基于文獻計量的泥石流研究現(xiàn)狀與國際研究態(tài)勢分析

摘? 要：泥石流災(zāi)害點多、面廣，危害嚴重，因此探明國內(nèi)外泥石流研究現(xiàn)狀對防災(zāi)減災(zāi)工作有重要意義。文章以1938—2019年Web of Science核心合集庫收錄的泥石流領(lǐng)域發(fā)表的11 466篇文獻為研究對象，借助VOSviewer等軟件繪制知識圖譜，分別從論文數(shù)量年度變化趨勢、重點國家發(fā)文量、國家/地區(qū)合作關(guān)系、主要研究機構(gòu)和篇被引頻次、主要作者、高被引文獻、研究熱點、熱點演化趨勢進行分析，以知識圖譜分析并揭示泥石流研究領(lǐng)域近年來的研究現(xiàn)狀、前沿熱點與演化趨勢。

關(guān)鍵詞：泥石流;可視化;文獻計量;知識圖譜

Abstract：There are many disaster points and wide areas of debris flow，and disaster prevention and mitigation work is urgent. Therefore，it is of great significance to the work of debris flow disaster prevention and mitigation. This article takes 11 466 documents published in the field of debris flow included in the core collection of Web of Science from 1938 to 2019 as the research object，draws a knowledge map with the help of software such as VOSviewer，this paper analyzes the annual change trend of the number of papers，the number of papers published by key countries，the cooperation relationship between countries and regions，main research institutions and citation frequency of papers，main authors，highly cited literature，research hotspots，and hot spot evolution trend，respectively，and reveals the research status，frontier hot spots and evolution trend of debris flow research field in recent years with knowledge graph.

Keywords：debris flow;visualization;bibliometrics;knowledge graph

0? 引? 言

我國是山地大國，山地面積占國土面積70%以上，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國31個省、市和自治區(qū)的約950個縣市中分布有8萬余處泥石流活動、其中嚴重的有8 500余處;其活動區(qū)域面積約430萬平方千米，其中活動強烈的地區(qū)達130萬平方千米[1]。

泥石流災(zāi)害是我國山區(qū)主要的災(zāi)害之一，自21世紀起，我國泥石流災(zāi)害造成直接經(jīng)濟損失約累計80億元[2]。2010年8月8日，甘肅舟曲發(fā)生特大泥石流災(zāi)害，造成1 467人遇難，298人失蹤，泥石流堰塞體堵塞白龍江，江面雍高回水，導(dǎo)致舟曲縣城部分被淹，電力、交通、通訊中斷[3]。2010年8月13日，綿竹清平鄉(xiāng)發(fā)生特大泥石流災(zāi)害，泥石流體淤埋河道，導(dǎo)致岷江改道，共造成9人死亡，5人失蹤，379戶農(nóng)房受損，農(nóng)田被毀約20 hm2，直接經(jīng)濟損失高達4.3億元[4]。

《西部陸海新通道總體規(guī)劃》《長江經(jīng)濟帶發(fā)展規(guī)劃綱要》等國家戰(zhàn)略的主戰(zhàn)區(qū)位于山區(qū)，因此，山區(qū)安全對于國家戰(zhàn)略的順利實施至關(guān)重要。隨著國家戰(zhàn)略的實施，越來越多的重要基礎(chǔ)設(shè)施將在山區(qū)興建，泥石流災(zāi)害問題已不容忽視，泥石流防災(zāi)減災(zāi)工作迫在眉睫、任重道遠。因此，對國內(nèi)外泥石流研究現(xiàn)狀及趨勢進行研判，可以為我國泥石流防災(zāi)減災(zāi)工作提供借鑒和參考。

本文利用文獻計量法對Web of Science收錄的SCI文獻進行分析，主要從論文數(shù)量年度變化趨勢、重點國家發(fā)文量、國家/地區(qū)合作關(guān)系、主要研究機構(gòu)和篇被引頻次、主要作者、高被引文獻、研究熱點、熱點演化趨勢等方面對國內(nèi)外泥石流研發(fā)現(xiàn)狀進行分析，通過SCI文獻分析探明國際研究發(fā)展態(tài)勢，以期為我國泥石流防災(zāi)減災(zāi)提供有價值的情報信息。1990年以來國際泥石流文獻研究成果的數(shù)量增加勢頭明顯，并呈現(xiàn)出定性研究向定量研究轉(zhuǎn)化的趨勢，可以預(yù)見隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，未來在泥石流研究領(lǐng)域會涌現(xiàn)出大量的定量模型。

1? 數(shù)據(jù)來源與分析工具

本文以Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)文獻為研究數(shù)據(jù)，利用關(guān)鍵詞檢索法，按照檢索式TS=（mud-rock flow OR mud-slide OR debris flow），對1938—2019年各國在泥石流領(lǐng)域發(fā)表的文獻（Article）進行了檢索。數(shù)據(jù)采集時間為2020年6月16日，共得到有效數(shù)據(jù)11 466條。

本文分析利用的數(shù)據(jù)挖掘和可視化工具主要為美國Thomson公司開發(fā)的分析工具TDA（Thomson Data Analyzer）和荷蘭萊頓大學(xué)科技研究中心于2009年開發(fā)的VOSviewer軟件，對1938—2019年泥石流SCI論文進行文獻計量研究和知識圖譜分析。

2? 文獻分析

2.1? 論文數(shù)量年度變化趨勢

1938—2019年泥石流研究領(lǐng)域SCI發(fā)文量迅速增長，泥石流研究領(lǐng)域的SCI論文從1938年的1篇到2019年的906篇，增長了906倍。1972—2019年的泥石流研究領(lǐng)域SCI發(fā)文趨勢如圖1所示（因1938—1971年文獻量較少，僅1938與1969年各1篇，故圖1只截取了1972—2019年的數(shù)據(jù)展示其發(fā)文趨勢）。其中1990—1991年增速較快，這說明，泥石流相關(guān)研究從1990年開始獲得廣泛關(guān)注，而這一過程正好伴隨著全球?qū)Νh(huán)境問題的關(guān)注。根據(jù)1938—2019年這81年的數(shù)據(jù)判斷，未來泥石流研究領(lǐng)域的SCI論文數(shù)量還會繼續(xù)增加，相關(guān)研究仍在繼續(xù)。

2.2? 重點國家發(fā)文量分析

通過對不同國家的發(fā)文量進行統(tǒng)計，1938—2019年泥石流研究領(lǐng)域SCI發(fā)文量前十位的國家如圖2所示。可以看出，美國發(fā)文量最多，達3 233篇，約占采集到的論文總數(shù)的29.9%;中國發(fā)文量為1 513篇，居第二，約占論文總數(shù)的14.0%;中美兩國的論文數(shù)量占總論文數(shù)量的43.9%，這說明中美兩國在泥石流研究領(lǐng)域具有較強的實力。位居其后的分別是英國、意大利、法國、加拿大、德國、日本、瑞士和澳大利亞，這些國家分別位居發(fā)文量排名的第三到第十位。

上述10個國家論文數(shù)量與篇均被引頻次關(guān)系如圖3所示（圖中深色線條為均值交叉坐標軸，交叉點是代表均值），可以看出，美國不論論文數(shù)量和篇均被引頻次都是最高的，這說明美國在泥石流研究方面具有較強的研發(fā)實力，中國雖然在泥石流領(lǐng)域的SCI發(fā)文量位居世界第二，但是篇均被引頻次低于發(fā)文量位居第三、第四的英國和意大利，說明中國在泥石流研發(fā)實力這方面還有待提高。

上述發(fā)文量前十位國家近五年發(fā)文量隨時間變化趨勢如圖4所示，可以看出，中國對泥石流方面的研究逐年增多。

如表1所示，通過對發(fā)文前十國家論文數(shù)量占其總發(fā)文數(shù)量的比例進行分析可以發(fā)現(xiàn)，中國最近五年發(fā)文章占其總發(fā)文量的64.44%，在發(fā)文量排名前10位的國家中比例最高，相比之前呈明顯增加態(tài)勢。此外還可以看出，美國近五年的發(fā)文量占其總發(fā)文量比例26.42%，位居前10位國家發(fā)文量的第九位，這說明最近五年美國在泥石流研究領(lǐng)域活躍度較之前有所降低，而中國活躍度最高。

2.3? 主要國家/地區(qū)合作關(guān)系分析

本文選取近20年合作發(fā)文的主要國家/地區(qū)為研究對象，對象間最大合作關(guān)系次數(shù)25次、最小合作關(guān)系次數(shù)5次。如圖5所示，通過對不同國家/地區(qū)間的合作網(wǎng)絡(luò)進行分析，可以看出，在整個合作網(wǎng)絡(luò)中，在1999年左右瑞士的中心性較高，表明瑞士在1999年左右與世界上其他國家/地區(qū)廣泛建立了合作關(guān)系;在2005年左右，美國、英國、西班牙的中心性較高，說明在這期間這些國家與其他國家/地區(qū)開展了廣泛的合作研究;2010年左右，中國、加拿大、法國、新西蘭、挪威、意大利等國中心性較高，說明在這期間，這些國家與其他國家/地區(qū)在泥石流研究領(lǐng)域開展了廣泛合作。

2.4? 主要研究機構(gòu)和篇被引頻次分析

據(jù)統(tǒng)計，全球共有6 793個研究機構(gòu)從事泥石流的研究，圖6（圖中深色線條為均值交叉坐標軸，交叉點是代表均值）為1938—2019年發(fā)文前10位的機構(gòu)，在前10位的研究機構(gòu)中，中國占據(jù)2席，日本占據(jù)1席，意大利占據(jù)1席，澳大利亞占據(jù)1席，瑞士占據(jù)1席，英國占據(jù)1席，美國占據(jù)3席。中國科學(xué)院雖然發(fā)文量位居首位，但是其篇均被引頻次低于美國地質(zhì)調(diào)查局、意大利水文地質(zhì)保護研究所、成都理工大學(xué)、邁阿密大學(xué)、京都大學(xué)、美國農(nóng)業(yè)部等;美國農(nóng)業(yè)部雖然發(fā)文量最少，但是篇均被引頻次位居第三，這說明美國農(nóng)業(yè)部具有較強的學(xué)術(shù)影響力，中國科學(xué)院在泥石流領(lǐng)域的研發(fā)實力有待提高。

本文選取為對象的研究機構(gòu)最大合作次數(shù)100次、最小合作次數(shù)10次，利用VOSviewer對發(fā)文機構(gòu)合作關(guān)系進行分析，如圖7所示?？梢钥闯觯袊茖W(xué)院在近年來中心度最高，這說明在近年來中國科學(xué)院與很多機構(gòu)開展了密切合作。結(jié)合圖6可知，中國科學(xué)院無論是發(fā)文量還是與世界其他研究機構(gòu)合作次數(shù)，都是最高的。

2.5? 主要作者分析

據(jù)統(tǒng)計，1938—2019年11 466篇SCI論文作者有27 211位，發(fā)文量前10位作者和所屬機構(gòu)如表2所示。位居第一位的是瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)地球科學(xué)系教授馬庫斯·斯托菲爾（Stoffel Markus），發(fā)文量98篇，說明馬庫斯·斯托菲爾教授是泥石流研究領(lǐng)域的世界級權(quán)威專家;第二位是中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所崔鵬（Cui Peng）院士，發(fā)文量86篇，僅次于馬庫斯·斯托菲爾教授。

發(fā)文量前10位作者有5位為中國人，分別來自3個機構(gòu)：中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、成都理工大學(xué)和中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，占據(jù)總發(fā)文量前10位作者數(shù)量的50%，從側(cè)面反映出中國擁有一批泥石流研究領(lǐng)域的國際權(quán)威專家。

本文選取為對象的作者近十年最大合作關(guān)系次數(shù)100次、最小合作關(guān)系次數(shù)5次，利用VOSviewer對作者合作關(guān)系進行分析，如圖8所示。不難看出2013年左右，以瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)地球科學(xué)系教授Markus Stoffel為關(guān)系網(wǎng)絡(luò)合作中心;在2015年左右，以中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所崔鵬院士為關(guān)系網(wǎng)絡(luò)合作中心;在2017年左右，以成都理工大學(xué)許強教授為關(guān)系網(wǎng)絡(luò)合作中心，這也側(cè)面反映出他們是泥石流研究領(lǐng)域國際權(quán)威專家。

2.6? 高被引文獻分析

如表3所示，通過對文獻的引用次數(shù)數(shù)據(jù)進行分析，選取被引頻次550次及以上作為高頻引用文獻的閾值。其中最高被引頻次的論文為Montgomery D R在《Water Resources Research》期刊發(fā)表的文章，其被引頻次高達849次，這說明該作者在泥石流領(lǐng)域的研究成果得到了廣泛關(guān)注。從表3不難看出，累計被引頻次550次以上的8篇文章中有2篇第一作者均是哥倫比亞大學(xué)的Hungr O，但是從前述分析主要研究機構(gòu)以及發(fā)文量作者中，Hungr O并沒有位列其中，但是其發(fā)表論文均是累計高被引頻次論文，這說明該作者發(fā)表的均是具有高價值的國際影響力的研究論文，但是該作者發(fā)文量數(shù)量還比較少。

2.7? 研究熱點分析

如圖9所示，關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析可以反映領(lǐng)域研究的熱點。利用VOSviewer對高頻關(guān)鍵詞進行共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析，可以看出，泥石流（debris flow）、淺層滑坡（shallow landslides）、侵蝕（erosion）、前期降雨（antecedent rain-fall）、離散元法（discrete element method）、沖擊力（impact force）、汶川地震（wenchuan earthquake）等是近年來泥石流領(lǐng)域的研究熱點，1990年以前主要是以沖積扇（alluvial fan）、顆粒大?。╣rain size）、閾值（thresholds）、邊坡水文（hillslope hydrology）等為研究熱點。

2.8? 熱點演化趨勢分析

為詳細分析泥石流文獻熱點主題在不同時期的變化，本文利用VOSviewer軟件對1990年以來文獻研究的關(guān)鍵詞出現(xiàn)最小10次以上進行演化趨勢分析，詳見圖10所示。1990—1994年，關(guān)鍵詞數(shù)量較少，且關(guān)聯(lián)關(guān)系并不緊密，主要關(guān)鍵詞有沉積（deposits）、相（facies）、濁流（turbidity currents）、模型（model）等;1994—1999年，關(guān)鍵詞數(shù)量迅速增加，如動力學(xué)（dynamics）、沉降（sedimentation）、流域（basin）、系統(tǒng)（system）等;1999—2004年，關(guān)鍵詞數(shù)量和關(guān)系逐漸增多和加強，如演化（evolution）、泥石流（debris flow）;2004—2009年，關(guān)鍵詞演化（evolution）、泥石流（debris flow）、沉積（deposits）和形態(tài)（morphology）等中心度較高，說明這一時期這些關(guān)鍵詞涉及領(lǐng)域為研究熱點;2009—2014年，演化（evolution）、泥石流（debris flow）、侵蝕（erosion）、動力學(xué)（dynamics）、搬運（transport）等中心度較高，說明這一時期這些關(guān)鍵詞涉及領(lǐng)域為研究熱點;2014—2019年，增加了崩落（avalanches）、氣候改變（climate-change）、持續(xù)（duration control）等關(guān)鍵詞，并且泥石流（debris flow）、模型（model）、動力學(xué)（dynamics）等關(guān)鍵詞中心較高。這側(cè)面反映出，泥石流研究從原來的定性研究，逐漸演化為從模型、動力學(xué)特征角度出發(fā)的定量研究。

3? 結(jié)? 論

本文通過對泥石流領(lǐng)域研究現(xiàn)狀與國際研發(fā)態(tài)勢分析，得出以下結(jié)論：

（1）發(fā)文趨勢表明，美國在泥石流領(lǐng)域SCI發(fā)文量位居第一，中國位居第二，但中國的篇均被引頻次低于位居第三、第四的國家，這說明中國的研發(fā)實力還有待加強。

（2）主要國家合作關(guān)系表明，隨著時間推移，由原來瑞士的中心性較高發(fā)展為美國、英國、西班牙的中心性較高，近十年以來，中心度較高的轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊?、加拿大、法國、新西蘭、挪威，說明近十年期間，中國、加拿大、法國、新西蘭和挪威等國家較為重視泥石流災(zāi)害研究。

（3）研究機構(gòu)關(guān)系分析表明，中國科學(xué)院與成都理工學(xué)院為石流領(lǐng)域的國際權(quán)威機構(gòu)，并且中國在泥石流研究領(lǐng)域擁有一批國際權(quán)威專家。

（4）高被引文獻分析表明，最高被引頻次的論文來自Montgomery D R的《Water Resources Research》期刊文章，這說明該期刊為泥石流領(lǐng)域的權(quán)威期刊。

（5）研究熱點和演化趨勢分析表明，泥石流（debris flow）、淺層滑坡（shallow landslides）、侵蝕（erosion）、前期降雨（antecedent rainfall）、離散元法（discrete element method）、沖擊力（impact force）等為近年來研究熱點，泥石流研究正從定性研究向定量研究轉(zhuǎn)變。

綜上所述，中國是泥石流領(lǐng)域研究的主要國家，擁有一批世界級的權(quán)威專家與具備國際權(quán)威性的研究機構(gòu)，并形成了一定核心的作者和權(quán)威機構(gòu)群，能夠為中國未來泥石流防災(zāi)減災(zāi)工作提供理論依據(jù)和參考。從中國發(fā)文量、研究機構(gòu)和研究者分析結(jié)果來看，中國泥石流災(zāi)害問題已經(jīng)得到學(xué)者的廣泛重視。

參考文獻：

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[2] 樂茂華.溝道型泥石流的動力機制及數(shù)值模似 [D].北京：中國水利水電科學(xué)研究院，2019.

[3] 劉傳正，苗天寶，陳紅旗，等.甘肅舟曲2010年8月8日特大山洪泥石流災(zāi)害的基本特征及成因 [J].地質(zhì)通報，2011，30（1）：141-150.

[4] 周德珍，溫姍姍，陳娟.四川省滑坡泥石流成因及思考——以2010年8月13日綿竹市清平鄉(xiāng)特大泥石流災(zāi)害為例 [J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（26）：219-222+290.

作者簡介：宇巖（1988—），女，漢族，吉林長春人，工程師，博士，研究方向：情報科學(xué)、大數(shù)據(jù)、知識發(fā)現(xiàn)。