秦亚琪 杨睿 王宝济

摘要：本文依据2019年CNKI和WOS（SCI）所收录农业工程学科相关学术文献数据，利用VOSviewer和CiteSpace等文献计量分析工具，通过对所收录论文的数量与质量等的分析，从一个侧面反映过去一年国内外农业工程领域研究及发展状况。通过对CNKI的数据分析，2019年CNKI所收录的农业工程学科学术论文超过12 000篇，发文量最多的核心期刊为《农业工程学报》；中国农业大学是在农业工程核心期刊发文最多的研究机构；国家自然科学基金对农业工程学科研究支持的力度最大；国内农业工程学科研究的核心词是“设计”和“产量”，与2017和2018年的报告相比，“产量”第一次作为核心词出现。在WOS核心合集所收录的文献中，2019年中国无论在论文的数量上还是所发表论文的总被引频次上都居领先地位，成为农业工程研究领域最有影响力的国家。中国科学院是最有影响力的研究机构；Bioresource Technology是国际农业工程研究最有影响力的出版物；生物/bioma是国际农业工程高水平研究的核心。

关键词：CNKI；WOS；CiteSpace；农业工程；设计；产量；生物；文献计量学分析

0 引言

1978年3月召開的全国科学大会提出，要加强农业工程学科与新技术的研究和应用，并把农业工程学科列入国家亟待发展的25门技术学科之一。经过几代农业工程人的不懈努力，我国农业工程学科已形成了中专、大专、本科、硕士、博士、博士后等多层次的人才培养体系，研究领域涉及农业机械化工程、农业水土工程、土地利用工程、农产品加工与贮藏工程、农村能源工程、农业资源循环利用工程、农业建筑与生物环境工程、农业农村信息化工程、农业农村规划设计等方面。农业工程研究不断取得新进展、新成就，有力推动了农业农村现代化建设。

科学论文是科学技术产出的一种忠实记录，是展示学术成果、传播科技知识的重要体现。学术论文的数量与质量，在一定程度上可以反映学科发展的状况。

CNKI（中国知网）和SCI（科学引文索引）是中国及世界重要的科技文献收录与检索系统之一。利用2019年CNKI和SCI所收录农业工程学科相关学术文献数据，通过对所收录论文的数量与质量、文献来源及研究主题等的分析，可以从一个侧面反映过去一年国内外农业工程领域研究及发展状况[1]。

1 国内农业工程研究

在2019“软科”发布的中国最好学科排名中1，国内拥有农业工程（0828）学科点的高校共有45所，排名居前50%的高校有22所。中国农业大学、华南农业大学和浙江大学位列2019年中国农业工程学科研究前3位（表1）。

1.1 数据来源

根据CNKI的分类原则，农业工程学科放在农业科技类目下，包括农业工程总论；农业动力、农村能源；农业机械及农具；农业机械化；农业电气化与自动化、农业航空；农业建筑；农田水利及水污染防治；农田基本建设、农垦；农业工程勘测、土地测量、土地管理、规划及利用等。

2019年CNKI收录农业工程类文献12 557条2，包括中文9 235条，外文3 322条。文献来源为期刊论文8 612条、硕士论文424条、博士论文50条、国内会议49条、国际会议40条和报纸58条。发文量居前20的期刊共发文3 660篇（图1）。

2019年中国知网收录的国内主要刊发农业工程学科学术论文学术期刊有41种1。2019年10月公布的中国学术期刊影响因子年报（自然科学与工程技术）显示，2019年入选Q1和Q2区的农业工程学科期刊共有10种，其中《农业工程学报》CI值最高，达1 414[2]。

通常研究性较强的学术论文一般发表在“核心期刊”上，2018年12月出版的《中文核心期刊要目总览》（2017版）显示，农业工程学科核心期刊有7种，分别是《农业工程学报》《灌溉排水学报》《农业机械学报》《节水灌溉》《排灌机械工程学报》《农机化研究》和《中国农机化学报》[3]。本文以知网收录的2017北大版农业工程核心期刊为数据源进行统计分析。

通过以农业工程核心期刊为检索来源，2019年 7种农业工程核心期刊共刊发学术论文3 230篇，比2018年（3 175篇）有所增多，其中《农业工程学报》发文最多，达786篇，占比24.39%2（图2）。虽然《农业工程学报》近三年来发文量一直居于首位，但是数量在逐渐减少。

1.2 学科分布

根据知网的学科分类，发表在农业工程核心期刊上的论文涉及多个学科，占比超过10%的学科有农业工程学科（32.35%）和作物（11.73%）（图3）。

1.3 研究机构

统计发现，在农业工程核心期刊上发文量超过50篇的研究机构有11个，其中发文量最多的为中国农业大学，共发文270篇。发文量居前10的机构共发表论文1 156篇，占比35.79%（图4）。与2017年和2018年进行对比，发现中国农业大学和西北农林科技大学发文量在近三年中排名一直都处于第一和第二，东北农业大学排名靠前。

1.4 基金分布

大部分核心期刊的论文研究都得到了各种基金的支持，其中支持论文最多的为国家自然科学基金，共支持论文发表1 208篇，远超其他基金。在统计的三年里，每年国家自然科学基金支持发表的论文数量都是最多的，对科研活动的顺利开展作出了重大贡献。支持论文数量居前10的基金至少支持发表了29篇论文（图5）。

1.5 研究领域

对学术论文研究领域的分析，情报学研究中应用较普遍的分析方法是共词分析法。最常见的是利用论文关键词及其共现关系来揭示某一领域的研究热点、知识结构和关联。关键词已成为共词分析最常用的词源。分析发现，在2019年农业工程核心期刊中，词频最高的前20个关键词分别是模型、土壤、产量、设计、农业机械、优化、数值模拟、遥感、玉米、试验、水稻、机械化、秸秆、冬小麦、灌溉、图像处理、马铃薯、温度、水分利用效率和拖拉机，其中出现频次最高的依然是模型，共出现在104篇论文中（图6）。

2017、2018、2019年农业工程核心期刊论文中，对比词频最高的前20个关键词，相同的关键词有模型、土壤、产量、设计、农业机械、优化、数值模拟、遥感、玉米、试验、水稻、机械化、灌溉、图像处理、温度。

通过对关键词的共现矩阵分析，发现（农业机械、设计）共现频次最高，达23次。其次是（机械化、设计）、（水分利用效率、产量）和（优化、设计）等（图7）。

通过对关键词的共现网络分析，可以发现“设计”和“产量”是2019年中国农业工程核心期刊的研究中心，通过不断的实验，对农业机械进行设计和优化，提升其性能和易操作性；冬小麦、水稻、玉米和马铃薯等农作物的产量是研究者关注的问题，通过灌溉可以增加土壤水分从而提高产量，但是水分利用效率也是影响产量的关键因素之一等。通过建立模型是试验设计优化的有效途径。先进的信息技术在农业生产中的应用研究也是农业工程科研人员的重要工作之一，如图像处理技术在农业生产全过程的应用、利用遥感技术提高土地的利用效率、通过传感技术促进精准农业的发展等（图8）。

值得關注的是，通过对包括普通期刊在内的农业工程学科所有中文文献的分析，发现在2019年CNKI收录的9 235条农业工程类中文文献中，出现频次最高的前20个关键词分别是农业机械、机械化、拖拉机、应用、设计、节水灌溉、问题、对策、玉米、水稻、农田水利、农田水利工程、灌区、水利工程、柴油机、现状、试验、灌溉、管理和农业。与核心期刊相比，有8个词相同，农业机械、机械化、拖拉机、设计、玉米、水稻、试验、灌溉。出现词频最高的是农业机械，其次分别是机械化和拖拉机（图9）。

通过对关键词的共现矩阵分析，发现（问题、对策）共现频次最高，达50次。其次是（现状、对策）、（农业机械、设计）、（农业机械、应用）和（试验、设计）等（图10）。

在关键词共现网络中，“问题”是中心词（图11）。

由此可见，与在“核心期刊”发表论文的“高端研究者”不同，更多将论文发表在普通期刊上的基层农业工程科技工作者，更关注的是解决农业生产中的具体问题（问题、对策），更多的是对实际工作不断地进行试验改进设计，以更好地适应新技术的需要（试验、设计）等。

2 国际农业工程研究

2019年JCR的农业工程（AGRICULTURAL ENGINEERING）类别（Category）共收录13种期刊1（表3）。

根据JCR的学科分类规则，上述13种期刊中只有6种期刊仅属“农业工程”学科，其他7种期刊均是跨学科。

2.1 数据来源

通过WOS的学科分类检索（WC=Agricultural Engineering）发现，2019年Web of Science核心合集共收录农业工程学科论文4 378篇1，本文选择其中的Article（3 844篇）、Review（127篇）和Proceedings Paper（439篇）共4 337篇作为数据源进行统计分析。这些论文的被引频次总计6 029次，篇均被引1.390次，H指数为17。6种仅属农业工程学科的期刊共被收录Article、Review和Proceedings Paper 596篇（表4）。

2.2 数据分析

一般而言，学术论文的数量（发文量或载文量）和质量（被引频次总数或篇均被引）是测度研究规模和影响力的主要计量指标。通过对2019年农业工程学科学术论文的数量、质量和研究热点的分析，从一个方面反映国际农业工程学科领域的出版物、国家/地区、研究机构以及研究热点的情况。

2.2.1 学术出版物

2019年农业工程学科论文来自22种出版物，其中载文量居前10的出版物中，发文量都不低于100篇（表5）。2017-2019年间，每年Bioresource Technology的载文数量、H指数、总被引频次和篇均被引都是最高的2，且远高于其他出版物。

显然，Bioresource Technology，Industrial Crops and Products和Biomass & Bioenergy是2019年国际农业工程领域最有影响力的三种刊物。中国大陆出版的International Journal of Agricultural and Biological Engineering是中国唯一一种被WOS核心合集所收录的期刊，虽然加入时间不长，但已具有较强的竞争力。

2.2.2 国家/地区

2019年共有来自1143个国家/地区的学术论文被收录在WOS的农业工程学科中，收录论文居前10的国家论文数均超过100篇（表6）。

通过对WOS的数据分析，无论是论文的数量还是质量，2019年中国在全球农业工程学科领域表现优秀。从VOSviewer所获得的可视化图中可以看出，中国和美国合作较多（图12）。

进一步分析发现，中国发表论文居前3的出版物分别是Bioresource Technology（1 008篇），Industrial Crops and Products（301篇）和International Journal of Agricultural and Biological Engineering（143篇），占全部论文总量的88.92%。尤其是在Bioresource Technology上所发表的论文占比很大，远超在该刊发文除中国外居前五的美国（158篇）、印度（139篇）、韩国（96篇）、西班牙（57篇）和澳大利亚（51篇）。美国发文居前3的出版物分别是Bioresource Technology（158篇）、Industrial Crops and Products（96篇）和Transactions of the ASABE（63篇），占该国全部论文总量的64.21%。

2019年，在国际合作方面，与中国合作发文居前3的国家/地区分别是美国（162篇）、澳大利亚（45篇）和日本（38篇）。与美国合作发文居前3的国家/地区分别是中国大陆（162篇）、韩国（22篇）和巴西（19篇）。可见，在2019年的全球农业工程学科研究中，中美两国既是影响力最大的两个国家，也是合作最为密切的两个国家。2017年和2018年的报告中也体现了中美两国的影响力和合作发文的密切程度。

2.2.3 研究机构

2019年WOS核心合集收录3 519个1研究机构所发表的农业工程学科论文，发文量最多的是中国科学院（144篇）、中国农业大学（90篇）和美国农业部USDA（74篇），在论文质量方面，中国科学院远超USDA。2017-2019年，中国科学院每年都在WOS核心合集收录论文量的机构排名中位列第一，美国农业部和中国农业大学在2017年和2018年排名第二和第三，但是在2019年，中国农业大学超过美国农业部成为发文量第二的机构（表7）

显然，中国科学院是2019年全球农业工程学科研究最有影响力的机构，中国科学院无论在发文数量、H指数和总被引频次均居于首位。

进一步分析發现，中国科学院的论文主要发表在Bioresource Technology（100篇）上，占其论文总量的69.44%，远高于紧随其后的Industrial Crops and Products（18篇）和International Journal of Agricultural and Biological Engineering（9篇），也就是说中国科学院在农业工程领域的研究方向主要是生物资源技术方面。

2.2.4 研究方向和高被引论文

根据WOS的学科分类规则，2019年WOS所收录的农业工程学科的学术论文同时与Biotechnology Applied Microbiology等11个学科交叉（表8）。

Biotechnology Applied Microbiology和Energy Fuels是交叉数量最多的2个学科，在一定程度上左右了全球农业工程学科的研究方向。

利用CiteSpace文献分析工具，通过对2019年所有学术论文的Keywords的统计分析，“bioma/生物”出现的词频最高，同时performance/性能、growth/生长等也是高频词（表9）。

通过对高频主题词的可视化处理，可以发现bioma是2019年WOS中农业工程学科研究的核心（图13）。bioma作为主题词，在2017、2018和2019年发表的论文中词频和中心度一直是最高的。从高频主题词的分布和可视化中可以看出，生物技术在农业上的应用已经成为农业工程学科的研究热点。

通过对仅属“农业工程”学科的6种期刊的596篇论文的分析，发现其高频主题词主要集中在yield/产量、quality/质量、growth/生长、performance/性能、model/模型、system/系统、soil/土壤、temperature/温度、water/水、stress/压力、bioma/生物、design/设计、simulation/模拟、nitrogen/氮和maize/玉米等方面。

3 结论

由于农业工程学科是一门新兴的、交叉性很强的学科，在国内外著名的学术文献检索评价数据库中，其分类体系存在较大的差异。如ESI1中只有22个学科的分类，并没有农业工程学科，而在JCR的分类中，就有农业科学门类下的农业工程、食品工程和处理；环境/生态水资源研究与工程以及工程门类下的土木工程等。

尽管如此，通过对2019年基于CNKI和WOS中农业工程学科学术论文的分析，仍然可以从一个侧面反映农业工程学科的研究状况，分析发现：

1、我国农业工程学科经过几十年的发展，总体上居于世界领先水平，在国际上具有较大影响力。2019年CNKI收录国内农业工程学科各类文献12 000余条，其中学术期刊论文9 000余篇。WOS核心合集收录4 300余篇农业工程学科论文。2017、2018和此次报告中显示，在农业工程学科研究领域，中国和美国是全球最有影响力和合作最密切的2个国家；2019年，WOS所收录的农业工程学术论文中，中国学者所发表的论文占比超过37%，美国约占11%，中国无论在论文的数量还是质量上都居世界首位。

2、CNKI收录国内出版的农业工程类学术期刊41种，《农业工程学报》是2019年国内农业工程领域最有影响力的期刊。在国际农业工程领域，JCR的农业工程（AGRICULTURAL ENGINEERING）类别（Category）共收录13种期刊。其中最有影响力的期刊为Bioresource Technology，该刊不仅全年收录论文数量最多，而且所收录论文的被引频次居于首位，其影响因子（2018年）为6.669，居各出版物之首。中国大陆仅有1种期刊被SCI收录。

3、高等院校是中国农业工程学科研究的主力机构，中国农业大学是国内最有影响力的研究机构。但在国际农业工程研究领域，中国科学院、中国农业大学和美国农业部是2019年国际农业工程学科研究领域最有影响力的3个研究机构。中国科学院的论文主要发表在Bioresource Technology（100篇）上，约占其论文总量的69%，其研究领域也主要集中在生物资源技术方面。

4、结合VOSviewer和CiteSpace分析工具，发现“设计”和“产量”是2019年中国农业工程核心期刊的研究中心，“bioma/生物”则是2019年SCI中农业工程学科研究的核心。

参考文献

[1] 王宝济，黄庆.基于科技文献的农业工程学科发展报告（2018）[J].中国农业文摘-农业工程，2019，31（02）：25-33+48.

[2] 肖宏主编.期刊影响力指数及影响因子（统计年：2018）[J].中国学术期刊影响因子年报（自然科学与工程技术），2019年（第17卷）：55.

[3] 陳建龙，朱强，张俊娥，等.中文核心期刊要目总览（2017版）[M].北京：北京大学出版社，2018.12.