基于CiteSpace知識圖譜分析森林保護學科研究生的科研熱點與未來方向

劉 仁，郭春蘭，陳伏生，張 揚

基于CiteSpace知識圖譜分析森林保護學科研究生的科研熱點與未來方向

劉 仁1,2，郭春蘭1,2，陳伏生1,2，張 揚1*

（1. 江西農(nóng)業(yè)大學 林學院，江西 南昌 330045；2. 江西省森林培育重點實驗室，江西 南昌 330045）

以中國知網(wǎng)博碩學位論文全文數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，運用知識圖譜分析工具CiteSpace對2000年以來我國森林保護研究方向的1 577篇學位論文進行分析，總結其研究熱點和發(fā)展歷程。結果顯示，森林保護學碩士研究論文數(shù)量呈快速增長而后保持平穩(wěn)趨勢，“生物學特性”、“生物防治”、“松材線蟲”、“分類”、“多樣性”和“松墨天?！钡汝P鍵詞頻率較高；“基因克隆”、“轉(zhuǎn)錄組”和“抗病性”等問題成為學科研究熱點。研究結果為森林保護專業(yè)研究生培養(yǎng)方案的修訂及學位論文選題研究等提供了依據(jù)。

森林保護；CiteSpace；研究熱點；發(fā)展歷程

在國家對生態(tài)文明建設的背景下，林業(yè)及相關科學研究得到迅速發(fā)展，科研人員和科研水平有顯著提升，林學專業(yè)人才培養(yǎng)的數(shù)量也逐年增多[1]，林業(yè)可促進國家經(jīng)濟發(fā)展，改善生態(tài)環(huán)境，在當前“青山綠水就是金山銀山”的發(fā)展理念中也具有重要地位。中國是一個林業(yè)災害頻發(fā)的國家，給林業(yè)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)，特別是在全球經(jīng)濟貿(mào)易一體化背景下外來林業(yè)有害生物入侵形勢，給我國林業(yè)和生態(tài)環(huán)境造成了巨大損失[2]。森林保護學科（forest protection）作為林業(yè)建設的重要學科，在提高森林資源質(zhì)量，維護生態(tài)安全屏障，增進生態(tài)文明示范去建設和打造美麗中國樣本等方面扮演著重要角色。森林保護學科是一門研究病蟲害等林業(yè)有害的發(fā)生及流行規(guī)律，針對有害生物生物學特性提供防治技術和防控理論的學科，確保國家森林健康和生態(tài)屏障安全[3]。自20世紀初我國森林保護學科經(jīng)過100多年的發(fā)展，取得了累累碩果。目前該學科在森林生物災害預防與持續(xù)控制的基礎研究方面取得了可喜的成果，創(chuàng)建了一批高水平的科技創(chuàng)新平臺，也為國家培養(yǎng)了優(yōu)秀的專業(yè)技術人才[4]。然而，目前有關我國森林保護學科發(fā)展歷程及研究態(tài)勢還尚不清晰。CiteSpace能夠可視化分析文獻，揭示某個學科或某個研究領域的某個時間段的發(fā)展趨勢和動態(tài)，總結相關研究領域的演化進程[5]。本研究通過借助可視化軟件CiteSpace分析森林保護學科研究相關的博碩學位論文，繪制森林保護學科的相關科學知識圖譜，探尋森林保護學科在時間尺度上的研究內(nèi)容及現(xiàn)狀，揭示該領域的研究態(tài)勢，挖掘森林保護學科的知識結構、學科建設情況的研究熱點與趨勢，探討森林保護學科未來的發(fā)展趨勢，以期為森林保護學科的建設提供啟示。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文通過檢索中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫收錄的與森林保護研究相關的碩博學位論文全文，把“學科專業(yè)名稱”作為文獻檢索的篩選條件，再以“森林保護學”和“森林保護”為檢索關鍵詞，文獻檢索時間跨度為2000—2018年，在檢索結果中選取碩士論文。該檢索結果來源于中國優(yōu)秀碩士學位全文數(shù)據(jù)庫（CMFD），收錄是林業(yè)高等院校研究生發(fā)表的文章，可代表森林保護學科的研究熱點和發(fā)展歷程。

1.2 分析方法

基于CiteSpace V信息可視化軟件分析森林保護學科的發(fā)展歷程、研究內(nèi)容以及研究熱點[6]。本文主要是將文獻的標題、關鍵詞、摘要等相加進行聚類分析及關鍵詞共現(xiàn)分析，基于信息可視化軟件分析森林保護目前的研究現(xiàn)狀和發(fā)展過程。筆者利用中國知網(wǎng)檢索發(fā)表的森林保護學科有效文獻1 577 篇有效文獻用Refworks格式導出，使用Excel表格對文獻的發(fā)表年份、作者、關鍵詞、期刊、機構等維度進行分析。運用CiteSpace V軟件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，進行時區(qū)分割和閾值選擇，研究對象時間跨度18年，單個時間分區(qū)為1年。進行數(shù)據(jù)運算并繪制核心作者、關鍵詞時間線知識、發(fā)文機構、高頻關鍵詞的可視化網(wǎng)絡共現(xiàn)圖譜。

2 結果與分析

2.1 我國森林保護研究發(fā)文情況

在數(shù)據(jù)庫中檢索2000—2018年與森林保護研究相關的學位論文共1 577篇論文。由檢索結果知，與森林保護研究相關的論文數(shù)量在每個年度均有一定起伏，但總體數(shù)量呈增長態(tài)勢（圖1）。自從2000年至2006年這6年期間，每年學位論文數(shù)量都不超過100篇。2007年開始森保學位論文的數(shù)量開始增長，2012年達到了論文最高數(shù)量165篇。2013—2018年，森林保護研究的論文數(shù)量呈下降的趨勢，但相對較平穩(wěn)態(tài)勢。

圖1 2000—2018年森林保護學碩士學位論文發(fā)文數(shù)量

2.2 我國森林保護研究內(nèi)容

2.2.1 關鍵詞共現(xiàn)分析 關鍵詞是反映學位論文中的研究內(nèi)容高度濃縮詞匯，關鍵詞共現(xiàn)是指論文中某些特征項描述的關鍵信息共同出現(xiàn)的現(xiàn)象[7]，分析在特定時期內(nèi)某一領域文獻中的關鍵詞進行共現(xiàn)產(chǎn)生的高頻關鍵詞，可反映某個研究領域的前沿熱點。利用可知關鍵詞共現(xiàn)分析將數(shù)據(jù)進行整合，對關鍵詞進行解析，能夠展現(xiàn)出該研究領域的基本研究內(nèi)容。對數(shù)據(jù)庫里收錄2000—2018年的森林保護學位論文進行關鍵詞共現(xiàn)分析后檢索出關鍵詞608個。其中高頻關鍵詞頻次在70次以上有1個，高頻關鍵詞頻次在50~60次的有2個，高頻關鍵詞頻次在20~50次的有18個（表 1）。其中“生物學特性”、“生物防治”和“松材線蟲”共引的頻次最高且首現(xiàn)年份也是最早，說明松材線蟲等研究領域一直是森林保護學科研究的核心內(nèi)容。

表1 關鍵詞共現(xiàn)頻次

2.2.2 關鍵詞聚類分析 聚類分析是將研究目標劃分為相對的同質(zhì)群組并進行統(tǒng)計分析，通過主題內(nèi)容的表現(xiàn)結構，顯示研究目標的相關研究熱點[8]，而聚類視圖主要是突出重要連接和關鍵的節(jié)點，側(cè)重于集群結構特性。通過總結經(jīng)過聚類分析后得出的知識性子群能分析出該研究領域的出現(xiàn)的若干熱點。本研究對所有森林保護學位論文的關鍵詞進行分析后得到的聚類圖顯示該學科方面研究產(chǎn)生了21個主要子類。從圖2可看出，森林保護主要的研究領域松材線蟲、分子檢測、危害狀況和基因克隆等。從最大聚類0華山松到聚類21群體遺傳之間聯(lián)系緊密，其中聚類1中國、聚類5松材線蟲、聚類8基因克隆和聚類15分子檢測等有一定關聯(lián)。關鍵詞聚類分析也再次驗證了關鍵詞共現(xiàn)分析的結果。從最大聚類0可見，對林業(yè)蟲害的監(jiān)控已成為森林保護學科研究的熱點，聚類5中可見，松材線蟲對林業(yè)造成了較大損害，是當前林業(yè)保護一個重要的研究主題，并仍將持續(xù)下去；聚類8可見，分子生物學手段逐漸應用到森林保護方向，從分子水平上解析了病蟲害遺傳、發(fā)育與進化等諸多難題，這也顯示該學科技術上發(fā)展增強；聚類15中看出，分子檢測技術在林業(yè)上發(fā)揮著越來越重要的作用，特別是對有害入侵生物的檢測，成為了森林保護研究的熱點之一。

圖2 我國森林保護學位論文關鍵詞聚類網(wǎng)絡

2.2.3 森林保護學科研究熱點 突現(xiàn)詞（burst）是指某一個研究方向中短時期內(nèi)出現(xiàn)頻率突然升高的關鍵詞，可根據(jù)關鍵詞頻率波動大小及變化趨勢判定該學科研究的前沿熱點，對監(jiān)測研究動態(tài)有著重要作用和意義[9]。CiteSpace V軟件具有探測突現(xiàn)詞功能，可較直觀地顯示研究前沿間的交互關系及演進路徑[10]。本文利用CiteSpace V軟件對基礎數(shù)據(jù)處理，借助突顯詞對森林保護學科的研究熱點進行歸納和總結，共檢測到8個具有高權重的突顯詞（表2）。結合截止時間可以看出基因克隆、轉(zhuǎn)錄組等研究方向可能為今后的研究熱點。此外，多數(shù)的研究熱點呈單峰型，研究的連續(xù)性不強，如抗病性、節(jié)肢動物、分子檢測和生物學特性分別在2009—2010年、2004—2008年、2014—2015年和2006—2008年研究較為集中，表明這些研究方向曾是森林保護學科的研究重點，然而突變截止時間較早，顯示出這些方面的相關研究已趨于成熟，關注度有所下降（圖3）。從這些突現(xiàn)關鍵詞的突現(xiàn)率和突現(xiàn)時間節(jié)點看，森林保護學科研究已經(jīng)開始從宏觀向微觀研究轉(zhuǎn)變，這也是緊跟國家方針政策有關，目前在森林重大病蟲害防治過程中需要掌握相關致病機制，進而更好地采取有針對性的防治措施，病蟲害相關分子機理等問題將成為學者們未來研究的方向。

表2 森林保護學科突顯詞統(tǒng)計

2.2.4 森林保護學科發(fā)展歷程劃分 關鍵詞聚類網(wǎng)絡可用于表示森林保護研究的發(fā)展歷程，結合圖1和圖4的內(nèi)容，可將2000—2018年期間森林保護學科發(fā)展歷程劃分為3個階段。第一階段（2000—2005年）：此階段文獻數(shù)量不多，主要關注當時發(fā)生的病蟲害防控問題，也產(chǎn)生不少關鍵詞，如“節(jié)肢動物”、“節(jié)肢動物群落”等關鍵詞開始突現(xiàn)。第二階段（2006—2013年）：此階段文獻數(shù)量上升迅速，基礎理論研究和應用論文都大幅度增加，其中“松材線蟲”、“花絨寄甲”、“生物防治”等關鍵詞均在這一階段出現(xiàn)，成為學術研究熱點；第三階段（2014—2018年）：2014年后文獻數(shù)量有所下降，在此階段新產(chǎn)生的關鍵詞“基因克隆”、“分子檢測”、“轉(zhuǎn)錄組”等均在此階段突顯，并具有較高的突現(xiàn)度，標志著森林保護學研究開始通過利用基因組學的方法來增加對森林病蟲害認知，在抗性育種方面也顯示廣闊應用前景。

圖3 突現(xiàn)詞與“突現(xiàn)率”

圖4 森林保護學科碩士學位論文關鍵詞聚類時區(qū)視圖

3 結論與展望

本文數(shù)據(jù)選自中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，借助CiteSpace可視化分析軟件，對2000—2018年森林保護學科1 577篇博碩士學位論文進行了定量分析，雖然會有一定的限制，卻也可以了解森林保護學科研究的發(fā)展歷程。從近20年間發(fā)表的文章來看，森林保護總體研究方向是正確的。森林保護學科是一門森林病蟲害防控的應用學科，始終以保障森林健康和維護國家生態(tài)安全為目標，這對促進國民經(jīng)濟、林業(yè)及生態(tài)文明試驗區(qū)發(fā)展都具有重要意義[11]。雖然我國森林保護學科部分的研究成果已經(jīng)達到國際水平，但整體研究水平與林業(yè)發(fā)達國家相比還存在較大差距，表現(xiàn)以下幾個方面：（1）基礎研究的力度有待提升。我國森林保護學科發(fā)展的歷史相對還比較短，對某些基礎研究還不深，該領域獲得國家層面的重大基礎研究項目立項的還較少。（2）人才培養(yǎng)的方案不夠完善。目前學科名師不多，青年人才缺乏，高素質(zhì)應用型人才也不足。（3）創(chuàng)新平臺建設經(jīng)費要加強。我國的森林保護學科雖然近些年來科技創(chuàng)新平臺取得了長足發(fā)展，科研實驗和野外基地也日漸完善，但是還存在著數(shù)量不足，布局不合理，發(fā)展還不均衡等問題。（4）國際合作交流有待加強。學科國際合作項目數(shù)量還不多，森保學生和青年工作人員參與人數(shù)較少，限制了學科的國際化發(fā)展。

森林保護學科是一門應用學科，始終緊密結合我國林業(yè)發(fā)展的最新進展。新時代下的國家需求對林業(yè)建設和森林保護事業(yè)都提出了更新更高的要求，推進森林保護學科的發(fā)展也是推進林業(yè)可持續(xù)發(fā)展、建設生態(tài)文明的重要保障措施之一[12]。為確保森林保護學科能穩(wěn)步前進發(fā)展，建議可從以下幾個方面關注學科發(fā)展。第一，抓住國家重大需求的時機。學科要始終堅持以實現(xiàn)國家需求、行業(yè)發(fā)展為目標，通過不同形式的決策咨詢來服務社會，提升學科在國內(nèi)外的知名度和影響力，推動本學科的發(fā)展。此外，針對國家基本國情下林業(yè)領域發(fā)展亟需解決的熱點問題來進行科學研究，保證科學研究的系統(tǒng)性和持久性，解決國家亟待解決的重大林業(yè)有害生物防控問題，進而全面推動林業(yè)生態(tài)文明建設。第二，加強重大森林病蟲害人為調(diào)控措施方面的研究。縱觀森林保護學科發(fā)展歷程，維持森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定及健康發(fā)展一直是學科研究的熱點和重點。通過人為調(diào)控措施來確保林木面對不良環(huán)境時具有可持續(xù)抗逆性，使得森林植物-病蟲害-環(huán)境因子能處于良好的平衡運行狀態(tài)[13]。第三，重視外來有害生物風險評估和生物安全。近些年來，外來生物的入侵給我們國家?guī)砹酥攸c經(jīng)濟損失和生態(tài)環(huán)境的破壞。如松材線蟲病雖然在不斷的“封鎖、控制、壓縮”，可仍在大規(guī)模的爆發(fā)和蔓延[14]。明確外來有害生物的生物學特性，流行規(guī)律等方面的研究對我國貿(mào)易政策制訂提供重要的支持和依據(jù)。第四，要多學科交叉融合。要將生態(tài)學、分子生物學和遺傳學等學科的技術手段應用到森林保護學科的研究中，進而促進學科發(fā)展。如應用分子生態(tài)學的理論和方法，闡明森林重大病蟲害類群的地理分布格局，剖析其形成機制[15]，為防控提供堅實的理論基礎。

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Research Hotspot and Future Direction of Forest Protection Discipline for Graduate Students Based on CiteSpace

LIU Ren1,2, GUO Chun-lan1,2, CHEN Fu-sheng1,2, ZHANG Yang1*

(1. College of Forestry, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 2.Jiangxi Provincial Key Laboratory of Silviculture, Nanchang 330045, China)

1 577 master’s degree theses of forest protection from 2000 to 2018 were analyzed using CiteSpace software based on China National Knowledge Infrastructure (CNKI) Database to explore research hotspots and development process. The number of theses of forest protection increased rapidly and then remained stable; keywords analysis and network showed that “biological characteristics”, “biological control”, “pine wood nematode”, “classification”, “diversity” and “pine sawyer” were high frequency and diversified. The hotspots of forest protection were gene cloning, transcript profile and disease resistance. The research results provide reference for the revision of the postgraduate training program and the selection of the dissertation.

forest protection; CiteSpace; research hotspot; development process

S763.3

A

2095-3704（2020）01-0079-06

2020-02-25

江西省學位與研究教育教學改革研究項目（JXYJG-2017-047）和江西林業(yè)廳創(chuàng)新專項項目（201711）

劉仁（1995—），女，碩士生，主要從事水土保持方面研究，liuren951106@163.com；*通信作者：張揚，博士，zhangyang0558@163.com。

劉仁, 郭春蘭, 陳伏生, 等. 基于CiteSpace知識圖譜分析森林保護學科研究生的科研熱點與未來方向[J]. 生物災害科學, 2020, 43(1): 79-84.

10.3969/j.issn.2095-3704.2020.01.16