国内外甘薯研究态势述评

唐朝臣 黄立飞 王章英

(广东省农业科学院 作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室，广州 510640)

甘薯[Ipomoeabatatas(L.) Lam.]作为全球第七大粮食作物，也是我国第五大作物，具有高产、稳产和多用途特点[1]。近些年，三大粮食作物在科研及生产上居核心地位，很大程度上保障了全球尤其我国的粮食安全[2]。虽然甘薯作为粮食的地位逐年下降，但由于其淀粉加工前景较好以及富含胡萝卜素、富含花青苷等特殊营养保健功能成分而倍受国内外消费者重视，全球学者因而开展了广泛且有深度的探究，为甘薯保健功能开发作出了重要贡献[3-5]。有关甘薯的研究论文也呈逐年递增趋势，涉及的研究方向也越发多样化，甚至出现“甘薯热”，因此开展文献计量分析，了解甘薯学科的研究现状、研究重点和热点，不仅对于把握该学科的整体发展态势避免盲目跟风具有参考意义，更可期为甘薯相关研究者和决策者提供一定的科学参考。

文献贯穿于整个科研过程，是体现研究成果的主要载体[6]；它的数量和质量能反映出科研的产出能力及活跃程度[7-8]。当前，无论是研究论文还是综述文章，围绕甘薯开展的前沿基础研究和对某一方面以往研究进行整理和综述，均可见诸多报道[1,5,9]，而基于文献计量视角对国内外甘薯的发展态势进行全面梳理的中、英文文章迄今未见公开报道。文献计量学基于文献事实，是对以往研究的梳理，以期发现研究的现状与不足；它能从多方面多角度揭示学科的整体布局、发展方向和学科优势，目前已广泛应用于农业科学分析[10-12]。如，王炜等[8]使用Scopus和CNKI数据库，对国内外发表于1985—2015年的有关甜高粱的论文进行了研究态势分析。李晓等[10]采用文献计量学方法，对超级稻研究的国家、作者、机构、载文期刊及研究内容进行了发文量和引证分析。邬亚文等[11]分析了1998—2009年全球水稻文献的数量和质量，发现中国水稻发文量增加最为明显，而英国和美国发表的水稻论文质量最好。赵颖文等[13]基于文献计量结果，分析了中国粮食安全问题热点演变，并探讨了粮食安全问题研究热点的形成原因及内容。Padilla等[14]运用文献计量学方法述评了全球有关硝酸盐淋溶的研究态势。He等[15]综述了农业废弃物管理的研究动态与发展趋势，该研究结果对减少农业温室气体排放具有重要意义。也有国外学者利用文献计量方法应用于全球农业用水可持续性、气候变化与农业生产关联等方面研究[16-17]。

文献计量学方法是科研量化评价的重要方法[18]，通过该方法可以明确某一领域研究实力较强的机构或个人以及重点学术期刊，有助于相关学者追踪前沿研究和科研选题。正如国家自然科学基金委员会发布的《学科发展态势评估系列研究报告》和教育部开展的学科评估和“双一流”建设论证，都不同程度用到了文献计量数据[2]。同时，该研究方法的价值也获得了一些国家政府的认可，相继资助了一些学者开展相关研究[12-13]。截至目前，关于国内外甘薯研究态势方面的研究鲜有报道。因此，本研究基于Web of science(WoS)核心合集和中国知网(CNKI)数据库，对2000—2019年国内外发表的甘薯科技论文进行分析，旨在明确甘薯领域的研究现状、研究热点和发展态势，以期为甘薯研究者和政策制定者提供参考。

1 研究方法

1.1 数据来源

本研究数据来源于两部分，英文文献信息来源于科睿唯安WoS核心合集Science citation index expanded (SCI-E)数据库(http:∥www.webofknowledge.com)，检索标题含有“Sweet potato”或“Sweetpotato”或“Ipomoeabatatas”，类型为“Article”，语言为“English”，时间跨度为2000-01-01—2019-12-22发表的SCI文献。中文文献信息来源于CNKI(http:∥www.cnki.net)，在高级检索中，“文献分类目录”默认全选，在导航栏中选择“期刊”，来源类别勾选“核心期刊”，以篇名为“甘薯”检索2000-01-01—2019-12-22期间发表的中文文献。

1.2 评价指标

发文量、总被引用次数、篇均被引次数和H指数(h-index)可用于揭示学科或专业研究中的相互关系、客观反映论文的使用价值和期刊质量等，是评价国家、机构、个人的学术影响力的参考指标[11,19-21]。另外，本研究还采用的评价指标如下：

式中：ηmax为最高产作者发表的论文数，论文数在M篇以上的作者为核心作者[22]。

2 结果与分析

2.1 甘薯全球总产量和研究论文发表量

由图1可知，2000—2009年，全球甘薯总产量逐年呈下降趋势，2010—2019年平稳略有上升。而此期间有关甘薯的研究论文产出呈不一样发展趋势；通过WoS核心合集(SCI-E)和CNKI数据库分别检索获得英文文献2 715篇和中文文献 2 487 篇。WoS核心合集收录的甘薯研究论文呈稳中有增态势，从2000年的68篇增加到了2019年的297篇(2019年截止日期为12月22日，非全年数据)，增幅为337%；从线性拟合结果看，平均每年增加8.9篇。相比之下，CNKI数据库检索逐年发表的中文核心文章数量呈先上升后缓慢下降趋势(图1)，2012年发文量达到顶峰(202篇)。

2000—2018年世界甘薯总产量数据源自联合国粮农组织(http:∥www.fao.org/faostat/zh/#data/QC)，2019年相关数据未公布。2019年论文发表量统计截止时间为2019年12月22日。The production of sweet potato from 2000 to 2018 is from FAO (http:∥www.fao.org/faostat/zh/#data/QC) and the data for 2019 is not released. The number of articles published in 2019 is non-annual data, and the deadline is December 22th, 2019.图1 2000—2019年甘薯相关文献数量和世界甘薯总产量的变化Fig.1 Distribution of papers related to sweet potato and world production of sweet potato from 2000 to 2019

2.2 甘薯研究的主要国家、机构和作者

2.2.1核心研究国家

从WoS核心合集(SCI-E)数据库中检索得出近20年共有103个国家/地区发表过甘薯相关论文，本研究将发文总量排前10的国家/地区列于表1，及对应的历年发文数量变化情况，见图2。2000—2019年，中国、美国、日本和韩国位列发文总量前4，占全球发文总数的72.5%，H指数也均超过30，故而研究实力处于国际领先地位。与美国、日本和韩国较为平稳的发展态势不同(图2)，中国是甘薯领域发文量增速最快的国家，尤其从2005年开始增长迅猛，并于2009年开始超越美国，一直稳居发文量全球第一。另一个呈增长态势的国家是巴西，于2015年开始甘薯论文发表量逐年递增。篇均被引次数方面，英格兰、乌干达和日本较高；中国虽然是甘薯发文量最多的国家，但篇均被引次数仅为13.3，位列第7。总体而言，美国在发表论文的数量、质量上展现出较强的科研实力。

由图3可知，中国、美国和日本等国家的科研人员表现较为突出的合作态势，尤其中、美两国是全球合作发表甘薯论文最多的国家，并且远远领先于其他国家间的合作。此外，中国的科学家与韩国、法国和澳大利亚一些学者也有较为紧密的科研合作。

2.2.2核心研究机构

由表2可知，2000—2019年全球有1 918个研究机构发表过甘薯研究论文。发文量前10的机构中，有5个是大学。中国农业科学院、美国路易斯安那州立大学和中国农业大学位列发文量前3，领先于其他科研机构。在全球发文量前10机构中，有3个来自中国，包含台湾中央研究院；美国也有3家机构入围，此外英国、韩国、秘鲁和乌干达各1家。从篇均被引次数上来看，国际马铃薯中心最高，24.8，是引领世界甘薯研究发展的重要力量。

CNKI检索出甘薯发文量的结果表明(表2)，中国农业科学院是发表甘薯研究论文最多的机构，总被引次数和H指数第一，显示出其在甘薯领域具有极强的科研实力。排名前10的机构中，大学占70%，尤其农科类大学是甘薯领域科技创新体系中的重要力量。值得一提的是，中国农业大学、山东农业大学和浙江大学在篇均被引次数和H指数上表现不俗，展现出较高的学术水平，也显示出上述机构在甘薯领域的影响力。

表1 2000—2019年世界甘薯发文量前10的国家(地区)Table 1 Top 10 countries (territories) with the most published sweet potatoarticles in the world from 2000 to 2019

图2 2000—2019年主要国家/地区(a)和重点国家(b)甘薯文章发表数量变化Fig.2 Distribution of papers related to sweet potato in top 10 countries/territories (a) and top 4 countries (b) from 2000 to 2019

2.2.3核心研究作者

经WoS数据库检索可知，在2000—2019年最高产作者的发文量为68篇，由普莱斯公式求得M=6.2 篇，即近20年发文量>7篇的作者均是核心作者。表3可知，在全球甘薯界最高产活跃的群体中，前10的作者中，有6位来自中国，韩国有3位，仅有1位来自乌干达，这说明甘薯界最高产的作者集中在中国，占据了该领域的绝对优势。其中，韩国生物科学与生物技术研究所Kwak Sangsoo发文量最多，总被引次数和H指数第一，表明该作者既高产又高效，其学术论文在国际上颇具影响力。中国农业大学刘庆昌教授、翟红教授和中国农业科学院木泰华研究员在发文量、被引次数和H指数上同样表现优异，应被视为当今世界甘薯学科的重要科学家。从篇均引用次数来看，来自韩国生物科学与生物技术研究所的Lee Haengsoon是唯一超过20篇次的作者，优势明显。

由表3可知，来自江苏农业科学院和江苏徐州甘薯研究中心的学者表现出色，共有7位作者；其中江苏农业科学院谢一芝研究员排名第一(61篇)。中国农业科学院、山东农业大学和浙江农林大学各有1位学者入围前10，其中山东农业大学史春余教授在总被引次数、篇均被引次数和H指数指标上最高，领先于其他高产专家学者，表明其在甘薯研究方面具有较高的学术影响力，既拥有了数量，也保证了质量。

甘薯领域科研合作网络关系的分析；不同颜色代表不同国家(地区)。Analysis of global cooperation network in the field of sweet potato research. Different colors represent different countries (territories).图3 2000—2019年甘薯研究论文的国家/地区之间合作关系分析Fig.3 Cooperation network of countries for research on sweet potato range from 2000 to 2019

表2 2000—2019年甘薯发文量前10名研究机构Table 2 Top 10 research institutions with the most published sweet potato articles from 2000 to 2019

表2(续)

表3 2000—2019年甘薯发文量前10名的研究学者Table 3 Top 10 research authors with the most published sweet potato articles from 2000 to 2019

表3(续)

2.3 高被引和高分论文

2.3.1SCI论文

由表4可知，高被引10篇SCI论文中，日本独占3篇，美国2篇，中国2篇(所属机构为广东省农业科学院和西南大学)，肯尼亚、韩国和南非各1篇，进一步印证了甘薯高水平研究以日本和美国主导居多。从研究方向上看，共有6篇论文涉及食品科学。从中国科学院SCI期刊分区来看，共有6篇文章发表在国际顶级期刊上，其中《FoodChemistry》刊载 2篇。截止目前，影响因子>10分的论文仅有3篇(化学1篇和植物学2篇)，澳大利亚、中国和美国各1篇(表4)，表明中国学者科研水平在个别领域领跑全球。

2.3.2中文论文

由表5可知，在CNKI数据库被引次数最高的10篇中文论文中，所属机构为大学的有8个；其中有4篇论文来自贵州大学的张明生教授，总被引用量为1 038次，研究内容均为甘薯抗旱生理生化方面，这说明甘薯抗旱研究受到了国内同行的广泛关注。另有3篇为综述文章，分别为徐州甘薯研究中心马代夫研究员发表的2篇和西南大学温桃勇发表的1篇。来自合肥工业大学姜绍通教授、山东省农业大学史春余教授和辽宁师范大学王关林教授各有1篇入选，研究内容涉及甘薯营养成分与功能方面。

2.4 出版刊物分析

本研究基于WoS数据库共检索到619种SCI期刊出版过甘薯论文，按刊文量进行排序，并将排名前10的期刊列于表6。载文量最大的期刊为《FoodChemistry》，为81篇，同时其总被引次数、篇均被引次数、H指数和影响因子较高，是甘薯食品领域的顶级期刊。此外，《JournalofAgriculturalandFoodChemistry》在篇均被引次数、H指数和影响因子指标上表现优异，被视为本领域的热门期刊。

由CNKI检索发现，《江苏农业科学》载文量最大，为172篇(表6)，但在篇均被引次数、H指数和影响因子指标上均表现较低。《食品科学》在总被引用次数、篇均被引次数、H指数和影响因子方面，表现最为优异，说明该期刊影响力及被同行认可度较高。

表6 2000—2019年甘薯发文量前10名的期刊Table 6 Top 10 research journals with the most published sweet potato articles from 2000 to 2019

2.5 学科分类和关键词分析

统计甘薯研究论文的学科分类情况，有利于了解与掌握各研究方向的进展情况，明确未来的研究重点。如图4(a)和4(b)所示，2000—2019年发表的SCI文献中(WoS)，食品科学类的论文最多(29.4%)，依次为植物科学(21.0%)、应用化学(11.8%)、农艺学(11.1%)等。中文文献中(CNKI)，作物学占到文献总量的50.4%，其次为食品(23.4%)和植物保护(10.3%)等，表明在与甘薯产业和生产联系较密切的农学和植保等方向上的研究力量相对较强。

关键词能准确反映研究成果的核心内容，了解高频关键词的情况，有助于掌握研究热点的趋势。本研究将统计后的关键词按照次数出现由高到低的顺序进行排列，将词频前20关键词进行词云可视化(图4(c)和(d))。可以看出SCI论文对甘薯研究的关注点集中在甘薯淀粉、花青素、抗氧化、紫薯、营养成分、甘薯叶等方面(图4(c))。在中文论文中，紫薯、产量、淀粉、品种选育、品质、栽培种植、叶菜等关键词的出现频率较高(图4(d))。同时在中、英文文献出现的高频关键词有紫薯、淀粉、花青素、品质和叶菜，为甘薯研究的热点。

图4 2000—2019年发表的甘薯论文学科分类及关键词词频分析Fig.4 Subject classification and keywords frequency analysis with the published sweet potato articles from 2000 to 2019

2.6 基金资助情况

项目基金资助情况，可以反映出研究领域的热点和前沿，也一定程度上决定了科研成果的产出。WoS统计结果表明，近20年共有1 589个资助机构提供了经费用于甘薯研究，地理位置分布较为广泛，主要集中在较大发展中国家和经济发达的国家。将各项基金资助的发表论文数量进行排序，发现前9中有5个资助基金项目源自中国，2个为巴西政府资助(表7)，这一结果很大程度上解释了近年来中国和巴西甘薯发文量快速增长的原因。源自中国国家自然科学基金项目资助发表的论文有276篇，占比10.2%，其总被引次数和H指数均最高，远远领先于其他基金项目，其次是国家现代农业产业技术体系建设专项的资助。

表7可知，1999—2019年，在已发表的中文学术文章排前10中，国家级基金资助的项目论文557篇，占总发表论文的22.4%；其中受国家自然科学基金项目资助的论文最多(252篇)，同时总被引次数和H指数也最高。国家科技攻关计划资助的论文数仅有23篇，但在篇均被引次数上表现十分突出，高达73.4，做到了少而精，表明受资助人学术影响力较高，资助成果成为了引领中国甘薯研究发展的重要力量。数据统计范围内，入围前十的基金资助项目有5个来自省市级，如江苏省、河南省、重庆市、福建省和四川省，共资助发表论文为138篇；特别是受重庆市科技攻关计划和福建省自然科学基金资助发表的论文在数量和质量上具有较高的影响力。

表7 2000—2019年甘薯研究论文基金受资助情况Table 7 Funding support sweet potato research from 2000 to 2019

3 讨 论

据联合国粮农组织(FAO)数据，2017年全球有118个国家/地区栽培甘薯，本研究检索到有103个国家/地区发表过甘薯相关SCI论文，这充分证明农事实践与科研活动是相辅相成和相互促进的。2000—2011年，我国甘薯种植面积逐年下降，但仍占世界甘薯种植面积50%以上；总体在甘薯种植面积下降、生长环境变差的情况下，仍然维持鲜薯总产约1亿t的水平，这离不开甘薯科研工作者和种植者的共同努力[36]。随着生活水平的日益提升，人们愈加重视甘薯的品质及其保健功能[5,45]，已成为农业科研工作者切实努力的研究方向。本研究开展甘薯文献计量学分析，对甘薯学科的发展态势进行述评具有重要的现实意义，一方面可以掌握国内外甘薯研究力量分布情况，另一方面可为相关科研人员和决策者提供参考。

文献是科研工作者长期潜心钻研的智慧结晶，记录了人类在科技方面取得的进展，对推动科学技术的进步具有重要作用[11]。本研究统计发现，21世纪以来中国科技工作者发表的论文数量一直在增加，主要是因为近20年中国政府对科技创新的持续投入和科学家们的不懈努力，论文的产出随之大幅度增加。当前，中国的甘薯SCI论文总量增长最快，其总量已跃居世界第一。但从文献的质量来看，无论是文献篇均引用次数、H指数还是高被引论文，文献的质量与美国和日本等发达国家相比，还有一定的差距。这与刘彬等[2]对三大粮食作物基础研究进行文献计量视角的宏观分析结论类似，虽然我国在一些学科领域已经走在世界前列，但要占据世界主流地位，仍需政府持续加大投入和科技人员协同攻关。当前，有关主管部门也意识到科研论文应数量与质量并举，近年一直增加基础研究领域的科技投入，并支持、鼓励与日本、美国等国一流科研机构的访问、交流、学习、合作等，旨在进一步提升中国甘薯的基础研究水平。此外，管理部门今后在评价单位和个人学术水平时，重点应以论文的质量为主，辅助看论文数量；避免出现个别学者为了论文数量，将一篇论文拆成若干篇，导致论文水平下降情况[11]。最后也最重要的是，科技人员需要潜心科研，提升自身的创新能力，做到真正科技创新。预计在可见的未来，中国学者发表的文章水平总体会处于金字塔顶端。

对于甘薯研究人员而言，应加强对国际马铃薯中心、美国北卡罗来纳州立大学和路易斯安那州立大学、日本国家农业与食品研究组织、韩国生物科学与生物技术研究所、中国农业科学院、中国农业大学等研究机构的关注，它们在甘薯领域研究整体水平较高，成绩卓越，在国际上具有较强影响力，值得专家学者们跟踪研究。在中文文献中，中国农业科学院、徐州甘薯研究中心和中国农业大学分别在发文量和文章质量上处于领先地位，在国内具有一定学术影响力，值得国内同行取经学习。对甘薯研究内容统计可以看出，甘薯食用方面的研究一致受到国内外的广泛关注；食品科学、植物科学类的英文文献最多，尤其发达国家的学者更偏向基础研究；中文文献内容多涉及与甘薯产业和生产联系较紧密的农学和植保等应用研究方向上。鲜食、特用(紫肉、叶菜用)甘薯将是研究的重中之重[4,5,46]，而围绕这些热点如紫薯、淀粉、花青素、品质和叶菜用甘薯等开展的生理生化、分子生物学、贮藏保鲜、绿色高效栽培技术等研究相对薄弱[5,47]；建议国家自然科学基金委等相关部门加大对这些方面研究的引导和立项支持。

总之，我国现已成为世界上科研论文发展规模最大、成长最快的国家；然而，目前我国科技期刊总体上质量不高，与科研大国地位不相称。甘薯领域的十大热门SCI期刊无一来自中国(表6)，其中美国占据6席，英国有2个期刊入围且均为优秀期刊(JCR分区Q1)，表明美、英两国创办的科技期刊在荟萃科学发现和引领科技发展上依旧优势明显。本研究在统计发文量前10的中文核心期刊发现，总体上出版甘薯学术文章的科技期刊质量不高，虽很大程度上受国内学者将一流的研究成果发表至国外SCI的影响，但若不改善这一局面将无法满足科技强国建设的需求。因此，现阶段以世界一流科技期刊建设来带动我国科技期刊的整体发展已刻不容缓，亟需在农业学科领域涌现出具有国际影响力的一流期刊，进一步夯实我国国家科技竞争力和文化软实力。

4 结 论

近20年来，得益于改革开放带来的经济腾飞和国家对科技人才战略的重视，我国在甘薯领域的研究处于蓬勃态势，SCI论文产出增长迅猛，在发文量、研究机构和核心作者数量指标上均为全球第一，总体居世界第一梯队，拥有与甘薯种植第一大国匹配的地位。但学术质量提升还未跟上，无论篇均引用次数、高被引论文比例还是H指数与一流顶尖水平还有差距，具体表现在优势科研单位和学者个体相对较少，所发论文质量总体不是很高，高被引论文稀缺，顶尖研究机构数依然较少，以及尚未有国际影响力的学术期刊。当前，国内外围绕甘薯研究均侧重于农业和食品科学方向，研究热点集中于紫薯、淀粉、花青素；鲜食、特用(紫肉、叶菜用)甘薯将是今后研究的重中之重。值得肯定的是，我国科研人员在解决与甘薯产业和生产较为密切的应用研究中给予了足够关注，开展了大量富有成效的工作。建议未来继续加强以甘薯生产亟待解决的问题为导向，统筹布局基础与应用研究，为科技创新，服务三农提供支撑。