R語(yǔ)言在生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用分析

隨著觀(guān)測(cè)手段的不斷進(jìn)步和長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的不斷積累，加上數(shù)據(jù)共享機(jī)制不斷完善，生態(tài)學(xué)研究已經(jīng)跨入的大數(shù)據(jù)的時(shí)代。面對(duì)巨量的原始數(shù)據(jù)，一個(gè)生態(tài)學(xué)者需要運(yùn)用相當(dāng)可觀(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)和編程技巧來(lái)把它們轉(zhuǎn)化成方便處理的有效數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究對(duì)研究者的數(shù)據(jù)分析和處理能力要求更高。傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)軟件已經(jīng)很難滿(mǎn)足當(dāng)前的數(shù)據(jù)分析需求。

近年來(lái)，R語(yǔ)言以其靈活、開(kāi)放、易于掌握、免費(fèi)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在生態(tài)學(xué)研究各領(lǐng)域迅速傳播并贏(yíng)得廣大研究者的青睞和應(yīng)用。為了證實(shí)這個(gè)結(jié)論，我們通過(guò)逐篇查閱的方式，統(tǒng)計(jì)近5年來(lái)（2012-2016）20種影響因子3以上與生態(tài)學(xué)SCI雜志20325篇研究論文（不包括綜述）使用R語(yǔ)言作為數(shù)據(jù)分析工具的情況（圖1和圖2）。

結(jié)果表明，2012年這20種刊物總發(fā)表研究論文數(shù)為3845篇，使用R語(yǔ)言作為數(shù)據(jù)分析工具的為1309篇，使用比例為33.9%；2013年總發(fā)表論文數(shù)為4180篇，使用R語(yǔ)言為1607篇，使用比例為38.7%；2014年總發(fā)表論文數(shù)為4169篇，使用R語(yǔ)言為1831篇，使用比例為42.1%； 2015年總發(fā)表論文數(shù)為4030篇，使用R語(yǔ)言為1942篇，使用比例為49.0%；2016年總發(fā)表論文數(shù)為4101篇，使用R語(yǔ)言為2206篇，使用比例為54.2%。可見(jiàn)近5年來(lái)，生態(tài)學(xué)研究論文使用R語(yǔ)言作為分析工具比例呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，并在2016年已經(jīng)超過(guò)50%，占居半壁江山，以不爭(zhēng)的事實(shí)說(shuō)明R語(yǔ)言已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)研究中最主要的數(shù)據(jù)分析工具（圖2）。

2016年使用R比例最高前三個(gè)刊物分別為Ecography（75.6%），  Journal of Ecology（73.8%）, Methods in Ecology and Evolution (70.1%)，這三個(gè)刊物使用R的論文比例均超過(guò)70%。

圖1.近5年來(lái)20種SCI生態(tài)學(xué)雜志所發(fā)表的研究論文使用R語(yǔ)言作為數(shù)據(jù)分析工具的比例趨勢(shì)

圖2. 20種SCI生態(tài)學(xué)雜志所發(fā)表的研究論文使用R語(yǔ)言作為數(shù)據(jù)分析工具的平均比例趨勢(shì)

以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在國(guó)際上選擇R語(yǔ)言作為生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)分析工具已經(jīng)成為“標(biāo)配”。但相比國(guó)際SCI刊物，國(guó)內(nèi)生態(tài)學(xué)刊物內(nèi)論文選擇R作為數(shù)據(jù)分析工具比例卻比較低。我們用同樣的方法查閱了4個(gè)國(guó)內(nèi)生態(tài)學(xué)雜志：《生態(tài)學(xué)報(bào)》、《植物生態(tài)學(xué)報(bào)》、《生物多樣性》和《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》近5年來(lái)所發(fā)論文R語(yǔ)言使用比例。結(jié)果表明，雖然使用R的比例也正呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)（圖3），但是還是處于相當(dāng)?shù)偷乃健?

《植物生態(tài)學(xué)報(bào)》和《生物多樣性》這兩個(gè)刊物目前已經(jīng)達(dá)到10%以上，但是《生態(tài)學(xué)報(bào)》和《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》這兩個(gè)刊物的使用R比例僅有1.3%左右，跟SCI刊物比相差甚遠(yuǎn)。說(shuō)明R語(yǔ)言在國(guó)內(nèi)學(xué)者和研究生中使用普及率并不高，可能有幾個(gè)方面的原因：1）雖然R語(yǔ)言的設(shè)計(jì)之初就是避免通過(guò)大量編程實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)算法，但最基本的編程能力還是需要的，因此對(duì)于一般非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的研究人員來(lái)說(shuō)無(wú)疑提高了難度。2）掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，提高邏輯分析能力是用好R的非常重要的條件，但國(guó)內(nèi)研究人員和研究生統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)普遍比國(guó)外的同行弱；3）與其他的技能一樣，學(xué)會(huì)熟練使用R語(yǔ)言也并非一日之功。當(dāng)前國(guó)內(nèi)普遍浮躁的學(xué)術(shù)氛圍下，很多研究人員和研究生們不愿意花很多時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)R語(yǔ)言，他們更習(xí)慣打開(kāi)一個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平臺(tái)，并在幾分鐘內(nèi)得到結(jié)果；4）最后應(yīng)該歸咎于R語(yǔ)言所有幫助系統(tǒng)都為英文版本，在國(guó)內(nèi)普及起來(lái)難度比較大。

總之，在學(xué)術(shù)界R語(yǔ)言得到廣泛的應(yīng)用，這已經(jīng)成為大家公認(rèn)的事實(shí)。如果現(xiàn)在不會(huì)R，你沒(méi)有優(yōu)勢(shì)可言；如果5年后，你還不會(huì)R，那你差不多就可以被淘汰了。當(dāng)然R畢竟只是程序語(yǔ)言，是編程軟件，是解決問(wèn)題的手段。它猶如降龍十八掌的最后一掌，是前面所有功力的集中體現(xiàn)。掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，提高邏輯分析能力是我們用好R需要修煉的內(nèi)功。