中国科学院“十二五”与“十三五”期间论文产出态势研究

丁洁兰; 李杰; 吴登生; 常志军

doi:10.15978/j.cnki.1673-5668.202306011

科学观察 ›› 2023, Vol. 18 ›› Issue (6) :44-56 DOI: 10.15978/j.cnki.1673-5668.202306011

研究论文

中国科学院“十二五”与“十三五”期间论文产出态势研究

丁洁兰 ¹ ,
李杰 ¹^,²^,^* ,
吴登生 ³ ,
常志军 ¹

作者信息 +

Research Output Trend of Chinese Academy of Sciences During "12th Five Year Plan" and "13th Five Year Plan"

Ding Jielan ¹ ,
Li Jie ¹^,²^,^* ,
Wu Dengsheng ³ ,
Chang Zhijun ¹

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文章历史 +

摘要

[目的/意义] 通过系统分析中国科学院在“十二五”与“十三五”期间的产出态势，揭示其在国际和国内舞台上的产出表现，以期为未来“十四五”的相关产出评价政策提供参考。[方法/过程] 从科研产出视角出发，以WOS论文为数据基础，运用文献计量方法分析“十二五”与“十三五”时期中国科学院在研究规模、学术影响力、高被引论文、重要期刊发文、合作论文、发文署名位置等维度的产出表现，并选取哈佛大学、德国马普学会、清华大学、北京大学作为对标机构来分析中国科学院的国际和国内产出竞争力。[结果/结论] 中国科学院在论文产出上具有较强的规模优势，但是学术影响力、高被引论文和重要期刊论文产出效率、国际合作程度与产业合作程度相比国内外领先对标机构均存在一定差距，但差距在不断缩小；相比“十二五”时期，“十三五”时期中国科学院在上述维度均有较快增长但增长幅度低于清华大学，与北京大学相差无几，高于两个国际对标机构。从研究主题分布来看，中国科学院偏重物质科学和工程领域的相关主题。

Abstract

[Objective/Significance] In order to systematically analyze the output situation of the Chinese Academy of Sciences (CAS) during the 12th and 13th Five-Year Plan periods, and reveal its output performance in international and domestic comparisons, in order to provide reference for the relevant output evaluation policies of the 14th Five-Year Plan in the future. [Method/Process] From a perspective of research output, based on Web of Science(WOS) papers, this paper uses bibliometric method to analyze the output performance of CAS in the dimensions of research volume, academic impact, highly cited papers, papers from important journals, collaboration papers, and authorship positions during the "12th Five Year Plan" and "13th Five Year Plan" periods, and selects Harvard University, German Max Planck Institute, Tsinghua University and Peking University as benchmarking agencies, in order to reveal the competitiveness of CAS in international and domestic comparisons. [Results/Conclusions] The research conclusions show that CAS has a strong scale advantage in the output of papers, but there is a certain gap between the academic impact, the output efficiency of highly cited papers and papers from important journal, the degree of international collaboration and the degree of industrial collaboration between CAS and the above leading benchmarking institutions; During the "13th Five Year Plan" period, compared with the "12th Five Year Plan" period, CAS has a rapid growth in the above dimensions, but the growth rate is lower than that of Tsinghua University, similar to that of Peking University, and higher than the two international benchmarking institutions. As for the distribution of research topics, CAS lays particular emphasis on relevant topics in the field of Physical Sciences and Engineering.

Graphical abstract

关键词

论文产出态势 / 中国科学院 / 对标机构 / 文献计量

Key words

research output trend / Chinese Academy of Sciences / benchmarking organization / bibliometrics

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丁洁兰, 李杰, 吴登生, 常志军. 中国科学院“十二五”与“十三五”期间论文产出态势研究[J]. 科学观察, 2023, 18(6): 44-56 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.202306011

Ding Jielan, Li Jie, Wu Dengsheng, Chang Zhijun. Research Output Trend of Chinese Academy of Sciences During "12th Five Year Plan" and "13th Five Year Plan"[J]. Science Focus, 2023, 18(6): 44-56 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.202306011

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1 引言

五年规划，即中华人民共和国国民经济和社会发展五年规划纲要，是我国经济社会发展中的重要规划。在国家的五年规划基础上，各部委以及下属单位以国家规划为行动指导文件制订所属行业领域或者部门的规划。中国科学院是中国自然科学最高学术机构，为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献¹（¹ https://www.cas.cn/zz/yk/201410/t20141016_4225142.shtml）。中国科学院的五年规划已经成为我国科学技术发展中的重要科技规划。

以往以中国科学院为研究对象的研究大多关注中国科学院的评价政策^[1]、人才特征^[2⇓-4]、学部工作^[5]、发展历程^[6]、学科发展态势或政策^[7-8]、所主办期刊发展^[9]等，而对中国科学院在不同的五年规划期间的科研产出态势和格局研究较少。在此背景下，本文从中国科学院“十三五”规划与“十二五”规划期间论文产出入手，对中国科学院的研究规模、学术影响力、高被引论文、重要期刊发文、合作论文、发文署名位置等维度进行了分析，并以哈佛大学和德国马普学会作为国际对标机构，清华大学和北京大学作为国内对比机构²（² 对标机构选择原因：根据莱顿排名（CWTS Leiden Ranking 2022， https://www.leidenranking.com/ranking/2022/list）,国际机构选择排名第1的哈佛大学，另外选择同是国立科研机构的德国马普学会；国内机构选择声誉靠前的清华大学和北京大学。），揭示了中国科学院在国际和国内舞台上的产出表现，以期为“十四五”的相关产出评价政策提供参考。

2 数据与方法

本研究中的基础数据来源于科睿唯安（Clarivate Analytics）Web of Science数据库的SCI/SSCI论文（简称WOS论文），研究时间窗为2011－2015年（“十二五”）与2016－2020年（“十三五”），文献类型为Article和Review，数据来源为Incites和WOS在线平台³（³中国科学院和对标机构规范采用WOS的机构规范。），论文统计口径为全作者计数，引文统计口径为累计时间窗被引频次（论文发表时间到数据获取时间）。本研究的论文数据集下载时间为2022年2月。

本文的研究方法为文献计量学方法，具体的分析维度和文献计量指标如图1所示。对于中国科学院及其对标机构论文在全科学地图上的分布及主题，采用荷兰莱顿大学科学技术研究中心（Centre for Science and Technology Studies，简称CWTS）所研发的全科学领域学术地图进行叠加分析。CWTS的研究人员根据WOS论文构建了论文之间引证关系，并采用莱顿算法对论文的引证网络进行了聚类，得到了基于WOS全学科领域的主题图谱⁴（⁴ https://www.leidenranking.com/information/fields）。将论文ID匹配在图谱中，即可得到中国科学院及各对标机构的论文分布和主题分布。在数据分析的基础上，邀请相关专家对数据结论进行定性解读或分析。

3 数据分析结果

3.1 研究规模

研究主体的论文数量可以从一定程度上揭示研究体量。从图2可以看出，中国科学院的论文体量具有规模优势，“十三五”期间论文数量25.8万篇，约为哈佛大学的2倍，马普学会、清华大学、北京大学的5倍。“十三五”期间相比“十二五”期间，中国科学院论文数量增长幅度为51.8%，低于清华大学（70.7%）和北京大学（58.8%），高于哈佛大学（26.0%）和马普学会（8.6%）。此外，中国科学院及其两个国内对标机构的增长幅度显著高于两个国际对标机构，也从一定程度显示出中国机构近年来论文产出的迅猛增长态势。

3.2 学术影响力

被引频次是测度论文学术影响力的基本指标，但被引频次在很大程度上受研究规模（论文数量）的影响，而学科归一化的篇均引文指标MNCS⁵（⁵MNCS（The mean normalized citation score）计算方法为论文被引频次与同学科、同年份、同文献类型的一组论文平均被引频次的比值，机构的MNCS为机构所有论文MNCS的平均值。）（简称相对篇均引文），是对研究规模和学科差异进行归一化处理后的影响力指标，可以较好解决被引频次指标受研究规模影响的问题，该指标的世界基线为1。从该指标的测度结果（图3）可以看出，中国科学院及对标机构在两个时间窗均高于世界基线。无论是“十三五”期间还是 “十二五”期间，哈佛大学的相对篇均引文有具有较强的领先优势，而中国科学院则均低于四个对标机构，“十三五”相对篇均引文仅为哈佛大学的66%。从变化视角来看，两个时间段相比，哈佛大学和马普学会相对篇均引文基本保持稳定，而中国科学院、清华大学、北京大学均有不同程度的提升，中国科学院与哈佛大学、德国马普学会的篇均引文差距在不断缩小；而清华大学是样本机构中提升最为显著的，“十二五”期间与中国科学院相差无几，发展到“十三五”期间该指标是中国科学院的1.3倍。

h指数⁶（⁶h指数为当且仅当一个机构有h篇被引次数至少为h的论文，同时剩余论文的被引次数都小于h时，该机构的成就分值为h。）可以是评估论文数量与学术影响力的综合指标。从指标结果（图4）可以看出，“十三五”期间哈佛大学遥遥领先，h指数为509，是中国科学院（389）的1.3倍；受整体论文规模影响，中国科学院的h指数高于其余三个对标机构，是马普学会（306）的1.3倍，清华大学（267）的1.5倍，北京大学（245）的1.6倍，但相比中国科学院在论文体量上的规模优势（是其余三个机构2~5倍）还显不足。“十三五”期间相比 “十二五”期间，中国科学院在h指数上与哈佛大学的差距略有缩小，从哈佛大学数值的72%提升至76%；与此同时，清华大学、北京大学同中国科学院的差距也在不断缩小，其中清华大学“十二五”h指数为中国科学院的60.4%，“十三五”h指数为中国科学院的68.6%。

3.3 高被引论文

在科研评价中高被引论文常用来代表高学术影响力或者高水平研究成果。本节旨在分析中国科学院及其对标机构在TOP10%高被引论文、TOP1%高被引论文的产出表现，高被引阈值越高，一定程度代表其难度越高或重要性越强。

从TOP1%高被引论文的分析结果（图5）来看，“十三五”时期中国科学院TOP1%高被引论文数量低于哈佛大学，高于其余三个对标机构。高被引论文产出数量受机构整体论文体量影响，而机构高被引论文占本机构论文总量的份额（简称本机构份额）可以反映机构高被引论文的产出效率，从该指标结果来看，无论是“十三五”还是“十二五”时期，哈佛大学和马普学会的TOP1%高被引论文产出效率遥遥领先，而中国科学院的TOP1%高被引论文产出效率不仅低于两个国际对标机构，也低于清华大学和北京大学。从变化视角来看，“十三五”时期相比“十二五”时期，中国科学院TOP1%高被引论文数量增长了0.8倍，增幅低于清华大学（1.2倍），和北京大学（0.8倍）相差无几，而哈佛大学（0.2倍）和马普学会（0.1倍）则略有增长，基本稳定。从TOP1%高被引论文的本机构份额变化来看，清华大学、中国科学院、北京大学进步较大，哈佛大学略有下降，马普学会基本保持稳定；中国科学院与哈佛大学、马普学会、北京大学的差距也在不断缩小。

TOP10%高被引论文的分析结果（图6）和上述TOP1%高被引论文的分析结果相似。尽管中国科学院具有论文规模优势，在TOP10%高被引论文产出数量上领先；但是从高被引论文的产出效率来看，无论是“十三五”还是“十二五”时期，中国科学院均低于四个对标机构。从变化视角来看，中国科学院、清华大学、北京大学“十三五”时期的TOP10%高被引论文数量，相比自身“十二五”时期分别增长了0.6、0.8、0.6倍，这一增长幅度均低于三个机构自身TOP1%高被引论文在两个时间段的增长幅度，表明三个机构在更高被引阈值的高被引论文产出上进步更快。从TOP10%高被引论文的本机构份额变化来看，清华大学、中国科学院、北京大学进步较快，哈佛大学和马普学会略有下降。

综合比较上述TOP1%高被引论文和TOP10%高被引论文的数据结果可以发现，高被引论文阈值越高，中国科学院同四个对标机构的差距也越为明显。“十三五”时期中国科学院TOP10%高被引论文的本机构份额分别为哈佛大学、马普学会、清华大学、北京大学的66.0%、75.3%、88.1%和99.4%，而TOP1%高被引论文本机构份额分别是四个机构的48.9%、69.4%、75.1%和96.3%，差距有所扩大。

3.4 重要期刊发文

期刊是科研论文的重要载体，在高声望或高学术影响力期刊的发文可以从一定程度上代表重要研究成果。本节分析了中国科学院和对标机构在顶级期刊（Nature和Science）和Q1期刊的发文态势。

Nature和Science在科研界享有很高的声望，通常被称为顶级期刊。对中国科学院及对标机构在Nature和Science上的发文进行分析，可以从一定程度揭示其高端研究成果的产出力度。从数据分析结果（图7，表1）可以看出，“十三五”时期中国科学院在Nature和Science上的发文总数为493篇，低于哈佛大学（1175篇）和马普学会（694篇）；从Nature和Science论文数量占本机构论文总数的份额来看，中国科学院在两个时间窗内都低于四个对标机构。“十三五”时期相比“十二五”时期，中国科学院在Nature和Science上的发文数量与哈佛大学和马普学会的差距在缩小，“十二五”时期中国科学院该指标分别是哈佛大学和马普学会的23.5%和43.2%，发展到“十三五”时期这两个比例分别为42.0%和71.0%。此外，清华大学、中国科学院和北京大学的Nature和Science论文数量增长迅猛，第二个时间窗与第一个时间窗相比分别增加了1.2、1.0和1.0倍，增速远远高于国外两个对标机构。

从Q1期刊⁷（⁷ Q1期刊即影响因子处于各学科领域第1个四分位数的期刊。）发文数量来看（图8），中国科学院具有规模优势，在“十三五”和“十二五”时期均高于对比机构。各机构Q1期刊发文数量占本机构整体发文总量的份额可以反映各机构Q1期刊论文的产出效率，可以看出“十三五”时期中国科学院低于马普学会、哈佛大学和清华大学，略高于北京大学。从变化视角来看，“十三五”相比“十二五”，三个国内机构的Q1期刊发文数量增长幅度普遍高于两个国际机构，其中清华大学增长幅度最大；从Q1期刊发文数量的本机构份额来看，清华大学和中国科学院增长最为显著，北京大学略有增长，而哈佛大学和马普学会则略有下降。中国近年来的科技评价政策从一定程度上促进了科研人员在高影响子期刊上发文，这可能是中国机构的Q1期刊发文比例增长的原因之一。

比较上述顶级期刊（Nature和Science）发文与Q1期刊发文数据，可以看出，无论是“十三五”还是“十二五”时期，无论是在顶级期刊还是在Q1期刊，中国科学院的论文产出效率都与哈佛大学、马普学会、清华大学存在差距，在顶级期刊上的差距尤为明显。“十三五”时期，在Q1期刊论文本机构份额（产出效率）这一指标上，中国科学院分别是哈佛大学、马普学会、清华大学的90.6%、81.6%和95.1%，而在顶级期刊论文本机构份额方面，相应数据则分别是20.9%、15.5%和56.1%，可以看出，期刊层次越高，差距越显著。

3.5 合作论文

在“大科学”时代，科学合作已成为科研人员展开学术交流的重要模式，合作论文根据作者附属机构的属性可分为国际合作论文、国内机构合作论文、产业合作论文⁸（⁸ 需有两个以上的作者，论文地址字段除本机构以外有至少一个以上其他机构的论文为合作论文，其中如果发文机构除了本机构外有国际机构为国际合作论文，有国内机构（无国际机构）为国内机构合作论文，有企业则为产业合作论文。）三种类型。

从国际合作论文分析结果（图9）来看，“十三五”时期中国科学院（31.9%）国际合作论文比例大幅度低于马普学会（76.4%）和哈佛大学（51.6%），也显著低于清华大学（36.9%）和北京大学（36.7%）。其中，马普学会和哈佛大学的国际合作比例高于50%，表明其论文产出以国际合作为主。“十三五”相比“十二五”时期，中国科学院的国际合作论文数量增长了0.7倍，低于清华大学的增幅（1.0倍），略高于北京大学的增幅（0.6倍），也高于自身整体论文数量的增幅（0.5倍），表明国际合作程度在不断提升。

从国内机构合作论文分析结果（图10）来看，“十三五”时期中国科学院国内机构合作论文比例（60.9%）高于清华大学（43.1%）和北京大学（45.5%），主要缘于中国科学院各研究所同中国科学院大学的合作。“十三五”相比“十二五”时期，中国科学院机构合作论文增长幅度（0.7倍）低于清华大学（0.9倍）和北京大学（0.8倍）；从国内机构合作论文比例来看，哈佛大学和马普学会国内机构合作程度所有下降，中国科学院、清华大学和北京大学国内机构合作程度有所上升。

从产业合作论文分析结果（图11）来看， “十三五”时期中国科学院产业合作论文比例（1.7%）远低于哈佛大学（5.1%）、马普学会（3.8%）、清华大学（3.2%），略低于北京大学（2.2%）。“十三五”时期相比“十二五”时期，中国科学院及四个对标机构的产出合作论文比例均有不同程度的提升。

3.6 发文署名位置

第一作者发文分析显示（图12），“十三五”期间中国科学院一作论文比例（63.0%）高于清华大学（59.6%）和北京大学（56.8%），也更大程度高于哈佛大学（45.7%）和马普学会（43.6%）。“十三五”相比“十二五”，中国科学院及其对比机构的一作论文比例均有所下降，其中清华大学和中国科学院下降最为显著。

通讯作者发文分析显示（图13），“十三五”期间中国科学院通讯作者论文比例（68.2%）高于清华大学（63.9%）和北京大学（61.7%），也显著高于哈佛大学（44.1%）和马普学会（45.0%）。“十三五”相比“十二五”，除哈佛大学以外，其余机构通讯作者论文比例都有所上升，其中马普学会、中国科学院、北京大学上升较为显著，增幅分别为10.0%、11.5%和9.2%，清华大学基本保持稳定。

末位作者发文分析显示（图14），“十三五”期间中国科学院末位作者论文比例（61.6%）显著高于清华大学（56.9%）、北京大学（55.3%）、哈佛大学（45.2%）和马普学会（40.5%）。“十三五”相比“十二五”，各机构末位作者发文比例均有下降，其中清华大学下降最为明显。

3.7 研究主题分布

从总体结构来看，中国科学院和马普学会结构较为相似，论文产出比例较高的主题集中在物质科学与工程、生命与地球科学领域，说明两个机构的论文产出偏重这两个领域；清华大学偏重物质科学与工程、数学与计算机科学等领域；哈佛大学和北京大学较为相似，论文产出较多的领域为生物医学与健康科学（见图15，表2）。从各机构在5个领域的论文产出占比来看，也有相似的结论（表4）。

从具体研究主题来看，中国科学院在“十三五”时期产出论文份额最多的主题⁹（⁹研究主题由论文聚类而成，论文主题命名用聚类所包含的论文集合的5个高频词连接而成。）分别是ID-3766（begoniacea/balsaminaceae/impatien/primulina/coelocentrum）、ID-3945（ecological risk assessment/relative risk model/xianghe segment/grand canal/landsenses ecology）、ID-3869（acp approach/artificial transportation system/computational experiment/cpss/social computing）；而与中国科学院产出结构相异的哈佛大学在“十三五”时期产出论文份额最多的主题分别为：ID-4017（parallel/parallel programming/distributed computing/hackathon/concurrency）、ID-2626（global surgery/global health education/surgical care/neurosurgery/cleft lip）、ID-416（fto/mendelian randomization study/tcf7l2/fat mass/uk biobank）（见图15，表2）。

“十三五”相比“十二五”，中国科学院无论从主题数量布局，还是从发表论文比重来看，增长幅度最大的领域为生物医学与健康科学，此外在产出比重较小的人文社会科学领域增幅也相对较大；清华大学表现出与中国科学院相似的增长特征；而哈佛大学、马普学会产出增长较快的领域是生命与地球科学；北京大学为人文社会科学（表2、表3、表4）。

4 结语

本文对“十三五”和“十二五”时期中国科学院及其国际和国内对标机构的WOS论文产出态势进行了多维度分析，总体来看，可以得出以下分析结果。

（1）中国科学院在论文产出上具有较强的规模优势，但是学术影响力与重要成果产出效率相比国内外对标机构还有一定差距，与此同时，“十三五”相比“十二五”差距在不断缩小。“十三五”时期中国科学院的论文数量约为哈佛大学的2倍，约为马普学会、清华大学、北京大学的5倍；但相对篇均引文低于四个对标机构；TOP1%和TOP10%高被引论文的产出效率也同样低于四个对标机构，并且高被引论文阈值越高差距越为明显；中国科学院的Q1期刊论文产出效率低于三个对标机构，而Nature和Science顶级期刊论文产出效率低于四个对标机构，并且顶级期刊论文产出效率与对标机构的差距相比Q1期刊更加显著。与此同时，“十三五”相比“十二五”时期，中国科学院在Nature和Science发文数量与哈佛大学与马普学会的差距在缩小。

（2）“十三五”时期，中国科学院论文的国际合作程度和产业合作程度低于四个对标机构，但相比“十二五”时期有所提升。国际合作是重要成果产出的推动力，中国科学院未来可以考虑通过加强国际合作促进重要成果的产出。“四个面向”中“面向国民经济主战场”离不开学术界与产业界的密切合作，中国科学院相比四个对标机构而言相对较低的产业合作论文比例值得引起关注。

（3）“十三五”相比“十二五”期间，中国科学院在论文规模、学术影响力、高被引论文产出、重要期刊论文产出等方面增长较快，但增长幅度均低于清华大学。从整体论文数量、相对篇均引文、TOP1%与TOP10%高被引论文数量及产出效率、重要期刊发文数量及产出效率等指标来看，中国科学院均有不同程度的增长，增长幅度高于哈佛大学和马普学会，与北京大学相差无几，但是低于清华大学。

（4）“十三五”相比“十二五”期间，中国科学院及两个国内对标机构的第一作者论文比例均有所下降；与此同时通讯作者发文比例均有所提升。这在一定程度上可能与中国近年来的评价政策变化有所关联。国内高校和科研机构在对研究人员成果进行认定时，早年只有第一作者可以计数，后期通讯作者和第一作者都可以计数，这可能从一定程度上促进了国内机构通讯作者发文比例的提升。

（5）“十三五”相比“十二五”期间，中国科学院的总体学科结构均偏重物质科学与工程、生命与地球科学这两个领域；两个5年期相比，总体发文规模与发文主题增长最快的领域为生物医学与健康科学。清华大学表现出与中国科学院相似的增长特征。中国科学院的整体学科布局以物质科学为主，随着生物医学在国民经济中的作用愈发凸显，中国科学院也加重了在该领域的研究产出，但是无论从主题数分布还是从总体发文规模来看，该领域相比物质科学与工程领域还存在一定差距。

总体来看，中国科学院的论文产出具备规模优势，无论在论文数量、学术影响力规模、重要成果产出数量都具备优势，但在效率指标上与对标机构存在一定的差距，不过差距在不断缩小。此外，已有研究从政策分析角度指出中国科学院在中国科技体系中生命力面临一定挑战，并表明未来中国科学院的发展可以关注大科学装置建设^[10]，导出重大成果。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

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