汶川地震十年國際研究的合作與主題態(tài)勢*

李 杰 , 馮長根, 甘 強(qiáng)

(1.上海政法學(xué)院 上海全球安全治理研究院，上海 201701；2.上海海事大學(xué) 安全科技趨勢研究中心，上海 201306；3.北京理工大學(xué) 爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

0 引言

2008年5月12日14時(shí)，我國四川汶川地區(qū)發(fā)生了M8.0特大地震(矩震級Mw8.3)，烈度達(dá)到11度。地震破壞地區(qū)超過10萬km2，截至2008年9月18日12時(shí)，共造成69 227人死亡，374 643人受傷，17 923人失蹤，是我國開國以來破壞力最大的地震，也是唐山大地震后傷亡最嚴(yán)重的一次地震。在汶川地震之后，國內(nèi)外地震相關(guān)學(xué)者展開了一系列的研究，產(chǎn)出了大量的研究成果[1-3]，為后續(xù)地震的預(yù)測、預(yù)防和救援提供科學(xué)依據(jù)。

我國相關(guān)科研院所開展了一系列關(guān)于汶川地震的研究和分析，涉及的研究內(nèi)容包含了各個(gè)學(xué)科，與之相關(guān)的單位也包含了醫(yī)院、科研院所以及政府部門等。在以往的研究中，多采用科學(xué)計(jì)量學(xué)的方法進(jìn)行宏觀層面的分析。在過去的研究中， Liu等[4]對1900—2010年全球范圍內(nèi)地震研究的科學(xué)文獻(xiàn)從研究產(chǎn)出(時(shí)間、作者、期刊等)和關(guān)鍵詞時(shí)序分布方面進(jìn)行了研究，全面展示了該時(shí)間段內(nèi)全球地震研究的概況，屬于宏觀的地震文獻(xiàn)研究；Takn[5]通過土耳其學(xué)者的地震科學(xué)研究文獻(xiàn)，考察了1999年8月17日馬爾馬拉地震是否對土耳其學(xué)者地震的研究貢獻(xiàn)產(chǎn)生了影響，研究顯示該地震發(fā)生之后，土耳其學(xué)者的地震論文產(chǎn)出和引證都有大的增長；林德明等[6]使用CiteSpace等工具，對國際地震預(yù)測預(yù)報(bào)研究的現(xiàn)狀進(jìn)行了科學(xué)計(jì)量分析，展示了全球地震預(yù)測預(yù)報(bào)研究現(xiàn)狀及知識基礎(chǔ)；季婉婧等[7]通過科學(xué)計(jì)量專門分析了國際地震地質(zhì)的研究態(tài)勢；藍(lán)煜昕[8]使用CNKI數(shù)據(jù)庫對國內(nèi)汶川地震的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述；張明偉等[9]在汶川地震發(fā)生兩周年之際對國內(nèi)汶川地震研究的文獻(xiàn)分布進(jìn)行了調(diào)查，梳理了我國2008—2010年汶川地震研究成果的機(jī)構(gòu)、作者等分布。此外，還有大量學(xué)者從不同視角對地震文獻(xiàn)進(jìn)行了科學(xué)計(jì)量分析[10-13]。相比而言，國際層面的汶川地震特定分析目前還比較鮮見。為了進(jìn)一步認(rèn)識汶川地震10年來的研究狀況，本文從國際知名的科技論文數(shù)據(jù)庫中采集2008—2018年主題為汶川地震的論文，對國際汶川地震研究的合作和主題態(tài)勢進(jìn)行分析。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與統(tǒng)計(jì)

科睿唯安Web of Science 核心數(shù)據(jù)集是目前世界范圍內(nèi)權(quán)威的引文索引數(shù)據(jù)庫，收錄了各個(gè)領(lǐng)域高質(zhì)量的期刊和會議信息。2018年1月20日，在該數(shù)據(jù)庫中以汶川地震為檢索主題(TS=“Wenchuan earthquake”)，時(shí)間設(shè)置為 All years，子數(shù)據(jù)庫包含了SCI-EXPANDED, SSCI, A&HCI, CPCI-S, CPCI-SSH, ESCI，共檢索到3 158篇主題為汶川地震的文獻(xiàn)，時(shí)序產(chǎn)出趨勢如圖1所示。在2018年5月12日汶川地震之后，科研人員在當(dāng)年發(fā)表了40篇研究論文,并在2009年達(dá)到了322篇，增長7倍多。在2009—2017年間，雖然2015年之后有所下降，但論文產(chǎn)出整體穩(wěn)定。該時(shí)間段平均論文產(chǎn)出量315篇左右，標(biāo)準(zhǔn)偏差為21。由于數(shù)據(jù)為2018年年初采集，因此2018年的數(shù)據(jù)不完整。從累積趨勢上來看，國際汶川地震的研究量呈直線趨勢。

圖1 國際學(xué)者汶川地震研究論文趨勢Fig.1 Publication trends of Wenchuan earthquake research

Web of Science中數(shù)據(jù)庫按照期刊的特征將論文劃分在不同的學(xué)科分類中。通過這種宏觀的分類，有助于認(rèn)識汶川地震研究的主要分布學(xué)科及產(chǎn)出情況。在所有的學(xué)科中，領(lǐng)域論文產(chǎn)出量在100篇以上的年度產(chǎn)出和總產(chǎn)出如圖2所示。汶川地震在過去10年主要產(chǎn)出領(lǐng)域?yàn)椤暗刭|(zhì)科學(xué)，多學(xué)科”“地球化學(xué)和地球物理學(xué)” “土木工程” “工程、地質(zhì)” “水資源” “環(huán)境科學(xué)” “氣象學(xué)和大氣科學(xué)” “遙感” “材料科學(xué)，多學(xué)科” “建筑和建筑技術(shù)”以及“精神病學(xué)”。排名第10的“精神病學(xué)”的研究在近年來增長明顯。汶川地震研究的論文主要刊載在期刊《Chinese Journal of Geophysics Chinese Edition》(266篇，占8.423%)，《Applied Mechanics and Materials》(104篇，占3.293%)，《Tectonophysics》(99篇，占3.135%)，《Journal of Mountain Science》(85篇，占2.692%)以及《Advanced Materials Research》(83篇，占2.628%)上。

圖2 國際汶川地震研究的學(xué)科分布Fig.2 Disciplines distribution of Wenchuan earthquake research

1.2 研究方法

本文使用科學(xué)計(jì)量學(xué)的方法，對采集的國際汶川地震科技論文從3個(gè)層次上進(jìn)行合作網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，并進(jìn)一步對汶川地震研究的關(guān)鍵詞詞頻和共詞進(jìn)行了分析，以獲取過去10年汶川地震合作研究和主題態(tài)勢。

科學(xué)合作是指相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者以創(chuàng)造科學(xué)知識為目的而在一起進(jìn)行的工作[14]，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了學(xué)者之間的優(yōu)勢互補(bǔ)，也使得研究過程更加高效。在科學(xué)計(jì)量中，合作網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建基于作者共同發(fā)表論文的假設(shè)。如1篇論文中存在至少2個(gè)以上的作者，就認(rèn)為這些作者之間存在合作關(guān)系。從作者的合作可以進(jìn)一步衍生出機(jī)構(gòu)、國家/地區(qū)的合作網(wǎng)絡(luò)分析。在汶川地震的研究中，雖然可以預(yù)期我國學(xué)者為主體，但國際學(xué)術(shù)界的參與與合作也是不可缺少的。

在汶川地震研究主題的分析上有2種方法：一種是通過自然語言處理從采集的樣本論文標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞中進(jìn)行主題的識別和分析；另一種是直接提取作者提供的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析。2種方法各有利弊，前者得到的主題結(jié)構(gòu)更加明顯，但解讀上難度更大；而后者構(gòu)建的主題網(wǎng)絡(luò)更加直觀和易于解讀。因此，本文在研究過程中，通過直接提取作者的關(guān)鍵詞來實(shí)現(xiàn)對汶川地震研究的主題分析、聚類及態(tài)勢分析。

在具體的合作關(guān)系和關(guān)鍵詞抽取中，采用國際常用的科學(xué)計(jì)量數(shù)據(jù)可視化軟件VOSviewer來進(jìn)行分析。該軟件由科學(xué)計(jì)量與可視化學(xué)者Nees和Ludo開發(fā)，并在科學(xué)計(jì)量和其他專業(yè)學(xué)科中得到了廣泛的應(yīng)用[15]。

2 汶川地震合作態(tài)勢

2.1 國家/地區(qū)分析

國家/地區(qū)之間的汶川地震研究顯示了國際社會對這一事件的重視程度，特別是對人類地震預(yù)測和預(yù)防的意義。通過對國際汶川地震研究文獻(xiàn)的分析，發(fā)現(xiàn)共有64個(gè)國家或地區(qū)參加了汶川地震的科學(xué)研究。在這些國家或地區(qū)中，提取了發(fā)文量不小于5篇的國家/地區(qū)，并構(gòu)建了這些國家/地區(qū)之間的合作網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示。圖中節(jié)點(diǎn)的大小反映了對應(yīng)國家/地區(qū)在汶川地震方面的發(fā)文量，國家/地區(qū)之間的連線代表了合作關(guān)系，連線的寬度代表了合作強(qiáng)度。

圖3 汶川地震研究的國家/地區(qū)研究合作Fig.3 Countries/Regions collaboration network of Wenchuan Earthquake research

在汶川地震論文產(chǎn)出上，我國以發(fā)文量2 744篇居于首位，遠(yuǎn)超過其他國家或地區(qū)。美國、日本、中國臺灣以及法國等國家/地區(qū)的汶川地震研究產(chǎn)出也較為突出。在國際合作中，我國與網(wǎng)絡(luò)中的28個(gè)國家或地區(qū)建立了合作關(guān)系，處于合作網(wǎng)絡(luò)的核心位置。

美國和日本等也與其他國家/地區(qū)建立了比較廣泛的合作關(guān)系，合作伙伴數(shù)量分別為26個(gè)和20個(gè)。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，中美、中日、中英關(guān)系最強(qiáng)，共同完成了大量汶川地震科學(xué)研究工作。

中國大陸、日本、法國以及中國臺灣的論文平均時(shí)間比較早，是早期就進(jìn)行汶川地震研究的國家/地區(qū)。美國、澳大利亞、加拿大、德國以及俄國等國家地區(qū)的論文平均時(shí)間居于中間，近期對汶川地震有研究關(guān)注的國家/地區(qū)有巴基斯坦、馬來西亞、埃及、沙特阿拉伯、西班牙、土耳其、智利以及伊朗。

在論文總被引次數(shù)上，中國、美國、日本、法國、中國臺灣以及荷蘭位于前列，反映這些國家或地區(qū)論文的整體影響大。論文的平均被引頻次顯示法國、荷蘭、美國、日本以及德國排在前列，反映了這些國家或地區(qū)論文的篇均影響大，機(jī)構(gòu)產(chǎn)出及影響指標(biāo)如表1所示。我國發(fā)文量和總被引居于第一，但我國論文的平均被引頻次在表1中位于最后一位。論文篇均影響較低主要是由于我國論文基數(shù)大和研究持續(xù),從而使篇均被引受到影響。

表1 汶川地震研究的國家/地區(qū)Table 1 Publications outputs and impacts of different countries/regions

注：度為某個(gè)國家/地區(qū)在網(wǎng)絡(luò)中合作關(guān)系的數(shù)量;平均被引頻次為被引頻次與論文量的比值;平均出版年為某個(gè)國家/地區(qū)所有論文發(fā)表的平均時(shí)間

2.2 研究機(jī)構(gòu)分析

汶川地震研究機(jī)構(gòu)層面的合作網(wǎng)絡(luò)如圖4所示，在過去10年，國際汶川地震的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)幾乎都來自中國，代表機(jī)構(gòu)有中國地震局、中國科學(xué)院、四川大學(xué)、成都理工大學(xué)等。在合作網(wǎng)絡(luò)中，中國科學(xué)院和中國地震局與其他機(jī)構(gòu)建立了廣泛的合作關(guān)系。其中，中國地震局與網(wǎng)絡(luò)中的29個(gè)機(jī)構(gòu)有合作關(guān)系，中國科學(xué)院與33個(gè)機(jī)構(gòu)有合作關(guān)系。以中國科學(xué)院和中國地震局為核心形成了兩大主要群落。與中國科學(xué)院更加密切的機(jī)構(gòu)包含了成都理工大學(xué)、四川大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)等；與中國地震局合作更加密切的機(jī)構(gòu)包含了中國地質(zhì)大學(xué)、武漢大學(xué)、北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及四川省地震局等。此外，中國地質(zhì)科學(xué)院在與中國科學(xué)院、中國地質(zhì)大學(xué)等單位合作的基礎(chǔ)上，也形成了自己的研究群落。

圖4 汶川地震研究的機(jī)構(gòu)合作Fig.4 Institutions collaboration network of Wenchuan earthquake research

機(jī)構(gòu)發(fā)文的平均時(shí)間反映北京師范大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、中國地質(zhì)科學(xué)院以及成都理工大學(xué)是近期汶川地震研究的活躍單位。在被引分布上，通常論文量越多，累計(jì)被引頻次也越多。高被引機(jī)構(gòu)排名依次為中國地震局、中國科學(xué)院、成都理工大學(xué)、中國地質(zhì)科學(xué)院以及四川大學(xué)。其中，北京大學(xué)雖然論文量處在列表的最后一位，但被引頻次排在第6；四川大學(xué)論文量排在第3，但綜合被引排在第5。從論文的平均被引得到，北京大學(xué)、成都理工大學(xué)、中國科學(xué)院以及中國地質(zhì)科學(xué)院位于前列，反映了這些單位的論文平均影響力要高于其他單位的論文。

2.3 學(xué)者的分析

隨著10年的發(fā)展，在國際汶川地震的研究學(xué)者已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，組成了世界汶川地震研究的核心研究群落。在文獻(xiàn)計(jì)量中，可以通過作者產(chǎn)出論文的多少來判斷作者是否為核心高產(chǎn)作者。關(guān)于核心作者的確定有多種方法，本文根據(jù)普賴斯定律確定核心作者的數(shù)量：

M=0.749Nmax

(1)

式中:M為核心作者的最低發(fā)文量，篇;Nmax為所有作者中發(fā)表論文最多的論文數(shù)量，篇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)文量最多的作者發(fā)文72篇，本文核心作者的最低發(fā)文量為M=6篇。進(jìn)一步對核心作者的合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，如圖5所示。網(wǎng)絡(luò)中發(fā)文量大于15篇的作者詳細(xì)信息如表2所示。在國際汶川地震的研究中，以我國學(xué)者為主形成了核心作者網(wǎng)絡(luò)。排名前10的作者論文產(chǎn)量超過了20篇，平均每年有2篇。在這些高產(chǎn)作者中，中國地震局的學(xué)者XU Xiwei(徐錫偉)在近10年發(fā)表了72篇論文，排名第一。隨后依次是原成都理工大學(xué)HUANG Runqiu(黃潤秋)、中國科學(xué)院CUI Peng(崔鵬)，發(fā)文量都超過了40篇，更多學(xué)者的信息見表3，作者在網(wǎng)絡(luò)中的度反映了其合作者的關(guān)系數(shù)量。徐錫偉與網(wǎng)絡(luò)中25位學(xué)者建立了合作關(guān)系，處于網(wǎng)絡(luò)的核心位置。除此之外，XU Chong(許沖)、HUANG Runqiu(黃潤秋)、LI Haibing(李海兵)等在網(wǎng)絡(luò)中也有廣泛的合作者。

圖5 汶川地震研究的核心作者合作網(wǎng)絡(luò)Fig.5 Authors collaboration network of Wenchuan earthquake research

序號機(jī)構(gòu)中文度論文量/篇被引頻次平均被引頻次平均出版年1China Earthquake Adm中國地震局296276 74910.7642013.028 72ChineseAcad Sci中國科學(xué)院335356 05311.3142012.777 63Sichuan Univ四川大學(xué)172311 4416.238 12013.229 44Chengdu Univ Technol成都理工大學(xué)221972 33011.827 42013.487 35ChineseAcad Geol Sci中國地質(zhì)科學(xué)院191341 50511.231 32013.768 76ChinaUniv Geosci中國地質(zhì)大學(xué)19995315.363 62014.090 97Tongji Univ同濟(jì)大學(xué)11945986.361 72013.425 58Beijing Normal Univ北京師范大學(xué)8863373.918 62014.441 99Univ Chinese Acad Sci中國科學(xué)院大學(xué)14855186.094 12015.117 610Peking Univ北京大學(xué)136897614.352 92012.808 8

表3 汶川地震TOP 10高產(chǎn)作者Table 3 Publications outputs and impacts of TOP 10 authors

從作者發(fā)文的平均時(shí)間來看，ZOU Degao(鄒德高，大連理工大學(xué))、CHEN H X(香港科技大學(xué))、LU Yi(盧毅，四川大學(xué))、FAN Fang(華南師范大學(xué))、SUN Zhiming(孫知明，中國地質(zhì)科學(xué)研究院)、WANG Huan(王煥，中國地質(zhì)科學(xué)研究院)以及LI Haibing(李海兵)的發(fā)文量不僅高于10篇，而且論文的平均時(shí)間近，說明了這些作者是近期活躍的汶川地震研究學(xué)者。作者論文的總被引頻次排在前列的為XU Xiwei(徐錫偉)、HUANG Runqiu(黃潤秋)、XU Chong(許沖)、XU Qiang(許強(qiáng)，成都理工大學(xué))以及Klinger Yann(Inst Phys Globe Paris)等，被引總頻次在與發(fā)表的論文量直接相關(guān)。進(jìn)一步對各個(gè)作者論文的平均被引次數(shù)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)Hubbard Judith(Harvard Univ)、WANG Min(王敏，中國地震局)、SHEN Zhengkang(沈正康, 北京大學(xué)/ University California Los Angeles)、ZHANG Peizhen(張培震，中國地震局)、CHEN Guihua(陳桂華，中國地震局)以及Klinger Yann的被引頻次都超過了60次，在汶川地震研究中產(chǎn)出了大量的高被引論文。

3 汶川地震主題態(tài)勢

論文的關(guān)鍵詞是作者在撰寫論文時(shí)選擇的能夠高度反映論文主題的詞匯。對汶川地震作者論文關(guān)鍵詞的分析，能夠認(rèn)識過去10年內(nèi)汶川地震研究的整體態(tài)勢。

在汶川地震研究的高頻關(guān)鍵詞中，Wenchuan earthquake(汶川地震)和earthquake(地震)排在前兩位，直接反映了本文所分析文本集的核心主題。除此之外，還包含了以下核心主題(關(guān)鍵詞詞頻>50次)：landslide(滑坡)、debris flow(泥石流)lushan earthquake(蘆山地震)、posttraumatic stress disorder(創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙)、geographic information system(地理信息系統(tǒng))、remote sensing(遙感)以及l(fā)ongmen shan(龍門山)。通過這些關(guān)鍵詞的共現(xiàn)強(qiáng)度關(guān)系，將其劃分在不同的聚類中，如圖6(a)所示。當(dāng)前，汶川地震研究主要有4個(gè)主題聚類，分別為地震對人心理的影響(如創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)在汶川地震中應(yīng)用、汶川地震引起的地質(zhì)災(zāi)害和數(shù)值分析、龍門山斷裂帶與汶川和蘆山地震的相關(guān)分析。

關(guān)鍵詞的平均時(shí)間反映相關(guān)主題的研究活躍程度，如圖6(b)所示。在汶川地震的研究中，早期的研究集中在汶川地震的地質(zhì)災(zāi)害和分析上，也是關(guān)鍵詞聚類的核心。早期的研究包含的主題有l(wèi)andslide(滑坡)、debris flow(泥石流)、numerical simulation(數(shù)值模擬)、landslide dam(堰塞湖)、seismic damage(地震損傷)、post-disaster reconstruction(災(zāi)后重建)、aftershocks(余震)、geohazards(地質(zhì)災(zāi)害)以及risk assessment(風(fēng)險(xiǎn)評估)。近年來，在汶川地震研究上出現(xiàn)了更多地震對人的影響分析。經(jīng)歷汶川地震而有幸存活的人，在這次地震中經(jīng)歷了嚴(yán)重的心理創(chuàng)傷。代表性的關(guān)鍵詞有posttraumatic stress disorder(創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙)、depression(抑郁)、adolescents(青少年)、social support(社會支持)、anxiety(焦慮)、posttraumatic growth(創(chuàng)傷后成長)、mental health(心理健康)、quality of life(生活質(zhì)量)、stress(壓力)以及trauma(創(chuàng)傷)等。汶川地震發(fā)生5 a后，于2013年4月20日在四川的蘆山發(fā)生了地震(稱雅安地震)，這一地震的發(fā)生使得科學(xué)研究以蘆山地震為核心連接了汶川地震和龍門山地震帶，形成了新的研究主題群落。這一群落中的主要關(guān)鍵詞有l(wèi)ushan earthquake(蘆山地震)、longmen shan(龍門山)、longmenshan fault zone(龍門山斷裂帶)、tibetan plateau(青藏高原)、longmenshan fault(龍門山斷裂)、seismic hazard(地震危害性)、surface rupture(地表破裂)以及focal mechanism(震源機(jī)制)。

圖6 汶川地震研究的關(guān)鍵詞聚類及趨勢Fig.6 Keywords clusters and trends of Wenchuan earthquake

4 結(jié)論

1)2008年至今，以我國為核心的汶川地震研究整體呈平穩(wěn)態(tài)勢。2008年汶川地震之后，我國學(xué)者及時(shí)展開了汶川地震相關(guān)問題的研究。僅在2008年產(chǎn)出的國際論文就達(dá)到了40篇，并在后續(xù)9年時(shí)間中，年均產(chǎn)出315篇反映了國際社會特別是我國學(xué)者對汶川地震的關(guān)注以及汶川地震對國內(nèi)外地震研究的影響。

2)我國在汶川地震的國際研究中處于核心地位，論文總產(chǎn)出量位于世界第一，遠(yuǎn)高于其他國家或地區(qū)。在國際汶川地震的合作層面上，我國與美國、日本以及英格蘭合作密切。

汶川地震的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)幾乎都來自我國，中國科學(xué)院和中國地震局在汶川地震研究中處于核心地位，不僅具有高的論文產(chǎn)出量，而且在機(jī)構(gòu)間的合作上處于核心的地位。四川大學(xué)、成都理工大學(xué)以及中國地質(zhì)科學(xué)院在產(chǎn)出上也較高。

汶川地震研究學(xué)者主要來自我國，其中，徐錫偉、黃潤秋、崔鵬、徐玖平、許沖以及許強(qiáng)的論文產(chǎn)量每年平均都在3篇以上。中國地震局的徐錫偉論文年產(chǎn)量達(dá)到7篇，并在汶川地震的國際論文的合作中處于核心位置。

3)經(jīng)過10年的積累，汶川地震主題結(jié)構(gòu)基本形成。10年的研究熱點(diǎn)主要為滑坡、泥石流、蘆山地震、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、地理信息系統(tǒng)、遙感以及龍門山等方面。形成了“地震對人心理的影響(例如PTSD)”、“地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)在汶川地震中應(yīng)用”、“汶川地震引起的地質(zhì)災(zāi)害和數(shù)值分析”以及“龍門山斷裂帶與汶川和蘆山地震”4大主題聚類。最近幾年的汶川地震已經(jīng)明顯轉(zhuǎn)移到了地震對人的心理影響和最新地震的關(guān)聯(lián)研究上。