气候变化研究的中国知识贡献及其影响局限

来源:用户上传      作者:郑秋红 巢清尘 吴灿

　　摘要 气候变化知识的不断深化和积累是全球气候治理的基础。政府间气候变化专门委员会（IPCC）邀请全球有代表性的科学家，通过分析评估国际上正式发表的文献，提供关于全球气候变化科学进展的最新认识结论。本文基于文献计量学，通过统计中国在气候变化十大重要领域的科技成果产出量和影响力、中国政府和科学家对IPCC评估报告的参与以及中国大陆引文在IPCC第五次评估报告中的贡献，分析了中国对全球气候变化知识的贡献与局限。结果表明：近十年来，中国在气候变化大多数领域的科技成果产出量已居全球第二或第三位，但在海洋与气候变化、适应气候变化和全球气候治理领域的国际论文量明显落后;与美国和英国相比，中国气候变化科技成果的各类影响力指标明显偏低;中国对IPCC评估报告的参与度和影响力在不断提升，中国积极组织相关机构和专家参与IPCC评估工作，对全球气候治理起到了重要的科学支撑作用;但从IPCC第五次评估报告中国大陆引文的角度看，中国贡献仍整体偏弱，中国大陆引文的贡献呈领域分布不均衡，优势领域少，成果影响面窄的特点。与科学基础领域相比，中国在影响和适应、减缓和国际合作领域的科学贡献更弱，对全球视角关注不够，但中国大陆引文总体的国际科学合作活跃度较高。后巴黎时代，中国需要更加面向国家需求、气候公约和《巴黎协定》目标以及国际气候变化科技前沿，加强全球视野和原始创新，突出中国优势和特色，使气候变化的中国研究成果更多支撑全球气候治理进程的推进。
　　关键词：气候变化研究;IPCC评估报告;文献计量;中国贡献
　　在全球气候治理制度的创建和运行过程中，知识的贡献发挥了重要的作用。决策者对世界如何运转的本质认识能改变政策制订和国际合作机制的前景[1]。在应对全球气候变化过程中，科学家和科学家组织在全球气候治理中不再是一种边缘的角色，而是一种推动国际事务治理朝着更加科学、更加民主、更加符合全球气候治理发展的角色。科学家从科学技术发现开始，提出证据，形成动员能力，最终影响国际事务议程设定的过程[2-4]。创立于1988年的联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC），对应对气候变化的全球治理发挥了极大的作用。该组织通过评估经同行评议发表的有关气候变化文献，给出气候系统的变化趋势、原因、影响，以及适应和减缓对策。基于大量的科学研究成果，人们对气候变化带来不利影响的认识的确定性越来越深入，明确了气候变化肇因是人类活动所排放的温室气体，提出如果人类的生产生活方式不加改变的话，风险将更加严重。这些科学结论为国际应对行动形成了巨大的动员能力，推动全球气候治理的力度不断提升。本文基于国内外文献数据库和IPCC第五次评估报告参考文献，分析了中国气候变化研究成果的数量和质量结构特点，得出中国的气候变化知识贡献的影响和局限，并提出相关思考建议。
　　1 中国气候变化研究的影响力特点
　　1.1 数据来源与方法
　　 应对气候变化的科学知识可以分为三大领域方向，即科学基础、影响和适应、减缓和国际应对机制，本文基于Web of Science（WOS）平台的Science Citation Index Expanded（SCI）和Social Sciences Citation Index（SSCI）数据库，检索覆盖上述三大方向的气候系统观测、气候变化检测与归因、气候变化预估、海洋与气候变化、生态系统与气候变化、粮食与气候变化、城市与气候变化、适应气候变化、能源电力与气候变化和全球气候治理十个领域文献，文献类型限定为“ARTICLE OR REVIEW”，时间跨度为2000—2018年，检索日期为2019年6月17日。基于中国知网（CNKI）的中国学术期刊网络出版总库（CAJD），检索中国学者在上述十个领域同时段发表的国内期刊论文。
　　 以检索结果为样本，通过统计发表论文量、论文总被引频次、高被引论文量、篇均被引频次、学科规范化的引文影响力（CNCI）、被引论文百分比和相对于全球平均水平的影响力指标，分析中国在上述十个领域的知识贡献特点。其中，高被引论文是同学科、同出版年被引频次排在全球前1%的论文;CNCI是一个无偏的影响力指标，排除了出版年、学科领域与文献类型的影响，因此使用该指标可以进行不同规模、不同学科混合的论文集的比较，如果CNCI值大于1，表明该组论文的被引表现高于全球平均水平，CNCI值小于1，则反之;被引论文百分比是指一组论文中，被引用1次及以上的论文数量占该组论文总数的百分比;相对于全球平均水平的影响力是一组论文的影响力与全球平均水平的比值。这些影响力指标均基于Web of Science平台下的InCites数据库统计。
　　 為了能对照体现中国在全球气候变化研究中的地位，本文在结果与分析中，突出了中国与传统科技强国美国和英国的对比分析。
　　1.2 结果与分析
　　1.2.1 论文量
　　1.2.1.1 SCI和SSCI论文量
　　 检索结果如图1所示。可以看出，在检索的十个气候变化领域，美国的论文量均处于遥遥领先地位，其在各领域的论文发表量均占世界份额的1/4以上，在生态系统与气候变化领域甚至高达43%。英国在上述十个领域的论文量均排在全球第二或第三位，但与美国相比差距明显。中国在气候系统观测、气候变化检测与归因、气候变化预估、生态系统与气候变化、城市与气候变化、能源电力与气候变化六个领域的论文量居世界第二或第三位，数量上与英国接近;但中国在海洋与气候变化、适应气候变化和全球气候治理三个领域的论文量全球排名明显靠后，与美英的差距显著。
　　 与美国相比，中国除在城市与气候变化领域的论文量达到了美国的56%之外，在其他九个领域的论文量均不足美国的1/2，在海洋与气候变化、适应气候变化和全球气候治理三个领域的论文量尚不足美国的1/4甚至1/5。
　　 上述结果也印证了在IPCC第五次评估报告（AR5）中，中国引文在第一工作组报告的海平面变化和海洋观测章节，以及第二工作组报告的海洋系统以及适应各章节的贡献比例很低，声音甚微的现状[5-6]。 　　1.2.1.2 SCI和SSCI论文发表时间分布
　　SCI和SSCI论文的发表时间分布。从图中可以看出，2000年以来，三个国家在各领域的论文量均呈上升趋势，且2009年以来上升趋势明显加快。这可能与2009年联合国哥本哈根气候变化大会后国际社会对气候变化的关注度提升有关。
　　三个国家对比看，美国的科研领先地位始终无法撼动。中国2013年以来论文发表势头表现强劲，近3～5年在多个领域的论文量超过了英国，但在海洋与气候变化、适应气候变化和全球气候治理三个领域的论文量始终落后，不过在这三个领域的论文量上升趋势近年亦明显加快。
　　1.2.1.3 中国国内期刊论文量
　　 为了全面反映中国的研究现状，图1中同时给出了中国在上述十个气候变化领域同时段发表的国内期刊论文量，即图中的“中国CAJD论文量”。从图中可以看出，除海洋与气候变化和气候变化检测与归因领域外，中国在其余领域均发表了相当数量的国内期刊论文，尤其是在适应气候变化和全球气候治理这两个中国SCI和SSCI论文短板领域，拥有大量的国内期刊成果。这些论文如能进一步走向国际，将在全球气候治理中发挥更大作用。
　　1.2.2 影响力指标
　　 中、美、英三国在上述十个领域的SCI和SSCI论文总被引频次、高被引论文量、篇均被引频次、学科规范化的引文影响力（CNCI）、被引论文百分比和相对于全球平均水平的影响力指标统计结果见图3。
　　从图中可以看出，美国各指标整体表现良好，尤其在论文总被引频次和高被引论文量两个指标上占绝对优势，这两个指标与论文总量密切相关。英国在各领域的论文篇均被引频次、学科规范化的引文影响力、被引论文百分比和相对于全球平均水平的影响力指标表现尤为突出，在九个领域均超过了美国，只有在生态系统与气候变化领域与美国基本持平，说明英国在论文量上虽不及美国，但其论文质量很高，影响力甚至超过了美国。中国的各项论文影响力指标值与英美相比都存在一定差距，说明中国的学术成果影响力水平还有待提高。中国在适应气候变化领域的各项影响力指标值尤其偏低，由于适应涉及科学、政策、实践等多方面，说明在综合交叉性知识领域，中国的差距更为明显。
　　2 IPCC评估报告中国贡献分析
　　2.1 IPCC历次评估报告中国作者参与情况
　　 IPCC自成立以来，分别于1990年、1995年、2001年、2007年及2013/14年公布了五次评估报告（分别简称FAR、SAR、TAR、AR4、AR5），五次评估报告都直接推动了国际气候谈判的进展，并对国际公约的签署，以及国际气候治理机制的建立与发展发挥了积极作用[7]。IPCC核心评估报告由三个工作组报告组成，即气候变化的物理基础、气候变化影响和适应、气候变化减缓。目前IPCC正处在第六次评估（简称AR6）周期，其三个工作组报告将于2021年编写完成。中国作为最大的发展中国家，参与了IPCC的历次评估活动，参与度和影响力在不断提升。图4给出了中国参与IPCC历次评估报告的作者召集人、主要作者和编审人数。虽然IPCC主要作者的遴选除了考虑专家的知识水平和能力外，还要考虑区域、国家、性别、新旧人员占比等因素的平衡，但入选主要作者仍能代表一个国家在气候变化科学研究方面的综合实力。从图4可以看到，中国的主要作者人数总体呈增加趋势，反映了中国的参与度和话语权在提升。
　　2.2 中国在IPCC第五次评估报告中的学术贡献与不足
　　 本节从IPCC AR5三个工作组报告参考文献的角度，分析中国气候变化研究的学术贡献特点[8-11]。中国大陆作者为第一作者的引文（第一作者所署机构包括中国大陆机构的引文，以下简称“中国大陆引文”）在AR5报告各章的贡献率见图5。IPCC AR5第一工作组报告（WGI）共14章，共引用中国大陆引文257篇，占总引文数的2.8%[5];第二工作组报告（WGII）共30章，共引用中国大陆引文268篇次，占总引文数的1.5%[6];第三工作组报告（WGIII）共16章，共引用中国大陆引文149篇次，占总引文数的1.6%[12]。总体而言，中国对IPCC AR5的贡献和影响仍然有限，中国贡献呈现如下特点：
　　2.2.1 领域分布不均衡，优势领域少，仍存在很多弱势领域，甚至空白领域
　　 从中国大陆引文数占章总引文数的比例来看（图5），中国大陆引文只有在WGII的亚洲研究（第24章）中的占比超过了10%，共74篇，占比12.4%，是“中国声音”最强的领域。中国大陆引文占比超过5%的领域包括WGI的大气和地表观测（第2章，5.5%）、气候现象与未来区域气候变化（第14章，5.2%）和WGII的粮食生产和粮食安全（第7章，5.1%）。在这些领域，中国拥有一定的話语权。
　　 中国大陆引文占比超过2%的共16章，不足2%的达44章，在有些章中甚至为0。其中，比例小于1%的领域（不包括引言、出发点和决策基础）包括：WGI的海洋观测、海平面变化;WGII的海洋系统、城市地区、关键经济部门和服务、人类安全、生计和贫困、适应的需求和选择、适应的规划和执行、适应经济学、紧急风险和关键脆弱性、除亚洲和公海以外的其他区域;WGIII的气候变化应对政策风险和不确定性的综合评估、社会、经济和伦理概念与方法、可持续发展和公平、国际协作以及投资和金融中的交叉性问题。这些领域是中国研究的薄弱环节，声音甚微，虽然在区域章节（WGII的第22～30章）除亚洲外的章节中国大陆引文占比低是正常的，但也反映出中国科学研究对全球视角关注不够。同时，占比低的领域大都是综合性、交叉性、政策性更强的领域。
　　2.2.2 与第一工作组相比，对第二、三工作组贡献整体偏弱
　　 由上述分析亦可以看出，中国对第一工作组的贡献明显优于对第二、三工作组的贡献。在AR5 WGI的14章中，中国大陆引文占比5%以上的有2章，占比1%以下的有3章;在AR5 WGII的30章中，中国大陆引文占比5%以上的亦有2章，但占比1%以下的有18章;在AR5 WGIII的16章中，中国大陆引文没有占比5%以上的章，占比1%以下的有5章。反映了中国科学研究偏气候变化自然科学，在社会、经济、可持续发展以及自然科学和社会科学的交叉融合方面存在明显劣势。 　　2.2.3 引文内容高度集中，影响面窄
　　 虽然在AR5三个工作组报告大多数章里都有中国大陆引文被引用，但进一步分析发现，即使是在中国大陆引文较多的章，中国大陆引文也往往是集中于某特定方面。
　　 以中国大陆引文占比大于2%的16章为例，表1中给出了各章中国大陆引文数量、节数量（章内二级目录）和中国大陆引文集中分布的具体节。从表中可以看出，中国大陆引文内容高度集中。例如，在中国大陆引文数量和占比最高的亚洲区域研究领域（WGII第24章），全章共9节，中国大陆引文共74篇，但其中的69篇都集中在第4节（24.4 观测到的和预估的影响、适应和脆弱性）;在大气和地表观测领域（WGI第2章），全章共7节，中国大陆引文共50篇，其中的45篇都集中在2.3/2.4/2.6/2.7这4节;在公海领域（WGII第30章），全章共7节，中国大陆引文27篇，其中的26篇都是在30.5节（区域影响、风险和脆弱性）。
　　 进一步分析会发现，WGII第24章24.4节的69篇中国大陆引文，其中的44篇集中在三级目录24.4.2（陆地和内陆水系统），16篇集中在24.4.6（人体健康、安全、生计和贫困）;在WGI第2章2.3节（辐射收支变化）的10篇中国大陆引文全部集中在2.3.1（全球平均辐射收支的变化），而这样的三级目录在这一章共28个，中国大陆的50篇引文全部集中在其中的14个三级目录下;在WGII第30章30.5节的26篇中国大陆引文中，有25篇是关于中国渤海、黄海、东海和南海的研究。这种现象在各章里都非常明显，很多引用甚至集中在某一段文字，某一句正文上。这说明中国气候变化研究成果的影响面其实很窄。
　　2.2.4 专家团队的贡献
　　 优秀的专家团队对于学科的发展具有重要的引领作用。优秀科学家团队的突出贡献在IPCC AR5中国大陆引文贡献中已有体现，中国在陆地碳收支研究、气溶胶研究、气候模式研究、东亚夏季风研究、气候变化对粮食生产的影响研究、中国海域以及工业减排领域均拥有具有一定国际影响力的专家团队。一方面，可以看到这些研究有较强的中国区域特点，另一方面，分析发现这些章中有IPCC中国主要作者，其中的引用与这些作者关注到相关成果也有些关系。
　　2.2.5 中国气候变化研究拥有广泛的国际合作基础，美国是中国气候变化研究国际合作最多的国家
　　 开展国际合作是中国学者了解全球学科发展动态，参与国际研究的重要方面，也是让世界了解中国，提高中国话语权的必要途径。虽然本文统计的是中国大陆作者为第一作者的引文，但值得注意的是，其中国际合作论文占比较高，三个工作组报告中国大陆引文的国际合作论文比例分别达到了56.2%、53.3%和36.7%。美国是中国气候变化合作研究最多的国家，在IPCC AR5三个工作组报告中国大陆引文的国际合作论文部分，与美国的合作论文分别占比58.7%、39.6%和29.4%。除美国外，第一工作组与中国合作较多的是法国、英国和加拿大（分别占第一工作组报告中国大陆引文国际合作论文的7.1%、6.5%和5.2%）;第二工作组与中国合作较多的是日本、澳大利亚、英国和加拿大（分别占第二工作组报告中国大陆引文国际合作论文的10.4%、9.7%、9.0%和5.6%）;第三工作组与中国合作较多的是日本、加拿大和英国（分别占第三工作组报告中国大陆引文国际合作论文的23.5%、13.7%和13.7%）。
　　2.3 中国对IPCC AR5报告核心结论的贡献
　　 综合报告是基于IPCC三个工作组报告，更面向决策者和利益相关者，以更综合的方式撰写的报告，因此其结论和图表所传递的信息更重要。IPCC AR5综合报告决策者摘要中有14张图，本文对其中的3张图中中国大陆引文的贡献进行了初步分析[13]。
　　 在“AR4以來基于科学文献的气候变化的广泛影响（Figure SPM.4）”中，中国有“冰川、雪、冰和/或永久冻土”“河流、湖泊、洪水和/或干旱”“陆地生态系统”“粮食生产”几个方面的成果被引用，内容涉及青藏高原多年冻土的退化，青藏高原冰川萎缩，冰川萎缩导致中国河流流量增加，1950—2006年中国土壤水分减少，与气候相关的中国春季植物物候变化，最低温增加导致中国东北玉米分布区变化，以及气候变化对中国小麦和玉米的负面影响研究等。
　　 在“每个地区有代表性的关键风险，包括通过适应和减缓降低风险的潜力，以及适应的限制（Figure SPM.8）”中，亚洲区域共包括三个方面：“增加的洪水破坏基础设施、生计和居住地”“与热相关的人类死亡率”和“与干旱相关的水和粮食短缺”，中国有多篇亚洲区域研究的论文被引用，如1998年和2003年热浪对上海死亡率的影响，上海的昼夜温度范围与死亡率的关系，气候变化、水资源供应和未来谷类生产，中国水稻产量对近期气候变化的响应，气候变化对小麦等作物产量和用水量影响的研究等。
　　 在“21世纪气候变化导致的粮食生产变化预估（Figure SPM.9（b））”中，有气候变化对中国水资源和农业的影响，气候变化对小麦等作物产量的影响及适应，气候变化对中国水稻产量的潜在影响，以及气候变化及其阈值对中国粮食安全的影响等研究被引用。
　　 从这些结论中可以看到，气候变化对中国自然系统、生态系统的重要影响和风险都得到了反映，它们是全球气候变化以及影响和风险的重要部分。
　　3 政府参与
　　 按照IPCC工作管理原则[14]，从启动评估报告编写到评估报告的最终发布，有一套固定的工作流程，主要包括10个程序。对于撰写完成的报告要经过两次专家评审和两次政府评审。报告的决策者摘要经过IPCC全会逐段审议通过。中国气象局作为IPCC的国内牵头组织部门，在IPCC评估报告框架的制定、组织推荐中国优秀科学家以及发挥国内各部门力量参与IPCC科学评估报告、特别报告、技术报告的编写活动、组织对IPCC报告的政府评审、组团参加IPCC会议等方面开展工作，并通过IPCC平台积极向国际社会展示中国科学界在气候变化方面的研究成果和观点。第五次评估报告期间，中国政府组织动员了上千人次的中国专家进行了16次政府评审，提交了近万条专家/中国政府意见，在涉及历史排放责任、未来排放空间、应对气候变化长期目标等重要结论上反映中国观点，强调评估结论的科学性、全面性和客观性，强调可持续发展的重要性，从科学角度维护了发展中国家的权益。 　　4 展 望
　　 通过对2000年以来国际和国内权威文献数据库和IPCC AR5报告中国大陆引文的计量分析，可以看到中国气候变化知识的国际贡献的一些特点。一是中国的总体贡献度和影响力在不断提升，但高质量产出仍不足;二是从学科领域看，自然科学领域的贡献度和影响力普遍高于社会经济领域，交叉性、综合性领域的产出和质量较弱，得到国际关注的科学领域面窄;三是在国际上有影响的知识贡献更多体现在中国特色领域，如亚洲季风、中国区域气溶胶排放、中国工业、粮食生产领域等，以及通过国际合作的产出，中国原创理论方法的知识较少。
　　 未来气候变化知识体系越来越体现出三大特点，一是科学与政策的联系更为紧密，如更多的研究聚焦实现《巴黎协定》目标的科学性、可行性问题;二是更加重视跨学科、跨领域知识研究，如气候变化风险研究不仅仅是单一领域的风险，强调多级灾害链引发的系统性风险的预测评估和治理问题;三是关注知识结论的不确定性问题，如多模式方法减少预测的不确定，概率方法的运用等。科学家团体不断为全球气候治理提供科学依据，并推动全球气候治理朝着更加科学、更加包容、更加符合全球利益的方向发展。各国国家政策的制订同样遵循“知识、权力、制度”的相关规律。中国的知识贡献度和影响力的不断提升，对全球气候治理机制的制订和实施起到了重要的推动作用。后巴黎时代，中国需要更加面向国家需求、联合国气候变化框架公约（UNFCCC）和《巴黎协定》目标以及国际科技前沿，加强全球视野和原始创新，突出中国优势和特色，使气候变化的中国研究成果更多贡献于全球气候治理和中国生态文明建设中。
　　 （编辑：刘呈庆）
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