中国热带农业科学院研究历程与发展走向分析*

郑佳阳 杨连珍 王小会,

（1. 海南大学管理学院，海口 570228；2. 海南大学图书馆，海口 570228）

2020年6月，中央出台《海南自由贸易港建设总体方案》，提出“建设全球热带农业中心”。农业农村部和海南省明确依托中国热带农业科学院（以下简称“中国热科院”），联合中国科学院、中国农业科学院、海南大学等优势力量，建设开放共享的国家热带农业科学中心，正形成引领全球热带农业高质量发展的基础。中国热科院隶属于农业农村部，总部设在海南省海口市，是中国唯一的国家级热带农业科研机构。本文基于科技论文对中国热科院学术研究态势与走向进行梳理与讨论，以期推进中国乃至全球热带农业科技创新以及热带农业国际合作与交流。

1 中国热科院发文计量分析

本研究基于中国知网（CNKI）期刊数据库、Web of Science（WoS）核心合集SCIE数据库中的期刊论文展开。挖掘中国热科院20年来科学研究热点和研究方向的变化，预测中国热带农业领域未来研究主题与研究热点。时间限定为2001—2020年，检索日期为2021年4月15日。检出数据采用统计分析、文献计量和信息可视化等方法进行整理与分析，使用工具主要为Citespace。

1.1 发文总量分析

2001—2020年中国热科院在CNKI期刊库的总文献量为16 788篇，北大核心、CSCD和CSSCI核心刊物论文占比51.6%，被引频次超100次的论文有60篇，下载量超1 000次的论文有314篇。2001—2009年，中国热科院在CNKI期刊数据库论文数量呈现逐年上升的趋势，2013年达到峰值1 297篇；此后中文期刊论文数量开始下行，2020年降至886篇，出现较为明显落差。同期，中国热科院在SCIE总文献量为3 030篇。其中，2001年仅为3篇，2009年发文量为82篇，以后中国热科院在SCIE发文量呈持续攀升，2020年增长达到392篇（见图1）。

图1 2001—2020年中国热科院期刊论文产出

20年间，中国热科院期刊发文总量不断增长；2009年到达阶段性峰值，2014年达到峰值，此后总发文量逐渐回落。回落原因是中文发文量逐年减少，且减少数量大于外文论文发文增长数量。

1.2 出版物来源分析

（1）中文期刊来源分析。根据2019年版《中国科技期刊引证报告》，发文量排名前十六的期刊平均影响因子为0.79。其中，《热带作物学报》为热带农业领域重点期刊，2001—2020年总发文量为5 706篇，中国热科院在该刊发表2 576篇，占该刊总发文量的45.1%。2001—2020年中国热科院中文论文有51.6%发表在核心期刊。

（2）SCIE期刊来源分析。通过InCites平台出版物分析得知，上述论文发表在755种期刊上。从发文量看，排名前十的期刊发文总量为626篇，占发文总量的20.7%；其中Plos One发文量最高（113篇），其次为Scientific Reports、Plant Disease等。从期刊规范化的引文影响力（JNCI）看，JNCI排名前十的期刊值均超过1且数值较高，说明中国热科院发表于这些刊物的论文影响力高于该刊平均值，其中Microbial Ecology、Atmospheric Chemistry and Physics、Journal of Proteome Research和Foods均属于Q1区，刊物质量高，发表于这4种期刊的论文影响力也较高。根据InCites平台的出版物分析结果，基于汤森路透JCR分区方法，中国热科院发表在JCR二区以上刊物的论文量占总发文量的65.6%，被引频次占总被引的80.0%。

就通用期刊评价而言，中国热科院的中外文论文发表期刊的总体水平较高；且中文论文发表的期刊相对集中，外文论文发表的期刊呈弥散分布状态，高质量刊物在高频、高被引发文刊中占据较大比重。

1.3 基金项目支持情况分析

基金支持可反映科研论文研究经费的主要来源。通过CNKI和InCites平台中的基金资助分析可知，中文期刊论文中有39.3%的论文来自海南省自然科学基金和国家自然科学基金支持。此外，国家自然科学基金是支持SCIE论文的重要保障。SCIE论文中的1 753篇论文获得来自128项基金资助，占发文量的57.9%；而其中发文量的46.3%和被引频次的47.9%均来自国家自然科学基金支持的论文。

2 研究主题分析

热带农业研究具有可持续性，其成效的突显一般在相当长的时间完成。如袁隆平的水稻研究，经过10年才培育成功第一个杂交水稻强优组合。中国热科院多数研究成果显现所需时间周期长，笔者初次研究切片为5年，但四个阶段结果区分不明显，多次切片研究后确定划分为两个阶段。本部分主要采用Citespace进行论文关键词共现网络分析。

2.1 2001—2010年阶段

（1）基于CNKI发文数据。由图2可知，2001—2010年是中国热科院中文期刊论文的快速增长时段，也是其研究领域逐步成型的阶段。热门研究方向包括作物、植物保护、果树、林学和生物等。①海南相关地域限定词（海南、海南省、海南岛等）词频最高，中介中心性超过0.1，说明该地域词是较关键的节点；与多个作物相关关键词如胡椒、荔枝、产业化、花卉产业、红树林等均有关联。②热带作物研究地位显要。作为海南特色种植产业，橡胶（橡胶树、巴西橡胶树、天然橡胶等）的研究热度远超其他作物，关联词包括割胶制度、种植密度、总产量、乳管分化、死皮病等。作物研究还包括香蕉、柱花草、芒果等，但相关关键词中心性不及前述主题，可见作物的研究内容与广度还存在拓展空间。③作物培养技术如组织培养、RAPD等词频相对较高。基因层面的主题研究热度呈上升趋势，如作物的基因表达分析、序列分析、基因克隆、原核表达等相关研究。由此可见，从作物基因工程育种层面的研究也是该主题的热门方向。

图2 2001—2010年CNKI论文关键词共现网络

（2）基于SCIE发文数据。2001—2010年是中国热科院SCIE发文的初始阶段（见图3）。在作物研究中，arabidopsis（拟南芥）与hevea brasiliensis（橡胶）的研究热度最高；其间，SCIE的论文以作物遗传学为主，以橡胶树或巴西橡胶树等为主题的论文居多。这与中文发文高度重合。在遗传学研究中，高频词中与遗传学相关的主题词占据较大的比重，如expression（表达）、gene expression（基因表达）、gene（基因）、DNA（脱氧核糖核酸）、cloning（克隆）、sequence（序列）等；其研究热点为基因表达或基因工程。总体上讲，这一时段SCIE发文量少，且主题方向发散，尚未形成较为集中的研究主题群。

图3 2001—2010年SCIE论文关键词共现网络

2.2 2011—2020年阶段

与2001—2010年阶段相比，多数关键词词频与中心性有较大幅度的增加；SCIE数据表现得较为明显，关键词间关联性增强，说明这一时段中国热科院学术研究方向渐趋集中。

（1）基于CNKI发文数据。热门研究方向包括作物、植物保护、林学、果树和农业经济等，且食品、生物、农业工程、化学工程等方向的研究热度有较大幅度提升。作物研究中，木薯、橡胶树或巴西橡胶、香蕉仍保持较高的研究热度，芒果、菠萝、油棕等次之，槟榔、胡椒等作物的研究热度有所上升。生物技术研究中，基因克隆技术多用于巴西橡胶、荔枝等作物研究，与此同时，跨学科研究受到关注。如生物信息学，通过综合利用生物学、计算机科学和信息技术分析与挖掘大量、复杂的作物数据的内涵，从而揭示作物栽培、育种、生长的机理。农业经济与管理方面，开始关注作物的市场动态。例如，橡胶价格与橡胶产量等相关，平均价格、市场动态、收购价格、批发市场等与咖啡、火龙果等研究主题联系紧密。值得注意的是，2001—2010年阶段词频最高的地域限定词“海南省”“海南”的关注度已经大大降低，说明其研究视域的覆盖面已经大大拓展。

（2）基于SCIE发文数据。2011—2020年已形成较为集中的研究主题群。关于作物种类，arabidopsis（拟南芥）应用于橡胶树研究的相关关键词词频与中心性均高于其他热带作物；近年来，wheat（小麦）、maize（玉米）等研究热度也有所提高。关于作物栽培与生长条件，研究热点有生理、施肥、栽培、利用效率、自然环境条件等。关于生物技术方面，利用生物技术改良作物的遗传学特性以提高产量和品质仍是研究的热点与重点；同时综合应用植物生态、生物化学、植物病理等多学科知识展开作物育种研究尚属重要方向。此外，抗性研究（植物适应逆境的能力）进入研究者视域，涉及的高频关键词有tolerance（耐性）、resistance（抗性）、stress（胁迫）、acid（酸性的）等。

3 结论与展望

3.1 研究结论

通过对代表我国热带农业科学研究领域前沿水准的中国热科院近20年来相关文献的计量分析，可以看出中国热带农业科技领域研究水平持续提升，研究领域不断拓展的整体发展趋势，为我国热带农业发展作出了令人瞩目的贡献。20年来，中国热科院加快热带农业科技创新，主要立足于橡胶、木薯、香蕉等3个国家产业技术体系的建设，打破了国际“北纬17°以上是植胶禁区”的论断[1]；推动了重要热带作物产量提高，选育出华南系列木薯新品种；保障热带农产品的安全有效供给，建立起全国最大的热带作物种质资源保存库（圃），保存了优质种质资源3万多份。

（1）科研论文发文量与学术水准。中国热科院发文量总体呈上升趋势，于2014年达到峰值；此后因中文期刊发文量逐年减少，整体呈下行趋势；而SCIE发文量逐年增长，故对总量的贡献程度明显提升。其中标志性成果包括：Hu等[2]绘制了木薯栽培品种SC205（华南205）高质量参考基因组和单体型基因组图谱，为木薯遗传改良奠定了重要理论基础；Yang等[3]在全球首次公布海南槟榔全基因组测序，对槟榔分子生物学研究和加快育种步伐具有里程碑意义；Liu等[4]为香蕉果实品质形成与精细调控，通过基因编辑技术获得优质新品系或新品种提供了重要的基因资源。应该说，中国热科院的热区研究在国际上体现出明显的较高学术水准。

（2）科研成果产出得益于各类研究基金支持。科研项目获取能力是衡量科研单位科技创新能力和研究能力的重要指标。上述科研成果的问世得到国家科学技术部、财政部、农业农村部以及海南省科技项目基金支持，特别是2006年起中央财政面向公益性科研院所设立了科研业务费专项资金（简称基本科研业务费），2016—2018年，中国热科院农业项目建设获批总投资稳定在2.6亿多元[5]。这些项目无论是在基础研究方面，还是在交叉领域、学科新生长点的培育方面，全面提升了中国热科院的科研实力、成果产出能力以及对外交流合作能力，为中国乃至世界热带现代农业的快速发展提供了有力的支撑。

（3）研究主题围绕热带特色作物产业开展。2001—2010年中国热科院的研究以作物种植与作物栽培为主导：拟南芥与橡胶的研究热度最高，并建立了天然橡胶、木薯、香蕉等国家产业技术体系。率先完成世界首张木薯全基因组测序与光合产物高效运输与积累模型，直接推动了年产值达100亿元的朝阳产业[6]；同时提供了国内天然橡胶行业发展所需的超过95%的技术成果，主导在北纬18°~24°大面积种植橡胶树的世界橡胶史奇迹。TANG等[7]发现蔗糖转运蛋白（HbSUT3）的表达与乳胶产量呈正相关；ZHU等[8]发现HbMT2能够提高橡胶树对重金属离子的耐受性；DUAN等[9]从基因表达层面探讨橡胶树树皮损伤时的响应机制。另基因层面的主题研究热度呈上升趋势。2011—2020年热门研究向外延扩展，小麦、玉米等研究热度已有领先态势；生物信息学等研究迅速发展，转基因育种是研究热点，抗盐性等的相关研究也逐渐深入。

3.2 研究展望

当前研究还存在一些问题。①学术研究规模效应下滑。在科研投入持续增加的前提下，中国热科院论文发表量于2014年达到峰值后因中文期刊发文量逐年减少，整体呈下行趋势。其原因在于2011年，在中国热科院推动下已完成3次产业升级的我国橡胶种植业已成为单产基本稳定、可耕种面积接近饱和的成熟产业[10]；如前所述，木薯亦同期发展成为产值可观的成熟产业；而且，由该院主导的国家“973”计划项目“重要热带作物木薯品种改良的基础研究”于2014年验收[11]。由于两大凸显核心竞争力的项目后续研究热度逐渐降低，橡胶和木薯关注度领跑地位依靠惯性维持若干年后便让位于小麦、玉米，其相关成果产出势必明显减少。然而，前述种种研究热点远远不及天然橡胶与木薯在热带特色作物研究领域的关注度与影响力，其留下空白难以填补。因此，尽管中国热科院头部研究团队仍表现不俗，但其学术研究整体规模效应出现下滑趋势。②协同创新能力不足。科研选题与产业需求对接度、整合互补性资源、实现各方优势互补的协同创新是当今科技创新的新范式。从中国热科院的科研项目来看，与企业联合协作偏少，且该院重点项目、国际交流（合作）项目、联合基金项目涵盖面比较少。

基于前述种种，中国热科院应在热带作物研究等相关领域尽快选择与培育如天然橡胶与木薯一类在业界有足够关注度与影响力的研究主题，以延续其在热带作物研究领域的优势地位与核心竞争力。其选择取向除了近年来崭露头角的相关主题以外，与生物信息学关联密切的领域值得关注。即通过综合利用生物学、计算机科学和信息技术分析与揭示大量而复杂的作物数据的内涵，从而揭示作物栽培、育种、生长的机理。毋庸置疑，未来几年基于生物信息学的跨学科研究将成为热带农业科学领域新的热点研究主题。故对这一研究领域应该予以特别的关注。在此前提下，选择基于学科融合且具有前瞻性的研究方向与主题，力争在重大研究计划、创新研究群体项目、国家重大科研仪器研制项目等方面取得突破性进展，以期从多个层面推动中国热科院学术研究取得新的突破性进展。