基于WoS的天然橡胶主要国家研究前沿活跃度分析

李一萍　胡小婵　茶正早　王大鹏

关键词：天然橡胶；研究前沿；热度指数；影响度；贡献度；活跃度

中图分类号：S794.1；G353.1 文献标识码：A

研究前沿热度指数是一种衡量研究前沿活跃程度的综合性的文献计量评价指标，在对特定的研究前沿、学科或主题领域，进行国家/地区、机构、实验室、研究团队以及科研人员个人表现测度方面，发挥着重要作用[1-6]。在文献计量学中，研究前沿由一组共被引的核心论文及其引用这些核心论文的施引文献共同组成，通过核心论文和施引论文的数量和被引频次的角度，结合贡献度和影响度指标，二者叠加构成研究前沿热度指数[7-10]。采用文献计量学方法，在识别国家/地区、机构和作者等的研究前沿和热点，揭示国家/地区、机构和作者的科研实力层面中得到广泛应用。例如中国科学院科技战略咨询研究院和科睿唯安共同发布的《2021 研究前沿热度指数》报告[7]，揭示了全球各国在基础研究领域的竞争力；姜宇星等[11]、范丽鹏等[12]、邹本涛等[13]利用突变检测算法、内容分析、术语相似度等方法识别主要国家/地区、高产机构和高产作者在人工智能领域的研究前沿，揭示各主要国家/地区、机构和作者之间研究前沿的相似性及其合作关系；甘琳等[14]通过文献计量方法，分析论证智库研究的国家政策变化与学术前沿变化之间的关系。

天然橡胶是重要的工业原料，是国家战略物资。当前，天然橡胶产业持续低迷，国际天然橡胶产品供大于求，但我国天然橡胶的自给率仍不到20%。而与此同时，国内高端和特殊用途的高性能胶却仍然几乎完全依赖进口。我国天然橡胶产业发展中的一些重大问题已逐渐凸显，天然橡胶科技创新的重大突破和应用极有可能再度引领产业发展和重塑产业结构，因此引领研究前沿热度活跃、追求研究创新卓越对于解决天然橡胶产业重大问题和保持产业持续原动力可能具有重要的参考价值[15-17]。基于共被引分析，前期已经遴选出天然橡胶领域的研究前沿，揭示了该领域的最新发展动向和重要研究基础[18-20]。为了进一步了解天然橡胶主要国家在各研究前沿的表现，本研究利用文献计量方法结合研究前沿热度指数，从农业与植物科学、生态与环境科学、化学与材料科学三大学科领域整体、各学科领域和特定研究前沿度量天然橡胶主要发文国家研究前沿热度指数，揭示天然橡胶主要发文国家在12 个研究前沿3 个层面的基础研究活跃程度，识别和分析天然橡胶主要发文国家的科研核心竞争力，解读和把握各国的优势和差距。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

1.2 研究方法

采用中国科学院科技战略咨询研究院的国家研究前沿热度指数指标体系[7-10]为研究方法，分析世界主要天然橡胶发文国家在农业与植物科学、生态与环境科学、化学与材料科学三大学科领域12 个研究前沿的活跃程度及其变化趋势。建立的天然橡胶国家研究前沿热度指数指标体系共由3 层、7 个指标构成。其中，国家贡献度和国家影响度属于第1 级别指标；第2 级别指标分别由国家核心论文份额（指标A）、国家施引论文份额（指标B）、国家核心论文被引频次份额（指标C）和国家施引论文被引频次份额（指标D）组成（图1）。中国及其他天然橡胶主要发文国家所在的创新位势，主要通过比较国家研究前沿热度指数的得分来获取。而对某个国家在该研究前沿的创新位势划分，则主要根据国家研究前沿热度指数得分排名统计分析结果：排名1～3 为创新卓越位势国家；排名4～6 为创新前列位势国家；排名7～10 为创新行列位势国家；排名10 以后为创新追赶位势国家；如果某国未发表该领域的核心论文和施引论文，则该国在该前沿划分为空白位置[9-10]。

2 结果与分析

2.1 天然橡胶国家研究前沿热度指数学科领域整体分析

2.1.1 三大学科领域整体活跃度分析 从三大学科领域整体层面，测度分析天然橡胶主要国家研究前沿热度指数得分，探讨各国在三大学科领域整体层面研究前沿中的活跃程度，发现各國基础研究整体发展态势和相对表现。在三大学科领域整体层面，中国最为活跃，研究前沿热度指数得分为9.49 分，位居全球首位。美国以6.15 分位居第2。法国、德国、泰国、印度和马来西亚的研究前沿热度指数得分分别为3.90、3.68、3.02、2.40和2.05，排名3～7，法国、德国和泰国得分接近，在同一个活跃梯级；印度和马来西亚在同一个活跃梯级。日本、英国、西班牙、加拿大、韩国、巴西、意大利和印度尼西亚的国家研究前沿热度指数得分约在0.40～1.70 之间，排名第8～15（图2，表1）。

国家研究前沿热度指数由国家贡献度和国家影响度组成，国家研究前沿热度指数排名前5 的国家在国家研究前沿热度指数、国家贡献度、国家影响度3 个维度的得分排名基本一致，但在国家贡献度指标中，法国、德国和泰国位次互换。排名第6～15 的国家在3 个指标维度的排名也基本稳定，只有个别位次略有不同（表1）。

2.1.2 各学科领域活跃度分析 从各学科领域来看，中国在化学与材料科学领域的研究前沿热度指数得分排名第1，其他2 个领域均排名第2。美国在农业与植物科学、生态与环境科学2 个领域排名第1，在化学与材料科学领域排名第2。在三大学科领域的12 个研究前沿中，中国的研究前沿热度指数排名第1 的前沿数为7 个，占58.33%。美国、法国排名第1 的前沿数均为2 个，分别占16.67%。德国有1 个前沿排名第1。中国、美国和法国排名第1 的前沿占91.67%，德国占8.33%。中国、美国、法国和德国均有排名第1 的研究前沿数；除中国外，发展中国家无排名第1 的研究前沿数。三大学科领域中，中国在化学与材料科学领域排名第1 的前沿数为7 个，远远超过法国（2个）、德国（1 个）和美国（0 个），占据绝对优势。美国在农业与植物科学、生态与环境科学2 个领域排名第1 的前沿数量均为1 个（表2，表3）。

在三大学科领域的12 个研究前沿中，中国研究前沿热度指数排名前3 的前沿数为12 个，占100.00%。美国和法国热度指数排名前3 的前沿数分别为7 个和6 个，分别占58.33%和50.00%。德国、泰国和印度均有3 个前沿排名前3，占25.00%。马来西亚有1 个前沿排名前3，占8.33%。从各学科领域来看，中国在三大学科领域中排名前3 的前沿占比均为100%，也就是说中国在三大领域均保持绝对领先优势，远超其他国家。美国在3 个领域中排名前3 的前沿占比均超过50.00%，其中占比最高的是农业与植物科学、生态与环境科学领域，均为100.00%，这2 个领域是美国的优势领域；美国在化学与材料科学领域的占比为50.00%。法国在3 个领域排名前3 的前沿占比为50.00%，化学与材料科学领域排名前3的前沿占比为50.00%，农业与植物科学占比最高为100.00%，该领域是法国的优势领域；法国在生态与环境科学领域无排名前3 的前沿。德国在3 个领域排名前3 的前沿占比为25.00%；在化学与材料科学领域排名前3 的前沿占比为20.00%；生态与环境科学占比最高为100.00%，该领域是德国的优势领域；德国在农业与植物科学无排名前3 的前沿。泰国、印度和马来西亚在3 个领域排名前3 的前沿占比分别为25.00%、25.00%和8.33%，这些国家均在化学与材料科学占比最高，分别为30.00%、30.00%和10.00%；泰印马在农业与植物科学、生态与环境科学无排名前3 的前沿（表4）。

2.2 天然橡胶国家研究前沿热度指数领域分析

2.2.1 农业与植物科学领域 在从特定学科或主题领域和特定研究前沿层面上，测度分析主要国家研究前沿热度指数得分，探讨各国在特定领域和特定研究前沿中的活跃程度，可以发现各国基础研究的主要领域和研究方向的竞争优势。在农业与植物科学领域，美国的研究前沿热度指数得分为0.88，排名第1，表现最活跃；中国得分为0.78 分，位居第2；法国、日本、泰国和德国的得分分别为0.43、0.39、0.27 和0.16，分列第3～6 名。中国在国家贡献度、国家影响度，以及指标A 和D 均排名第 1，而美国的热度指数和指标B、C 排名第1。法国、日本、泰国和德国在7 个指标上排名略有波动。中美两国在农业与植物科学领域的表现突出，该领域有1 个研究前沿，美国在研究前沿1“橡胶树基因组与天然橡胶生物合成”的热度指数得分排名第1，中国排名第2（表5，表6）。

2.2.2 生态与环境科学领域 在生态与环境科学领域，美国的研究前沿热度指数得分为0.70，排名第1；其次是中国（0.50），排名第2；德国（0.38），印度尼西亚（0.29），英国（0.25）和加拿大（0.22），排名3～6。中国和美国在国家贡献度、指标A、B、D 上排名基本一致，均是中国第1，美国排名第2、2、2、3；但在国家影响度、指标C 上美国排名第1，中国排名第3、4。该领域只有1 个研究前沿，美国表现活跃，在研究前沿1“土地利用变化背景下橡胶人工林与生态环境”中的热度指数得分排名第1，中国排名第2（表5，表6）。

2.2.3 化学与材料科学领域 在化学与材料科学领域，中国的研究前沿热度指数得分为8.21 分，约是美国的1.8 倍，排名第1，远远超过其他国家，表现非常突出；美国得分为4.58 分，排名第2；法国、德国、泰国和印度得分依次为3.39、3.13、2.66 和2.32，排名3～6。中国除指标C 排名第2外，其余6 个指标均位列第1；其他国家的各指标排名变化较大（表5）。在化学与材料科学领域的10 个研究前沿中，中国有7 个前沿的研究前沿热度指数排名第1，在前沿5、9 和10 排名第3；美国无排名第1 的研究前沿，在前沿1、2、4、9和10 排名第2；法国在前沿3 和9 排名第1，在前沿2、6、7 排名第3；德国在前沿10 排名第1，在前沿5 排名第2；泰国在前沿6 和8 排名第2，在前沿1 排名第3；印度在前沿3 排名第2，在前沿4 和8 排名第3（表6，表7）。

2.3 天然橡胶主要国家在学科领域的科研实力比较分析

2.3.1 各国各指标得分及其排名 在三大学科领域整体层面，从总得分来看，中国和美国研究前沿热度指数分别为9.49 和6.15，国家贡献度分别为 5.23 和2.07，国家影响度分别为4.26 和4.08。从7 个指标的对比可以看出，仅美国的指标C 超过中国，其他5 个国家的各指标得分均低于中国。从排名来看，中国在研究前沿热度指数、国家贡献度、国家影响度，以及指标A、B、D 6 个指标均排名第1，只有指标C 排名第2，而美国排名第1；美国在热度指数、国家贡献度、国家影响度，以及指标A 4 个指标均排第2；法国在热度指数、国家影响度和指标A、C 4 个指标排名第3，而指标D 排名第2；德国有6 个指标排名第4，而指标B 排名第3；泰国的指标B 和国家贡献度排名分别为第2 和第3；印度的指标B 排名第4；马来西亚的各指标排名均较靠后（表8）。指标C代表一个国家发表论文被各国引用的情况，发展中国家的核心论文影响力不如发达国家。分领域来看，在农业与植物科学领域，美国的热度指数为0.88，而中国为0.78；在生态与环境科学领域，美国和中国的热度指数分别为0.70 和0.50；在化学与材料科学领域，中国和美国的热度指数分别为8.21 和4.58，而其他国家的热度指数均较低。因此，综合各指标可看出，在研究前沿位势上，美国与中国仍存在一定差距，而法国、德国、泰国、印度和马来西亚等国则与中国存在较大差距。

2.3.2 各国创新位势比较分析 在三大领域的12 个前沿中，中国在12 个前沿（100.00%）均進入创新卓越位势；美国有7 个前沿（58.33%）处于创新卓越位势，4 个前沿（33.33%）在创新前列，1 个前沿（8.33%）在创新行列；法国有6 个前沿（50.00%）处于创新卓越位势，各有3 个前沿（25.00%）处于创新前列和创新行列；德国和泰国均有3 个前沿（25.00%）处于创新卓越位势，5 个前沿（41.67%）处于创新前列，2 个前沿（16.67%）处于创新行列和创新追赶；印度有3个 前 沿 （ 25.00% ） 处于创新卓越位势， 3 个（25.00%）创新行列前沿；马来西亚有1 个前沿（8.33%）处于创新卓越位势，5 个（41.67%）创新行列前沿；印度和马来西亚均有4 个（33.33%）创新前列和2 个（16.67%）创新追赶前沿。7 个国家均无处于空白状态的前沿。美国和法国的12个（100.00%）前沿均处于创新行列及以上（包括创新卓越、创新前列和创新行列）。德国、泰国、印度和马来西亚均有10 个（83.33%）前沿处于创新行列及以上，只有2 个前沿（16.67%）为创新追赶（表9）。

分领域来看（表9），中国在三大领域均处于创新卓越位势，这3 个领域均是中国的优势领域；农业与植物科学领域，美国和法国均有1 个前沿处于创新卓越，德国和泰国均有1 个前沿处于创新前列，马来西亚有1 个前沿处于创新行列，印度有1 个前沿处于创新追赶状态。生态与环境科学领域，美国和德国均有1 个前沿处于创新卓越，法国、泰国、印度和马来西亚均有1 个前沿均处于创新追赶态势。化学与材料科学领域，处于创新卓越位势的国家前沿数中，美国和法国均有5个，泰国和印度均有3 个，德国有2 个，马来西亚有1 个；处于创新前列的国家前沿数中，美、德、泰、印和马均有4 个，法国有2 个；处于创新行列的国家前沿数中，马来西亚有4 个，印度3 个，法国和德国均2 个，美国和泰国均1 个；德国和泰国均有2 个前沿处于创新追赶状态，马来西亚则有1 个前沿处于创新追赶状态。

3 讨论

本研究通过对天然橡胶主要国家研究前沿的定量数据进行比较分析，结果表明，中国的研究前沿热度指数得分位居全球首位，美国位居第2，法德泰印马排名第3～7。中国在12 个研究前沿上已经处于较高的创新位势，当前的100%研究前沿均已经进入创新卓越位势；美国和法国分别有58.33%和50.00%的研究前沿处于创新卓越，并且分别有41.67%和50.00%的研究前沿处于创新前列和创新行列；德国、泰国、印度、马来西亚与中国、美国、法国在前沿研究上有较大差距，德国、泰国、印度均有25.00%的前沿处于创新卓越，而马来西亚仅有8.33%的前沿处于创新卓越；德国、泰国均有58.34%的前沿处于创新前列和创新行列， 印度和马来西亚分别有58.33%和75.00%的前沿處于创新前列和创新行列；德国、泰国、印度和马来西亚仍分别有16.67%的创新追赶前沿。

中国在不同的学科领域的发展较为均衡，3个学科领域均进入创新卓越状态，这3 个领域是中国当前和未来的优势领域。农业与植物科学领域，美国、法国均进入创新卓越位势，德国、泰国和马来西亚进入创新前列和创新行列水平，而印度仍处在创新追赶状态。生态与环境科学领域，美国、德国均进入创新卓越，法国、泰国、印度和马来西亚仍处在创新追赶状态。化学与材料科学领域，美国和法国均有5 个前沿（50.00%），泰国和印度均有3 个前沿（30.00%），德国有2 个前沿（20.00%），马来西亚有1 个前沿（10.00%）进入创新卓越位势；美国和法国在5 个研究前沿（50.00%）、印度在7 个研究前沿（70.00%）上已经进入创新前列和创新行列。德国在6 个（60.00%），泰国在5 个（50.00%），马来西亚在8 个（80.00%）研究前沿上已经进入了创新前列和创新行列，但仍分别有2 个（20.00%）、2 个（20.00%）和1 个（10.00%）研究前沿仍处在创新追赶状态。

天然橡胶主要国家研究前沿活跃度与各国经济水平密切相关，中国已经成为世界天然橡胶研究的主要国家，在3 个领域均处于较高的创新位势。美国和法国的绝大多数研究前沿处于较高的创新位势，且有50%以上的研究前沿处于创新卓越。作为发达国家的德国，与东南亚主要产胶国泰国、印度和马来西亚的创新位势相近，均有80%以上的研究前沿处于创新行列及以上，但在不同学科领域表现有差异，德国、泰国、马来西亚在农业与植物科学领域表现较好，印度稍落后；德国在生态与环境科学领域表现较好，法国、泰国、印度、马来西亚稍落后；各国在化学与材料科学领域表现均衡，印度略优于德国、泰国、马来西亚。