基于CiteSpace知識(shí)圖譜法的國內(nèi)屋頂花園研究分析

范文宇 張建國*

屋頂花園是指在建筑物頂端平臺(tái)種植植物來擴(kuò)大城市綠色空間，是改善城市生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要途徑[1]。隨著城市人口密度的增加，大氣環(huán)境的惡化，城市熱島效應(yīng)的加劇，人們的生活環(huán)境也是受到了影響?？茖W(xué)合理地安排屋頂綠化能夠有效地改善生態(tài)環(huán)境和延長建筑的壽命等功效[2]。在20世紀(jì)60～80年代，西方發(fā)達(dá)國家相繼建設(shè)各類規(guī)模的屋頂綠化，通過立法強(qiáng)制推行屋頂綠化。比如，德國在80年代初通過立法強(qiáng)制推行屋頂綠化，使屋頂綠化與城市建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，把屋頂綠化作為補(bǔ)償建筑生態(tài)環(huán)境的一種方式。比較有代表性的是德國法蘭克福國際機(jī)場的屋頂綠化，該屋頂綠化的植被不僅可以吸收一定分貝的機(jī)場噪聲，同時(shí)也能隔絕光照和風(fēng)吹雨淋，延長了機(jī)場屋頂?shù)慕ㄖ牧蠅勖?。而國?nèi)的屋頂花園起步較晚，隨著城市建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，人均綠地面積減少，人們開始學(xué)習(xí)國外成熟的扶持政策、建設(shè)技術(shù)和發(fā)展理念，來完善適合我國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系?；诖耍晕蓓敾▓@（含屋頂綠化）為關(guān)鍵詞，在中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)對2000年以來的期刊論文進(jìn)行高級檢索，得到534篇文獻(xiàn)，通過人工篩選掉無關(guān)的新聞和會(huì)議通知文獻(xiàn)，最后得到500篇文獻(xiàn)。利用CiteSpace軟件對整理的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，選擇不同的參數(shù)，得出關(guān)于國內(nèi)屋頂花園的作者、關(guān)鍵詞和發(fā)文機(jī)構(gòu)的圖譜。通過可視化的圖譜關(guān)系對近20年來屋頂花園的發(fā)展趨勢和研究熱點(diǎn)進(jìn)行研究分析。

1. 2000-2018年國內(nèi)屋頂花園學(xué)術(shù)論文數(shù)量統(tǒng)計(jì)

1 研究方法和思路

1.1 研究方法

CiteSpace是國內(nèi)近幾年流行的可視化文獻(xiàn)分析軟件，通過分析某一學(xué)科的相關(guān)論文，展現(xiàn)研究對象的發(fā)展趨勢和熱點(diǎn)方向。CiteSpace作為一種文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，用于研究某個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向，并以可視化的方式加以呈現(xiàn)。知識(shí)圖譜法能在一定程度上克服文獻(xiàn)綜述法的主觀性，將大量繁雜、無序的文獻(xiàn)信息轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的、有序的知識(shí)體系，從而揭示科學(xué)知識(shí)發(fā)展規(guī)律[3]。本文運(yùn)用CiteSpace V軟件，繪制出發(fā)文作者、研究機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)與共現(xiàn)的知識(shí)圖譜，通過圖譜中節(jié)點(diǎn)的大小和節(jié)點(diǎn)之間的連接程度直觀表達(dá)出屋頂花園方面研究的趨勢與發(fā)展方向，探究近年來國內(nèi)學(xué)者對屋頂花園方面的研究成果。

1.2 研究思路

研究屋頂花園的文獻(xiàn)來自中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)，以屋頂花園（含屋頂綠化）為關(guān)鍵詞，在中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)對2000年以來的期刊論文進(jìn)行高級檢索，在刪除無關(guān)主題的會(huì)議發(fā)文和新聞后得到500篇學(xué)術(shù)期刊論文。將500篇學(xué)術(shù)期刊論文導(dǎo)入文獻(xiàn)分析軟件，分別以“keyword”“Author”和“Instution”作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，繪制關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜、發(fā)文機(jī)構(gòu)和作者合作的知識(shí)圖譜。結(jié)合相關(guān)國內(nèi)屋頂花園的主題文獻(xiàn)及動(dòng)態(tài)發(fā)展過程，明確屋頂花園的研究趨勢和發(fā)展方向。

2 結(jié)果分析

2.1 論文年份

由圖1可以看出，從2000-2012年，屋頂花園研究整體呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢，2012年后呈現(xiàn)下降趨勢。2000-2003年是屋頂花園發(fā)展的萌芽期，由于資金和環(huán)境意識(shí)的不足，我國屋頂花園的建設(shè)和探索比國外起步晚[4]，主要還是學(xué)習(xí)國外的成功經(jīng)驗(yàn)。2004-2012年，屋頂花園文獻(xiàn)數(shù)量快速增長，表明國內(nèi)學(xué)者意識(shí)到屋頂花園的重要性及其帶來的生態(tài)環(huán)境效益。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的各級政府制定綠化方案和法規(guī)也促進(jìn)了屋頂花園的發(fā)展，但在中小型的城市，由于資金與政策缺乏、環(huán)境條件的限制和生態(tài)意識(shí)薄弱，屋頂花園的發(fā)展仍處于初步發(fā)展階段。2012年之后，屋頂花園研究力度與前十年相比有所下降，論文發(fā)表數(shù)量趨于穩(wěn)定。總的來說，我國對于屋頂花園的研究在20年的發(fā)展過程中取得了一定的成果，但與西方國家相比，由于受基建投資、建造技術(shù)和材料等方面的影響，整體還處于起步階段，研究力度有待加強(qiáng)。

2.2 作者與發(fā)文機(jī)構(gòu)

將500篇屋頂花園相關(guān)文獻(xiàn)導(dǎo)入CiteSpace軟件，選擇“Author”和“Instution”參數(shù)進(jìn)行發(fā)文機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)和發(fā)文作者合作網(wǎng)絡(luò)之間的分析，并將數(shù)據(jù)結(jié)果整理為發(fā)表屋頂花園相關(guān)文章3篇以上的作者（表1）和2000-2018年國內(nèi)屋頂花園研究發(fā)文機(jī)構(gòu)與作者合作圖譜（圖2）。

表1 發(fā)表屋頂花園相關(guān)文章3篇以上的作者

核心作者是指對本研究領(lǐng)域的發(fā)展具有較大貢獻(xiàn)的科研人員，對研究方向起到重要的推動(dòng)作用。根據(jù)普賴斯定律，核心作者的發(fā)文數(shù)量為，其中N為核心作者最少的發(fā)文數(shù)量，n（max）為發(fā)文數(shù)量最多的作者所發(fā)表的論文數(shù)量。本文根據(jù)CiteSpace軟件統(tǒng)計(jì)，發(fā)文量最多的作者為王軍利，發(fā)文數(shù)量為5篇，即n（max）=5，得出核心作者發(fā)文數(shù)量為，即發(fā)文數(shù)量超過2篇的作者為核心作者，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出核心作者有9人。由表1可知，發(fā)表屋頂花園相關(guān)文章5篇的學(xué)者是王軍利和殷麗峰；王軍利[5-7]對屋頂花園的研究范圍較廣，主要研究了屋頂花園的植物、栽培基質(zhì)，以及容器在老舊建筑屋頂?shù)膽?yīng)用；殷麗峰[8-11]的研究方向分別是綠化屋面的溫度和屋頂花園的起源與發(fā)展；韓麗莉[12-15]的研究方向是屋頂花園的植物配置和施工技術(shù)；高峰[16-18]發(fā)表的文獻(xiàn)主要是運(yùn)用國內(nèi)外的成功案例來推廣屋頂綠化，并深入了解屋頂綠化帶來的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益；譚天鷹[19]針對屋頂綠化的植物材料、屋頂工程綠化輔助材料的選擇及屋頂綠化施工技術(shù)和養(yǎng)護(hù)管理等方面進(jìn)行探討研究；王麗勉[20-22]的研究方向是生態(tài)建筑立體綠化的植物配置、立體綠化技術(shù)和屋頂花園對建筑微氣候的影響；謝浩[23-25]和付芬云[26-27]的研究重點(diǎn)都是就實(shí)際案例探討如何解決屋頂綠化設(shè)計(jì)的相關(guān)問題；賈永亮[28-30]主要研究屋頂花園帶來的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2. 2000-2018年國內(nèi)屋頂花園研究發(fā)文機(jī)構(gòu)與作者合作圖譜

總結(jié)可知，近年來屋頂花園的研究方向和熱點(diǎn)主要集中在兩個(gè)方面：（1）在屋頂屋面場景規(guī)劃中，屋頂花園對基質(zhì)的選擇提出了更高的要求，要依據(jù)不同的建筑、地理、氣候來選擇合適的栽培基質(zhì)，在施工技術(shù)方面，種植屋面專業(yè)技術(shù)人員必須具有園林、建筑、土壤、防水工程等方面的知識(shí)儲(chǔ)備，但國內(nèi)專門從事種植物屋面的相關(guān)技術(shù)人員并不多[31]；（2）屋頂綠化在國內(nèi)需要加強(qiáng)推廣，通過對屋頂花園發(fā)展歷史和屋頂花園產(chǎn)生的效益進(jìn)行研究分析，證明屋頂花園的發(fā)展經(jīng)得起未來的考驗(yàn)。

將文獻(xiàn)導(dǎo)入可視化分析軟件中，得到發(fā)文作者合作與發(fā)文機(jī)構(gòu)合作的圖譜。由圖譜可知，作者之間的交流較少，整體呈現(xiàn)分散的分布特征，只有小部分是團(tuán)隊(duì)合作。其中王軍利、韓麗莉、殷麗峰、高峰、王麗勉等人發(fā)表的論文數(shù)量較多，這與表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果一致。兩人及兩人以上的合作團(tuán)隊(duì)主要有6個(gè)：王麗勉、胡永紅、秦俊團(tuán)隊(duì)；賈永亮、王東焱團(tuán)隊(duì)；李樹華、殷麗峰團(tuán)隊(duì)；馬仲云、付芬云團(tuán)隊(duì)；任珺、杜忠團(tuán)隊(duì)；賈立人、陳習(xí)之團(tuán)隊(duì)，但是團(tuán)隊(duì)的人數(shù)較少。發(fā)文作者之間應(yīng)該加強(qiáng)合作，延伸屋頂綠化的研究領(lǐng)域。結(jié)合表2可以看出，北京林業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院、西南林業(yè)大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、西南交通大學(xué)這6所高校對于屋頂花園的發(fā)表論文數(shù)量相對較多，但是高校之間缺乏溝通交流。應(yīng)該廣泛開展交流活動(dòng)，促進(jìn)資源分享。從二級結(jié)構(gòu)看，對于屋頂花園的研究發(fā)文機(jī)構(gòu)不僅局限于園林學(xué)院，還有土建和環(huán)境與市政工程學(xué)院等。

2.3 關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜

關(guān)鍵詞是可以高度概括文獻(xiàn)主題的核心詞匯，利用CiteSpace軟件導(dǎo)入500篇屋頂花園的文獻(xiàn)，選擇參數(shù)“Keyword”，得出關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜與關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜。

2.3.1 關(guān)鍵詞時(shí)間線分析

3. 2000-2018年國內(nèi)屋頂花園研究關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜

4. 2000-2018年屋頂花園研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

5. 2000-2018年屋頂花園研究關(guān)鍵詞餅狀圖譜

國內(nèi)屋頂花園一直處于動(dòng)態(tài)的發(fā)展過程中，研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢隨著時(shí)間和客觀環(huán)境的變化而變化，通過觀察關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜（圖3），可以清晰地看出屋頂花園研究熱度的發(fā)展方向。國內(nèi)屋頂花園的發(fā)展趨勢總共分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段是2000-2003年，作為屋頂花園發(fā)展的起步階段，在20世紀(jì)80年代，屋頂花園才開始引起國內(nèi)學(xué)者注意，研究領(lǐng)域比較狹窄，這一時(shí)期的關(guān)鍵詞是“屋頂花園”“屋頂綠化”“空中綠化”；第二個(gè)階段是2004-2012年，這是屋頂花園的快速發(fā)展時(shí)期，文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量激增，隨著社會(huì)的發(fā)展和人口的激增，政府逐漸將屋頂綠化作為提高城市綠化率和改善生態(tài)的舉措，屋頂花園在發(fā)達(dá)城市得到了更為廣泛的應(yīng)用[32]，屋頂花園的研究方向越來越精細(xì)化，這一時(shí)期主要的關(guān)鍵詞有“綠色建筑”“熱島效應(yīng)”“風(fēng)景園林”“立體綠化”等；第三個(gè)階段是2013-2018年，這一階段是屋頂花園穩(wěn)步發(fā)展階段，發(fā)文量相對減少，但是人們對屋頂花園的重視程度并沒有減弱。把屋頂花園與海綿城市聯(lián)系在一起，不只是單純的景觀設(shè)計(jì)，而是結(jié)合生態(tài)管理技術(shù)和手段，運(yùn)用生態(tài)化、可持續(xù)發(fā)展的屋頂花園規(guī)劃設(shè)計(jì)[33]，這一時(shí)期主要的關(guān)鍵詞有“綠色空間”“海綿城市”“綠色屋頂”等?？偟膩碚f，在不斷推進(jìn)大城市發(fā)展的情況下，屋頂花園被提到城市規(guī)劃的日程之中，研究方向也越來越詳細(xì)，并取得了一定成效。

2.3.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜分析

由關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（圖4）可知，屋頂花園的研究方向主要有以下三個(gè)發(fā)展方向：一是“屋頂綠化—植物設(shè)計(jì)—風(fēng)景園林”；二是“空中花園—綠色建筑—熱島效應(yīng)”；三是“立體綠化—建筑—城市綠化”。

由圖4和圖5可知，屋頂花園的研究過程中出現(xiàn)頻率較高的研究關(guān)鍵詞是“屋頂綠化”“屋頂花園”“空中綠化”。結(jié)合表3可知，屋頂花園研究關(guān)鍵詞主要集中在2000-2011年，說明這一時(shí)期人們開始注重對屋頂花園的研究，屋頂綠化逐漸在大城市普及，并取得良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也促進(jìn)了政府對屋頂花園的投入與扶持力度加大；防水、屋面、建筑等詞的出現(xiàn)，表明由于在屋頂種植和游憩空間布置方面對建筑物屋頂?shù)暮奢d和防水性提出了一定的要求，所以屋頂綠化的施工技術(shù)亟待提升。從2005年開始，學(xué)者關(guān)注植物對屋頂綠化的影響，由于建筑屋面的日曬時(shí)間長、雨水沖刷量較大而且種植土層較低，對綠化植物的選擇要求更高。2007年，“綠色建筑”的提出表明建筑和綠化成了不可分割的整體，屋頂綠化能夠很好地保護(hù)建筑構(gòu)造層，植物的熱吸收和栽培基質(zhì)的隔離能夠隔絕屋面的冷和熱，在建筑節(jié)能方面卓有成效。屋頂綠化作為建筑的第五立面，可以增加綠化面積、美化建筑和豐富空間。2012-2018年沒有出現(xiàn)高頻關(guān)鍵詞，說明這一時(shí)期學(xué)者對于屋頂花園的研究內(nèi)容較為分散，研究熱度趨于平淡。

表3 國內(nèi)屋頂花園研究關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

本文利用CiteSpace可視化分析軟件，將近20年關(guān)于屋頂花園的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)導(dǎo)入分析軟件中，得出論文發(fā)表數(shù)量隨時(shí)間的變化情況、發(fā)文機(jī)構(gòu)與作者之間合作的網(wǎng)絡(luò)圖譜、關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜以及高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜。經(jīng)過分析得出如下結(jié)論：（1）屋頂花園在我國的研究歷程較短，主要研究階段集中于2000-2012年，2012年后研究力度有所減弱；（2）對于屋頂花園的研究主要集中在小團(tuán)隊(duì)中，各高校和研究機(jī)構(gòu)之間缺乏學(xué)術(shù)交流；（3）屋頂花園的研究不僅局限于風(fēng)景園林學(xué)科，而是與各個(gè)學(xué)科之間相互聯(lián)系，并將屋頂花園所涵蓋的內(nèi)容細(xì)化研究，對屋頂花園的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用；（4）屋頂花園的發(fā)展仍有很長的路要走，現(xiàn)在屋頂花園僅在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市普及，而在中小型城市，由于資金和政策的限制，屋頂花園還處于初步探索階段。

3.2 展望

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大眾生活水平和思想意識(shí)的提高，對于生態(tài)環(huán)境也提出了更高的要求。如何在高密度、樓宇聳立的大都市里營造綠色空間，為繁忙的城市生活設(shè)計(jì)一片自然的空間，建造屋頂花園是一個(gè)理想的可實(shí)施措施。屋頂花園在未來需要被不斷推廣，使城市更好地融于自然之中，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展[34]。我國的屋頂綠化已經(jīng)取得了階段性成果，但作為一種新型產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展有自身的規(guī)律性和階段性，需要綜合分析過去的經(jīng)驗(yàn)和未來的發(fā)展趨勢[35]。

（1）健全相關(guān)法規(guī)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展?，F(xiàn)在屋頂花園大部分只在商業(yè)和公共建筑中實(shí)施，而在居住區(qū)建筑中還沒有普及，主要原因是住宅建筑的頂層大多被居民占用儲(chǔ)存私人物品和安置太陽能等，而且屋頂花園的建設(shè)涉及多部門協(xié)調(diào)運(yùn)作，這就需要相關(guān)的法律法規(guī)來約束規(guī)范居民對屋頂?shù)睦谩?/p>

（2）加大科研投入，培養(yǎng)專業(yè)人才。屋頂花園對植物選擇、材質(zhì)選擇、施工技術(shù)等要求較高。培養(yǎng)屋頂花園專業(yè)性人才，可以及時(shí)了解國外的最新進(jìn)展，探索我國屋頂花園的發(fā)展之路；建立公開透明的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，把相關(guān)研究領(lǐng)域的進(jìn)展或空白及時(shí)呈現(xiàn)。

（3）加大宣傳力度，提高大眾對屋頂花園的了解程度。屋頂花園現(xiàn)在更多應(yīng)用于商業(yè)機(jī)構(gòu)，普通民眾接觸得還不多。媒體應(yīng)加強(qiáng)屋頂花園的宣傳，讓大眾深入了解繼而接受。

（4）分級推進(jìn)屋頂花園在我國的發(fā)展。由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地理環(huán)境存在差異，如西北地區(qū)推廣屋頂花園要比江浙滬地區(qū)難度大，夏季常伴臺(tái)風(fēng)的沿海城市，發(fā)展水平較慢，所以需要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市帶動(dòng)中小型城市屋頂花園的發(fā)展。另外，依據(jù)新舊建筑制定不同的發(fā)展策略，建造新建筑時(shí)，可以要將屋頂花園的設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，而老建筑的屋頂花園要依據(jù)防水和承重性能進(jìn)行改造。