Nature系列期刊在中國農業科學院科研中的利用效益分析

盧垚 馬鑫 王鸑飛 顏蘊 郭洋 董越

（1.中國農業科學院農業信息研究所，北京 100081；2.上海施普林格信息咨詢服務有限公司北京分公司，北京 100080）

Nature系列期刊涵蓋科學、技術和醫學領域的最前沿研究，為各個領域的科研工作者提供高影響力的研究成果。中國農業科學院（以下簡稱“農科院”）從2005年開始進行電子文獻資源建設，2006年開始訂閱Nature及其系列刊物，隨后十年內訂閱的期刊種數一直維持在10種上下，2016年之后大幅增加新刊，訂閱的Nature期刊數量達到20種，2018年再新增2種，截至2019年7月共訂閱22種Nature期刊，包括研究型期刊17種、綜述型期刊5種（見圖1）。一方面，隨著Nature期刊的不斷發展，Nature系列新增期刊越來越多，其系列期刊涉獵各學科前沿熱點領域、新興領域和交叉領域；另一方面，Nature期刊采用每種期刊單本定價的訂購方式并且單本價格高昂，因此無論是以新增還是續訂為目的，研究建立科學的循證分析方法，對訂閱Nature期刊的利用情況、使用成本及其在科研產出中的效益進行評估都具有十分的必要性。

圖書館數字資源的評估借鑒圖書館價值評估，目前常用的方法大多數建立在成本效益分析（Cost Benefit Analysis）的基礎上，結果以投資回報率（Return on Investment，ROI）的形式予以表示[1-3]。但“收益”往往難以衡量，目前收益評估的方法主要是條件價值評估法（Contingent Valuation Method）、消費者剩余法（Consumer Surplus Method）和時間成本法[4-7]。國內外學者利用這些方法建立了一系列評估模型[8-12]，但指標難以量化，一般需要通過調查問卷等形式來收集數據。本文利用期刊使用統計數據和用戶引文數據，進行循證分析，借助引文分析、相關分析、回歸分析和復相關系數賦權法等，證明Nature期刊的使用、引用等文獻利用行為與科技論文發表、項目申請等科研活動具有關聯性；并通過使用成本、產出論文質量、轉化率、相對投資回報率ROI等一系列指標，實現資源利用效益的比較和評估。

1 數據來源與分析方法

圖書館數字資源的效益評估，除考慮資源成本之外，核心就是如何量化其“收益”。Nature期刊作為電子文獻資源能夠帶來的“收益”，主要體現為其在用戶科研活動中產生的利用價值，既反映在用戶對科技文獻資源的下載閱讀、引用等利用行為中，也反映在與文獻利用相關的科技產出中。其中論文發表是最主要的產出形式，是文獻利用帶來的直接“收益”。因此本文通過收集農科院用戶利用Nature期刊的相關全文下載、引用、論文發表三個環節的客觀數據來綜合評估資源利用效益。其中，農科院2016—2018年Nature期刊的全文下載數據來自數據庫Journal Report1使用統計報告；相關論文發表數據，即引用Nature期刊文獻產生的發文（下稱“施引文獻”），采集自Scopus數據庫，采集發文時間區間為2016—2018年；引用數據，即用戶發表論文時引自Nature期刊的參考文獻（下稱“引文”），來自上述論文發表數據中的參考文獻；此外，2017年自然科學基金項目申請和獲批數量采集自國家自然科學基金委官方網站。

本文利用引文分析法對農科院用戶利用Nature期刊的相關引文和發表的施引文獻進行分析，并結合使用統計數據，利用相關分析和回歸分析的方法，揭示Nature期刊的使用、引用等文獻利用行為與科技論文發表、項目申請等科研活動相互間的關聯；通過對使用成本、施引文獻質量、轉化率等各類指標的分析，比較用戶對不同Nature期刊的利用特征和規律；利用復相關系數賦權法綜合全文下載量、引文量、發文量、發文質量4個變量計算資源利用收益，與使用成本相比后經歸一化，得到相對投資回報率ROI，來比較各Nature期刊的利用效益。

圖1 農科院Nature期刊訂閱數量變化（2006—2019年）

2 分析結果

2.1 Nature期刊使用、引用、發文相關分析

對2016—2018年農科院訂閱的22本Nature期刊的全文下載量、引用上述期刊的引文數量，以及對應的引用Nature期刊的發文數量的相關分析結果表明（見表1），三者具有很高的相關性。選取發文量作為因變量，由于全文下載量和引文量之間存在相關關系，所以僅選擇全文下載量作為自變量，做一元回歸分析，得到置信度高于99.99%的回歸模型方程如公式（1）。

可以看出全文下載量與發文量之間呈線性正相關關系，這22本期刊每一種的全文下載量越多，利用該刊產生的發文數量就越多，說明這些期刊文章的閱讀和利用對相關科研論文的產出有正面的促進作用。

表1 Nature期刊使用、引用與發文相關分析（2016—2018年）

2.2 Nature期刊使用與自然科學基金申請相關分析

對2017年農科院各直屬研究所Nature期刊全文下載量與各所2018年（申請截止時間為2018年3月）自然科學基金申請項目數量（包括面上項目和青年基金項目）和獲批項目數量的相關分析結果表明（見表2），全文下載量與各所申請項目數量的相關系數為0.74，與獲批項目數量的相關系數為0.73，說明各所對Nature期刊文獻的利用，與其自然科學基金項目的申請和獲批項目數量有一定的相關性，能夠一定程度上支撐科研項目。

2.3 2016—2018年單篇下載成本分析

單篇下載成本（Cost Per Download，CPD），指該刊當年訂閱價格與用戶全年對其全文下載數量的比值，22本Nature期刊的CPd分析結果（見表3）表明，除去2018年新增的Nature Ecology&Evolution和Nature Sustainability，其余期刊單篇下載成本在10元以下的有11種，10～20元的5種，余下的Nature Chemical Biology、Nature Reviews Drug Discovery、Nature Geoscience、Nature Materials單篇下載成本較高，尤其是NatureMaterials這3年單篇下載成本平均為133.43元。

就成本變化趨勢而言，除去2018年新增的兩本刊，這3年間Nature等9種期刊由于利用狀況良好發展、全文下載量持續增加，其單篇下載成本下降。11種期刊單篇下載成本上升，其中Nature Reviews Genetics等3種期刊全文下載量增加，是由于期刊價格漲幅造成成本上升；Nature Biotechnology等8種期刊的單篇下載成本上升則是由全文下載量減少和價格上漲兩方面原因造成的。隨后我們分析了這8種期刊的載文數量是否穩定，載文量明顯下降的有3種，2018年Nature Structural&Molecular Biology的載文量相對于2016年減少9%，而其全文下載量減少21%；Nature ReviewsDrug discovery2018年載文量相對于2016年減少23%，而全文下載量減少38%；Nature Materials2018年載文量相對于2016年減少9%，而全文下載量減少55%，所以下載量的減少并不完全是因為期刊載文量減少造成的。

表2 農科院各分所Nature期刊使用與自然科學基金申請獲批情況（2017—2018年）

表3 農科院訂閱Nature期刊單篇下載成本（2016—2018年）

2.4 2016—2018年引用分析

22種Nature期刊的引用分析結果（見表4）表明，除去不涉及引用的3種期刊Nature Microbiology、Nature Ecology & Evolution和Nature Sustainability，余下的期刊中Nature Reviews Genetics、Nature Cell Biology的引用量略有波動，其余17種期刊的引文量都是呈現上漲趨勢，尤其是Nature Plants、Nature Climate Change、Nature Geoscience、Nature Reviews Microbiology這4種刊的引用量上漲顯著，其中2016年新增的Nature Plants引文量在3年內增長715.38%。

如果按照CPD的思路來測算各刊的引用成本（Cost Per Citation，CPC），即某一時間窗口內期刊訂閱價格與用戶引用該刊文獻次數的比值，測算出22種Nature期刊中CPC較低的期刊是Nature、Nature Genetics和Nature Biotechnology，單篇引用成本不超過40元。

表4 農科院訂閱Nature期刊引用情況（2016—2018年）

2.5 2016—2018年引用Nature期刊文獻發文分析

對引用22種Nature期刊文章的農科院發文進行分析（見表5），結果表明，除去不涉及農科院施引文獻的3種期刊Nature Microbiology、Nature Ecology & Evolution和Nature Sustainability之外，Nature Cell Biology過去3年的農科院施引文獻量略有波動，引用其余18種期刊的相應發文量都有所增加，尤其是引用Nature Plants、NatureClimate Change、Nature Reviews Microbiology、NatureGeoscience這4種刊的發文量上漲迅速，參考Nature Plants上載文的農科院發文在3年增加609.09%。

同理，若按照CPD的思路來測算各刊的單篇發表成本（Cost Per Publication，CPP），不考慮引用這些期刊所發表的文章質量僅考慮數量的情況下，計算某一時間窗口內期刊訂閱價格與用戶引用該刊文獻發表文章數量的比值，測算出22種Nature期刊中CPP較低的期刊是Nature、Nature Genetics和Nature Biotechnology，分別為53.99元、56.39元和62.84元。

表5 農科院引用Nature期刊的發文情況（2016—2018年）

2.6 2016—2018年引用Nature期刊文獻發文質量分析

利用引文影響力指標對2016—2018年農科院引用Nature期刊文獻的發文的質量進行分析，從表6可以看出除去3種刊（2018年新增的2種，2016年新增的1種但無引用發文），引用Nature Biotechnology等10種期刊文獻的發文，超過80%發表于Q1區期刊，引用Nature等8種期刊文獻的發文，發表在Q1區期刊上的占70%～80%，只有引用Nature Materials的發文的Q1文章占比略低于70%，但仍高于2016—2018年農科院全部發文的Q1文章占比（62.7%）。就篇均被引頻次而言，引用各系列Nature期刊的發文的表現均高于2016—2018年農科院全部發文的篇均被引次數4.4次，尤其是Nature Geoscience和Nature Climate Change表現突出。而考慮到施引文獻分屬不同學科造成的引文影響力的偏差，進一步采用學科規范化的引文影響力（Field Weighted Citation Impact，FWCI）來比較各刊相應施引文獻的發文質量，結果表明：只有引用醫學領域期刊Nature Medicine和Nature Immunology的發文的FWCI值低于農科院2016—2018年發文平均值1.06，其余期刊的施引文獻都有較強的影響力，特別是引用Nature Geoscience、Nature Plants和Nature Climate Change的發文表現優異?？傮w而言，雖然引用的不同期刊的發文表現有所差異，但大部分期刊的施引文獻各項指標都高于農科院發文平均水平，表現出較強的引文影響力。此外，也對Nature期刊的影響因子、期刊的使用成本CPD、CPC、CPP值和表6中引文影響力指標進行了相關分析，在期刊水平、使用成本和產出論文質量各項指標間并未發現有顯著相關。

2.7 2016—2018年Nature期刊利用效益比較

從2.1的分析結果可知，全文下載量和引文量、發文量呈一元回歸線性正相關，因此從Nature期刊的引用率和發文影響轉化率的角度來比較各期刊的利用效益。引用率，即引文量與全文下載量的比值，反映在期刊的全文下載量中，有多大比例的下載行為能夠轉化為引用；同理，發文影響轉化率，即發文量與全文下載量的比值，同時引入FWcI值來反映有多大比例的全文下載行為能夠轉化為論文產出并造成一定的引文影響力。結果可以看出（見表7），引用率較高的期刊有Nature Geoscience、Nature Materials和Nature Methods，發文影響轉化率較高的期刊有Nature Geoscience、Nature Methods和Nature Protocols。

但利用引用率和發文影響轉化率來比較期刊利用效益，直接受全文下載量多少的影響，全文下載量少的期刊，容易有較高的轉化率，因此這兩項指標參考作用有限。為了綜合比較農科院訂閱的Nature期刊的利用效益，用全文下載量、相關期刊引文量、對應的發文量以及發表論文的引文影響力FWcI作為4個變量來衡量Nature期刊利用的“收益”，再除以使用成本，得到投資回報率ROI，如公式（2）所示。

其中a、b、c分別代表各指標的權重，由復相關系數賦權法計算而得。將全文下載量、引文量、發文量作為3個變量進行復相關分析，依據指標的獨立性確定其權重，指標與其他兩項指標的復相關系數越大、共線性越強、重復信息越多，越容易由其他兩個指標的線性組合表示，該指標的權重就應當越小，反之亦然。因此本文取指標各自與其他兩個指標的復相關系數的絕對值的倒數作為權重。

但這樣計算的收益并未和成本一樣量化到金額，而是各期刊間用于比較的歸一化值，所以稱之為相對ROI。計算2016—2018年農科院Nature期刊使用收益和成本的比值并進行歸一處理，得到相對ROI以比較Nature期刊的使用效益（見表7）。結果表明，在農科院訂閱的19本Nature期刊中（除去2018年新增的2種，2016年新增的1種但無引用），使用效益最好的是Nature Genetics，其次是Nature、Nature Biotechnology、Nature Plants。

表7 農科院Nature期刊利用效益比較（2016—2018年）

3 討論

學術期刊的文獻資源建設及其利用與科研活動有著密切的聯系，尤其是Nature期刊這類高質量、高影響力的學術資源。本文證明農科院Nature期刊資源建設及相關利用與用戶科技論文發表、項目申請等科研活動的具有相關性。通過分析期刊的使用成本對農科院訂閱Nature系列期刊的建設策略提出建議，針對利用狀況發展良好的期刊，采取穩定建設的建議；對利用成本較高的期刊，需進一步培育用戶的利用需求，密切監控其利用情況；對下載量下滑、成本持續上升的期刊，則需要進一步深入分析用戶對其利用規律、挖掘潛利用的“收益”，再考慮使用成本計算投資回報率ROI，是各期刊間用于比較的歸一化值。這種方法雖不能將具體收益量化到金額，計算出絕對投資回報率，但其完全依靠使用統計數據和引文相關數據，數據來源客觀，能夠有效地對不同資源的利用效益進行簡單對比和評估，是對循證分析方法和成本效益分析方法的創新結合，能夠對資源建設工作起到參考和指導作用。