影响国际科研合作效果的重要因素初探——文献计量学视角

蔡小静，吕晓赞，周 萍

(1.浙江大学公共管理学院；2.浙江大学城市学院法学院，浙江杭州 310058)

1 研究背景

科技全球化背景下，国际合作与交流日益频繁。以期刊论文为例，全球各国、各学科国际合作论文（作者来自不同国家）的份额均有不同程度的提高［1-2］。与非国际合作论文相比，国际合作论文的引用优势明显［3-6］，在同行中更受认可。具体来说，国际合作论文的引用效益因合作规模、合作对象和研究者个人能力而异：参与国家越多，论文引用影响越高［7-8］；合作对象不同，国家受益于国际合作的程度也不同［9-10］，与论文高影响力国家合作的获益更高［9,11］；研究者个人能力也与国际合作的引用影响呈正相关关系［12-13］。此外，国际合作论文的引用影响还与主导性有关，除美国外，各国主导的国际合作论文（本国作者作为通信作者）的被引低于非本国主导的国际合作论文［14-15］。这一现象在中国尤为明显，中国主导的国际合作论文的引用影响往往低于非本国主导的国际合作论文［16-17］。

据统计，中国已成为全球论文的最大贡献者［18］。但中国论文的平均引用影响仍然较低，远低于美国、英国和法国等科研强国［19］。为提升研究实力，中国政府持续增加研发投入，积极引进高端人才，以各种方式支持开展国际科研合作，使国际合作论文数量和份额得到迅速提升［19-22］。截至2016 年，中国SCI 论文中国际合作论文已达26%［23］。中国作者越来越频繁地以第一作者或通信作者身份发表论文［23-27］，中国国际合作论文的引用影响逐渐提升，为提高中国论文总体的国际影响力作出了贡献。

鉴于国际合作在提升国家科研实力方面的重要作用，国际合作研究受到众多学者的关注，研究内容涉及国际合作模式、国际合作引用优势、国际合作的影响因素、国际合作网络等［28］。其中，国际合作模式研究主要以不同合作指标测度和考察国际合作程度，如国际合作论文的数量、份额和合作强度等，分析层次包括全球各国的国际合作、主要国家之间的合作，以及某一国家与其他国家的合作情况［28］。此类研究多以简单地描述统计分析论文的国际合作模式发展概况或趋势，对不同国际合作特征的分析缺乏深度；部分研究关注论文的国际合作特征与引用影响的关系，但合作特征的考察维度较少，且仍以描述统计方法为主，较少采用相关、回归等推断统计方法系统分析二者的关系［9-11］。

作为全球最大的论文产出国，中国和美国的国际合作论文在全球国际合作论文中占比也最高，但在科研管理制度上两国存在巨大差异，这种论文生产能力的共性和科研管理的差异性使得中美成为国际科研合作比较研究的最佳对象。鉴于不同学科领域的国际合作趋势差异较大，本研究将以化学这一基础学科为例展开分析，重点研究中美国际合作的程度和特征，并结合统计回归分析法验证影响国际合作效果的因素，以期为中国科研管理者了解美国和中国在化学领域的发展态势提供参考，同时为制定符合本国利益和需求的化学科学发展政策、合理配置科技资源提供依据［29］。

2 数据和方法

基于科睿唯安（Clarivate）旗下的科学引文数据库（Science Citation Index，SCI），本研究选取中国（Peoples R China）和美国（USA）在2009—2017年发表的化学领域国际合作论文（以下简称“化学论文”）。在有关数据处理中，英格兰（England）、威尔士（Wales）、苏格兰（Scotland）、北爱尔兰（North Ireland）的数据合并为英国（UK）的数据；中国的数据未含台湾省的数据。化学领域的定义基于Web of Science（WoS）的“Chemistry”学科类别（subject category）。文献类型限定为“Article”和“Review”。通过检索，本研究最终获取中国化学论文95 473 篇，美国化学论文70 849 篇。为了消除发表年份导致的引用影响差异，本研究采用3 年引用窗口计算论文被引频次，即论文自发表年t年起至t+2 年的被引频次总和。为确保足够的引用窗口，本研究获取了2009—2015 年论文的3 年被引频次。文献和引用数据获取日期为2017 年11 月6 日与2018 年4 月16 日。

国际合作论文中，作者的贡献差异较大，第一作者被认为是研究的直接实施者和论文撰写者［24］，而通信作者则是主要的研究设计和组织者［25］，这两类作者对论文的贡献至关重要，具有主导性作用，因此，本研究将化学论文中第一或通信作者的隶属国家视为主导国。一个国家在国际科研合作中的主导性地位则通过其主导论文的比例来反映。其中，论文的第一作者或通信作者的国家（country of first author,FAC；country of reprint author,RPC）信息可依据作者的地址信息判定。FAC 判定流程如下：第一作者有明确标注地址时（不论是否多个地址），仅第一个地址对应的国家为FAC；如第一作者无明确标注的地址，则地址中第一个地址对应的国家为FAC。RPC 判定中，每个通信作者第一个地址对应国家为RPC；如果存在多个通信作者，则该篇论文存在一个或多个RPC。例如，某篇论文有2 个通信作者，一个标注中国和美国的地址，另一个标注英国地址，则中国和英国为该论文的RPC。

本研究将从化学论文的合作程度、合作特征及其与引用影响的关系来比较中美国际科研合作的特征，图1 为分析框架和研究路线。为测度合作程度，我们采用3 个指标，分别是国际合作论文的绝对数量、占本国所有论文的相对份额（国际合作率），以及占全球国际合作论文的占比（全球占比）；国际合作特征也用了3 个指标，包括主要国际合作伙伴、双边合作份额和主导性。国际合作特征与论文引用影响的关系则用回归分析进一步探索。因变量为国际合作论文的3 年被引频次，自变量包括多边合作（是=1、否=0）、国家数量、FAC（是=1、否=0）、RPC（是=1、否=0）、与主要伙伴合作（是=1、否=0）。模型控制了发表时长、文献类型（Article=0、Review=1）、参考文献数及子领域。由于因变量是呈偏态分布的计数数据，适合对数正态回归（lognormal regression）或负二项回归（negative binominal regression）模型［30］。经检验确认，本研究选择对数正态回归模型，即将因变量加1 后取自然对数后，采用最小二乘法（OLS）稳健回归分析方法。为避免歧义，文中的“中美合作”指中国和美国共同参与的国际合作，“中美国际合作”指中国和美国各自的国际合作。

图1 本研究的分析框架和路线

3 结果与分析

本部分用多项指标分析中国和美国在化学领域科研的国际合作程度和国际合作特征，再进一步通过回归分析考察两国不同的国际合作特征与论文引用影响的关系。

3.1 合作程度

在2009—2017 年间，美国和中国的化学论文数量均呈指数性增长（R2>0.99），中国化学论文数量较少但增速更快，与美国化学论文的差距逐年缩小（见图2a）。美国化学论文份额较高且增长迅速（每年增长约2.5%），到2017 年，每2 篇美国化学论文中就有1 篇与其他国家合作；中国化学论文份额不足美国的一半，且增长缓慢，8 年间仅增长7%（见图2b）。在化学领域的全球国际合作论文中，美国论文份额最高，贡献了全球约30%的国际合作论文；中国论文份额起点远低于美国（15%），但以每年约2%增速迅速缩小与美国的差距，2009 年全球论文份额比美国低14 个百分点，至2017 年仅低2 个百分点（见图2c）。

图2 中美化学论文国际合作程度

3.2 合作特征

两国化学论文合作对象高度集中，与之合作最多的前15 个国家（TOP15）分别占中美化学论文总数的90%和84%左右。作为全球论文产出的最大国家，中美互为对方稳定的第一大合作伙伴：中美合作在中国化学论文中的份额最高，且以平均每年1%的速度增长，从2009 年的35.7%增长到2017 年的42.8%；中美合作在美国化学论文中的份额增长更明显，从2009年的18.9%增至2017年的39.8%（见表1）。

表1 中美化学论文的TOP15 国际合作伙伴及份额

其中，除美国外，中国与日本、澳大利亚、英国、德国等合作频繁，但合作关系因国别而异：与澳大利亚、英国、沙特阿拉伯的合作加强，而与日本、德国、新加坡、韩国、法国等的合作份额明显下降。除中国以外，美国的主要合作伙伴还有德国、韩国、英国和法国等，2009—2017 年间美国与印度、澳大利亚及瑞士的合作份额略有提高，与其他国家，如德国、韩国、英国、法国、日本、加拿大、意大利等的合作减少。

在与主要伙伴的合作中，无论是中国还是美国，其双边合作份额均有不同程度的下滑，表明两国的合作规模均有扩大。其中，中美双边合作份额最高且下降幅度最小，至2017 年合作份额仍超过80%；两国与德国、英国、法国等欧洲国家的双边合作份额较低，且下降较快，合作规模（即平均国家数量）相对较高；与澳大利亚、日本、韩国的双边合作份额介于中美合作和中/美与欧洲国家的合作之间（见图3）。

图3 中美化学论文的双边合作份额

化学论文中，中国作为FAC 或RPC 的比例（即国际主导率）超过50%，且呈增长趋势，其中与澳大利亚、美国、英国的合作中作为FAC 和RPC 的比例分别达约65%和60%（见图4）；美国在国际合作中的主导性较低，作为FAC 和RPC 的比例均集中于25%～40%，且呈下降趋势（见图5）。由此可见，中美两国对国际科研合作的态度存在明显差异：中国积极参与国际合作，并在多数情况下起主导作用；而美国对于国际合作的态度更显被动。随着美国政府逆全球化政策的实施，美国在国际科研合作中的地位（无论是主导还是参与）会继续下降。

图4 中国作为FAC 或RPC 的化学论文比重分布

图5 美国作为FAC 或RPC 的化学论文比重分布

3.3 引用影响

总体而言，中国化学论文总体的引用影响（3年被引频次）略低于美国，但提升更快，与美国的差距逐年缩小，于2012 年开始超过美国（见图6）。尽管中国化学论文的国际合作率较低（见图2），但国际合作对中国化学论文总体的引用影响的贡献却很大，论文的引用影响明显高于非国际合作论文；相反，美国化学论文的国际合作率较高（见图2），但国际合作对美国化学论文总体的引用影响的贡献不如中国的化学论文显著。

图6 中美化学论文的平均引用影响

我们进一步采用最小二乘稳健回归分析法考察化学论文的合作规模、国际主导性及合作伙伴与国际合作论文引用影响的关系，从而探寻影响国际科研合作效果的相关因素。变量的描述性统计如表2所示，变量间的相关系数矩阵如表3 和表4 所示。

表2 变量统计描述

表3 Pearson 相关系数矩阵（中国论文）

表4 Pearson 相关系数矩阵（美国论文）

如表5 所示，对中国而言，化学论文引用影响与合作国家数量无关，多边合作与双边合作的化学论文的引用影响无显著差异，多边合作的国家数与化学论文引用影响也无关；美国情况则不同，多边合作化学论文的引用影响更高，且多边合作中国家数与化学论文引用影响呈正相关，换言之，美国化学论文的参与国家越多，其引用影响越高。

表5 变量回归结果

在中国的所有化学论文和双边合作论文中，中国作为FAC 对论文引用影响产生负作用，作为RPC则有助于提升论文的引用影响，而由于多数情况下中国作为FAC 的同时也是RPC（r=0.76），因此总体上中国的国际主导性与化学论文引用影响呈负相关关系；但多边合作化学论文中这一关系并非如此。换言之，在双边合作中，非中国主导的化学论文具有较高引用影响；而在多边合作中，中国的主导性与化学论文引用影响无关。美国的情况则不同，所有化学论文和双边或多边合作论文中，美国作为FAC 或RPC 的论文均具有更高引用影响。这一结果进一步表明美国的科研实力强劲：化学领域中，仅美国作者参与的非国际合作论文的引用影响仅略低于国际合作论文（见图2），且美国主导的国际合作论文比非美国主导的国际合作论文具有更高引用影响。

就化学论文的合作对象而言，中国与美国、澳大利亚、德国合作有助于提高论文的引用影响，与日本、英国合作未能显著提升论文的引用影响。对美国而言，虽然国际合作论文的引用影响仅略高于非国际合作论文（见图6），但其与中国、德国、英国、韩国、法国等国的合作均有助于提高论文的引用影响，表明美国受益于与其合作最多的5 个合作伙伴的合作。

此外，中美化学论文的引用影响与控制变量的关系一致：发表时长对引用影响有负作用，即随着科研产出的增长，3 年被引总频次呈增长趋势；Review 通常比Article 获得更高被引；论文的参考文献数量越多，平均引用影响更高。

4 结论与讨论

本研究对化学领域中美科研合作分析表明：

第一，美国的国际科研合作程度较高，2017 年的国际合作论文约占其所有论文的50%，贡献了全球约1/3 的国际合作论文，国际合作的开展显著提高了美国论文的数量，且提升了美国论文总体的引用影响。近年来，中国的国际合作论文数量和引用影响均快速提高，全球国际合作论文占比持续上升，是仅次于美国的第二大国际合作论文产出国，但相较于美国，中国论文的国际合作比例较低，且高影响科研产出对国际合作有较高的依赖性。

第二，中美两国在选择国际合作对象时有明显的倾向性，均主要与科技发达国家合作，且中美互为对方稳定的第一大合作伙伴。其中，美国与中国、德国、韩国、英国、法国等合作论文的引用影响比美国的其他国际合作论文的引用影响更高；换言之，开展国际合作除增加论文数量外，与这些国家的合作还有助于提高美国的国际合作论文和美国论文总体的引用影响。对中国而言，由于论文总量过大，国际合作论文占比较低，国际合作对论文数量的提升作用不明显，但是，国际合作显著提升了中国论文总体的引用影响。其中，中国与美国、德国、澳大利亚的合作有助于提升中国国际合作论文的影响。作为全球论文的最大生产国，中美合作进一步加强，且中美合作对两国论文的引用影响均有益。中美科研合作关系的强化受到多方面因素影响，在中美合作的发展历程中，在美华人是重要的推动因素——他们在两国学者之间搭建起科学合作与交流的桥梁，是现阶段中美科研合作中重要的动力因素［31-32］。此外，中国国际科研合作整体步伐加快，中国政府为促进中美科研合作投入大量研发经费，有国外教育经历、能在国外工作或能与外国研究人员开展合作的研究人员数量提高，同时收录于数据库的中国期刊也有所增加［24］。在这些因素的共同作用下，中美科研合作论文数量和影响明显提高。

第三，中国科研人员积极参与国际合作，在国际合作中的主导地位不断提升，这一现象与中国政府对国际合作的开放和支持态度密不可分，也反映了中国学者与国外同行的交流能力不断加强，但是，中国主导论文的引用影响比非主导论文低，表明中国在化学领域的科研实力仍有待提高。鉴于非中国主导的国际合作论文引用影响较高，中国学者参与国外优秀学者主导的合作研究不失为一种提升科研能力的重要选项。相较而言，美国科研人员的主导性较低，且呈持续下降趋势，但由美国主导的国际合作论文的引用影响却更高，反映出美国坚实的学术影响力。

总而言之，中国近年来在化学领域的国际合作发展迅速，为提高中国论文产出数量和引用影响作出了贡献，但论文引用影响对国际合作有一定依赖，表明中国化学领域研发能力需要继续提升，在提高自身创新能力的基础上，继续加强国际合作不失为提升能力的一个重要途径，尤其要加强与本领域领先国家（如美国、澳大利亚、德国等）的领先学者合作。自2018 年以来，中美关系持续降温，对中美科研合作关系产生了影响，例如，为避免署名争议和审查，在美研究者和学生谨慎处理中国和美国单位的论文署名事宜；美国紧缩的签证政策和贸易控制也影响了两国科研合作关系，一方面，往返中美参与国际会议、开展合作交流的学者减少，另一方面，为避免受到美国相关机构的审查，有些学者逐渐减少与美国学者的联系转向欧洲、日本等寻求合作［33］。国际合作的前提必须是互利的，在当前国际形势背景下，如何调整国际科研合作战略也是管理者和学者们面临的挑战。