我國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究的文獻計量學分析

金建康

摘? 要：全球氣候變化，尤其是氣候變暖已經(jīng)引起當今國際社會的普遍關(guān)注。人類活動所產(chǎn)生的CO2、N2O、CH4等溫室氣體濃度增高是導(dǎo)致全球變暖的主要原因。為了解我國在農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究方面的情況，分析其歷史過程、發(fā)展動向、研究熱點，該文基于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，輸入主題詞“農(nóng)業(yè)溫室氣體”/“低碳農(nóng)業(yè)”/“農(nóng)業(yè)節(jié)能減排”/“土壤固碳”/“稻田甲烷排放”/“氧化亞氮排放”/“畜牧業(yè)溫室氣體排放”/“反芻動物甲烷排放”模糊匹配，共搜索收集我國研究人員中文期刊文獻4732篇（1987年1月1日至2017年12月31日），其中包括期刊、教育期刊、特色期刊、博碩士論文和學術(shù)輯刊論文。通過運用Citespace軟件，對文獻年出版量、關(guān)鍵詞、作者和機構(gòu)分布進行計量學分析，可以看出相關(guān)文獻年發(fā)表數(shù)量在逐漸增加;以可視化圖譜展現(xiàn)了1987—2017年的研究熱點、研究動態(tài)、主要研究人員和研究機構(gòu)。

關(guān)鍵詞：全球氣候變化;農(nóng)業(yè)溫室氣體;計量學分析

中圖分類號 S274文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）（02-03）-0116-04

Abstract：Global climate change，especially global warming，has raised the concern of the international community，which is mainly caused by the increasing concentration of such greenhouse gases as CO2、N2O、CH4.To understand the current situation and the historical process as well as development trend of agricultural greenhouse gases emissions in China，the writer searches for all the related 4732 Chinese documents （from 1987.1.1 to 2007.12.31）in our country using the titles such as “agriculture greenhouse gases” /“l(fā)ow carbon agriculture” / “energy saving and emission reduction in agriculture”/“soil carbon sequestration”/"methane emissions from rice fields"/ "nitrous oxide emissions"/"Greenhouse gas emissions from animal husbandry"/"methane emissions from ruminants" and applies the software Cite space to analyze the publishing number of per year，the frequency of key words，the researchers，research organizations，etc，which indicate the publishing number of per year is gradually increasing and show the research hot-spots，research tendency、the main research teams and organizations.

Key words：Global climate change; Agricultural greenhouse gases; Bibliometric analysis

世界經(jīng)濟發(fā)展和能源的消耗導(dǎo)致全球氣候發(fā)生了變化，特別是全球變暖已成為當今國際社會普遍關(guān)注的熱點，溫室氣體排放過量是氣候變暖的主要原因。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是世界上一個重要的溫室氣體排放源，而我國是世界上最重要的農(nóng)業(yè)大國之一，因此農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究在我國乃至世界都占有重要地位。據(jù)推算，2009年我國農(nóng)業(yè)總計排放溫室氣體158557.3萬tCO2當量，比1980年增長52.03%，年均增長1.46%。其中CH4占總排放的25%，N2O占總排放的52%，CO2占總排放的23%[1]。為應(yīng)對氣候變化，國際社會已進行了大量研究，提出了各種減排措施。中國作為目前農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量最大的國家之一，更是投入了大量的人力、物力、財力，從多個角度研究農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的排放源以及減排措施，為應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)中國低碳農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展尋求對策。

文獻計量學可視化分析是集繪圖、數(shù)據(jù)采集、分析、整理和展現(xiàn)已有知識結(jié)構(gòu)為一體的新型方法，已經(jīng)逐漸成為預(yù)測各個學科領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢的重要手段[2-4]，常用的分析方法有ArnetMiner、Mate-analysis、PaperLens、TDA、Citespace等[5-6]。Citespace較其他軟件具有聚類分析、多維尺度分析、社會網(wǎng)絡(luò)分析等優(yōu)勢，側(cè)重于探測和分析學科研究前沿的演變趨勢、研究前沿與其知識基礎(chǔ)之間的關(guān)系，以及不同研究前沿之間的內(nèi)部聯(lián)系[5]。與早期的可視化工具相比，它擁有更高的可視化清晰度和可解釋性，能夠清晰展示不同論文群體中的知識基礎(chǔ)、熱點、新興趨勢和關(guān)鍵點等[7]。21世紀以來，文獻計量學已被廣泛用來研究許多學科或領(lǐng)域前沿進展，如醫(yī)學、環(huán)境學、生物學等，其理論和方法已被廣泛用于描述、評價和預(yù)測不同研究領(lǐng)域的歷史進程、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和研究熱點。針對農(nóng)業(yè)溫室氣體排放影響因素眾多以及對環(huán)境和氣候變化的影響，研究農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放量對于節(jié)能減排、減輕生態(tài)和環(huán)境壓力具有導(dǎo)向作用，故從文獻計量學角度對其研究、歸納和預(yù)測具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，包括各類期刊論文和博碩論文。檢索條件：文獻主題詞“農(nóng)業(yè)溫室氣體”/“低碳農(nóng)業(yè)”/“農(nóng)業(yè)節(jié)能減排”/“土壤固碳”/“稻田甲烷排放”/“氧化亞氮排放”/“畜牧業(yè)溫室氣體排放”/“反芻動物甲烷排放”模糊匹配，專輯導(dǎo)航，全部數(shù)據(jù)庫，文獻跨庫檢索，共收集分析我國研究人員4732篇文章（1987年1月1日至2017年12月31日）。

1.2 分析方法 文獻計量學是基于文獻事實，用數(shù)學和統(tǒng)計學的方法，定量分析一切知識載體的交叉科學。應(yīng)用文獻計量學方法，研究某一學科或領(lǐng)域的文獻計量學特征，有利于把握該學科或領(lǐng)域研究的發(fā)展階段和規(guī)律，揭示研究的發(fā)展方向。筆者運用圖書館領(lǐng)域的文獻計量學方法和Citespace軟件（一種可視化文獻分析軟件），對我國在農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究方面的文獻數(shù)量、關(guān)鍵詞頻率、研究人員、研究機構(gòu)進行了分析，用視圖來反映該領(lǐng)域的研究狀況、研究熱點、研究力量及領(lǐng)軍人物等，有利于該領(lǐng)域國內(nèi)外學者的合作交流。

2 結(jié)果與分析

2.1 每年的出版量 某領(lǐng)域相關(guān)文獻的年度發(fā)表量能客觀反映其研究狀況、發(fā)展階段及發(fā)展速度。根據(jù)時間脈絡(luò)，分析農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究相關(guān)文獻的出版時間和年出版量。1987—2006年，我國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究剛剛起步，雖然每年都有相關(guān)文獻在中外期刊上發(fā)表，但年均發(fā)文量不超過30篇;2007—2009年，農(nóng)業(yè)溫室氣體研究方面的文獻年發(fā)表量穩(wěn)步增加;從2010年至今，文獻的發(fā)表量呈劇增態(tài)勢，年平均發(fā)文量為450篇以上，2011年最高達491篇。

2.2 關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率 文獻關(guān)鍵詞是對文章內(nèi)容的高度概括和總結(jié)，關(guān)鍵詞和熱點詞的出現(xiàn)頻率可以反映該領(lǐng)域的研究內(nèi)容和熱點。數(shù)據(jù)源導(dǎo)入Citespace軟件后，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為關(guān)鍵詞，時間間隔為2年，其余為默認值，統(tǒng)計出該領(lǐng)域的高頻關(guān)鍵詞和熱點詞?？梢钥闯龈麟A段的研究熱點：

初始階段（1987—2006年）出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞為稻田、CH4（排放）、N2O（排放）、（農(nóng)田）土壤、（土壤）有機碳、（土壤）固碳、反芻動物等;熱點詞是稻（水）田、甲烷（排放），證明此階段的研究熱點是稻（水）田，主要圍繞稻（水）田、農(nóng)田土壤和土壤有機碳來研究溫室氣體排放和固碳減排措施。擴展階段（2007—2009年）出現(xiàn)頻率較高的關(guān)鍵詞和熱點詞為低碳農(nóng)業(yè)、低碳經(jīng)濟、節(jié)能減排;此外，高頻關(guān)鍵詞中還出現(xiàn)了循環(huán)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、森林生態(tài)系統(tǒng)等，說明此階段研究熱點是和低碳相關(guān)的節(jié)能減排措施。鞏固和加強階段（2010—2017年）頻繁出現(xiàn)的關(guān)鍵詞是碳儲量、碳足跡、生物質(zhì)碳、秸稈還田等，熱點詞中也出現(xiàn)了這些詞語，說明此階段的熱點仍是圍繞低碳農(nóng)業(yè)和低碳經(jīng)濟，但是研究角度和減排措施不同，研究人員從碳足跡、碳儲量等角度對農(nóng)業(yè)溫室氣體排放進行研究并提出對策。

2.3 作者和研究機構(gòu)分析 通過對作者的分析，可了解該領(lǐng)域的主要研究人員及其研究情況，促進該領(lǐng)域的交流合作。Citespace軟件提供了作者和機構(gòu)分析功能，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（Node Types）設(shè)置為作者（Author），時間間隔（Time slice）為2年，算法選擇 Pathfinder，閾值設(shè)為9，其余參數(shù)均為默認值。利用Citespace軟件對作者和作者機構(gòu)進行網(wǎng)絡(luò)分析。我國很多研究人員都致力于農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的研究，并為此做出了巨大貢獻。

分析研究機構(gòu)得知該領(lǐng)域的主要研究團隊和研究力量。將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（Node Types）設(shè)置為機構(gòu)（Institution），時間間隔（Time slice）為2年，Top N per slice為20，算法選擇 Pathfinder，閾值設(shè)為10，其余參數(shù)均為默認值，通過Citespace軟件繪制出各主要研究機構(gòu)（圖4）。圖中節(jié)點代表機構(gòu)，節(jié)點的大小以文獻中機構(gòu)出現(xiàn)的頻率控制，出現(xiàn)的頻率次數(shù)越多，節(jié)點越大。從圖4可以看出，我國在溫室氣體排放研究方面的主要研究機構(gòu)有：中國科學院，中國農(nóng)業(yè)大學、南京農(nóng)業(yè)大學、東北農(nóng)業(yè)大學、福建農(nóng)業(yè)科學院等。

論文被引用的頻率在一定程度上可以反映出其對該領(lǐng)域后續(xù)研究的影響和參考價值。在發(fā)表的所有文獻中，按引用量排序依次是：中國科學院南京土壤研究所 趙其國和錢海燕共同發(fā)表的“低碳經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)發(fā)展思考”，共被引用447次;新罕布舍大學地球、海洋與空間研究所、中國農(nóng)業(yè)科學院、中國氣象科學院、中國科學院、湖南農(nóng)業(yè)大學、萊斯大學的李長生、肖向明、S.Frokling、邱建軍等2003年發(fā)表的“中國農(nóng)田的溫室氣體排放”，共被引用399次;中國農(nóng)業(yè)科學院的董紅敏、李玉娥等2008年共同發(fā)表的“中國農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放與減排技術(shù)對策”，共被引用329次;潘根興等人的“固碳土壤學的核心科學問題與研究進展”，被引287次;韓冰、王效科、逯非等人的“中國農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)固碳現(xiàn)狀和潛力”，被引次數(shù)達256次;中國科學院大氣物理研究所黃耀2006年發(fā)表的“中國的溫室氣體排放、減排措施和對策”，共被引用254次;中國科學院南京土壤研究所張玉銘、胡春勝、張佳寶、董文玉等2011年共同發(fā)表的“農(nóng)田土壤主要溫室氣體（N2O，CH4，CO2）的源/匯強度及其溫室效應(yīng)進展”，共被引用267次;中國科學院的宋文質(zhì)、王少彬、蘇維瀚、曽江海、王智平、張玉銘1996年共同發(fā)表的“我國農(nóng)田土壤的主要溫室氣體CO2，CH4和N2O排放研究”，共被引用214次。就被引文章作者所在的機構(gòu)和產(chǎn)生的影響而言，中國科學院系統(tǒng)居于首位。

3 結(jié)論與討論

基于1987年1月1日至2017年12月31日國內(nèi)發(fā)表的與農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究相關(guān)的文獻，通過計量學分析發(fā)現(xiàn)：

（1）盡管我國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究起步較晚，但發(fā)展很快，且各階段每年論文的發(fā)表量尤其近幾年的發(fā)表量迅速增加。由此可知，農(nóng)業(yè)在今后仍是溫室氣體排放研究的重點。

（2）我國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究在不同階段有不同的研究內(nèi)容和熱點：初始階段研究的熱點是稻（水）田、農(nóng)田土壤;擴展階段研究的熱點是低碳農(nóng)業(yè)和低碳經(jīng)濟，利用土壤碳源和碳匯的雙重功能;鞏固和加強階段研究的內(nèi)容仍是和低碳相關(guān)的碳足跡/碳儲量等，秸稈還田和生物質(zhì)碳因特殊的理化性質(zhì)和在農(nóng)業(yè)溫室氣體減排中的作用成為研究熱點。盡管各個階段的研究熱點不一樣，但最終目的都是為了減少溫室氣體排放、減輕環(huán)境和生態(tài)壓力、發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)和低碳經(jīng)濟、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

（3）主要研究力量是農(nóng)業(yè)類高校和不同層次的研究所。這些研究機構(gòu)和研究人員在研究界定排放源、分析影響因素和提出減排對策等方面做出了巨大貢獻。從農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究的歷史進程、研究人員、研究機構(gòu)的發(fā)文量和文章被引量可以看出，中國科學院在農(nóng)業(yè)溫室氣體排放研究方面是中堅力量和引領(lǐng)單位，在此領(lǐng)域取得了巨大的成績，并得到了國內(nèi)外學者的認可。

參考文獻

[1]譚秋成.中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放：現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)[J].中國人口.資源與環(huán)境，2011，21（10）：69-75.

[2]Shiffrin R M，B?rner K.Mapping knowledge domains.[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2004，101 Suppl 1（Supplement 1）：5183-5185.

[3]Fang Y，Yin J，Wu B.Climate change and tourism：a scientometric analysis using CiteSpace[J].Journal of Sustainable Tourism，2017（3）：1-19.

[4]Chen C，Hu Z，Liu S，et al.Emerging trends in regenerative medicine：a scientometric analysis in CiteSpace.[J].Expert Opin Biol Ther，2012，12（5）：593-608.

[5]秦曉楠，盧小麗，武春友.國內(nèi)生態(tài)安全研究知識圖譜——基于Citespace的計量分析[J].生態(tài)學報，2014，34（13）：3693-3703.

[6]程景民，李欣彤.轉(zhuǎn)基因玉米的科學知識圖譜研究——基于Citespace的計量分析[J].中國農(nóng)學通報，2017（5）：128-132.

[7]Chen C.CiteSpace II：Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature[J].Journal of the China Society for Scientific & Technical Information，2006，57（3）：359-377.

（責編：徐世紅）