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正文
通过社会网络分析揭示的跨国合作模式
合作网络可以通过将作者所属机构所在的国家表示为“节点”来构建，其中每个节点的大小表示该国家的发表论文数量，而节点间的连线或“边”则表示跨国合作（图1a）。如果某个国家的出版数据未显示出国际合作，则该国家会被表示为孤立的节点。
地球科学的国际合作最为薄弱
在研究期间，美国一直是地球科学领域合作最活跃的国家，相较于其他至少有一次合作的国家，位居首位，随后是英国、法国、德国、加拿大、澳大利亚、瑞典和荷兰（图1b）。自2000年以来，向《Nature Index》期刊贡献出版物的国家数量稳步增加，但其他科学学科的出版率明显超越了地球科学和化学（图2a）。
自2000年以来，所有科学学科的国际合作持续增加，图2b所示的图密度体现了这一趋势。然而，在所考虑的学科中，地球科学的国际合作水平最低。尽管自2021年以来地球科学在这方面略微超越了化学，但从2000年至2022年，地球科学的整体图密度显著低于其他学科，包括化学（根据配对t检验，P值<0.05；见补充表S2）。
地球科学的平均度数在整个研究期间均低于十（图2c），这表明，来自任何特定国家的地球科学家平均每年与少于十个其他国家的同事合作发表论文。尽管数量相似，但我们注意到，在2000年至2022年间，地球科学的平均度数在统计上显著低于化学（配对t检验，P值<0.01；补充表S2，图2c）。然而，2020至2022年间的数据可能预示着这一模式的未来变化。近年来，化学和地球科学合作模式的日益相似，可能源于类似的限制因素，包括地球科学中的区域专业化和化学中的分析或技术障碍，以及由保护和法规引起的数据共享挑战。此外，地球化学等领域的跨学科研究扩展可能促进地球科学和化学之间的类似合作趋势。总体而言，我们的分析表明，在过去二十年中，地球科学的国际合作不仅数量较少，而且相较于其他学科，国际合作的多样性也较低。
影响地球科学国际合作的因素
我们的文献计量分析显示，地球科学的国际合作仍然低于其他自然科学学科。我们认为，几个因素可能导致这种差异。首先，地球科学研究本身具有一定的地方性倾向，尤其是在处理区域性地质问题时。地球科学项目通常相对于其他科学学科持续时间较长，包括多季节的实地考察、样本分析和数据整理。大型国际项目，如国际海洋探勘计划（IODP）、联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的报告以及深时数字地球计划，通常需要数年才能完成。地球科学某些子学科，尤其是与能源行业关系密切的领域，其资助可能与经济周期相关，这使得国际合作容易受到经济气候的影响。
此外，我们还发现地球科学国际合作与国家经济发展水平之间存在一定关联，尤其是在全球南方国家的平均度数显著低于全球北方国家（图2d，其中全球北方指的是国际货币基金组织定义的先进经济体，全球南方则包括新兴市场和发展中国家）。自2000年以来，北美国家在网络中的国际合作水平最高，其次是欧洲国家，最后是亚洲和太平洋国家，而中南美洲、非洲和中东国家在这一网络中的存在一直相对较低（图2e）。
我们认为，促进国际合作是地球科学界的首要责任。来自不同国家的地球科学家及国际专业学会必须积极推动跨境合作，以实现这一目标。并非所有国家都有足够的资金支持地球科学研究，但对于一些经济发达国家来说，尽管科学研究（包括地球科学）的资金较为充足，其国际合作的程度并未跟上科学出版物的增长速度。出版物产量较多的国家，如美国、中国、英国和德国，应加强与国际合作程度较低的发展中国家的合作，以便来自更广泛国家和背景的科学家有机会贡献自己的专业知识，特别是在一些以发展中国家为中心的全球性地球科学问题的解决中。
此外，目前地球科学的研究重点包括直接应对具有全球性挑战的问题，如气候变化、日益枯竭的清洁水资源、能源安全、海洋健康和生物多样性危机。最终，这些问题无法单靠某一国家或地区解决，而必须依靠国际合作，包括扩展现有的合作网络和建立新的研究伙伴关系。新技术的开发和适应，如数据共享中心和协作在线平台，将对促进全球地球科学合作起到重要作用。我们支持其他科学家提倡采用和推广“集成、协调、开放和网络化”（ICON）科学原则，因为这些原则有助于加强国际合作研究。此外，在生物学领域先前提出的促进与全球南方国家研究者的国际合作的原则，也可能有助于提升地球科学的国际合作研究。
引用方式
Ye, S., Wang, J., Liu, Q., & Tarhan, L. G. (2024). International collaboration in geoscience lags behind other scientific disciplines. Nature Geoscience. https://doi.org/10.1038/s41561-024-01566-3
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