3.3 科研效率
2016年, 中国在5个农业、工程类学科的重要成果产出效率高于世界基线, 其余17个学科的重要成果产出效率低于世界基线。
重要成果份额揭示了各国重要成果的产出效率。为了比较各国不同学科的重要成果产出效率, 本报告采用了归一化之后的重要成果份额指标 (算法见指标说明) 。图6展示了部分科技强国与新兴科技国家22个学科的相对重要成果份额, 基线为世界均值。对于某个国家而言, 当该国在A学科的相对重要成果份额大于1时, 说明该国在A学科的重要成果产出效率大于该学科的世界平均水平, 反之说明低于世界平均水平。
观察中国各学科的指标得分可以看出:在全部22个学科中, 中国有5个学科的指标得分大于1, 说明这几个学科中国的重要成果产出效率高于世界平均水平。其中, 农业、林业和渔业及兽医学2个研究规模较小的农业学科的产出效率最高, 指标得分超过1.5;除上述两个学科外, 环境生物技术、化学工程和机械工程的指标得分也超过1。其余工程类学科的重要成果产出效率也接近世界基线, 位于各学科前列。生命科学相关学科的重要成果产出效率相对较低, 健康医学指标得分仅为0.44, 临床医学、基础医学、生物学等学科的指标得分均不足0.3。
前文的分析中提到, 在论文数量指标方面, 工程类学科是中国的优势学科, 而生命科学相关学科则表现相对弱势。各学科重要成果份额指标的分析表明, 工程领域的优势学科不仅在论文数量上具有优势, 在重要成果产出效率方面也同样表现出色, 而“弱势”学科则在科研规模和重要成果产出效率方面都有较大的提升空间。
图4 2016年科技强国与新兴科技国家22个学科引文的世界份额 (%)
注:图中数字所代表的学科见表4。
表4 图4中数字序号对应学科
图5 2016年中国、美国22个学科重要成果的世界份额 (%)
在其他新兴科技国家中, 韩国多数学科的重要成果产出效率与中国类似, 在农业、林业和渔业及机械工程等4个学科的相对重要成果份额超过1;印度和巴西的多数学科重要成果产出效率不及中国, 两个国家各有2个学科的重要成果本国份额高于世界基线。
观察科技强国美国、英国、德国和法国的数据, 这些国家绝大多数学科的重要成果本国份额高于世界基准线, 具有较高的重要成果产出效率。
2016年, 中国在22个学科中有13个学科的篇均引文高于世界基线, 其中, 兽医学、纳米技术和环境工程的篇均引文列前3位。
图6-1 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——中国
图6-2 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——韩国
图6-3 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——巴西
图6-4 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——印度
图6-5 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——美国
图6-6 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——德国
图6-7 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——英国
图6-8 2016年科技强国与新兴科技国家的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界均值) ——法国
篇均引文指标揭示了论文学术影响力的产出效率。为了比较各国不同学科的篇均引文, 本报告采用了归一化之后的篇均引文指标 (算法见指标说明) 。图7展示了部分科技强国与新兴科技国家22个学科的相对篇均引文, 基线为世界均值。对于某个国家而言, 当该国在A学科的相对篇均引文大于1时, 说明该国在A学科的学术影响力效率大于该学科的世界平均水平。反之说明低于世界平均水平。
从图7可以看出:2016年, 科技强国绝大多数学科的篇均引文超过了世界基线。例如美国全部学科的篇均引文指标大于1, 英国仅有1个学科低于世界均值。而新兴科技国家则多数学科的相对篇均引文指标小于1, 说明这些国家多数学科的篇均引文低于世界平均水平。例如韩国有19个学科、巴西全部学科、印度有16个学科的篇均引文低于世界均值。
中国篇均引文指标的表现整体优于韩国、巴西、印度等新兴科技国家。在全部22个学科中, 13个学科的篇均引文高于世界基线。其中, 工程类学科具有相对优势, 除机械工程外, 工程类学科篇均引文指标都超过了世界基准线。中国共有9个学科的篇均引文小于1, 学科的影响力效率尚未达到世界平均水平。这9个学科分布在生命科学领域 (生物学、基础医学、临床医学) 、物理与天文科学、数学等学科。其中, 数学的相对篇均引文仅为0.7, 指标得分在22个学科中最低。
横向比较中国与美国、英国等科技强国的篇均引文指标可以看出, 一方面, 中国高于世界基线的学科数量远远小于科技强国;另一方面, 中国高于世界基线的学科指标得分也普遍低于科技强国:中国的得分范围为1.04~1.32, 美国为1.02~1.72, 英国为1.12~1.76。可见, 中国在影响力产出效率方面与科技强国还存在显著差距 (见图7) 。
图7-1 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——中国
图7-2 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——韩国
图7-3 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——巴西
图7-4 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——印度
图7-5 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——美国
图7-6 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——英国
图7-7 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——德国
图7-8 2016年科技强国与新兴科技国家的相对篇均引文 (篇均引文/世界均值) ——法国
从重要成果的主导性看, 除化学工程外, 中国在动物和乳品科学、工程类学科的主导性接近或略高于世界平均水平。临床医学等3个生命科学领域的学科得分均不足0.5, 说明其在重要成果中的主导作用相对较弱。
通讯作者论文的份额揭示了科研活动中发挥主导作用成果的产出效率。为了比较不同学科重要成果中通讯作者份额的差异, 本报告采用了归一化后的通讯作者份额指标 (算法见指标说明) 。图8展示了部分科技强国与新兴科技国家22个学科的相对通讯作者份额, 基线为各国相应学科全部论文中通讯作者所占份额。对于某个国家而言, 当该国在A学科的相对通讯作者份额大于1时, 说明该国在A学科通讯作者在重要成果发挥的主导作用要强于本国均值。反之说明弱于本国均值。
对比图8的数据可以看出, 科技发达国家的指标得分普遍高于新兴科技国家。如:美国多数学科重要成果的通讯作者份额大于其全部论文中通讯作者份额。在个别学科, 如兽医学、农业、林业与渔业、物理与天文科学, 美国科研人员的重要成果主导性不及全部论文。英国、法国和德国超过一半学科的相对通讯作者份额在0.8以上。而新兴科技国家一半以上的学科指标得分不足0.7。与新兴科技国家相比, 科技强国在重要成果上占据更多的主导地位。
分析中国各学科的相对通讯作者份额:动物和乳品科学略高于1, 电气与电子工程、化学工程等工程类学科在0.9~1之间, 表明这些学科的重要成果通讯作者率与全部论文差别不大。临床医学、基础医学、生物学是中国相对通讯作者份额最低的3个学科, 指标得分不足0.5, 反映了中国科研人员在生命科学领域学科重要成果中的主导作用相对较弱 (见图8) 。
3.4 六指标的贡献力
规模指数和效率指数分别由3个指标构成, 对于不同国家而言, 各指标对综合指数得分的贡献程度有所不同。本报告将指标对综合指数的贡献程度定义为贡献力。分析各指标对规模指数和效率指数贡献力的区别, 有助于针对性地发现中国科研规模与科研效率中存在的问题。
2016年, 中国规模指数分值中论文数量指标贡献了43%, 论文数量优势是中国规模指数得分的主要推手, 但影响力相关指标的贡献率呈上升趋势。
从各指标对规模指数的贡献来看, 科技发达国家与新兴科技国家表现出不同的特征:对于科技发达国家而言, 引文数量和重要成果数量指标对综合规模指数的贡献较大。例如, 2016年美国的规模指数得分 (20.24) 中有75.5%来自这两个指标 (15.4) , 只有24.5%的得分 (4.97) 源于论文数量。而以中国为代表的新兴科技国家的表现则正好相反, 例如:论文数量指标 (4.80) 对中国的规模指数得分 (11.17) 的贡献为43%, 其他2个指标——引文数量和重要成果数量得分之和 (6.37) 仅占规模指数总得分的57%。与2015年的数据相比[1], 中国论文数量的贡献率下降了2个百分点, 相应的表征影响力的指标 (引文数量与重要成果数量) 的贡献率由54.8%上升至57%。
图8-1 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——中国
图8-2 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——韩国
图8-3 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——巴西
图8-4 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——印度
图8-5 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——美国
图8-6 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——英国
图8-7 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——德国
图8-8 2016年科技强国与新兴科技国家的相对通讯作者份额——法国
以上数据分析表明, SCI论文数量是中国获得较高规模指数分值的主要推手, 而引文数量和重要成果数量对规模指数的贡献不及论文数量。从发展的角度看, 中国影响力相关指标的贡献率较之上一年度呈上升趋势, 说明中国科研成果的影响力在进步之中 (见表5和图9) 。
2 0 1 6年, 篇均引文指标 (3 9.9%) 对中国效率指数的数值贡献最高, 重要成果份额指标贡献率最低 (28.7%) 。
从各指标对效率指数的贡献来看, 科技发达国家与新兴科技国家表现出不同的特征:对于美国等科技发达国家而言, 重要成果份额指标、篇均引文指标、通讯作者份额指标对效率指数的贡献力依次递减, 贡献率范围分别为39.5%~45.6%、30.9%~33.5%和30%以下。
表5 2016年样本国家/地区归一化的论文数量指标、引文数量指标、重要成果数量指标、规模指数
图9 2016年科技强国与新兴科技国家各指标对规模指数的贡献率
图1 0 2016年科技强国与新兴科技国家各指标对效率指数的贡献率
与科技强国相比, 新兴科技国家的篇均引文指标贡献率最高, 通讯作者份额指标次之, 重要成果份额指标的贡献率低于前两个指标。以中国为例, 中国的篇均引文指标贡献率为39.9%, 通讯作者份额指标为31.4%, 重要成果份额为28.7% (见表6和图10) 。这说明中国科研论文的整体学术影响力较高, 但重要成果的产出效率仍有待加强。
表6 2016年样本国家/地区归一化的重要成果份额指标、篇均引文指标、通讯作者份额指标、效率指数 下载原表
表6 2016年样本国家/地区归一化的重要成果份额指标、篇均引文指标、通讯作者份额指标、效率指数
4 结语
本报告对中国SCI论文的分析显示:2016年, 中国的规模指数继续保持上升趋势, 仅次于美国, 远远领先于其他国家, 稳坐世界第二把交椅。在效率指标的表现上, 近3年中国的指标分值变化不大, 进步相对缓慢, 位列世界第12位, 与科技强国仍存在显著差距。
在学科层面上, 2016年, 中国工程领域继续保持领先优势, 无论是科研规模还是科研效率, 工程类学科的分值均高于其他学科。与2015年相比[1], 生命科学领域各学科的产出规模扩张迅速, 但其影响力规模、重要成果规模以及效率指标的分值仍然落后于其他学科, 生命科学在整个学科体系中依然处于相对弱势地位。
从6个指标对于综合指数的贡献力看, 尽管论文数量仍然是中国规模指数居世界第2位的主要推手, 但与2015年的数据相比[1], 影响力相关指标 (引文数量、重要成果数量) 的贡献率呈现出上升的趋势, 表明中国SCI论文在整体影响力及重要成果产出规模方面取得了一定的进步。从构成中国科研效率指数的3个指标看, 2016年, 中国篇均引文指标对产出效率的贡献最大, 通讯作者份额次之, 重要成果份额贡献率最低。而科技强国普遍表现出重要成果份额贡献率最高的特征。中国需进一步提升重要成果的产出效率。
数据分析表明, 中国目前仍处于科研规模迅速扩张, 科研效率相对滞后, 规模增长与科研质量提升不同步的发展阶段。这是新兴科技国家科技发展过程中的必经之路。然而, 科研规模的扩张终将受到科技资源“增长极限”的制约, 科研效率的提升才是新兴科技国家增强科技创新能力的关键要素。未来, 在科研规模扩大的基础上, 中国科技界应加强原创性、突破性研究成果的产出, 进一步提升研究工作的科学价值。
附表1 22个学科重要期刊列表
附表1 22个学科重要期刊列表
注:重要期刊为重要成果来源数据, 重要期刊列表来自于国内相关学科专家。
附表42 0 1 6 年样本国家/地区2 2 个学科的SCI引文数量
附表62 0 1 6 年样本国家/地区2 2 个学科的重要成果数量
附表72 0 1 6 年样本国家/地区2 2 个学科的重要成果世界份额 (%)
附表82 0 1 6 年样本国家/地区2 2 个学科的相对重要成果份额 (重要成果份额/世界基线)
附表92 0 1 6 年样本国家/地区2 2 个学科的相对篇均引文 (篇均引文/世界基线)
附表1 02 0 1 6 年样本国家/地区2 2 个学科的相对通讯作者份额 (重要成果的通讯作者份额/全部论文的通讯作者份额)
参考文献：
[1]岳婷, 杨立英, 翟琰琦, 等.中国SCI论文统计报告2016[J].科学观察, 2017, 12 (1) :1-32.
《2017中国SCI论文统计报告 》 附报告论文PDF版下载：
http://www.lunwensci.com/uploadfile/2018/0729/20180729064005958.pdf
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