1. 引言
近年来，随着“钓鱼岛”、“黄岩岛”等岛屿权益争端的出现，引起政府对海洋领域的高度关注。十九大报告提出“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”，而海洋强国目标的实现需要海洋科学研究的支撑。自2000以来，海洋科技被纳入国家中长期科技发展的战略重点 [1] [2] ，海洋领域重大科研专项大量实施 [3] ，海洋科学走过里程碑意义的发展历程 [4] 。学科的研究热点反映学科研究的焦点所在 [5] ，深入分析我国海洋科学研究的热点变化，一方面可以及时掌握海洋科学研究的最新动态和发展趋势，另一方面可为海洋发展战略规划制定和调整、科研经费投入等方面提供决策依据。
现有针对我国海洋科学基本情况的研究非常少，且研究内容仅局限于单一学科，例如海洋地质、海洋环境保护等，缺少对海洋科学研究总体趋势的分析 [6] [7] 。从研究方法上看，情报学研究分析方法在海洋科学领域研究的应用几乎处于空白，目前海洋学科发展情况的研究大多只采用计量方法对作者分布、研究机构、载文期刊和学科领域等进行统计，较少采用社会网络分析方法进行深入分析 [8] [9] ，而在图书情报学 [10] [11] 、管理学 [12] 、教育学 [13] [14] 、医学 [15] [16] 等领域，共词聚类与社会网络可视化方法已经大量用于解释学科研究热点和发展趋势。为此，本文拟运用关键词共词聚类分析结合社会网络可视化方法，对我国海洋重要学术期刊文献进行研究，揭示2000年以来我国海洋科学研究热点及其变化趋势，这也是社会科学研究方法在海洋科学这一自然科学领域应用的有益尝试。
2. 数据来源和研究方法
2.1. 数据来源
数据来源于自2000至2015年一直收录在《中国学术期刊全文数据库》的9家海洋类核心期刊，共选取20232篇研究文献进行分析。各期刊的文献数量年度分布情况见表1。
2.2. 研究方法
共现图谱量化分析法的思想来源于文献计量学的引文耦合与共被引概念，即当两个能够表达某一学科领域研究主题或研究方向的关键词在同一篇文献中出现时，表明这两个词之间具有一定的内在关系，并且出现的次数越多，表明关系越密切、距离越近。利用关键词词频分析、共词分析、社会网络分析中的网络程度中心性和凝聚子群分析等多元统计方法，可进一步按这种“距离”将一个学科内的重要主题词或关键词加以分类，从而归纳出该学科的研究热点、结构与范式。关键词词频分析是利用关键词出现频次高低来确定某一领域的研究热点和发展动向。但词频只能反应使用频率和受关注程度，不能全面揭示研究主题 [17] ，因此还需结合共词聚类分析方法。共词分析通过统计文献中关键词共同出现的频次来确定文献所反映学科中主题之间的关系，两个关键词共现次数越多，表示这对关键词关系越紧密。多个共现关键词构成共词网络，网络节点之间的远近反映主题内容的远近关系 [18] [19] 。运用社会网络分析方法对共词网络进行分析，网络的程度中心性反映一个节点与其他节点直接相连的次数，体现节点地位的优越性；凝聚子群分析是一种量化的社会结构分析，可以找出网络中的节点子集合，凝聚子群能够简化复杂的整体社会网络结构，寻找到蕴涵在网络中的子结构及其相互关系，从而更有力和更简洁地可视化表征网络结构。
首先，利用中国医科大学医学信息学系开发的书目共现分析系统(BICOMB，2013版)进行关键词提取；第二步，利用BICOMB进行关键词词频统计，得出高频关键词列表并构建高频关键词共现矩阵；第三步，运用Ucinet和Netdraw软件对共现矩阵进行处理计算，绘制高频关键词共现网络图，分析我国海洋科学的研究热点主题；第四步，按年度对热点主题关键词词频进行汇总统计，并绘制年度分布曲线，从而分析得出2000年来海洋科学研究热点主题的变化趋势。
3. 海洋科学研究热点和主题的提取
3.1. 高频关键词词频统计
利用BICOMB软件对上述9家期刊2000至2015年收录在中国学术期刊全文数据库的全部共20,232篇论文的关键词进行统计，可全面反映近些年来国内海洋科学研究的热点，首先对使用不规范的关键词进行了规范处理，例如将“南海”、“中国南海”和“南中国海”等同义词和近义词进行统一处理，得到关键词频次排列顺序表，综合考虑了关键词的频次以及所涵盖的主要海洋主题，最后选择了排在前260位的高频关键词(出现频次大于23次)进行分析，见表2。
Table 2. High-frequency keywords and their frequencies in major marine core journals from 2000 to 2015 (only the top 100 keywords are listed in length only)
表2. 2000~2015年主要海洋类核心期刊的高频关键词及其词频(限于篇幅只列出排列前100位关键词)
3.2. 高频关键词的共词网络分析
利用BICOMB进行关键词词频统计，得出高频关键词列表并构建高频关键词共现矩阵。运用Ucinet和Netdraw软件对共现矩阵进行处理，绘制高频关键词共现网络图，计算共词网络的节点中心度，然后选用Factions程序进行凝聚子群派别分析，得到高频关键词共词网络可视图(见图1)，共获得13个子群，通过对子群关键词的分析，发现13个子群代表13个研究主题。图中节点的大小表示中心性程度，中心度较大的关键词表明与子群中其它关键词的联系更为密切。
Figure 1. Visual Map of High Frequency Keyword Co-Word Network 2000~2015
图1. 2000~2015年高频关键词共词网络可视图
由图1可见，主题1子群包含36个高频关键词，在所有子群中最多，其关键词的中心度普遍较高，这表明主题1在海洋科学研究中占据绝对优势，且关键词间联系非常紧密。中心度高的结点还包括沉积物、长江口、胶州湾、分布、浮游植物、南海、温度、盐度、渤海湾、重金属、表层沉积物、赤潮、富营养化、数值模拟等关键词，表明这些关键词在2000~2014年的海洋科学研究中处于优势地位，与其它关键词联系较为密切，同时这些关键词的词频数排列也位居前列。除主题1外，其它中心度较高的关键词集中在主题5、7和12。主题2子群中，关键词南海的中心度相对较高，是该主题的核心关键词。主题4子群中，数字模拟是该主题中的核心关键词。主题5子群中，中心度较高的关键词也相对较多，包括沉积物、渤海湾、重金属、沉积环境、表层沉积物等是该主题的核心关键词。主题7子群中的赤潮、富营养化和评价等关键词的中心度较高，占核心地位。主题12子群中温度、盐度和生长是核心关键词。而主题3、6、8、9、10、11和13中没有非常明显的中心度较高的结点，主题内各关键词的地位相对均衡。
3.3. 各主题关键词词频逐年统计分析
采用matlab自编程序对各主题内关键词的出现频次按年度分别进行汇总统计，并用grapher软件做主题内关键词总频次的逐年变化趋势图(见图2)。
Figure 2. The annual variation curve of the total frequency of keywords in hot research topics (T1-T13 denotes themes 1 to 13, respectively)
图2. 热点研究主题关键词词频总数随年度变化曲线图(T1~T13分别表示主题1至主题13)
4. 2000~2015年我国海洋科学研究热点及其变化趋势分析
4.1. 海洋科学热点研究内容和方法
以上结果可以揭示2000年以来我国海洋科学的重点研究区域包括我国近海海域(渤、黄、东、南海)，三大河口地区(长江口、珠江口和黄河口)，海湾地区(胶州湾、大亚湾、台湾海峡、莱州湾、杭州湾、辽东湾、北部湾、大连湾和钦州湾等)，深远海地区(冲绳海槽、西北太平洋和北太平洋)，以及钓鱼岛等军事权益敏感海域。主要研究方法包括：数值模拟、因子分析、沉积物粒度分析、元素地球化学、遥感、地理信息系统、聚类分析、相关性分析、主成分分析、相关分析、数学模型、数值计算、试验分析、评价等研究方法。主要研究内容包括，海洋物理、化学、环境污染、生物、水产养殖、沉积环境、生态环境、资源开发、工程建设以及权益维护等。
4.2. 海洋科学的热点研究主题
共词网络的凝聚子群分析揭示出13个热点研究主题(见表3)。
Table 3. Thirteen hot topics in marine science
表3. 十三个海洋科学热点研究主题
4.3. 热点研究主题的变化趋势分析
由热点研究主题关键词词频总数随年度变化曲线图，可看出2000~2015年海洋科学研究热点随时间的变化趋势。由图2可见。
主题1占绝对主导地位，除2000~2001年稍低于主题9的关键词词频均值外，其余均明显高于其它主题，且词频均值随时间迅速增加，表明海洋生物量分布研究一直是我国海洋科学研究的重要问题，且逐年快速升温。其次是占主要地位分别是主题5、12和2，可以说海洋生物量分布、海洋环境污染、海水养殖技术和古气候是2000年以来我国海洋科学研究的四大核心主题。21世纪世界海洋科学研究重点趋向于资源、环境、气候等人类生存与发展密切相关的重大问题 [20] ，我国的海洋科学研究与世界海洋科学研究趋势相一致。
研究热度逐年升温还有主题5和12，表明海洋环境污染和海水养殖问题越来越热。我国已是海洋污染最严重的国家之一，这种严峻形势已得到国家的重视 [21] ，1999年《中华人民共和国海洋环境保护法》颁布，2008年青岛近海海域出现历史罕见的浒苔灾害，2011年位于渤海湾中部的蓬莱19-3海上油气田生溢油事故，造成了重大的海洋污染事故，也引起对海洋环境污染问题的关注，促使海洋环境污染研究升温。海水养殖问题的升温与基于文献引文分析得出的海水养殖学科发展趋势相吻合 [22] ，海水养殖学科近年来发展迅速，相应的科学研究也迅速发展。
主题2、3、4、6、7、8、9、10和11研究热度变化不明显，古环境、大尺度气候变化、海洋水动力环境、海洋生态环境评价、海洋灾害影响评价、海洋药物制备、海洋生物遗传多样性、海洋分子生物技术、海洋生物毒性活性成分提取等问题在研究时间段较稳定。13个主题中的9个都相对稳定，表明近十五年以来我国海洋科学研究总体趋于稳定，且围绕“环境、资源和气候”问题，这些问题与人类密切相关，已经成为持续稳定的研究内容。
主题13的研究热度有突出的变化，词频均值大多较低，2004~2005有所增加，随后降低，至2012~2013年突然大幅度增加。2004年中日围绕“春晓油气田”之争，引起中日在东海大陆架划界之争，中日双方就开发东海油气田问题进行了11轮磋商。2012年日本挑起“钓鱼岛国有化”问题，导致中日关系的急剧恶化，这是中日两国政府自二战后最严重的一次争端。这两次权益争端可能是研究热度有所增加的社会背景，可见我国海洋权益问题的研究紧跟当前国际形势变化，但同时也表现出对权益敏感区域和问题的研究积累不足，问题爆发时才有所加强。
5. 海洋科学研究的不足及管理对策
基于我国海洋科学研究现状，并结合目前的国内外形势，我国海洋科学研究还存在明显的不足，具体表现在：
1) 深海大洋研究尚未成为重要研究领域。多年来，我国主要关注近海海洋问题的研究，由于近海资源和环境与我国社会经济发展和国家安全密切相关，近海研究还需持续开展，但由于全球气候变化以及深海战略资源的特殊性，我国必须重视深海大洋研究，应对未来复杂国际形势和国家权益维护的需要。西太平洋是我国实施由浅海向深海发展战略的必经之地，海洋环境复杂、海底资源丰富，是维护国家权益的焦点、保障国防安全的屏障 [23] ，科学有序开展西太平洋深海研究领域，实现我国深海科学研究的突破。
2) 海洋权益维护、海洋敏感海域问题等研究积累不够。海洋权益涉及到国家主权和核心利益，当前海洋权益之争愈演愈烈，我国在东海、南海与周边各国都存在不同程度的海洋领土争端和冲突。重视开展海洋权益相关问题的研究准备，以便在冲突爆发时，既捍卫好我国的海洋权益，又处理好与周边国家的关系，维护地区的和平与稳定，是应该思考和研究的重要课题。
3) 沿海生态系统对极端灾害事件反应以及海洋生态系统恢复能力的研究亟需加强。近年来，风暴潮、海浪、海啸和海冰等海洋灾害和极端气候事件频发，加强灾害生成的机理研究，灾害的影响瓶盖方法、海洋防灾减灾计划和应急预案的研究制定，以及海洋生态系统的恢复等方面的研究，提高各类因素对自然灾害、极端气候事件和海洋环境持续变化反应的预测能力，帮助和促进地区减轻灾害，实现生态系统的可持续性发展。
4) 加强海洋自然资源管理的研究。了解各类海洋资源分布现状和趋势，加强对海洋资源管理综合规划的研究，支持资源的稳定性和可持续性发展研究，理解可能对资源可持续性造成影响的人类开发模式，研究新技术来增强公海各种自然资源带来的利益。
5) 海洋文化等人文科学研究的缺乏。海洋大国在海权、海洋经济、资源、科技等方面竞争的背后，实质上是海洋文化的竞争。海洋思维、海洋观念、海洋意识等不同的文化因素，决定国家竞争的成败和格局态势 [24] 。全面普及海洋知识，激发人们探索、研究、开发和保护海洋的热情。做好这些基础工作，对实现海洋强国目标具有重要意义。
6. 结论
本文的研究目的是揭示我国海洋科学研究的现状，发现海洋科学研究的热点主题，梳理新世纪国家巨大投入背景下海洋学科的发展趋势，采用的研究方法是从情报学视角出发，基于海洋类核心期刊论文关键词，运用高频关键词词频分析、共词聚类分析、社会网络分析结合可视化等分析方法，客观展现我国海洋科学的主要研究内容、研究方法和热点研究主题，并量化热点主题随时间的发展变化趋势。研究发现，我国海洋科学的主要研究区域集中在我国近海、三大河口和海湾地区，研究方法丰富，研究内容广泛。研究揭示出13个热点主题，分别围绕“资源、环境和气候”三大主题，与21世纪世界海洋发展的主旋律相吻合。
本研究首次从情报学视角，采用社会科学分析方法，来深入揭示海洋科学研究现状及发展趋势，这是情报学分析方法在海洋科学研究领域非常有益的尝试，是情报学研究方法应用的扩展。对海洋科学这样一门自然科学而言，情报学分析方法的应用丰富了海洋科学领域研究方法。但本研究还存在一些不足之处：本文采用的是2000年至今均属于《中国学术期刊全文数据库》的9个海洋类重要期刊，并不能反映所有海洋类期刊的全貌；此外，在数据获取过程中发现海洋科学期刊论文关键词使用并不规范，文中尽量对常用关键词的不同表达方式进行了统一，但可能会有个别关键词使用不恰当，对结果造成影响。最后，从论文高频关键词共现角度分析我国海洋科学研究的热点可能并不全面。这些都需要进一步的研究。