植物科学研究中的不平等

February 28, 2023 120 (10) e2217564120 https://doi.org/10.1073/pnas.2217564120

文章分析了近20年来发表的30万篇论文，以量化全球、性别和分类学上的差异。文章揭示了与国家富裕程度相关的显著的地理偏见。性别失衡也很明显，以男性名字为首的论文远远多于以女性名字为首的论文。最后，我们发现了大量的分类样本空白。绝大多数被调查的研究集中在主要作物和模式物种，而剩下的生物多样性只占出版物的一小部分。总之，该文章分析为日益增长的关于科学多样化和非殖民化的讨论提供了重要的补充。

出版和引用率的地理差异

发表率与国家的富裕程度密切相关。在大陆层面，近三分之一(27%)的论文由欧洲作者领衔，另外 18%由北美作者领衔，37%由亚洲作者领衔。其余 17%的出版物由分布在非洲、拉丁美洲和大洋洲的作者领衔。在每个大陆上，作者们被进一步合并成不同的研究活动中心，美国、中国和西欧主导着植物科学景观(图1A)。国家出版率与国内生产总值(GDP) (图 1B)和研发投资 (图1C) 高度相关。，在过去 20 年发表的所有论文中，61%的作者来自高收入国家。另外32%的出版物主要由中上收入国家的作者撰写，其余约 7%的出版物分布在中下收入国家。只有不到 1%的论文由低收入国家的作者领衔。

图1. 全球植物科学出版模式

过去20年，植物科学格局发生了变化。尽管高收入国家的研究产出保持了相对稳定，但在过去 20年里，中上收入国家的论文数量增加了 10 倍。到 2021 年，中上收入国家作者发表的论文数量超过了高收入国家作者发表的论文数量(图 2 A和 B)。然而，这一增长主要是由中国推动的，中国在 2020 年占中上收入国家发表论文总量的 60%以上。一般来说，生产力预计会随着人口规模的幂次定律而扩大，例如，大城市比小城市产生更多的研究产出。然而，这种比例在全球各地是不同的。总的来说，高收入国家在农村地区的研究占比更高，而低收入国家的研究活动则集中在高密度的城市地区。

图2. 出版物产量与国家富裕程度和人口规模的关系

在过去 20 年的植物科学研究中，国际和洲际合作非常罕见。在数据库中，超过三分之二(71%)的出版物是由一个国家的作者撰写的。只有 22%的研究涉及两个国家的合作，只有 5%的研究涉及三个国家。当国际合作发生时，它们往往是跨大洲的，而不是大洲内的。只有欧洲的作者显示了大陆内合作的高频率。跨大陆的合作表现出大多数国家更喜欢与欧洲、北美或中国的研究人员合作(图 3)，而不太可能与拉丁美洲、非洲或西亚的作者合作。当考虑到收入分组时，类似的模式也很明显——只有最富裕的国家参与了洲内合作，所有其他国家更喜欢与高收入国家合作。

图3. 全球植物科学研究合作的差异。

圆圈代表的是不涉及洲际合作的出版物。箭头代表跨大陆的合作，由通信作者指导到共同作者。圆圈和箭头是根据出版物的数量缩放的。

尽管在研究产出上存在显著差异，但发表论文的期刊的平均影响因子仅跨越了一个点不等(表 1)。相比之下，各大洲的论文被引用率差异更大。总的来说，尽管发表在类似的期刊上，南半球的论文被引用的次数要比北半球的论文少得多。

表1. 作者发表的期刊的影响因子和论文被引用的次数

植物科学中持续存在的性别不平等现象

每篇论文的对应作者的名字被分离出来并分类为 1)与男性气质(normatively associated with masculinity，NNMs)规范相关的名字或 2)与女性气质(NNFs)规范相关的名字，并用作性别的代称。在全球范围内，NNMs作者领衔的论文远远多于NNFs 作者领衔的论文(图 4 A和 B)。然而，性别失衡的程度在各大洲和国家之间存在很大差异。在大陆层面上，拉丁美洲和欧洲以NNFs 作者为首的论文比例最高，而北美、亚洲和大洋洲以NNFs 作者为首的论文比例最低。随着时间推移，参加的NNFs的比例有所增加，但是全球大部分地区的性别比例仍然远远不平等。

图4. 全球通讯作者性别分布的差异

NNMs:男性气质规范相关的名字；NNFs：女性气质规范相关的名字

国家GDP和人均收入与NNFs主导的论文比例并不相关。NNFs 作者与NNMs 作者发表的期刊的影响因子无显著差异。然而，这些论文在被引用的数量上有显著的差异。使用 NNMs的作者领导的论文被引用的次数平均比使用 NNFs 的作者领导的论文多 5 次。这种模式并没有随着时间的推移而改善。

图5. 调查的8个地理区域中NNFs的比例

植物科学重点研究物种缺乏生物多样性

所有最多研究的前 20 种植物都代表着经济上重要的作物物种或由植物研究界开发的模型(图6A)。模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)是过去二十年中被研究最多的植物。禾本科是是被研究最多的品种，被提及超过 5 万次，其次是芸苔科、豆科和茄属植物。在数据集中，许多目相对于它们的物种丰富度，在统计上被高估或低估。高估最多的是芸苔科、禾本科、茄科、豆科和葫芦科。相比之下，最缺乏代表性的分支是菊科、天门冬目、龙胆目、水龙骨目和唇形目(图6C)。

图6. (A)所有研究中研究最多的 20种植物。(B)非植物类群(动物、真菌和细菌)研究最多的前 9个目。(C)每个目或陆生植物的观察研究数量减去预期的数量。

同样在选择局部生物体方面存在区域差异。大多数出版率高的高收入国家倾向于关注拟南芥、粮食作物、蔬菜、水果和模式物种(图7)。相反，许多在出版方面代表性不足的国家倾向于关注不太为人所知的物种和次要或区域重要的作物。这一发现例证了在人类层面的代表性不足如何影响了重点生物和研究方向的多样性和广度。

图7. 局部生物选择的国家差异性

综上所述，文章分析了过去20年发表的30万篇论文，量化植物科学文献在国家、性别和分类方面的差异。文章的分析揭示了显著的地理偏见——富裕的国家主导着出版业，而全球的广大地区几乎没有文学印记。北美作者被引用的次数几乎是撒哈拉以南非洲和拉丁美洲作者的两倍，尽管他们在具有类似影响因素的期刊上发表文章。性别失衡同样明显，而且随着时间的推移几乎没有改善。一些最富裕的国家在出版记录上存在极大的男性偏见，尽管人们认为性别平等有所改善。此外，文章分析发现大多数研究集中在重要经济作物和模式物种，丰富的生物多样性在文献中被低估。综上所述，我们的分析揭示了一个有问题的出版体系，存在着持续的不平衡，难以捕捉到全球科学知识和生物多样性的财富。