陳留林 孔嘉 鄧三鴻 諶陳晨

(1自然資源部極地科學重點實驗室, 中國極地研究中心, 上海 200136;2南京大學信息管理學院, 江蘇 南京 210023;3江蘇省數據工程與知識服務重點實驗室, 江蘇 南京 210023)

提要 由于南北兩極在地球氣候系統中的重要作用和自然資源潛力, 兩極的科學研究已成為世界大國關注的焦點,近年來的投入和產出持續(xù)增強。極地領域的科學研究內容廣泛, 涉及天文學、大氣科學、海洋科學、地質學、生物學等多領域, 本文首次通過文獻計量學的方法對2015—2017年國際極地研究格局進行全面系統分析, 從發(fā)文趨勢、主要發(fā)文國家、發(fā)文機構、研究領域分布、研究主題等角度進行可視化分析, 幫助科研團隊識別潛在前沿、合作對象和技術擁有者, 為極地科技管理者提供研究概況數據支撐, 從而為我國下一步的極地研究科技布局和國際合作提供啟示性建議。

0 引言

南極和北極位于地球的高緯度地區(qū), 由于其地理的獨特性和在地球氣候系統中的重要作用,南北極的科學研究價值和戰(zhàn)略意義得到空前重視。自大航海時代、英雄探險階段后, 20世紀50年代極地研究跨入了科學考察的新時代[1], 美國、俄羅斯、加拿大、德國、英國、澳大利亞等國家積極投身極地探索, 并提出了較為明確的國家戰(zhàn)略和研究計劃。我國極地研究起步較晚, 大規(guī)模極地考察始于1984年, 至今已經進行了36次南極考察、11次北冰洋科考和16次黃河站科考, 建立了極地冰川學、海洋學、生物與生態(tài)學、地球物理學、天文學等覆蓋地球全圈層的多學科研究領域, 在南極冰蓋起源、北冰洋酸化、黑洞演變等前沿問題上取得了一批重要成果。加入了國際北極科學委員會(International Arctic Science Committee, IASC)、南極研究科學委員會(Scientific Committee on Antarctic Research,SCAR)、北極科學部長級會議等主要國際極地科學合作組織和平臺, 與主要國家極地研究機構建立了雙邊合作關系。2017年, 我國發(fā)布的《中國的南極事業(yè)》報告中也明確將提升南極科學研究水平、保護南極環(huán)境和生態(tài)系統、廣泛開展國際交流與合作作為重要方向。次年, 我國發(fā)布了《中國的北極政策》, 旗幟鮮明地提出將認知北極、加強北極科學國際合作作為我國的北極政策目標之一[2]。近年來, 顯著的氣候變化影響和潛在的資源前景促使各國愈加重視極地研究, 并成為國際學術界的熱點[3]。各國的投入逐漸加大, 研究的主題與國家利益結合愈加緊密, 國際合作交流也更加廣泛深入, 極地科學研究已經成為各國積極參與國際極地治理的關鍵科技支撐。

學術期刊不僅是發(fā)布科研成果的載體, 更是知識的集成平臺。對文獻進行深入挖掘, 一方面有助于科研管理者和政策制定者了解研究領域的宏觀布局和趨勢, 另一方面有利于科研工作者了解本學科的最新研究熱點、動態(tài)和前沿, 促進研究人員匯集力量集中研究國際前沿和關鍵問題。部分學者根據極地研究特定領域的戰(zhàn)略規(guī)劃、科技進展等總結該領域科學前沿問題及發(fā)展態(tài)勢[4-5], 或對氣候變化、水文要素、極地生物[6-7]等進行科學實驗與探究。本研究通過文獻計量對近年來國際極地研究論文發(fā)表格局進行系統分析, 包括對發(fā)文趨勢、主要發(fā)文國家、發(fā)文機構、研究領域分布、研究主題等進行分析, 總結2015—2017年國際極地研究的變化和趨勢。結合國際極地科技政策, 提出研究熱點、發(fā)展趨勢和政策建議, 以幫助科研團隊識別潛在的合作對象和技術擁有者, 為辨析各國行動意圖和我國極地布局提出啟示性建議。

1 研究方法

ISI Web of Science 是全球最大、覆蓋學科最多的綜合性學術信息資源, 收錄了自然科學、工程技術、生物醫(yī)學等各研究領域具有高影響力的多種核心學術期刊[8]。此次分析基于Web of Science核心合集數據庫中的 Science Citation Index Expanded(SCIE)文獻, 以主題TS = ("north pole" OR "south pole" OR Antarctic* OR Arctic*OR "polar research" OR "polar region*" OR Greenland OR Bering OR Svalbard OR "Barents Sea" OR "Kara sea" OR "polar cap" OR "polar area" OR "polar aurora*" OR "polar wind" OR"polar faculae" OR "Amundsen sea" OR "Canada Basin" OR "Chukchi sea" OR "polar ice sheet*" OR"polar orbit" OR "Ross sea" OR "Siberian sea" OR"Southern Ocean" OR "Weddell sea" OR "Alaska"OR (polar AND (cloud* OR mesosphere OR stratospheric OR permafrost OR icebreaker OR ocean OR "sea ice")))為檢索策略, 文獻類型選擇Article及Proceedings paper, 選取2015—2017年的論文數據, 共檢索文獻24295篇, 根據標題、關鍵詞、摘要對文章進行人工篩選, 去除與極地研究無關的文章, 剩余相關文獻14248篇。利用python對相關文獻的發(fā)文量、國家特征、合作狀況以及主題分布等進行數據處理與分析, 并通過Echarts、Citespace進行可視化展示。

在討論相關的學科領域時, 我們借助Web of Science的研究方向字段(SC), 參照中華人民共和國國家標準《學科分類與代碼》(GB/T 13745-2009),對于有疑問的方向, 我們抽取了相關文獻進行了實際的主題分析和辨別。

2 國際極地研究力量布局分析

2015—2017年, 極地研究相關文獻數量和參考文獻數量整體呈緩慢上升趨勢, 2017年極地研究主題相關文獻達5140篇, 引用相關參考文獻297370篇次。經計算, 2015—2017年極地相關研究文獻的篇均引文均高達50篇以上, 從相關研究[9-10]來看, 極地領域的科研人員對文獻信息的吸收和借鑒能力較強, 有助于提高極地研究的延續(xù)性、科學性, 促進其整體科研水平的發(fā)展。

2.1 極地研究主要國家分析

極地研究共涉及138個國家(地區(qū)), 主要分布在歐洲、北美洲、東亞以及大洋洲, 如圖1所示。美國、英國、加拿大分別位列文獻產出量排行榜前三名, 分別產出相關文獻5423篇、2173篇、1931篇。計算第一機構的歸屬國家, 美國在2015—2017年內仍位居榜首, 年均論文產出1000篇, 遙遙領先。加拿大穩(wěn)居第二, 發(fā)文量每年均在300篇以上。英國、德國、挪威、俄羅斯也穩(wěn)居前列, 這與極地科研的總體情況較為一致。

圖1 國家(地區(qū))研究論文情況統計Fig.1.Statistics of papers by region

如表1所示, 2015—2017年中國產出相關文獻共1151篇, 論文產出量逐年增多, 年增長率達到20%, 排名也逐年提高。從中國以第一國家身份的發(fā)文情況來看, 發(fā)文量和排名每年均有提高,2017年排名已達第3名, 這是國家整體科研水平提升的體現, 同時也是我國極地戰(zhàn)略受到重視,“人、財、物”投入不斷增加的結果。

表1 中國極地研究總產出與第一國家產出情況Table1.Statistics of China polar research

2.2 極地研究主要機構分析

2015—2017年, 極地研究共涉及7427個機構, 需要指出的是, 盡管中國科學院、俄羅斯科學院等擁有數量眾多的二級機構, 但限于數據源的問題, 無法區(qū)分二級機構, 因此中國科學院、俄羅斯科學院等均作為一個單獨機構進行統計, Top20機構參與研究的統計情況如圖2所示。

圖2 Top20機構研究論文情況統計Fig.2.Top 20 organizations in polar research

在Top20的機構中, 8個來自美國, 3個來自挪威, 由此可以看出美國和挪威在極地研究的重要地位以及機構參與的廣泛性。美國極地研究力量眾多且分散, 呈現明顯的去中心化的系統創(chuàng)新布局, 美國自然基金委員會(NSF)負責組織大學和研究所參與極地研究, 美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)、美國國家航空航天局(NASA)等機構則更多集中在業(yè)務性、基礎性工作, 各個大學的研究各具特色, 幾乎在極地研究各個領域保持著領先地位。挪威的極地研究力量布局集中在“四校兩所”, 特羅姆瑟大學、卑爾根大學、奧斯陸大學、挪威科技大學, 以及挪威極地研究所和挪威海洋研究所[11]。英國、德國、中國、俄羅斯分別僅有1個機構在Top20中, 這與國家極地科技力量的集中布局有關, 英國南極調查局(British Antarctic Survey)、德國亥姆霍茲極地海洋研究中心(Helmholtz Ctr Polar & Marine Res)、俄羅斯科學院(Russian Acad Sci)均是各國極地研究的核心機構, 在該國的極地學術研究和事務咨詢中發(fā)揮領導地位。加拿大整體發(fā)文量排名靠前但相關機構研究勢力較為均衡, 考慮到加拿大較少從事南極科學研究, 其在北極的研究力量和實力不容小覷。俄羅斯科學院是論文產出量最多的機構, 共621篇, 在Top20研究機構中占比9.29%, 這得益于俄羅斯科學院眾多的分支機構, 如烏拉爾分院、西伯利亞分院、遠東分院三所分院及其15個地區(qū)科學中心, 下屬研究機構多達432所[12],其中希爾紹夫海洋研究所、植物和動物生態(tài)所、永久凍土研究所是極地研究產出的主要力量。作為學術成果的第一作者機構, 俄羅斯科學院在2015年和2017年都位居榜首, 三年以來, 年均以第一機構身份產出相關文獻超過122篇。阿拉斯加大學費爾班克斯校區(qū)(Univ Alaska Fairbanks)和華盛頓大學(Univ Washington)總發(fā)文量分別為595篇和432篇, 分別位列第二和第三名。

如表2所示, 中國在研究機構Top 20中, 僅有中國科學院(Chinese Academy of Sciences)上榜。2015—2017年, 中國科學院極地研究相關文獻共產出為364篇, 2017年發(fā)文157篇, 位列第3名。中國科學院在極地相關研究中占有重要地位,2017年以第一機構身份產出相關文獻72篇, 連續(xù)三年位列第3。中國科學院下屬研究所眾多, 海洋所、青藏高原所、西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、空間科學中心等均參與極地研究工作, 研究人員規(guī)模和實力相對較強。中國科學院在近3年進步顯著, 綜合來看已經成為極地研究綜合實力在前3的研究機構。國家海洋局(State Ocean Adm)在2015—2017年共發(fā)文134篇, 位列第2名; 中國海洋大學(Ocean Univ China)共發(fā)文98篇, 位列第3名。整體來講, 我國極地科研的群體數量和產出能力還離世界一流水平有著一定差距, 結合后文高被引論文的分析, 高水平的成果也不突出,開創(chuàng)性的工作和引領極地前沿的能力有待加強,需要實現從“跟跑”到“并跑”的大幅進步。

表2 中國科學院極地研究總產出與第一機構產出情況Table2.Statistics of paper by Chinese Academy of Sciences in polar research

2.3 極地多學科領域的國家研究力量對比

極地研究相關文獻Top20研究方向(SC字段)的統計情況如表3所示。

表3 Top20研究方向統計Table 3.Top 20 SC in polar research

地質學(Geology)、氣象學與大氣科學(Meteorology & Atmospheric Sciences)、環(huán)境科學與生態(tài)學(Environmental Sciences & Ecology)、海洋學(Oceanography)等是文獻量較多的研究方向。利用Citespace對極地研究方向進行聚類分析, 以聚類結果為依據, 分別對其進行人工判別和篩選,分為極地海洋學、極地冰川學、極地生物學、極地地球物理學、極地大氣與空間物理學、極地天文與天體物理學、極地環(huán)境科學與生態(tài)學等相關的7個類別。對發(fā)文量Top10的國家在這7個領域的發(fā)文量排名進行統計, 如圖3所示。

圖3 各國極地研究不同領域發(fā)文情況Fig.3.Statistics of polar paper by region and SC

極地海洋學的研究主要涉及海洋水文、海洋化學、海洋生物學和海洋氣象學等, 對氣候變化與自然環(huán)境保護有著重大意義。美國在極地海洋學領域占有極大優(yōu)勢, 其次是英國、德國、挪威和加拿大等國, 需要指出的是英國和德國對南北極的研究重視程度較為均衡, 挪威對北極研究較為重視, 加拿大則較少涉及南極海洋學研究。

冰川學主要涉及冰川物理學、冰川水文氣候學、冰川地質地貌學等。極地冰川以其特有的科學研究價值引起各國科學家和各國政府的高度重視。20世紀中期以后, 冰川研究重點從山地冰川轉向對極地冰蓋的考察和研究, 尤其對南極大陸冰蓋(地球上最大的冷源)的研究[1]。2015—2017年, 極地冰川相關文獻共計2668篇, 美國是冰川研究文獻產出最多的國家, 國家冰芯實驗室(NICL)保存和分析了南極大陸和格陵蘭島的幾乎所有冰芯樣品和數據, NOAA和NASA的衛(wèi)星則為全球提供了極地冰蓋遙感監(jiān)測的數據記錄。冰川研究文獻產出緊隨其后的是是英國、德國。在全球變暖的背景下, 極地冰川的研究將會受到越來越多的重視。

極地生物學的研究主要涉及生物多樣性保護、生態(tài)學、古生物等。2015—2017年, 共產出4506篇文獻。美國是極地生物學研究最多的國家,加拿大、英國位列該研究主題文獻產出量排行榜的第2名和第3名。

地質、地球環(huán)境、地理學等是極地地球物理學較為重要的研究方向。2015—2017年, 極地地球物理學相關研究共產出文獻6283篇, 是文獻產出量最多的研究領域。美國是極地地球物理學研究最多的國家, 2015—2017年共產出相關文獻2507篇, 遠遠多于其他國家。英國與德國位列該研究主題文獻產出量排行榜的第2名和第3名。

作為日地空間系統的重要部分, 日地空間環(huán)境易受太陽風暴的影響產生空間災害性天氣, 會給人類的航天、通訊、導航、電網、宇航員健康和空間安全等帶來嚴重威脅和巨大損失, 因此日地物理的研究、監(jiān)測和預報十分重要[13]。經篩選后極地大氣與空間物理學研究主題相關文獻共2044篇。美國是極地大氣與空間物理學研究成果最多的國家, 英國、德國位列該研究主題文獻產出量排行榜的第2名和第3名。這些研究多為氣候變異相關研究、氣候模型的研究、邊界層相關研究、大氣環(huán)流以及天氣預測等。

南北極是天文觀測的絕佳窗口, 為研究諸如宇宙起源、早期宇宙和宇宙暗物質、暗能量等重大問題提供一個新機遇[14], 極地天文與天體物理學極具研究意義, 南極天文學被南極研究科學委員會(SCAR)定義為六大優(yōu)先研究領域之一[15]?？傮w來看, 極地天文與天體物理學的相關文獻較少,經篩選后僅有328篇。美國仍是天文與天體物理研究最多的國家, 2015—2017年共產出相關文獻166篇, 遙遙領先。其次是中國, 產出相關文獻51篇; 英國緊隨其后, 有48篇相關文獻。

環(huán)境科學與生態(tài)學是一種研究人類社會發(fā)展活動與環(huán)境演化規(guī)律之間相互作用關系, 尋求人類社會與環(huán)境協同演化、持續(xù)發(fā)展途徑與方法的科學[16]。極地環(huán)境科學與生態(tài)學相關文獻共3836篇。美國是參與該領域研究最多的國家, 2015—2017年共產出相關文獻1305篇, 遠超其他國家。加拿大與挪威位列該研究主題文獻產出量排行榜的第2名和第3名, 分別產出相關文獻731篇和497篇。根據關鍵詞聚類結果, 氣候變化、海平面上升、海洋生態(tài)系統、生物多樣性是該領域的研究重點。

2015—2017年, 中國在極地研究的幾個領域中各有側重。中國最為突出的是極地天文與天體物理學領域, 共發(fā)文51篇, 位居所有國家中的第2名; 其次是極地大氣與空間物理學, 中國發(fā)文231篇, 位列第4名。在極地海洋學領域發(fā)文158篇, 在極地冰川學領域發(fā)文178篇, 在極地生物學領域發(fā)文262篇。排名較低的是極地地球物理學、極地環(huán)境科學與生態(tài)學, 分別發(fā)文373篇和202篇。整體來說, 中國近3年有所進步, 但是對比美國和英國等國家來看, 雖然中國相對名次較高, 但是絕對數量還有著明顯差距, 這也表明中國還需要繼續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢學科的長處, 彌補弱勢學科, 提高綜合科研實力。

3 國際極地研究合作網絡和熱點分析

3.1 極地研究合作網絡分析

將2015—2017年總發(fā)文量在Top 20的國家進行國家科研合作網絡分析, 如圖4所示, 原點大小表示國家發(fā)文量, 連線粗細表示合作強度。

圖4 Top20國家科研合作網絡Fig.4.Cooperation network of top 20 regions

在Top20國家中, 各個國家之間均存在合作關系, 聯系十分緊密, 呈現了以地理位置毗鄰的區(qū)域化合作以及強強聯手的現象。美國、英國、德國等國家合作廣泛, 起到了重要的媒介作用。歐洲國家之間的合作緊密程度明顯強于亞洲, 一方面是出于極地研究歷史、地緣和語言溝通方面的優(yōu)勢, 另一方面作為環(huán)北極地區(qū)最為重要的國家聯合體-歐盟在推進極地研究過程中發(fā)揮著巨大的影響作用, 如歐盟發(fā)布的《歐盟北極政策建議》中提出“與所有北極伙伴國家建立雙邊合作,加強與其在科學研究和投資等領域的合作”[17]。環(huán)北極國家在基礎研究設施和數據共享方面也逐漸呈現區(qū)域化一體化趨勢, 如北極陸地研究和監(jiān)測國際網絡(International Network for Terrestrial Research and Monitoring in the Arctic, INTERACT)集成了全球15個國家和政府在北極地區(qū)的87個陸地觀測站, 其中俄羅斯共擁有21個觀測站, 加拿大擁有20個觀測站, 挪威擁有10個觀測站, 各站之間的樣品、數據和研究設施均按照合作協議進行共享[18]。

此外, 如圖4所示, 美國和英國之間的合作強度是網絡中最高的, 美國、德國、挪威與其他國家的合作較為均衡, 與中國合作關系最強的是美國, 其次還有德國、英國、加拿大、澳大利亞等, 但合作密切程度均不及美國與其他國家的合作。中國還應加強同其他國家尤其是極地研究強國的互動關系, 進一步進行知識和技術的引進和傳播。

2015—2017年極地研究總發(fā)文量Top20的機構科研合作網絡, 如圖5所示。

圖5 Top20機構科研合作網絡Fig.5.Cooperation network of top 20 organizations

美國阿拉斯加大學費爾班克斯校區(qū)(Univ Alaska Fairbanks)、科羅拉多大學(Univ Colorado)、美國華盛頓大學(Univ Washington)以及美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)是該網絡中整體合作關系最強的機構, 也反應了美國在極地科技創(chuàng)新活動中的緊密協作程度。根據合作強度來看, 美國國家海洋和大氣管理局、美國科羅拉多大學(Univ Colorado)與美國華盛頓大學(Univ Washington); 丹麥哥本哈根大學(Univ Copenhagen)與丹麥奧胡斯大學(Aarhus Univ); 阿拉斯加大學費爾班克斯校區(qū)與美國地質調查局(US Geol Survey)是關系最為緊密的三組合作機構, 且呈現出以地理區(qū)域為合作對象選擇的現象, 形成了國家的群體創(chuàng)新格局。中國科學院(Chinese Acad Sci)與其他極地研究的主力機構合作強度較為分散, 沒有特別突出的合作對象, 相較而言, 美國國家海洋和大氣管理局、俄羅斯科學院(Russian Acad Sci)、英國南極調查局(British Antarctic Survey)等機構是與中國科學院合作較為緊密的研究機構。

3.2 極地研究熱點分析

識別極地研究的熱點與前沿, 對于了解和掌握極地研究發(fā)展現狀有著重要作用。

圖6給出了2015—2017年Top100的關鍵詞聚類結果, 大致分為與北極海洋和大氣相關、與南極相關海域與群島相關、與北極相關海域與群島相關、與極地生物與生態(tài)系統相關、與極地地質相關、與極地環(huán)境與氣候、與極地冰川相關、與利用建模研究極地發(fā)展變化相關的8個類別,詳見表4?？梢钥吹? 總體而言, 極地環(huán)境與生態(tài)與極地地質類方向的相關研究較多。在北極地區(qū),海冰動力學變化、大氣環(huán)流、格陵蘭冰蓋、凍土和苔原變化及其社會經濟影響是國際上研究的焦點, 巴倫支海、楚科奇海、白令海、波弗特海、弗拉姆海峽、斯瓦爾巴群島是研究的熱點區(qū)域;在南極地區(qū), 南大洋環(huán)流、南極冰蓋動力學、冰芯古氣候、海洋生物與生態(tài)等是國際上研究的焦點, 南極重要的邊緣海如威德爾海、羅斯海以及南極半島是研究的熱點區(qū)域。

圖6 Top100關鍵詞聚類圖譜Fig.6.Cluster analysis of top100 keywords

表4 Top100關鍵詞聚類詳細結果Table 4.Detailed results of top100 keywords

續(xù)表4

續(xù)表4

一個學科領域的知識基礎是由該學科領域的共被引文獻集合組成的, 而研究前沿是由引用這些知識基礎的施引文獻集合所組成的[19]。文獻共被引圖中每個圓圈表示一個文獻節(jié)點, 圓圈的大小表示文獻的被引次數, 每個年輪不同的顏色表示不同的年份, 每個年輪的厚度表示該文獻每年的被引頻次。外圍有深色圓圈的節(jié)點表示該文獻有較大的中介中心, 表明該文獻在極地研究過程中有較強的關聯作用。

2015—2017年Top20文獻共被引網絡的疊加圖及聚類分析, 如圖7所示。可以看出, 2015年及2016年多集中于與大氣環(huán)流相關的研究。而2017年除上述兩種類別外, 永久凍土、極地土壤相關主題以及與生物多樣性、極地物種相關的主題集中出現。高被引文獻表明該文獻本身受到本領域較多學者的關注, 同時這些文獻的質量、觀點和研究方法等得到了本領域研究者的認可[20]。文獻被引次數最高的為318次, 是DeConto等[21]在2016年發(fā)表于《NATURE》的《Contribution of Antarctica to past and future sea-level rise》一文,主要研究極地氣候變化對海平面上升的影響。其次是關于冰川消融、空間大地測量相關的模型研究[22]以及歐亞冰蓋的時間演變問題[23], 其次是關于環(huán)境污染[24]、凍融效應對土壤的影響[25]研究。

圖7 2015—2017年Top20文獻共被引網絡疊加及聚類分析Fig.7.Overlay co-citation network and cluster map of high-cited papers

4 總結與討論

極地研究具有很強的綜合性特征, 是大國之間利益和影響力競爭的戰(zhàn)略制高點[26]。通過對2015—2017年138個國家的極地文獻分析, 可以得出如下結論和建議。

1.美國、英國、加拿大、德國和挪威這5個國家在極地研究中一直保持著強大的科研能力與影響力, 國家內部科研機構之間形成了創(chuàng)新集群,在極地國際合作方面也展示出區(qū)域合作中心的特點, 國際合作交流程度較強; 中國、俄羅斯、丹麥、法國和澳大利亞等國家的科研能力位于第二梯隊, 相比較而言我國的極地研究已具備數量和規(guī)模優(yōu)勢, 但國際合作強度較低, 且主要依賴于美國。

2.極地研究呈現出以地理位置毗鄰的區(qū)域化合作以及強強聯手的現象。美國、英國、德國等科技實力較強的國家合作廣泛, 而相關文獻產出TOP20的機構多來自美國和挪威, 且也呈現出以地理區(qū)域為合作對象選擇的現象。北極八國之間的合作緊密, 在2018年北極理事會發(fā)布《關于加強北極國際科學合作的協議》之后, 北極八國合作趨勢將進一步增強。相比較而言, 亞洲國家相互之間的區(qū)域化合作較弱, 以美國和歐洲國家作為主要合作對象。我國極地研究主要以美國為合作對象, 在中美科技激烈競爭的態(tài)勢下, 美國勢必會選擇后退和“卡脖子”, 加大與俄羅斯、德國和北歐國家之間的合作或許是較好的選擇,尤其是與這些國家在優(yōu)勢研究領域方面的合作。

3.各國的極地研究力量布局和成果產出與國家的戰(zhàn)略目標之間有非常明顯的支撐關系, 如挪威的極地環(huán)境與生態(tài)學的研究產出位居世界第3, 而且全部集中在北極地區(qū), 有力地支撐了“北極環(huán)境事務的世界領導者”的國家極地戰(zhàn)略目標。加拿大將北極海岸帶生態(tài)系統和可持續(xù)漁業(yè)作為國家戰(zhàn)略目標的重點, 可以看到加拿大在極地生物學和環(huán)境生態(tài)學產出位居世界第2, 形成了很好的科技支撐優(yōu)勢。這些科技優(yōu)勢和信息優(yōu)勢將在國際極地治理的進程中扮演核心的角色, 成為維護國家利益、實現戰(zhàn)略目標的硬實力。同時, 極地科學產出與政策制定之間也能夠形成良好互動,基于科學證據的政策制定是推進極地治理能力的趨勢, 一個國家的極地研究核心機構與極地事務咨詢機構多數情況下是一體的(如AWI、BAS、AAD)。

4.從極地研究的熱門領域來看, 地質學、氣象學與大氣科學、環(huán)境科學與生態(tài)學、海洋學等是文獻量較多的研究方向, 氣候變化、海冰、生態(tài)系統等是相關學者關注較多的熱點主題。對于我國來說, 極地大氣與空間物理學、極地天文與天體物理學是我國的優(yōu)勢學科, 但極地環(huán)境科學與生態(tài)學和極地地球物理學均跌出發(fā)文量TOP10榜單, 考慮到極地環(huán)境保護與國家極地權益維護之間的密切關系, 以及極地地球物理與資源勘探之間的緊密聯系, 這兩方面是我國未來應重點加強投入的領域。

總體而言, 我國的極地研究科技布局需進一步優(yōu)化, 需加強國家極地總體戰(zhàn)略目標和極地科技前沿的雙重牽引, 重點建設多個世界一流的科研機構,形成具有我國特色的極地科技創(chuàng)新集群; 應加強極地國際合作的路徑設計, 降低中美競爭所帶來的合作依賴風險; 加大投入, 注重研究成果的創(chuàng)新性和影響力, 實現極地研究從數量向質量轉變。