微生物应用于废水领域的HistCite软件分析

张玲玉 余萍 吴静 陈珍芳

摘 要：文章以WOS数据库中微生物应用于废水处理领域的文献记录为样本，借助分析工具HistCite，对该领域文献出版时间、重要期刊、重要作者、文献所属国家进行统计分析，并生成该领域引文编年图，旨在对相關领域的研究人员提供参考和帮助。

关键词：微生物；废水；HistCite

作为科研工作者，我们常常需要对一个陌生领域进行文献调研。我们通常使用Web of Science（WOS）或者Google Scholar进行文献检索，并认为引用频次较高的文章，就是该领域的重要文章。但是大多数情况下，搜索结果都不会太理想[1]。本文介绍了一种便捷的工具—HistCite，它可以帮助我们在短短几个小时之内对陌生领域的大量文献进行引证关联分析，从而快速描绘出陌生领域的发展脉络，锁定重要文献，找出该领域的明星科学家。

HistCite是由加菲尔德博士和其科研团队于2007年研发出的一种引文编年化可视软件。与其他软件相比，HistCite能够识别所研究领域内的关键文献，重现研究领域的历史及发展情况，分析下载文献中的作品数量和引用比率[2]，指导科研工作者从众多的科学文献资料中找出所研究领域的研究历史轨迹、发展规律和未来趋势[3]。

本文对WOS数据库收录的有关微生物应用于废水处理领域的文献进行了计量研究，旨在为相关领域的研究人员提供参考。

1 数据来源及研究方法

1.1 数据来源

WOS数据库是由美国科技信息所推出的引文索引数据库，是全球最大、覆盖学科最多的综合性学术信息资源，支持自然科学、社会科学、艺术与人文学科的文献检索，数据来源于期刊、图书、专利、会议录、网络资源（包括免费开放资源）等，是国际公认进行科学统计和科学评价的主要检索工具。

本文以Web of Science为数据源，因文献量较大，将检索式设为“标题：（microbial or microorganism or microbe）And标题：（wastewater or waste water）”，研究方向设为“environmental science ecology and engineering and water sources and chemistry”，检索时间为1945至2018年8月21日，共获得1 268篇文献记录。利用HisCite软件找到该研究领域被遗漏的引用次数最高的10篇文章[4]，并加入分析库中，共获得本次分析的有效样本1 278篇，共涉及4 183位著者，294种期刊。

1.2 研究方法

本文涉及并进行计量的主要指标有[5]：发文量；本地被引频次（Local Citation Score，LCS），指这篇文章在当前数据集中被引用的次数，也可以理解为这篇文章在其所属的研究领域内的被引频次；全球被引频次（Global Citation Score，GCS），是指这篇文章被整个WOS数据库中所有文献引用的次数；本地总被引频次（Total Local Citation Score，TLCS），是指在当前数据集中，文献的被引频次之和；总被引频次（Total Global Citation Score，TGCS），是指在WOS数据库中，所有文献被引频次之和。

一篇文章的LCS越高，代表它的影响力越高，GCS高则表示这篇文章被世界许多专家学者所关注。当一篇文章的GCS高而LCS低，则表示这种关注并不是来自本领域的专家学者，也间接说明这篇文章的参考意义不大[6]。

2 数据统计和分析

2.1 文献出版时间分析

图1为微生物应用于废水处理领域的文献出版时间分布。从文献数量来分析，微生物废水领域第一篇文献发表时间为1962年，1962—2006年期间每年发表的文献数量不多，均小于20篇。从2007年开始，文献呈现爆发式增长，2017年达到165篇（2018年数据不完整不作分析），说明目前微生物废水领域的研究正处在快速发展阶段。从文献的TLCS来分析，2003年之前发表的文献TLCS均不是很高，说明2003年之前微生物废水领域研究正处在初始阶段，研究方向较多较杂，或是未有重大的研究发现。TLCS在2005年达到顶峰，截至检索时间，共被引用了338次，说明2005年是微生物废水领域研究具有重要意义的一年，需结合引文编年图进行进一步分析。

2.2 重要期刊分析

期刊的学术水平高低以及影响力强弱可以根据期刊在某领域的被引频次进行判断。本文根据期刊的TLCS从高到低进行排列，选取前10名作为重要期刊，结果如表1所示。

从表1中可以看出，TLCS和TGCS最高的杂志均为《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，说明该杂志在微生物废水领域的影响力较大，能够被该杂志收录的文章均具有较高的学术水平。发文量最多的为《WATER RESEARCH》和《WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY》，分别占所检索文献总数的7.9%和8.5%，说明这两个杂志可以作为微生物废水领域研究人员的潜在投稿期刊。

2.3 重要作者分析

作者在某领域内论文的LCS能够在某种程度上反映对其所研究领域的影响程度。结合发文量和TLCS两项指标，可以确定微生物废水领域的重要作者，结果如表2所示。作者Logan BE的发文量最多，有23篇，TLCS次数也是最多，共727次，是微生物废水领域当之无愧的领军人物。经过对前10名作者发表的文献进行进一步分析后，可以得知，排名前10的作者，或与Logan Bruce E为同一课题组，或与Logan Bruce E合作发表过文章，因此发文量虽然不是特别多，但是TLCS依然排在前列。值得注意的是，TLCS排名第6的He Zhen，发文量有19，但实际上并不是同一作者所著。这个是HisCite软件的缺点之一，只是根据作者的姓名拼写进行统计，不能完全区分是否是不同地区不同的作者的文章。

2.4 发文国家分析

结合发文量和TLCS两项指标，能够在一定程度上反映不同国家的整体科研实力和学术影响力。本文根据不同发文国家的TLCS从高到低进行排列，列出前10名，结果如表3所示。

这10个国家的发文量占所检索文献总数的74.8%，其中中国是发文量最多的国家，截至检索时间，共有403篇文献，占比31.5%，TLCS为451次，但影响力最高的是美国，共发文235篇，占比18.4%，TLCS为1 159次，远高于其他国家的总被引频次。发文量靠前的国家依次有印度（第3名）、韩国（第4名）、西班牙（第5名），TLCS靠前的国家依次有比利时（第3名）、澳大利亚（第4名）、德国（第5名）。

2.5 引文编年图分析

HistCite的Grahps Maker功能，可以根据载入文献的出版年份、被引用频次、引用关系进行引文编年图的绘制，将该领域的发展历史清晰地展示出来。本文研究依据LCS对文献进行排序，设置阈值为30，表示选取LCR排名前30的文献，结果如图2所示。图中一个圆圈表示一篇文献，圆圈旁边的数字表示该文献在文献集合中的唯一序号。文献被引频次多少可以通过圆圈的大小表示，圆圈越大，被引频次越多。不同圆圈间的箭头，表示文献间的引用关系，箭头指向文献为被引用的文献[7]。

通过图2可以发现，编号为244，题名为“Microbial fuel cells： Methodology and technology”[8]的文章圆圈最大，箭头指向也最多，在微生物废水领域为核心文献。该篇文章由Logan等于2006年发表于杂志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，主要綜述了构建微生物燃料电池的不同材料和方法，以及用于分析系统性能的技术，并对在微生物燃料电池研究中应当包含哪些信息提出了建议。其次是编号208，题名为“Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane”[9]，该篇文章由Liu等于2004年发表于杂志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，主要研究了以家用废水中的细菌用作生物催化剂，葡萄糖和废水作为基质，分别测试了在有聚合离子交换膜和没有聚合离子交换膜的情况下，碳电极作为空气阴极的微生物燃料电池的发电功率。排名第3的是编号206，题名为“Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell”[10]，该篇文章也由Liu等于2004年发表于杂志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，该篇文章采用了包含8个石墨电极（阳极）和一个空气阴极单室微生物燃料电池进行试验。该系统能够在经当地污水处理厂初级澄清池过滤后的废水连续流动条件下运行。单室微生物燃料电池原型反应池能产生的电能达到最大26 mW/m2，同时将废水的COD减少80%。

3 结语

利用HistCite软件对WOS数据库中微生物处理废水领域的文献进行分析，结果表明，文献数量整体呈逐年持续增长趋势，最大的研究热点是利用微生物燃料电池处理废水并同时产生电能。综合来看，最具影响力的期刊为《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，发文量最高的为《WATER RESEARCH》和《WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY》。中文文献的发文量远高于其他国家，但文章影响力还属美国最高。综合分析文献年代分布图、重要文章作者以及引文编年图可以得知，2004—2006年是微生物燃料电池处理废水领域的关键年份，领军人物为Logan，作为该领域的研究人员，需重点关注他所发表的文章。

[参考文献]

[1]杨蔚.快速进入陌生领域[EB/OL].（2015-07-04）[2018-10-18].ttps：//www.ztever.com/histcite-manu/.

[2]肖明编.知识图谱工具使用指南[M].北京：中国铁道出版社，2014.

[3]张月红.HistCite—一个新的科学文献分析工具[J].中国科技期刊研究，2007（6）：1096.

[4]百度文库.HistCite使用教程（个人总结）[EB/OL].（2013-11-28）[2018-10-18].https：//wenku.baidu.com/view/81bf09dfaeaad1f346933f98.html.

[5]刘小溪，柳韦华，宋平，等.Web of Science中癌症病人临终关怀研究的文献计量分析[J].医学与哲学，2017（9）：24-26.

[6]罗昭锋.引文分析软件histcite简介[EB/OL].（2010-11-13）[2018-10-18].http：//blog.sciencenet.cn/blog-304685-383399.html.

[7]陆和建，周海晨，徐从平，等.利用HistCite对大数据领域文献进行可视化分析的研究[J].大学图书情报学刊，2016（5）：101-105.

[8]LOGAN B E，HAMELERS B，ROZENDAL R，et al.Microbial fuel cells： methodology and technology[J].Environmental Science and Technology，2006（17）：5181-5192.

[9]LIU H，LOGAN B E.Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane[J].Environmental Science and Technology，2004（14）：4040-4046.

[10]LIU H，RAMANATHAN R，LOGAN B E.Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell[J].Environmental Science and Technology，2006（7）：2281.

Abstract：Taking the literature of microorganisms application in the field of wastewater treatment based on the WOS database as samples， the statistical analysis of the literature publishing time， important journals， important authors， and the countries which the literature belongs to was carried out by the software of HistCite. The citation chronicle diagram in this field was also generated. The goal of this study was to provide reference and help for researchers in related fields.

Key words：microorganism； wastewater； HistCite