基于专利文献计量分析的白菜科技发展趋势_杜若鹏.pdf

北方园艺 （）：农业经纬第一作者简介：杜若鹏（），男，硕士，助理研究员，现主要从事数字图书馆理论与技术、信息管理与信息系统等研究工作。：责任作者：朱亮（），男，博士，副研究员，硕士生导师，现主要从事农业信息资源建设与管理、科技文献计量分析与农业知识服务等研究工作。：基金项 目：中 国 农 业 科 学 院 科 技 创 新 工 程 资 助 项 目（）；中国工程科技知识中心建设资助项目（）；年中国农业科学院农业信息研究所公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目（）。收稿日期：基于专利文献计量分析的白菜科技发展趋势杜 若 鹏，张洁，姚蔚，朱亮（中国农业科学院 农业信息研究所，国家新闻出版署农业融合出版知识挖掘与知识服务重点实验室，农业农村部农业大数据重点实验室，北京 ；中国农业科学院 蔬菜花卉研究所，北京 ）摘要：采用文献计量分析与专家分析相结合的方法，对白菜发明专利技术信息进行分析。结果表明：中国和国外白菜发明专利申请量变化均经历了萌芽期、缓慢增长期、快速增长期和下降期，国外各时期变化均比中国发生的早。与国外相比，中国白菜发明专利技术研究仍然处于相对活跃状态。中国白菜发明专利申请数量最多的领域依次为栽培、贮藏加工和生物技术，国外最多的领域依次为贮藏加工、生物技术和育种。对中国白菜发明专利文献细分技术方向进行发展趋势分析，种植技术和土壤肥料方面的专利申请数量最多，而育种制种技术、分子标记、采收和种植机械化等方面的专利申请量近期增加明显，为专利技术研究的热点方向。关键词：白菜；专利；文献计量分析中图分类号：文献标识码：文章编号：（）专利是科技活动成果产出的主要形式之一，专利信息是重要的科技信息资源。通过查阅专利文献可以帮助科研人员掌握国内外研究进展和技术水平，从现有的专利技术中找到空白点和不足，针对要解决的科技难点，确定合理技术路径和方案，避免走弯路和无价值的重复研究。专利可以表征某一领域技术创新水平和前沿动态，通过专利文献分析可以了解某一领域的研究热点、研究前沿和研究趋势变化，可为科研立项乃至科技发展战略制定提供有价值的参考。专利文献分析方法有若干种，其中文献计量学分析是广泛应用的一种方法，已有学者报道利用该方法对多种蔬菜作物专利文献进行了分析。白菜是重要的蔬菜作物，在中国及韩国、日本、东南亚一带的蔬菜生产中占有重要地位。该研究中的白菜包括大白菜亚种（）和白菜亚种（），后者也叫普通白菜、不结球白菜，俗称小白菜、青菜、油菜等。赵静娟等曾针对白菜分子育种领域的专利信息，利用文献计量分析方法研究其技术的发展趋势及研究热点。该研究则针对覆盖白菜全产业链的技术发明专利信息，采用文献计量分析与专家分析相结合的方法，研究白菜科技发展的趋势以及热点，以期为白菜育种、栽培、病虫害防治以及采后处理加工等研究领域的科技创新提供参考。材料与方法 白菜发明专利的搜索策略数据通过“万象云专利检索平台”获得。该平台提供全球 个国家和地区的专利信息（其中中国地区的专利数据来自中国国家知识产权局），每周次进行同步更新。中国地区专利检索策略：专利类型（发明专利）地区（中国大陆 中国台湾 中国香港 中国澳门）（专利名称（大白菜 白菜 娃娃菜 快菜 结球白菜 不结球白菜 普通白菜），检索到自有第件相 关专利申请的 年 至 年 月 日公布的中国专利局受理的发明专利 申 请 件。经人工甄别核实，剔除如“岩白菜”“茭白菜粮间作”等与白菜无关的专利 件，得到中国白菜发明专利 件。国际专利检索策略：专利类型（发明专利）地区（中国大陆 中国台湾 中国香港 中国澳门）（专利名称（），检索到自有第件相关专利申请的 年至 年 月 日的全球除中国之外的 个国家及机构的白菜相关发明专利 件。白菜发明专利技术分类以文献计量 统计 为 基础，使 用 与 编程语言，对数据的 分类（国际专利分类 ）进行聚合统计，然后由农业专家将相近技术或主题进行归并或调整，形成不同的技术领域。在每个领域中再对专利名称进行高频特征词统计、词根统计和共词分析等，形成特征词集。为了提高特征词抽取的准确性，对数据进行停用词与干扰词屏蔽，过滤掉如“一种”“以及”“技术”等与主题无关的词；同时通过 农业科学叙词表 和 农业专业词表 进行筛选，保证其具有农业专业性。形成的特征词集经过专家判定分析后形成技术方向正则表达式。依据表达式对数据进行主题细分、自动聚类。聚类结果由专家进行审核分析，形成不同领域的各技术方向的数据。根据技术方向数据的统计结果进一步进行白菜发明专利技术研究方向变化趋势分析。白菜发明专利申请量的统计分析专利申请量是指专利机构受理的技术发明专利申请的数量，能够反映技术发展的活跃程度，以及发明人谋求专利保护的积极性，申请量越多，表明该技术领域创新力越高。因此以专利申请量为统计指标，分析白菜发明专利的技术发展趋势。结果与分析 白菜发明专利申请量的国家分布与动态分析检索到的白菜发明专利申请 件，主要分布在中国、韩国和日本（共占 ）。其中中国专利 件，占 ；韩国专利 件，占 ；日本专利 件，占 ；除此之外的其表白菜发明专利申请量的国家地区机构分布 国家地区机构 专利申请量 国家地区机构 专利申请量 中国 奥地利 韩国 加拿大 日本 哥斯达黎加 世界知识产权组织 丹麦 美国 欧亚专利组织 澳大利亚 西班牙 欧洲专利局 法国 印度 印度尼西亚 俄罗斯联邦 葡萄牙 巴西 瑞典 墨西哥 乌克兰 荷兰 越南 阿根廷 南非 第第期期 北方园艺他国家地区专利总共占 （表）。中国专利申请数量远高于国外，为国外专利申请量的 倍，说明白菜在中国不仅是重要的蔬菜作物，而且其技术创新也非常活跃。韩国在白菜的科学研究方面历史较长，力量较强，所以韩国白菜发明专利申请数量在国外排在第位。白菜在日本也是重要的蔬菜。日本很早就通过产地与季节组合实现了大白菜的周年生产。日本在白菜优质育种、抗病育种研究方面具有较高的水平。所以日本白菜的发明专利数量也相对较多，排在国外的第位。白菜发明专利中，中国专利的发展起步晚于国外，第件专利申请是在中国建立了专利制度之后的第年 年，而国外的第件专利申请是在 年。图显示了白菜发明专利申请量的年度分布变化。需要说明的是：由于专利从申请到公开通常有 个月或更长的滞后期，造成最近年公布的专利申请量（图中用虚线表示）会比实际的申请量低。从图可以看出，中国的白菜发明专利技术发展大体上经历了个阶段。年以前的申请数量很少，仅占总数的 ，为专利技术的萌芽期。年小幅逐步增加，为起步增长期，这 年间的专利申请量为 件，占总申请量的 。年为快 速增长 期，年达到年度申请量高峰 件。年以后申请量呈现下降的趋势。国外白菜发明专利申请量的变化也基本上同样经历了个阶段。年之前申请量很少，专利技术处于萌芽期。年总体呈小幅增加态势，为起步增长期。年为快速增长期，年达到年度申请量高峰，为 件。年申请量开始减少，尽管 年又恢复到 件的高峰值，但是总体上进入下降的阶段。对比上述结果可以看出，中国和国外的白菜专利技术发展都经历了同样的个发展阶段，但是国外相应的发展阶段均比中国的在时间上发生的早，这可能主要因为国外（主要是韩国和日本）白菜育种技术等研究比中国起步早。通过对最近年国内外白菜专利申请数量进行对比分析发现，国外最近年申请的专利数量占 年以来 年总专利数量的 ，而中国相应的占比为 。这表明尽管近年来申请数量有所减少，但中国白菜专利技术研究现在仍然处于相对活跃状态。图白菜发明专利年度申请量的变化 白菜发明专利技术领域分布与动态分析分析专利技术的领域分布最简单的方法是利用国际专利分类（）。研究者通常通过分析 号代表的技术分支的专利申请数量，了解不同领域专利的发展情况 。由表可知，白菜发明专利中，件中国专利分布于 个小类中，件国外专利分布于 个 小 类 中。申 请 量 居 前 的 小 类 见表。在中国 专 利 中，申 请 量 居 前 的小 类 为 、和 ，分别为 、件和 件。在国外专利中，申请量居前的 类为 、和 ，分别为 、件和 件。国内外专利内容相比较，中国专利分布更广泛，分布最多的小类（）为园艺栽培、林业、浇水；国外专利分布领域范围较小，分布最多的小类（）为微生物或酶等。北方园艺月月（上上）表白菜发明专利申请量居前的 个 小类 排名 分类号 分类号说明 中国专利 国外专利 园艺栽培；林业；浇水 微生物或酶；其组合物；繁殖、保藏或维持微生物；变异或遗传工程；培养基 焙烤、罐头、奶制品等之外的其他食品处理或保存 新植物或获得新植物的方法；通过组织培养技术的植物再生 各肥料的混合物；肥料与无特殊肥效的添加剂组分的混合物；以形状为特征的肥料 酶、核酸或微生物的检测方法 种植；播种；施肥 动植物体或其局部的保存；农药或除草剂；害虫驱避剂或引诱剂；植物生长调节剂 化学化合物或制剂的杀生、害虫驱避、害虫引诱或植物生长调节活性 罐藏；化学催熟；保存、催熟或罐装产品 用废物或垃圾制成的 有机肥料 中草药药物成分医用、牙科用或梳妆用的配制品 化合物或药物制剂的特定治疗活性 收获；割草 肽 借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料 杂环化合物 农业或林业的整地；一般农业机械或农具的部件、零件或附件 处理大量收获的果蔬菜或花球茎的机械或装置；大量果蔬的去皮；制备牲畜饲料装置 涉及微生物的生物化学、发酵、变异或遗传工程 至 小类相关的引得表 尽管利用 可以快速获取相关专利文献的技术领域等信息，但 的分类方法及类别的描述术语与科研和生产实际中人们惯用的专业技术领域的分类和表述用语有很大不同。分类中，根据专利数量的多少，有的分类类别包含内容很宽泛，有的则分得很细碎，有时会把本应属于同一技术领域的内容分为不同的类别。分类的描述一般都较长，往往是包含多个领域词语的解释，而不是一个专业技术领域的名称。所以，对于从事研究的专业人员来说，分类信息不直观，难以达到一目了然的效果。该研究中为了便于读者理解和掌握，采用专业人员所熟悉和通用的学科和研究领域的分类类别，对白菜发明专利技术数据，按照栽培、育种、植保、生物技术、机械化和贮藏加工个领域进行了分类分析。由图可知，中国专利中申请量由高到低的领域依次是栽培（件）、贮藏加工（件）、生物技术（件）、育种（件）、植保（件）和机械化（件）；国 外 专 利 中 依 次 是 贮 藏 加 工（件）、生物技术（件）、育种（件）、机械化（件）、植保（件）和栽培（件）。中国专利申请中，栽培领域的专利占比比国外大，而国外则图白菜发明专利申请量在不同技术领域的分布 第第期期 北方园艺是生物技术占比比国内的大。国内外贮藏加工领域的专利申请数量都比较多。相比 分类结果，按照技术研究领域分类的结果看起来简明、清晰。进一步对最近 年个领域发明专利申请量的年度变化进行分析。由图可知，在中国专利中，栽培、育种、植保、机械化和贮藏加工个技术领域的年度专利申请量均经过 余年的低水平之后快速增加，在 年达到高峰，然后又逐年显著降低。唯有生物技术的专利申请量 年来一直保持小幅持续增加的态势，但年份之间波动明显。与国内相比，国外白菜专利申请数量年度之间变化幅度相对较小。申请数量最多的贮藏加工领域，年度申请数量比较均衡，没有明显的高峰年份。申请数量第位的生物技术领域，申请数量经过波动增加到 年达到峰值之后，开始逐年减少，总体上变化也较平缓。图不同技术领域白菜发明专利申请量的年度变化 中国白菜发明专利技术研究方向和热点分析为进一步了解中国白菜发明专利技术主要研究方向和现在研究热点，对上述个领域的内容细分了 个不同的技术分支，并对各分支最近 年的年度申请量变化进行统计分析。由图可知，栽培领域中的种植技术和土壤肥料分支的专利申请量在 年明显较多；育种领域中的育种制种分支专利申请量在 年之后呈北方园艺月月（上上）波动增长趋势，年在专利申请尚未完全公开的情况下数量达到最多。雄性不育与小孢子培养分支专利申请量较少，年相对多一些。植保领域中的防治方法和防治药剂分支在 年后明显增加，分别在 年和 年达到峰值后又开始明显减少。生物技术领域中的分子标记分支申请量在 年之后呈增长趋势，基因及应用分支申请数量一直较少，近年连续略有增加；机械化领域包括种植机械化和采收机械化分支，专利申请量均主要集中在 年之后，年最多。贮藏技术分枝专利申请量一直处于较低水平；腌制品和加工食品技术分枝的专利申请量在 年较多。蔬菜汁专利申请量 一 直 很 少，但 年 这 一 年 申 请 数 量 特别多。从专利申请数量上来看，种植技术、土壤肥料分支的专利申请量显著高于其它分支，表明这些技术是中国专利技术研发的重点方向。从近年变化趋势来看，育种制种技术、分子标记、采收和种植机械化等分支的专利申请量增加明显。例如统计近年以来的专利申请量，尽管近年可能有些专利申请尚未公开致使申请量比实际偏低，育种制种专利的申请量达到 件，占其 年以来近 年总申请量的，分子标记专利的申图中国白菜发明专利申请量在不同技术分支的年度变化 第第期期 北方园艺请量达 件，占其最近 年总申请量的，采收机械化专利申请量达 件，占其最近 年总申请量的，种植机械化申请量 件，占其最近 年总申请量的，表明这些技术方向的研究正处于活跃期，为当前和近期未来的热点研究方向。另外，在 年以来新出现了尾菜饲料加工的专利，虽然数量尚较少，但表明蔬菜生产的尾菜利用技术研究已经开始受到重视。讨论与结论该研究采用文献计量学分析与专家分析相结合的方法，对白菜发明专利申请信息进行统计分析，明确了国内外白菜发明专利技术研究的变化特点与趋势。刘勤等 通过对全球蔬菜专利信息进行计量分析指出，全球蔬菜专利技术申请量变化经历了萌芽期、平稳增长期、快速增长期和衰退期个阶段。该研究关于白菜发明专利申请量变化的分析结果与其分析结果基本相似，即国内外白菜发明专利申请数量变化前后经历了萌芽期、缓慢增长期、快速增长期和下降期。不过尽管 年以来中国的申请数量呈现下降，但最近年的申请数量仍然占最近 年总申请 量的 ，这与国外相应的占比 相比较，表明中国白菜发明专利技术研究仍然处于相对活跃状态。及时掌握和了解学科和技术领域的研究热点无论对专业科技人员还是对科技管理部门均非常重要。近年来利用文献、专利等知识技术信息计量分析探讨学科和技术研究热点的报道日益增多。但是在文献计量分析中如何确定研究热点方法不一。刘勤等 在分析全球蔬菜专利技术研究热点时，采用的是根据词频筛选相关热词的方法。吴晓燕等 则是根据不同技术内容的专利申请的数量分析国际作物转基因研发的热点。赵静娟等也是根据不同技术方向专利数量提出白菜分子育种专利技术研究热点。上述研究中值得共同商榷的问题是分析研究热点时没有与时间联系起来，因此分析得出的热点是过去的研究热点还是当前的研究热点不清楚。杨新涯等 指出，学术热点是某一学科或领域在某一时间段被高度关注并产生较大影响力的研究方向。所以研究热点具有时效性，而且对于广大读者来讲最关心的是当前的研究热点。该研究对中国白菜专利文献细分 个技术方向进行了分析，结合不同技术方向专利申请量的近期变化趋势，通过分析最近年申请的专利数量占最近 年申请量的比重，提出目前白菜专利技术研究的热点是育种制种技术、分子标记技术，以及采收和种植机械化技术。该分析结果与当前白菜科技创新研究的现状基本吻合。由于国外白菜专利申请数量较少，该研究没有按细分技术方向进行分析。参考文献杨小红 专利文献资源的有效利用 甘肃科技，（）：佟贺丰，傅俊英，曹燕 基于专利耦合的中国、美国、日本锂离子电池技术前沿及差距分析 中国科技资源导刊，（）：关陟昊，单治易，林紫洛，等 技术前沿识别方法综述 情报探索，（）：杜若鹏，寇远涛，朱亮基于计量分析的中国番茄发明专利技术发展趋势研究 中国蔬菜，（）：杨胜伟，杨秀伟，余常水，等辣椒产业专利分析和技术路线预测中国蔬菜，（）：胡静轩，刘富强，张乐强，等大白菜与芥菜型油菜种间杂种的获得与鉴定北方园艺，（）：赵静娟，张凤兰，张峻峰白菜分子育种全球专利竞争格局分析及对策建议 中国农业科技导报，（）：杜若鹏，鲜国建，寇远涛基于改进 算法的农业科技文献文本特征抽取数字图书馆论坛，（）：代丽荣浅谈发明专利申请公布期限与实审期限及优先权日变化对其的影响专利代理，（）：方智远中国蔬菜育种学北京：农业出版社，吴磊琦，谌凯，吴巧玲基于专利文献的移栽机械发展态势分析江苏农业科学，（）：徐德进，徐广春，徐鹿，等基于专利信息分析的农药雾滴行为调控研究现状江苏农业科学，（）：刘勤，杨玉明，张熠基于全球专利信息的蔬菜产业技术发展态势中国蔬菜，（）：吴晓燕，陈方，丁陈君，等 基于专利计量的转基因作物国际研发态势分析农业生物技术学报，（）：杨新涯，王莹，尹伟宏 基于文献情报学的学术热点分析方法研究大学图书馆学报，（）：北方园艺月月（上上），（，；，）：，：；本 刊 声 明本刊最近接到部分作者反映，有冒充与本刊合作的网站骗取作者版面费的情况，为避免作者上当受骗，本刊郑重声明：本刊只接收网上投稿（投稿系统：）；编辑部电话：；咨询邮箱：；本刊不以个人账号接收作者版面费。北方园艺 编辑部第第期期 北方园艺