李安然 劉雨欣 王寶濟(jì)

摘要：本文利用VOSviewer和CiteSpace等文獻(xiàn)計量分析工具，通過對2021年CNKI和WOS（SCI）所收錄農(nóng)業(yè)工程學(xué)科相關(guān)論文的數(shù)量與質(zhì)量等的分析，從一個側(cè)面反映過去一年國內(nèi)外農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域研究及發(fā)展?fàn)顩r。通過對CNKI的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，2021年CNKI所收錄的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科學(xué)術(shù)論文超過15 676篇，發(fā)文量最多的核心期刊為《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》;《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》影響因子值最高;中國農(nóng)業(yè)大學(xué)是在農(nóng)業(yè)工程核心期刊發(fā)文最多的研究機(jī)構(gòu);國家自然科學(xué)基金對農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究支持的力度最大;國內(nèi)農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究的核心詞是“農(nóng)業(yè)機(jī)械”和“產(chǎn)量”。在WOS核心合集所收錄的文獻(xiàn)中，2021年中國無論在論文的數(shù)量上還是所發(fā)表論文的總被引頻次上都居領(lǐng)先地位，成為農(nóng)業(yè)工程研究領(lǐng)域最有影響力的國家;中國科學(xué)院是最有影響力的研究機(jī)構(gòu);《Bioresource Technology》是國際農(nóng)業(yè)工程研究最有影響力的出版物;“growth/生長”在2021年國際農(nóng)業(yè)工程學(xué)科學(xué)術(shù)論文主題詞中有著最高的中心度。

關(guān)鍵詞：CNKI;WOS（SCI）;CiteSpace;農(nóng)業(yè)工程;文獻(xiàn)計量

引言

1978年，全國科學(xué)大會將“農(nóng)業(yè)工程”正式確立為一門學(xué)科并將其列入國家亟待發(fā)展的25門技術(shù)學(xué)科之一。經(jīng)過44年的發(fā)展，該學(xué)科為中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化作出了重要的貢獻(xiàn)。2016年3月17日，國務(wù)院正式發(fā)布《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》，要求健全現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新推廣體系，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)與信息技術(shù)融合，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平[1]。重視農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新對加快推進(jìn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)村城鎮(zhèn)化至關(guān)重要[2]。

2017年以來，在教育部的推動與指導(dǎo)下，以新工科、新農(nóng)科、新理科、新文科和新醫(yī)科建設(shè)為標(biāo)志的新一輪學(xué)科創(chuàng)新與調(diào)整相繼啟動。農(nóng)業(yè)工程學(xué)科因其既涉工又涉農(nóng)的特性，處在學(xué)科交叉融合的集中點上，這使其在學(xué)科擴(kuò)展與創(chuàng)新的內(nèi)涵及方向上具有更大的創(chuàng)新空間[3]。

農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的進(jìn)步離不開農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的發(fā)展和創(chuàng)新，學(xué)術(shù)論文（科技文獻(xiàn)）的發(fā)表在一定層面上可以揭示學(xué)科的發(fā)展趨勢和進(jìn)程。CNKI（中國知網(wǎng)）和WOS（SCI）是中國及世界重要的科技文獻(xiàn)收錄與檢索系統(tǒng)之一，本研究利用2021年CNKI和WOS所收錄的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科相關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)，通過文獻(xiàn)計量探討2021年國內(nèi)外農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展?fàn)顩r。

1 國內(nèi)農(nóng)業(yè)工程研究

在2021“軟科”發(fā)布的中國最好學(xué)科排名中[4]，國內(nèi)擁有農(nóng)業(yè)工程（0828）學(xué)科點的高校共有23所，高校排名均位于前50%。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和吉林大學(xué)位列2021年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究前3位（表1）。

1.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)CNKI的分類原則，農(nóng)業(yè)工程學(xué)科放在農(nóng)業(yè)科技類目下，包括農(nóng)業(yè)工程總論;農(nóng)業(yè)動力、農(nóng)村能源;農(nóng)業(yè)機(jī)械及農(nóng)具;農(nóng)業(yè)機(jī)械化;農(nóng)業(yè)電氣化與自動化、農(nóng)業(yè)航空;農(nóng)業(yè)建筑;農(nóng)田水利及水污染防治;農(nóng)田基本建設(shè)、農(nóng)墾、農(nóng)業(yè)工程勘測、土地測量、土地管理、規(guī)劃及利用等。2021年CNKI收錄農(nóng)業(yè)工程類文獻(xiàn)15 676條，包括中文9737條，外文5939條。文獻(xiàn)來源為期刊論文14 414條、碩士論文938條、博士論文71條、國內(nèi)會議79條、國際會議58條和報紙116條。發(fā)文量居前20的期刊共發(fā)文34 390篇（圖1）。

2021年中國知網(wǎng)收錄的國內(nèi)主要刊發(fā)農(nóng)業(yè)工程學(xué)科學(xué)術(shù)論文學(xué)術(shù)期刊有40種。2021年9月公布的《中國學(xué)術(shù)期刊影響因子年報（自然科學(xué)與工程技術(shù)）》顯示，2021年入選Q1和Q2區(qū)的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科期刊共有9種[5]，其中《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》CI值最高（表二），達(dá)1414.214。

通常研究性較強(qiáng)的學(xué)術(shù)論文一般發(fā)表在“核心期刊”上，2021年5月出版的《中文核心期刊要目總覽（2020年版）》顯示，農(nóng)業(yè)工程學(xué)科核心期刊有7種，分別是《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》《灌溉排水學(xué)報》《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報》《節(jié)水灌溉》《排灌機(jī)械工程學(xué)報》《農(nóng)機(jī)化研究》和《中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報》[6]。

本文以知網(wǎng)收錄的2020北大版農(nóng)業(yè)工程核心期刊為數(shù)據(jù)源進(jìn)行統(tǒng)計分析。通過以農(nóng)業(yè)工程核心期刊為檢索來源發(fā)現(xiàn)，2021年7種農(nóng)業(yè)工程核心期刊共刊發(fā)學(xué)術(shù)論文3406篇，比2020年（3551篇）有所減少。其中《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》發(fā)文最多，達(dá)913篇，占比27.9%（圖2），《灌溉排水學(xué)報》和《排灌機(jī)械工程學(xué)報》近三年來發(fā)文量一直呈上升趨勢。

1.2 學(xué)科分布

根據(jù)知網(wǎng)的學(xué)科分類，發(fā)表在農(nóng)業(yè)工程核心期刊上的論文涉及多個學(xué)科，占比超過10%的學(xué)科有農(nóng)業(yè)工程學(xué)科（28.13%）和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)（12.15%）（圖3）。

1.3 研究機(jī)構(gòu)

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)工程核心期刊上發(fā)文量超過50篇的研究機(jī)構(gòu)有14個，其中發(fā)文量最多的研究機(jī)構(gòu)為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，共發(fā)文282篇。發(fā)文量居前10的機(jī)構(gòu)共發(fā)表論文1155篇，占比34%（圖4）。與2019年和2020年進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和西北農(nóng)林科技大學(xué)發(fā)文量在近三年中排名一直都處于第一和第二的位置。雖然西北農(nóng)林科技大學(xué)近三年的發(fā)文量排名一直居于第二位，但近三來的發(fā)文量呈現(xiàn)下降趨勢。

1.4 基金分布

大部分核心期刊的論文研究都得到了各種基金的支持，其中支持論文最多的為國家自然科學(xué)基金，共支持論文發(fā)表1174篇，遠(yuǎn)超其他基金。在統(tǒng)計的三年里，每年國家自然科學(xué)基金支持發(fā)表的論文數(shù)量都是最多的，對科研活動的順利開展作出了重大貢獻(xiàn)。支持論文數(shù)量居前10的基金中最少支持發(fā)表了29篇論文（圖5）。

1.5 研究領(lǐng)域

對學(xué)術(shù)論文研究領(lǐng)域的分析，情報學(xué)研究中應(yīng)用較普遍的分析方法是共詞分析法。最常見的是利用論文關(guān)鍵詞及其共現(xiàn)關(guān)系來揭示某一領(lǐng)域的研究熱點、知識結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)。關(guān)鍵詞已成為共詞分析最常用的詞源。分析發(fā)現(xiàn)，在2021年農(nóng)業(yè)工程核心期刊中，詞頻最高的前20個關(guān)鍵詞分別是產(chǎn)量、模型、農(nóng)業(yè)機(jī)械、土壤、試驗、深度學(xué)習(xí)、數(shù)值模擬、遙感、機(jī)器視覺、冬小麥、圖像處理、圖像識別、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、玉米、無人機(jī)、灌溉、水稻、水分利用效率、土地利用和優(yōu)化，其中出現(xiàn)頻次最高的依然是產(chǎn)量，共出現(xiàn)在97篇論文中（圖6）。

通過對關(guān)鍵詞的共現(xiàn)矩陣分析，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械-試驗共現(xiàn)頻次最高，達(dá)26次。其次是冬小麥-產(chǎn)量和水分利用效率-產(chǎn)量等（圖7）。

通過對關(guān)鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析，可以發(fā)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)機(jī)械”和“產(chǎn)量”是2021年中國農(nóng)業(yè)工程核心期刊的研究中心，通過不斷的實驗，對農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化，提升其性能和易操作性;通過灌溉可以增加土壤水分從而提高產(chǎn)量。建立模型是試驗設(shè)計優(yōu)化的有效途徑。先進(jìn)的圖像識別與處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究也是農(nóng)業(yè)工程科研人員的重要工作之一，如圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的應(yīng)用、利用數(shù)值模擬提高土地的利用效率、通過遙感技術(shù)促進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展等（圖8）。

值得關(guān)注的是，通過對包括普通期刊在內(nèi)的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科所有中文文獻(xiàn)的分析，發(fā)現(xiàn)在2021年CNKI收錄的9737條農(nóng)業(yè)工程類中文文獻(xiàn)中，出現(xiàn)頻次最高的前20個關(guān)鍵詞分別是農(nóng)業(yè)機(jī)械、應(yīng)用、機(jī)械化、節(jié)水灌溉、對策、設(shè)計、問題、農(nóng)田水利工程、農(nóng)田水利、試驗、拖拉機(jī)、植保無人機(jī)、玉米、現(xiàn)狀、灌區(qū)、水稻、水利工程、農(nóng)業(yè)、灌溉和馬鈴薯。與核心期刊相比，有5個詞相同，農(nóng)業(yè)機(jī)械、試驗、玉米、灌溉和水稻。出現(xiàn)詞頻最高的是農(nóng)業(yè)機(jī)械，其次分別是應(yīng)用和機(jī)械化（圖 9）。

通過對關(guān)鍵詞的共現(xiàn)矩陣分析，發(fā)現(xiàn)問題-對策共現(xiàn)頻次最高，達(dá)68次。其次是試驗-設(shè)計、農(nóng)田水利-節(jié)水灌溉和試驗-農(nóng)業(yè)機(jī)械等（圖10）。

在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，“問題”是中心詞（圖11）。由此可見，與在“核心期刊”發(fā)表論文的“高端研究者”不同，更多將論文發(fā)表在普通期刊上的基層農(nóng)業(yè)工程科技工作者，更關(guān)注的是解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體問題（問題、對策），更多的是對實際工作不斷地進(jìn)行試驗改進(jìn)設(shè)計，以更好地適應(yīng)新技術(shù)的需要（試驗、設(shè)計）等。

2 國際農(nóng)業(yè)工程研究

2021年JCR的農(nóng)業(yè)工程（AGRICULTURAL ENGINEERING）類別（Category）共收錄16種期刊（表3）。根據(jù)JCR的學(xué)科分類規(guī)則，上述16種期刊中僅有9種期刊僅屬“農(nóng)業(yè)工程”學(xué)科，其他7種期刊均是跨學(xué)科。

2.1 數(shù)據(jù)來源

通過WOS的學(xué)科分類檢索（WC=Agricultural Engineering），發(fā)現(xiàn)2021年Web of Science核心合集共收錄農(nóng)業(yè)工程學(xué)科論文5480篇，本文選擇其中的Article（4483篇）、Review（291篇）和Proceedings Paper（627篇）共5 397篇作為數(shù)據(jù)源進(jìn)行統(tǒng)計分析。這些論文的被引頻次總計16 769次，篇均被引3.11次，H指數(shù)為31。其中被引頻次最多的文章是“A comprehensive overview and recent advances on polyhydroxyalkanoates（PHA）production using various organic waste streams”。9種僅屬農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的期刊中只有7種在2021年被Web of Science核心合集收錄論文，共被收錄Article、Review和Proceedings Paper 743篇（表4）。

2.2 數(shù)據(jù)分析

一般而言，學(xué)術(shù)論文的數(shù)量（發(fā)文量或載文量）和質(zhì)量（被引頻次總數(shù)或篇均被引）是衡量研究規(guī)模和影響力的主要計量指標(biāo)。通過對2021年農(nóng)業(yè)工程學(xué)科學(xué)術(shù)論文的數(shù)量、質(zhì)量和研究熱點的分析，從一個方面反映國際農(nóng)業(yè)工程學(xué)科領(lǐng)域的出版物、國家/地區(qū)、研究機(jī)構(gòu)以及研究熱點的情況。

2.2.1 學(xué)術(shù)出版物

2021年的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科論文來自26種出版物，其中載文量居前11的出版物中，發(fā)文量都不低于100篇（表5）。Bioresource Technology的載文數(shù)量、H指數(shù)、總被引頻次和篇均被引都是最高的，且遠(yuǎn)高于其他出版物。綜合分析來看，Bioresource Technology和Industrial Crops and Products是2021年國際農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域最有影響力的刊物。中國出版的International Journal of Agricultural and Biological Engineering是中國唯一一種被WOS核心合集所收錄的期刊，雖然加入時間不長，但已具有較強(qiáng)的競爭力。

2.2.2 國家/地區(qū)

2021年，共有來自111個國家/地區(qū)的學(xué)術(shù)論文被收錄在WOS的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科中，收錄論文居前15的國家論文數(shù)均超過100篇（表6）。通過對WOS的數(shù)據(jù)分析，無論是論文的數(shù)量還是質(zhì)量，2021年中國在全球農(nóng)業(yè)工程學(xué)科領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)秀。從VOSviewer所獲得的可視化圖中可以看出，中國和美國合作較多（圖12）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)表論文居前3的出版物分別是Bioresource Technology（1219篇），Industrial Crops and Products（617篇）和International Journal of Agricultural and Biological Engineering（167篇），占全部論文總量的87.70%。尤其是在Bioresource Technology上所發(fā)表的論文占比很大。美國發(fā)文居前3的出版物分別是Bioresource Technology（154篇）、Transactions of the ASABE（115篇）和Industrial Crops and Products（110篇），占該國全部論文總量的69.03%。

2021年，在國際合作方面，與中國合作發(fā)文居前3的國家/地區(qū)分別是美國（148篇）、澳大利亞（53篇）和加拿大（49篇）。與美國合作發(fā)文居前3的國家/地區(qū)分別是中國（148篇）、印度（32篇）和巴西（20篇）。可見，在2021年的全球農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究中，中美兩國既是影響力最大的兩個國家，也是合作最為密切的兩個國家。2017—2020年的全球農(nóng)業(yè)工程發(fā)展報告中也體現(xiàn)了中美兩國的影響力和合作發(fā)文的密切程度。

2.2.3 研究機(jī)構(gòu)

2021年WOS核心合集收錄1260個研究機(jī)構(gòu)所發(fā)表的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科論文，發(fā)文量達(dá)到100篇以上的研究機(jī)構(gòu)是中國科學(xué)院（177篇）、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)（117篇）和印度科學(xué)工業(yè)研究委員會（110篇）。2017—2021年，中國科學(xué)院每年都在WOS核心合集收錄論文量的機(jī)構(gòu)排名中位列第一（表7）。

中國科學(xué)院是2021年全球農(nóng)業(yè)工程學(xué)科發(fā)文量最多的機(jī)構(gòu)，但印度科學(xué)工業(yè)研究委員會的H指數(shù)、被引頻次和篇均被引數(shù)均居于首位。

進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)中國科學(xué)院的論文主要發(fā)表在Bioresource Technology（118篇）上，占其論文總量的66.67%，遠(yuǎn)高于緊隨其后的Industrial Crops and Products（41篇）和Biomass & Bioenergy（6篇），也就是說中國科學(xué)院在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的研究方向主要是生物資源技術(shù)方面。

2.2.4 研究方向和高被引論文

根據(jù)WOS的學(xué)科分類規(guī)則，2021年WOS所收錄的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的學(xué)術(shù)論文同時與Biotechnology Applied Microbiology等16個學(xué)科交叉（表8）。

Biotechnology Applied Microbiology和Energy Fuels是交叉數(shù)量最多的2個學(xué)科，在一定程度上左右了全球農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的研究方向。

利用CiteSpace文獻(xiàn)分析工具，通過對2021年所有學(xué)術(shù)論文Keywords的統(tǒng)計分析，“performance/性能”出現(xiàn)的詞頻最高，同時bioma/生物、growth/生長等也是高頻詞（表9）。

通過對高頻主題詞的可視化處理，可以發(fā)現(xiàn)“performance/性能”是2021年WOS中農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究出現(xiàn)頻率最高的主題詞（圖13）。但“performance/性能”并不是中心度最高的主題詞，“growth/生長”在2021年農(nóng)業(yè)工程學(xué)科學(xué)術(shù)論文主題詞中有著最高的中心度。

通過對僅屬“農(nóng)業(yè)工程”學(xué)科的7種期刊的743篇論文的分析，發(fā)現(xiàn)其高頻主題詞主要集中在growth/生長、system/系統(tǒng)、quality/質(zhì)量、performance/性能、model/模型、yield/產(chǎn)量、design/設(shè)計、soil/土壤、temperature/溫度、water/水等方面。

3 結(jié)論

由于農(nóng)業(yè)工程學(xué)科是一門新興的、交叉性很強(qiáng)的學(xué)科，在國內(nèi)外著名的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)檢索評價數(shù)據(jù)庫中，其分類體系存在較大的差異。如ESI中只有22個學(xué)科的分類，并沒有農(nóng)業(yè)工程學(xué)科，而在JCR的分類中，就有農(nóng)業(yè)科學(xué)門類下的農(nóng)業(yè)工程、食品工程和處理;環(huán)境/生態(tài)水資源研究與工程以及工程門類下的土木工程等。

盡管如此，通過對2021年基于CNKI和WOS中農(nóng)業(yè)工程學(xué)科學(xué)術(shù)論文的分析，仍然可以從一個側(cè)面反映農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的研究狀況，分析發(fā)現(xiàn)：

（1）我國農(nóng)業(yè)工程學(xué)科經(jīng)過幾十年的發(fā)展，總體上居于世界領(lǐng)先水平，在國際上具有較大影響力。2021年，CNKI收錄國內(nèi)農(nóng)業(yè)工程學(xué)科各類文獻(xiàn)15 000余條。WOS核心合集收錄5400余篇農(nóng)業(yè)工程學(xué)科論文。此次報告中顯示，在農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究領(lǐng)域，中國和美國是全球最有影響力和合作最密切的2個國家;2021年，WOS所收錄的農(nóng)業(yè)工程學(xué)術(shù)論文中，中國學(xué)者所發(fā)表的論文占比超過42%，美國約占10%，中國無論在論文的數(shù)量還是質(zhì)量上都居世界首位。

（2）CNKI收錄國內(nèi)出版的農(nóng)業(yè)工程類學(xué)術(shù)期刊40種，《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》是2021年國內(nèi)農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域最有影響力的期刊。在國際農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，JCR的農(nóng)業(yè)工程（AGRICULTURAL ENGINEERING）類別（Category）共收錄16種期刊。其中，最有影響力的期刊為Bioresource Technology，該刊不僅全年收錄論文數(shù)量最多，而且所收錄論文的被引頻次居于首位，其影響因子（2021年）為9.642，居各出版物之首。中國僅有1種期刊被SCI收錄。

（3）高等院校是中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究的主力機(jī)構(gòu)，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)是國內(nèi)最有影響力的研究機(jī)構(gòu)。但在國際農(nóng)業(yè)工程研究領(lǐng)域，中國科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和印度科學(xué)工業(yè)研究委員會是2021年國際農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究領(lǐng)域最有影響力的3個研究機(jī)構(gòu)。中國科學(xué)院的論文主要發(fā)表在Bioresource Technology（118篇）上，約占其論文總量的66.67%，其研究領(lǐng)域也主要集中在生物資源技術(shù)方面。

（4）結(jié)合VOSviewer和CiteSpace分析工具，發(fā)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)機(jī)械”和“產(chǎn)量”是2021年中國農(nóng)業(yè)工程核心期刊的研究中心，“growth/生長”則是2021年SCI中農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究的核心。

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作者簡介：李安然，碩士研究生，研究方向為數(shù)據(jù)分析與情報研究。Email：anran@cau.edu.cn

通訊作者：王寶濟(jì)，研究館員，研究方向為數(shù)據(jù)分析與情報研究。