是分析和描述各国学科结构的差异,有利于了解其他国家/地区科研力量的分布格局,为调整和优化我国学科布局提供参考依据。

3.6.3 中国化学分支学科领域表现

从各分支学科领域论文产出规模来看,2010年,中国在化学理论与机制、环境化学、化学生物学领域的论文数量位列世界第2位,世界份额相对较低;其余分支学科领域均位列世界第1位。2019年,中国各分支学科领域论文数量均位列世界第1位,从世界份额来看,除了化学理论与机制、化学生物学两个分支学科领域以外,其余分支学科领域论文世界份额均在30%以上(见表10)。

从各分支学科领域学术影响力来看,2010年,中国在大部分分支学科领域位列第2~3位;发展至2019年,中国各分支学科领域已位列第1位,但化学理论与机制、化学生物学两个分支学科领域的被引频次世界份额低于其余分支学科领域。此外,从相对篇均引文来看,2010年与2019年,化学理论与机制、化学生物学也均低于其余分支学科领域(见表11)。

从各分支学科领域的高被引论文产出来看,2015-2019年中国除了化学理论与机制、化学生物学在TOP1%、TOP0.1%、TOP0.01%高被引论文数量排名均未能位居首位,化学测量学在TOP0.01%高被引论文数量未能位居首位,其余分支学科领域在3个阈值高被引论文数量排名上均位列首位。但从高被引论文的产出效率来看,中国各分支学科领域3个阈值高被引论文的本国份额普遍落后于美国(见表12)。

4 结语

本文选取科研产出的视角,以WoS论文为数据基础,通过科学计量学方法定量刻画了化学学科发展特征。虽然定量指标难以全面洞悉学科发展的微观细节,但以海量数据为基础的分析却可以在一定程度上揭示学科发展的宏观轮廓。本文重在从问题诊断视角,揭示中国化学发展中值得关注的问题,统计数据表明,2010-2019年中国化学领域有如下表现。

(1)中国化学领域论文产出体量具备一定的规模优势。2019年化学领域论文数量的TOP5国家与2010年相同,均为中国、美国、印度、德国和日本,产出格局较为稳定,其中中国2019年论文数量是同期第2名美国的2.6倍。

(2)中国化学领域高影响力成果的产出效率值得关注。中国化学领域TOP1%、TOP0.1%、TOP0.01%高被引论文的产出效率与英美等国家相比存在差距,并且阈值越高差距越明显:2015-2019年,在化学领域,中国TOP1%高被引论文占本国所有论文的份额落后于美国;TOP0.1%高被引论文该份额落后于美国、英国和德国;TOP0.01%高被引论文该份额落后于这3个国家的程度更加显著,仅为英国的28%、美国的48%和德国的56%。

(3)中国化学领域重要综合期刊发文数量落后于美国,2015-2019年,约为美国的70%,重要成果产出能力有待进一步提升。从该领域重要综合期刊发文数量来看,2015-2019年美国(9 643篇)位居首位,是第2名中国(6 766篇)的1.4倍,是第3名德国(4 018篇)的2.4倍,领先优势明显。

(4)中国化学领域国际合作论文份额低于科技发达国家,但国际合作程度呈现不断加强趋势。2019年,中国、印度、日本、韩国等国家化学领域论文产出以自主研究为主;欧美科技发达国家/地区则以国际合作为主。2019年中国化学领域论文的国际合作比例为23.7%,位于该年论文产出数量TOP20国家/地区的末位,但相比自身2010年的国际合作比例(16.7%)有一定程度的提升。

(5)NSFC在促进中国化学领域的论文产出中发挥了重要作用,2019年资助中国化学领域所有论文与高被引论文比例分别为72.8%和84.4%。2010-2019年,NSFC是中国化学论文的主要资助机构,2019年资助了72.8%的中国化学论文,远超其他资助机构。从高被引论文受资助情况来看,NSFC在推进中国化学高被引论文产出中贡献显著,2019年中国化学高被引论文中有84.4%受到NSFC资助。

(6)中国与美国在化学分支学科论文产出结构上呈现互异特征。2019年中国化学论文产出比重(世界份额)相对较大的学科领域为催化与表界面化学、材料化学与能源化学;相对较小的学科领域为化学理论与机制、化学生物学;而美国呈现与中国相反的产出结构。

总体来看,中国化学领域取得了较快发展,在体量指标上已经具备较强的优势,但是在重要成果产出效率、国际合作程度上值得引起关注。与此同时,加强基础理论研究与原创性研究、注重与不同领域的交叉融合、发展具有自主知识产权的先进技术和产业化应用是未来的发展方向。

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基金资助

☆国家自然科学基金委员会政策局软课题《化学学科发展态势评估研究:2009-2018年》(L1824052)

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