1.1 氣候變化科學研究熱點的文獻計量分析利用美國Thomson公司開發的分析工具TDA（Thomson Data Analyzer），對過去5年中（20032007年）ISI Web of Knowledge（SCI-E和SSCI數據庫）中收錄的氣候變化科學研究論文進行了分析，以期從另一個側面揭示近5年來國際氣候變化科學研究領域的發展狀況和熱點。1.1.1 國際發展態勢1.1.1.1 發文量年度變化趨勢20032007年，氣候變化科學研究領域共發表研究論文（包括article和review）15146篇，逐年發文量表現出穩定的增長趨勢，年均增速達16.72%（圖1）。這表明國際氣候變化科學研究目前仍處于一個持續的增長階段，還是一門年輕的學科。20032007年，SCIE/SSCI數據庫收錄的我國研究人員發表的論文共922篇，年均發表論文數144篇，年均增長率19.15（圖2）。我國發表文章數量的年均增長率高于國際發文數量的增長率，表明過去5年我國的氣候變化研究受到了更多的關注，發展更為迅速。圖 1 20032007年國際氣候變化科學研究發文量的變化情況圖 2 20032007年中國氣候變化科學研究發文量的變化情況1.1.1.2 重點國家發文情況分析按發文國家統計，20032007年氣候變化領域研究論文發文數量居于前20位的國家依次為：美國、英國、德國、加拿大、法國、中國、澳大利亞、荷蘭、瑞士、西班牙、意大利、瑞典、日本、挪威、俄羅斯、丹麥、芬蘭、南非、新西蘭和比利時。美國在氣候變化研究的發文數量上具有絕對優勢，以5738篇文章遙遙領先其他國家，占氣候變化領域全球論文總量的37.9%。從發文量居于前10位（Top10）的國家近5年發文量隨時間的變化情況來看（圖3），各國的發文量都呈明顯的上升趨勢。無論是從發文量還是從增速而言，美國都遙遙領先其他國家。在Top10國家中，美國、英國、瑞士、荷蘭、德國、澳大利亞等國家的論文篇均被引頻次較高。雖然中國的發文量總量處于第6位，但是從論文的總被引次數、篇均被引頻次、被引論文所占比例幾組數據來看，中國均低于其余9個國家，說明中國在氣候變化領域的影響力尚有一定差距（表1）。表1 20032007年氣候變化領域發文量Top 10國家的論文被引情況發文量排 名國家發文量（篇）總被引次數（次）篇均被引頻次（次/篇）尚未被引論文（篇）被引論文所占比例（%）1美國5738420077.32149873.892英國2514192167.6468772.673德國1505102076.7844170.704加拿大145477205.3142570.775法國102765276.3632868.066中國92229993.2535761.287澳大利亞88059966.8128567.618荷蘭67646726.9119870.719瑞士59246017.7715673.6510西班牙52928865.4617367.30圖3 20032007年氣候變化領域發文量Top 10國家發文量的時間變化情況1.1.1.3 重點機構發文情況分析從發表文章的研究機構分布來看，20032007年發文總數居于前10位的科研機構依次為中國科學院（CAS）、美國科羅拉多大學（Univ Colorado）、美國地質調查局（USGS）、俄羅斯科學院（RAS）、美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）、美國國家大氣研究中心（NCAR）、美國哥倫比亞大學（Columbia Univ）、法國國家科學研究中心（CNRS）、英國氣象局（Met Off）、華盛頓大學（Univ Washington）（圖4）。這10個機構的發文量占總發文量的16.2%。2003-2007年間，中國科學院的歷年發文數量在國際同類研究機構中一直排在第1位，其發文總量也占到中國發文總量的58.4%。圖 4 2003-2007年氣候變化發文量Top10科研機構在這前10個機構中，美國的機構占據6個席位，俄羅斯、法國、英國和中國的機構各占一個席位，除美國的3所大學外，其他7個機構均是各國國家級的研究機構。從表2可以看出，美國NCAR、哥倫比亞大學、英國Met Off、華盛頓大學等機構的論文篇均被引頻次較高（超過10次/篇）。中國科學院的發文總量雖然居于這些科研機構的首位，但是從總被引頻次看，中國科學院排在第7位，從篇均被引頻次看，中國科學院排在第10位，從被引論文數占發文量的比例看，中國科學院排在第9位，與世界頂級科研機構仍有一定差距。表2 20032007年氣候變化領域發文量Top10機構論文被引情況發文量排 名科研機構發文量（篇）總被引次數（次）篇均被引頻次（次/篇）尚未被引論文（篇）被引論文所占比例（%）1中國科學院53817153.1920661.712科羅拉多大學23419148.185377.353美國USGS22618248.075575.664俄羅斯科學院22310134.5410453.665美國NOAA22219258.674679.286美國NCAR210334915.952687.627哥倫比亞大學210242711.564479.058法國CNRS19716758.55472.599英國Met Off197260613.233283.7610華盛頓大學196226411.554079.5920032007年，中國科研機構發文量前5名（第一作者機構）依次為中國科學院、蘭州大學、北京大學、北京師范大學和國家氣象局（表3）。無論是從發文量、發文量的世界排名，還是從占中國發文總量的比例來看，中國科學院均是中國氣候變化研究的引領者。研究型大學也是不可或缺的主力軍，蘭州大學、北京大學、北京師范大學三所高校的發文量占中國發文總量的比例接近20%。蘭州大學是中國唯一一個進入世界氣候變化領域發文量前100的大學，蘭州大學的研究主要涉及孢粉、黃土、湖泊沉積物、穩定同位素等主題領域。北京大學的研究側重氣候突變、氣候變暖和變化環境下的情景預測等方面的研究。北京師范大學的研究涉及氣候突變、孢粉、土地利用變化等主題領域。國家氣象局也是中國發文量較多的國家科研機構，主要關注降水和溫度變化、氣候模型等方面的研究。表 3 發文量前5名的中國科研機構排名機構發文量（篇）占中國總發文總量的比例發文量的世界排名1中國科學院53858.4%12蘭州大學828.9%753北京大學545.8%1274北京師范大學475.1%1575國家氣象局424.6%1781.1.2 學科領域分布根據ISI數據庫對期刊的學科分類來看，20032007年SCIE/SSCI收錄的氣候變化研究論文較多分布在地球科學多學科（Geosciences, Multidisciplinary）、環境科學、生態學、氣象學與大氣科學、自然地理、水資源、多學科科學（Multidisciplinary Sciences）、環境研究、生物多樣性保護、古生物領域等學科領域（圖8）。在林學、能源、生物學、社會學等其他學科領域，也均有氣候變化研究論文分布，突出顯示了氣候變化研究以地球科學為核心，跨自然科學和社會科學的多學科研究特點。圖8 2003-2007年國際氣候變化研究的主要學科分布（單位：%）中國氣候變化研究的學科分布總體上與國際特點保持一致，但也具有自己的研究特色。如中國在地球科學多學科、氣象學與大氣科學、自然地理、多學科科學、地球化學與地球物理學類期刊上的發文率相對國際機構較高，而在環境科學、生態學、環境研究、海洋學類期刊上的發文率相對國際機構較低（圖9、圖10）。圖 9 2003-2007年中國氣候變化研究的主要學科分布（單位：%）圖10 20032007年全球和中國氣候變化研究的學科分布1.1.3 科學熱點分布關鍵詞作為學術文獻的必備要素，能直觀而清晰地反映文獻的研究主題及其特征和發展趨勢等方面的信息。表4列出了20032007年氣候變化領域的研究主題，包括每年最受關注的前3個研究主題和當年新出現的以及主題。由最受關注的研究主題可見，20032007年，氣候變化研究主題的年度變化總體不很明顯，研究熱點主要集中于全新世、古氣候、全球變暖和適應。從關注度增加的研究主題和新出現的研究主題中可以看出，氣候變化研究范圍總體不斷拓展，既有某個學科領域整體的介入和發展，如環境政策、地球化學、水文學和生物地理學等，也有很多具體的研究方法和代用指標的發展，如DOC、孢粉、珊瑚、泥炭、土壤有機物等。通過研究主題的分析，也可以發現國際氣候變化研究在區域上主要集中在北極、中國、南極、加拿大、澳大利亞、歐洲、非洲等地；在時間上主要關注全新世、更新世和第四紀；在研究方法上主要涉及地理信息系統、遙感監測和建模等。表4 20032007年的國際氣候變化研究主題分析年份最受關注的研究主題關注度增加及新出現的研究主題2003holocene，paleoclimate，global warmingDOC，fish，Mars，North America，Environmental Policy，peat，coral，geochemistry，forest management，coral bleaching2004holocene，global warming，paleoclimateadaptative，soil organic carbon，Pleistocene，Little Ice Age，hydrology，peatlands2005holocene，paleoclimate，adaptationadaptation，pollen，diatoms，stable isotopes2006holocene，paleoclimate，global warmingclimate variability，vulnerability，GIS，rainfall，floods，nitrogen，disturbance，boreal forest，simulation，sea-level rise，Australia，population dynamics，paleoecology2007global warming，holocene，paleoclimatemodeling，biogeography，phylogeography，agriculture，sustainability，soil，distribution在對氣候變化領域研究主題進行統計排序的基礎上，得到了氣候變化主題關聯圖（圖6，關聯度取0.075）。可以看出，近5年來，國際上在古氣候和全球變暖方面的研究最多。其中，古氣候與孢粉、同位素、全新世之間的研究關聯程度較高；全球變暖與CO2濃度變化和排放量、碳固定之間的關聯也較好。此外，有關適應、干旱、降水、建模、生物多樣性等的研究也較多，但是它們與其他研究主題的關聯度較差。通過對發文國家的研究主題進行分析，得到不同國家在氣候變化研究領域的關聯圖（圖7，研究主題的相似性）。可以看出，英國、澳大利亞、意大利、荷蘭、瑞士、加拿大在研究主題上具有較強的關聯度。此外，美國、法國、德國也形成了關聯度較強的簇。西班牙、日本、俄羅斯、中國的發文量也靠前，但是與其他國家的關聯度較低，表明這些國家在研究主題更具有相對的獨立性。圖 6 2003-2007氣候變化研究的主題關聯圖 7 20032007氣候變化研究基于主題的國家關聯表5列舉了發文量前4個國家以及中國氣候變化研究最關注的研究主題和特色研究主題。從表中可以看出，5個國家的研究熱點均涉及全新世研究；美國、英國、德國、加拿大在古氣候方面也卓有建樹。此外，美國的研究熱點還包括全球變暖、冰芯、黃土、樹輪、多年凍土、寒帶森林、珊瑚等；英國更關注適應、建模、氣候的影響、溶解有機碳、泥炭、生物多樣性和硅藻等方面的研究；物候學、土地利用、湖泊沉積物是德國的研究熱點，并重點在歐洲、北海、波羅的海、中歐開展研究；加拿大的熱點涉及北極、硅藻、適應、寒帶森林和黑云杉方面的研究；而中國主要集中開展全新世、古氣候、降水、溫度、孢粉、湖泊沉積物、人類影響和青藏高原等領域的研究。表 5 部分重要國家研究主題分析國家最受關注主題詞特色主題詞美國paleoclimate ，holocene，global warming，carbon dioxide，temperaturepaleoceanography，drought，modeling，ice cores，loess，carbon balance，coral，greenhouse effect，stable isotope，climate variability，carbon cycle，biogeography，ENSO，arctic，GIS，fire，China，Canada，California，conservation，land use，pleistocene，Kyoto Protocal，remote sensing，phylogeography，agriculture，Antarctic，nitrogen，disturbance，boreal forest，North America，monsoon，biodiversity，carbon sequestration，uncertainty，carbon，vegetation，photosynthesis，grass，permafrost，sea-level rise，methane，population dynamics，mitigation，oxygen isotopes，tree rings，carbon isotopes，enviroment，productivity，dispersal，elevated CO2，el Nino，sea ice，climate model，charcoal，Alaska，deforestation，air pollution，evapotranspiration，USA，net primary productivity英國holocene，temperature，modeling，adaptation，paleoclimateEurope，Antarctic，DOC，climate impacts，uncentainty，floods，extinction，late Quanternary，palaeolimnology，North Atlantic，peat，thermohaline circulation，North Sea，UK，biodiversity，diatoms，sea-level rise，modeling德國paleoclimate，holocene，phenology，land use change，lake sedimentsEurope，paleoceanography，lake sediments, late Quanternary，North Sea，Baltic Sea，Central Europe，climate change impacts加拿大arctic，holocene，temperature，adaptation，diatomsCanada，arctic，boreal forest，impact，hydrological modeling，forest fires，British Columbia，black spruce中國China，holocene，precipitation，human impact，Tibetan PlateauChina，South China sea，East Asian Monsoon，human impact，Tibetan Plateau，loess，附件1 國際上發表氣候變化研究論文最多的期刊期刊名稱發文數（篇）出版國2006年期刊影響因子Geophysical Research Letters496美國2.602Global Change Biology385英國4.339Climatic Change364荷蘭2.459Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology279荷蘭1.822Journal of Climate272美國3.419Journal of Geophysical Research-Atmospheres260美國2.800Quaternary Science Reviews249英國4.113Holocene178英國2.000Climate Dynamics171德國3.344Global and Planetary Change162荷蘭2.060Energy Policy156英國1.362International Journal of Climatology153英國2.332Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unites States of America152美國9.643Earth and Planetary Science Letters142荷蘭3.887Quaternary Research135美國2.319Journal of Hydrology127荷蘭2.117Ecological Modelling120荷蘭1.888Nature116英國26.681Journal of Biogeography115英國2.878Science113美國30.028注：根據2003-2007年所發表的氣候變化論文數量排序。附件2 2003-2007年氣候變化領域的高被引頻次文章（被引次數高于100次）1 被引用616次，Parmesan, C, Yohe, G. A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature, 2003, 421: 37-42.2 被引用472次，Root, TL, Price, JT, Hall, KR, et al. Fingerprints of global warming on wild animals and plants. Nature, 2003, 421: 57-68.3 被引用460次，Thomas, CD, Cameron, A, Green, RE, et al. Extinction risk from climate change. Nature, 2004, 427: 145-148.4 被引用393次，Rayner, NA, Parker, DE, Horton, EB, et al. Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century. Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 2003, 108(D14): doi:10.1029/2002JD002670.5 被引用256次，Hughes, TP, Baird, AH, Bellwood, DR, et al. Climate change, human impacts, and the resilience of coral reefs. Science, 2003, 301: 929-933.6 被引用212次，Nemani, RR, Keeling, CD, Hashimoto, H, et al. Climate-driven increases in global terrestrial net primary production from 1982 to 1999. Science, 2003, 300: 1560-1563.7 被引用194次，Luterbacher, J, Dietrich, D, Xoplaki, E, et al. European seasonal and annual temperature variability, trends, and extremes since 1500. Science,2004, 303: 1499-1503.8 被引用182次，Sitch, S, Smith, B, Prentice, IC, et al. Evaluation of ecosystem dynamics, plant geography and terrestrial carbon cycling in the LPJ dynamic global vegetation model. Global Change Biology, 2003, 9(2): 161-185.9 被引用176次，Webster, PJ, Holland, GJ, Curry, JA, et al. Changes in tropical cyclone number, duration, and intensity in a warming environment. Science, 2005, 309: 1844-1846.10 被引用173次，Pearson, RG, Dawson, TP. Predicting the impacts of climate change on the distribution of species: are bioclimate envelope models useful? Global ecology and Biogeography, 2003, 12(5): 361-371.11 被引用159次，Guisan, A, Thuiller, W. Predicting species distribution: offering more than simple habitat models. Ecology Letters, 2005, 8(9): 993-1009. 12 被引用156次，Platnick, S, King, MD, Ackerman, SA, et al. The MODIS cloud products: Algorithms and examples from Terra. 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