从杂交水稻知识图谱看该学科的学科结构和著者群体

从杂交水稻知识图谱看该学科的学科结构和著者群体_基于引文分析可视化的知识图谱构建研究

5．4．1　从杂交水稻知识图谱看该学科的学科结构和著者群体

鉴于由著者同被引分析生成的学科知识图主要通过著者影响力考察整个学科的发展结构，前文已经讨论过，进行同被引分析时，不经转化或标准化处理采用原始同被引频次更能表现出高影响力著者在整个学科中的核心地位，本研究对4个原始同被引频次数据矩阵不予转换，应用KNOT软件直接采用前文已介绍的寻径网络算法计算著者之间的距离，分别生成了中国杂交水稻研究的学科知识图，为了区别起见，分别把它们称作图A（图5-1）、图B（图5-2）、图C（图5-3）和图D（图5-4）。

相对于国内应用多维尺度分析进行著者同被引分析图示的尝试，采用原始同被引频次和PFNET技术生成的学科知识图的最大优点，就是将作者视为节点，节点间的路径反映了作者与作者之间的同被引强度和关系。当许多作者与某个核心作者同被引强度很高时，专业分支自动形成，无需单独的聚类程序。从图中可以很容易地看出作者之间的关系和结构。

（1）杂交水稻育种研究学科知识图A

图5-1是由“同被引矩阵A”生成的由杂交水稻育种研究的59个国内著者组成的学科知识图，称作“杂交水稻育种研究学科知识图A”。为了生成的图的简洁和便于观察，在图中以序号代表著者姓名，序号和姓名对照详见表5-8。按照寻径网络算法生成的著者同被引可视化图的一个最大特点就是，在图的中心位置的作者一般是在整个学科中做出了开创性的工作，奠定了学科的基础；而在整个版图中远离中心比较孤立突出的著者，一般是因为在学科的某一特定的研究方向以他们的独到见解而著名^［12］。从图中我们很容易能够看出，袁隆平（节点44）居于整个图的中心位置，充分显示了袁隆平在整个杂交水稻育种这一学科中的中心地位。以其为中心，又以一些有影响力的著者为中心，形成了分支学科节点群，比较明显的有：朱庆森（节点34）；朱英国（节点37）；周开达（节点39）；钱前（节点47）；陈洪（节点51）；程式华（节点52）。

图5-1　杂交水稻育种研究学科知识图A（计合著者）

表5-8　学科知识图A的主要著者和节点号对照表

（黑体的为学科分支核心著者）

著者的学科和研究方向的分类归属终究是由其发表的具有较强影响力的文献来决定的。为了考察这些著者所代表的学科，根据附表1的内容，我们把图中各主要分支学科的中心著者和与他们直接相关的著者的高被引论文的题名列成表5-9，在姓名前边加“＊”的著者是同时与多个分支学科有联系的著者，属于跨研究方向的研究人员。从表中可以看出，同一个学科分支的著者的论文题目具有很强的相关性和相似性，据此，我们可以概述杂交水稻育种研究的各主题研究方向：

①以周开达（节点39）为代表的研究杂交水稻品质性状和产量性状的遗传规律研究。在这方面跟其具有共同研究方向的还有蒋开锋（节点55）、符福鸿（节点31）、李仕贵（节点30）、马玉清（节点26）、李平（节点41）、何光华（节点56）、齐绍武（节点18）。其中，李仕贵分别和李晶炤（节点8）、陈升（节点6）有较强的联系；李平分别和段咏新（节点29）、陈升（节点6）有较强的联系，说明这几个著者之间的研究具有一定的相似性。

②以朱庆森（节点34）为代表的研究杂交水稻的籽粒发育与高产研究，跟其具有共同研究方向的同时又有直接联系的有曹显祖（节点1）、黄见良（节点2）、徐秋生（节点10）、戚昌瀚（节点12）、徐仁胜（节点28）、段俊（节点53）、王永锐（节点48）、石庆华（节点49）。其中石庆华和段俊与其他专业方向的著者还有直接的联系。

③以朱英国（节点37）为代表的从分子角度研究杂种优势的遗传规律，跟其具有共同研究方向并具有直接联系的有许仁林（节点15）、李传友（节点21）、段世华（节点54）、刘殊（节点32）、陆士伟（节点14）。其中，刘殊和陆士伟属于典型的跨研究方向的两位著者，因为他们还同属于方向⑥“基因定位和种子纯度测定”这一研究学科。

④以程式华（节点52）为代表的研究新的育种方法，与其密切相关的有李霞（节点19）、曹立勇（节点43）、孙宗修（节点58）。

⑤以钱前（节点47）为代表的主要研究杂种优势的基因定位和测定，与其具有共同研究方向的有詹庆才（节点20）、李云海（节点42）、庄杰云（节点40）。

⑥以陈洪（节点51）为代表的研究种子纯度测定和基因定位，与其方向相似的有刘殊（节点32）、陆士伟（节点14）。

通过表5-8我们可以看出，第⑤和第⑥两个研究分支非常相似，基本上可以概括为杂交种的基因定位和纯度测定，这从图中也可以看出来，因为钱前和陈洪具有直接的联系，他们彼此可以互为看做是对方研究方向的一个节点。

表5-9　学科分支主要著者和代表论文

（黑体是中心著者）

（续表）

（续表）

（2）杂交水稻育种研究学科知识图B

图5－2是由“同被引矩阵B”的数据生成的杂交水稻育种学科知识图，这里称作“杂交水稻育种研究学科知识图B”，其节点号对应的作者详见表5－10。由于“同被引矩阵B”中的数据是只计算这些著者作为第一著者时的同被引频次，因此著者的影响力和关系只由他们作为第一著者的论文来决定。在该图中，袁隆平（节点1）虽然仍然处于中心位置，表现出了他的核心地位，但专业分支及著者在专业分支中的地位没有图A那么清晰和鲜明。根据该图，我们可以分辨出比较明显的分支核心著者，分别是廖伏明（节点4）、周开达（节点23）和李云海（节点29）。通过与图A对比可以看出，虽然一些分支学科的核心著者发生了一些变化，但是如果忽略著者个人位置的变化，两个学科知识图揭示的学科结构有很多相通之处。例如，不论是在图A和图B中，均直接围绕在袁隆平周围的有张惠廉、傅相全、卢兴桂、王三良、潘熙淦、廖伏明、朱庆森、周开达等著者，通过查询附表1中各著者的代表文献题名，可以看出这些著者主要是从不同角度研究杂交水稻的产量问题。

图5-2　杂交水稻育种研究学科知识图B（只计第一作者）

表5-10　学科知识图B的主要著者和节点序号对照表

（黑体为分支学科核心著者）

在学科分支揭示方面，图A和图B比较明显的不同点是，在图A中廖伏明并没有显示出其中心地位，但在图B中作为较明显的核心著者构成了杂交水稻品质研究这一学科分支研究，在廖伏明周围的有齐绍武、汤圣祥、马玉清、李仕贵，同时与另一个核心著者周开达具有直接的联系，而在周开达周围的著者主要有符福鸿、蒋开锋等，他们共同组成了一个杂交水稻品质研究的阵营。

根据图B的整个版图，可以把整个杂交水稻育种研究分为两大集团：一个是以李云海（节点29）和彭锁堂（节点7）为代表的应用现代分子技术进行标记育种研究；另一个是以袁隆平（节点1）、廖伏明（节点4）、周开达（节点23）、潘熙淦（节点36）为代表的以传统手段研究杂交水稻的产量、品质等性状。

（3）杂交水稻育种研究学科知识图C

图5-3是对“同被引矩阵C”进行分析后形成的“杂交水稻育种研究知识图C”，其节点号对应的作者详见表5-11。从该图中可以看出，除了袁隆平（节点22）居于中间外，其他著者都散乱地位于整个图的边缘，著者与著者之间没有表现出明显的关系的远近，无法直接辨别杂交水稻的分支研究方向。尽管如此，我们仍可以从图中看出，几个研究杂交水稻品质育种的著者如齐绍武（节点21）、汤圣祥（节点35）、李仕贵（节点9）相对距离较近，在一个区域；用现代手段例如分子技术等进行杂交水稻育种研究的李云海（节点8）、陈洪（节点24）、刘殊（节点16）、段世华（节点41）、钱前（节点20）、毛加宁（节点45）等集中在整个图的右下方；图的左上方的著者则是以朱庆森（节点3）、潘熙淦（节点43）等著者为代表的以传统手段研究杂交水稻产量的区域。因此，如果我们把整个学科知识图C沿图的斜对角线分作两半的话，同样可以把从事杂交水稻研究的著者大致分为两大集团：一个是从事现代分子技术育种的学者群体，另外一个是从事传统育种研究的学者群体。

图5-3　杂交水稻育种研究学科知识图C（专题文献内只计第一作者）

表5-11　学科知识图C的主要著者和节点序号对照表

造成三幅杂交水稻学科知识图差别的原因就是统计同被引次数的方法不同。

学科知识图A是把高被引论文的第一作者与其他合著者平等看待的结果，同时里面还包含了一部分把合著关系记作同被引关系的成分，从这一方面来说，图A较能准确反映著者在研究方向上的相似性，但抹杀了合著者对文献的贡献大小的不同，因此用这种方法获得的数据生成的学科知识图能够从细微处揭示研究人员之间研究方向的异同，但在反映著者的影响力方面有些失真。

学科知识图B是只计算作者作为文献的第一著者时与其他第一著者之间的同被引频次的结果。按照惯常的科学活动的准则，科学论文的作者署名是按照其贡献大小决定署名次序，第一著者是文献所反映的科学活动的最大贡献者，因此从这一方面来说，图B更能准确反映作者在整个学科结构中的地位和影响，但也掩盖了合著现象中其他著者的贡献。

尽管Garfield曾经说过，由于科学论文的作者署名是按照贡献大小决定次序，因此不对第一著者进行统计分析，对整个引文分析的结果影响很小，可以忽略不计^［13］，但从学科知识图A和学科知识图B的差别来看，这种差别还是不容忽视的。因此，对一篇被引文献的合著者如何根据贡献大小合理分配被引，是引文分析中一个需要解决的问题。

学科知识图C是根据下载的题目中含有“杂交水稻”一词的所有文献题录，以及这些文献引用的参考文献题录，计算选定著者之间的同被引频次来生成的。前文已经说过，这样计算两个著者之间的同被引频次仅能在有限的文献集合内进行，导致著者之间的同被引频次很低，很多情况下为0，不能客观反映著者之间实际的同被引关系。造成这种情况的另一原因是数据源的缺陷。由于《中国引文数据库》中的来源文献只收录了那些被引用次数不为0的文献，这样有很大一部分被引次数为0的题名中含有“杂交水稻”的文献没有被收入所下载的文献集合内，对这些被选定著者的引用也就不可能被统计到，这从在清华同方不同数据库的检索结果的对比中就可以看出。笔者曾在同一时间段内用同样的检索策略即检索题名中含有“杂交水稻”一词的文献，分别检索《中国引文数据库》和《中国期刊全文数据库》，得到的结果是：在《中国引文数据库》中有1 146篇，但在《中国期刊全文数据库》中却有4 176篇。而SCI收录来源文献是不考虑是否已经被引用的。因此，客观的引文分析离不开规范的引文数据库的支撑。

尽管由于主客观等各方面的原因造成三幅学科知识图存在以上的种种差异，但从每幅图中都可以明显地鉴定出杂交水稻研究的三个主要学科方向：品质育种、高产育种以及现代分子手段辅助育种。这也正好验证了本文第5章的引文编年图中通过杂交水稻引用网络对学科研究的粗略揭示，即有两个较大的引用网络：一个是研究杂交水稻米质的；另一个是用现代分子手段研究杂交水稻的杂种优势。

（4）杂交水稻育种研究学科知识图D

图5-4是由38位著者组成的国际水稻研究学科知识图，称作“杂交水稻育种研究学科知识图D”，其节点号对应的作者详见表5-12。该图与图5-3在外观上比较相似，由于大部分著者与著者之间的距离稀疏，没有显示出明显的学科聚合分支，位于中间与其他多个著者之间有联系的有7位著者，其中5位是来自中国的研究人员，这又一次显示出中国杂交水稻研究对国际社会的广泛影响。由于生成该图的数据的获得方式与生成杂交水稻育种研究学科知识图C的数据获得方法是一样的，即在较小的专业学科文献范围内计算著者之间的同被引频次，反映在同被引频次矩阵中，大部分行和列的非零项较多，反映在可视化图中就表现为大部分著者与其他著者之间联系松散，因此以这种方式获得数据生成的学科知识图的表现力和可识别性较差。

图5-4　杂交水稻育种研究学科知识图D（数据来自SCI）

表5-12　杂交水稻育种研究学科知识图D的主要著者与节点序号对照表

（黑体的位于图的中心位置）

从国内外关于杂交水稻研究的四幅图的差别上我们可以得出一个结论，引文数据的统计范围对最终的同被引分析可视化图有着不可忽视的影响。图B和图C都是由只统计第一作者之间的同被引频次生成的，但是图B的同被引频次的统计范围是在整个引文数据库内，而图C的统计范围是在由经过选择的专题学科文献建立的文献集合内，后者的文献覆盖范围要比前者小很多。因此，对可视化同被引分析而言，抛开可视化技术的影响，引文统计的范围越大，生成的可视化图形揭示的学科发展现象和规律越具有客观性。

通过以上分析我们可以得出结论：如果能够采取合理的技术和方法在较大范围内获得某一学科主流著者之间的同被引频次，则利用著者同被引可视化分析，生成的学科知识图可以比较准确而形象地展示从事杂交水稻研究的学者之间的关系，借以揭示相关研究的主流专业分支。