全球海洋科学研究报告： 可持续性问题增加了研究紧迫性 Ross Potter，Brodie Pearson 作者简介 Ross Potter 是科学信息研究所（ISI） Brodie Pearson 是 俄 勒 冈 州 科 瓦 学术研究经验，包括在德克萨斯州 授。 他 使 用 计 算 机 模 型 进 行 海 洋 的高级数据科学家。他拥有丰富的 休斯顿的美国宇航局月球和行星研 究所以及布朗大学进行博士后研 究。ORCiD：https://orcid.org/00000002-1338-5910。Web of Science ResearcherID： R-3590-2019。 利斯市俄勒冈州立大学的助理教 混合的物理学研究，最近成为政府 间 气 候 变 化 专 门 委 员 会（IPCC） 第 六 次 评 估 报 告 工 作 组 的 一 员。 ORCiD：https://orcid.org/00000002-0202-0481。Web of Science ResearcherID：T-8893-2019。 基于过去，展望未来 科学信息研究所简介 科睿唯安的科学情报研究所 （ISI）TM 半 赖以建立的基础。ISI 通过活动、 研信息的收集和整理。如今，它 知识传播，并开展研究，以维护、 个多世纪以来一直引领着全球科 依然致力于推动科研诚信，同时 改善科学信息的检索、解释和使 用。 ISI 负责维护公司知识库，这 是 Web of Science™ 引文索引数据 库及其相关信息、分析内容与服务 出版物、以及会议等形式对外进行 扩展和改进知识库。想了解更多信 息， 敬 请 访 问 www.clarivate. com/ webofsciencegroup/solutions/ isiinstitute-for-scientificinformation/ ISBN 978-1-7395906-0-4 封面图片：冰冷的海浪冲刷着冰岛的黑沙滩。 摄影师：Luka Lajst 摘要 • 这项海洋科学分析是我们十年来 的第一份特定学科领域报告。 • 鉴于海洋领域的多学科性质，我 加了四倍，主要原因是中国对太 Benchmarking & Analytics™ 引 文 • 一增长十分显著，可能与 2015 学相关的论文，并分别确定了 年提出的联合国可持续发展目标 10 多万篇与特定海洋盆地有关 有关。气候变化等其他引文主题 的论文。在大型知识库中，两个 的增长也可能与可持续发展目标 最突出的 Web of Science 学科类 小范围选择中，根据论文级分类， 最突出的中观层面引文主题是海 洋生物学（35%）和海洋学、气 象学和大气科学（25%）。 1 重要合作。但除南非以外，撒哈 明了微塑料研究呈现惊人的增长 拉以南非洲极少发表相关论文。 海洋科学研究基础设施的建设或 运营往往需要外部伙伴关系。致 力于实现可持续发展目标，可能 会推动这种伙伴关系（图 6）。 和 科 研 活 动。2015 年 以 来， 这 我们收集了近 75 万篇与海洋科 的意图有关。 • 美国在海洋盆地研究中所占的份 额与其在世界所占的总体份额一 致。然而，在 21 世纪初美国占 据研究论文产出的主导地位，以 及其他 G7 成员国发表的论文， 已被中国大陆快速增长的研究论 且至关重要的是，其包含与处于 （如新喀里多尼亚、百慕大）的 引文主题数据的两种不同分析说 基因编辑）掀起的科学研究热潮 研究人员的地理分布。 海洋研究是全球性的研究课题， 海洋科学前沿的岛屿国家和领土 超导或过去十年中 CRISPR（如 和南大洋），揭示了海洋科学和 均占 16%）。在关于海洋盆地的 • 联想起 20 世纪 80 年代后期高温 冰洋、大西洋、印度洋、太平洋 及地球科学，多学科（两个学科 关注太平洋（表 2）。 趋势，研究论文数量激增，让人 我们特别关注五大海洋盆地（北 别分别是海洋与淡水生物学、以 伊朗重点关注印度洋；中国重点 平洋研究的崛起（图 1）。 主题）和自定义目标关键词的检 • 俄罗斯重点关注北冰洋；印度和 倍，而太平洋的研究论文产出增 科类别）、论文级聚类（InCites • Science 的 总 体 增 幅（Web of 家有明确的海洋盆地研究重点： 文 增 加 了 三 倍， 高 于 Web of 海洋的海洋盆地研究也增加了三 期刊的定义（Web of Science 学 之间发表的海洋科学研究论文。 文数量所取代（图 5）。一些国 Science 增加了两倍半）。所有 们使用了混合方法，包括基于 索条件，评估 2000 年至 2020 年 在此期间，海洋科学的研究论 • 所有关于海洋盆地的机构产出论 文均由国家级科学院（如俄罗斯、 中国）或研究机构（如美国国家 海洋和大气管理局【NOAA】、 英国南极调查局）牵头编制，这 从侧面说明了海洋科学研究高度 专业化，并且依赖于基础设施（表 3）。 简介 海洋覆盖了大约 70% 的地球表面， 海洋也是快速增长的蓝色经济的核 沟约 11000 米。（相比之下，珠穆 运输业等领域提供了数千万个就业 而且最终深达太平洋的马里亚纳海 朗玛峰的高度“仅”约 9000 米。） 无论是为沿海地区提供食物的鱼类， 还是为我们呼吸提供大量空气的植 物（至少 50% 的光合作用发生在海 洋中），地球上的大多数生物都生 活在海洋之中。海洋还通过与大气 交换大量热能和气体（如二氧化碳 和氧气），或通过海洋条件对极地 冰命运的影响（极地冰将大量温暖 的阳光反射回太空，并提供必要的 栖息地），来调节地球气候变化。 心区域。蓝色经济在渔业、旅游业、 岗位，GDP 规模达到数万亿美元。 为了确保蓝色经济可持续发展，我 们必须了解不断变化的海洋，以及 海洋生态系统中所包含的化学和生 物学相关研究。 为了实现必要的平衡，诸如解决气 候变化造成的损害和人类活动的其 他后果，同时保持蓝色经济的渔业 和其他重要组成部分的可持续利用， 将成为一项核心任务，必须以广泛 而准确的海洋科学为依据。 “把这颗显然是海洋星球的行星称为地 球是多么不恰当啊。” 2 阿瑟 · 克拉克 数万年以来，人类一直在部分海域 传统海洋科学领域（生物、化学、 防】和大幅【减少】各类海洋污染， 要了解全球海洋，需要获得关于浩 增长以及气候和海洋系统的加速变 海洋废弃物污染和营养盐污染；以 航行和捕鱼谋生。但事实证明，若 瀚深海在不同的时间和地点的信息， 因而更具挑战性。作为一个研究领 域，现代海洋科学诞生于 100 多年 前。当时，随着远洋船舶数量不断 增加，以及能够探索极地区域的特 种船舶不断发展，从而可以收集全 球海面数据。而这个研究领域后来 随着声波探测和潜水仪器等海底探 测技术发展的而更加完善。这些工 具可以测量海洋水深和次表层水， 探索深海生命的存在以及数百万年 来的大陆板块运动。 海洋科学在过去 50 年持续发展，取 得了两项特别重大的进展。首先， 科学家开发了模拟海洋物理、化学、 生物和地质过程的计算机模型。这 些模型用于分离和理解难以观测的 过程，生成有关复杂系统的数据， 并预测海洋、大气和地球系统其他 耦合组件的未来状态。 其次，已经发射可以远程观测海洋 表面的卫星，可以在全球范围测量 从地表水的温度和运动到近地表叶 绿素（小型植物生命的代表）的数 量等各种特性。 1 https://www.oceandecade.org/ 3 地质和物理）的演变、蓝色经济的 化同时进行。这些研究领域交叉融 合，推动联合国大会于 2017 年宣布 《联合国海洋科学十年行动计划》。 1 预计该计划将持续到 2030 年，其使 命是利用变革性的海洋科学，确保 可持续的海洋发展。 具体而言，该计划的目标成果包括 开拓清洁、有复原力和多产、安全 和可预测的海洋，以及开放和公平 地获取数据、信息和技术。除了开 发针对具体区域的知识外，该计划 的成果还需要全球海洋科学家共同 努力，对全球海洋进行量化。 《联合国海洋科学十年行动计划》 是联合国《2030 年可持续发展议程》 的几个计划之一，其核心是 2015 年 引 入 的 17 个 行 为 召 唤 目 标：“ 到 2030 年为所有人和世界实现更美好 和更可持续未来的蓝图”（《联合 国海洋科学十年行动计划》使命宣 言）。 “可持续发展目标 14：水下生物” 专门处理海洋问题，更有效地保护 和管理遭到严重滥用的海洋资源。 确定的目标包括“到 2025 年，【预 特别是陆上活动造成的污染，包括 及“到 2030 年，【增加】小岛屿发 展中国家和最不发达国家通过可持 续利用海洋资源获得的经济收益， 包括可持续地管理渔业、水产养殖 业和旅游业。” 这是我们十年来的第一份特定学科 领域报告，发布之际正值海洋科学 发展的关键时刻。我们利用文献计 量数据和分析，确定了所有海洋盆 地的现有和新兴研究领域，以及当 前的合作途径。这项研究使我们能 够确定国际海洋科学合作中的差距 和趋势，包括中国大陆的崛起和全 球合作网络中撒哈拉以南非洲的缺 失。这些信息对于海洋科学界的有 效发展和“可持续发展目标 14：水 下生物”的最终实现至关重要。 文献计量研究 在过去几十年中，海洋科学已经引 影响力的证据。这些指标通常会加 的许多主题：海洋酸化；多种类型 家的关注，这些社会科学家通常使 份比较。关于研究领域的文献计量 色经济兴起；捕捞、渔业和可持续 起文献计量学家和 / 或科学计量学 用期刊文献的定量分析来描述研究 领域的规模、范围和趋势。这些分 析人员还可以发现关键参与者，如 国家、机构、个人、资助者和期刊。 简而言之，论文是研究成果的代表， 论文引用则是影响、可见度和学术 以调整或标准化，以便跨领域和年 数据结合领域专家的解读， 会使得 分析结果受益匪浅更有意义，本报 告的作者身份也体现如此。 正如所预期的那样，在海洋科学广 泛和多层面的领域中，文献计量学 方法产生了海洋学相关论文所确定 数据收集：多种选择 的南极研究；生物多样性研究；蓝 性；全球变化和未来海洋；海洋保 护区和空间规划；海洋工程和发电； 海洋文化的概念；遥感；以及对活 跃在该研究领域的国家、机构及特 定期刊的分析。 在本报告中，我们使用不同的方法 为 了 进 行 比 较， 我 们 接 下 来 使 用 最后，我们从与五大海洋盆地相关 每种方法都有自己的视角和关注程 引文