陸志華,李 敏,石亞?wèn)|
(1.太湖流域管理局水利發(fā)展研究中心,上海 200434;2.太湖流域水文水資源監(jiān)測(cè)中心(太湖流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心),江蘇 無(wú)錫 214024)
為適應(yīng)自然、改造自然,人類很早就開(kāi)始了河湖水系連通探索實(shí)踐,如尼羅河引水灌溉工程、都江堰、南水北調(diào)工程等,均已成為河湖水系連通工程的典范[1]。2009年水利部開(kāi)始提出河湖水系連通戰(zhàn)略;2011年中央1號(hào)文件提出“盡快建設(shè)一批骨干水源工程和河湖水系連通工程,提高水資源調(diào)控水平和供水保障能力”。自河湖水系連通工作推進(jìn)以來(lái),相關(guān)學(xué)者圍繞河湖水系連通的概念、理論、特征、技術(shù)、利弊等進(jìn)行了大量研究[2-10],但少有學(xué)者對(duì)我國(guó)當(dāng)前河湖水系連通研究的現(xiàn)狀進(jìn)行探討,尤其是利用文獻(xiàn)計(jì)量工具進(jìn)行可視化分析。隨著研究的深入,有必要總結(jié)把握研究進(jìn)展,并對(duì)未來(lái)研究趨勢(shì)進(jìn)行展望。文獻(xiàn)可視化分析是文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的一個(gè)新興研究領(lǐng)域,其通過(guò)相關(guān)的引文分析、共被引分析、聚類分析、詞頻分析來(lái)挖掘某個(gè)研究領(lǐng)域的發(fā)展歷史、當(dāng)前熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)[11]。科學(xué)知識(shí)圖譜作為一種重要的文獻(xiàn)分析和可視化方法,可以克服采用閱讀、歸納法進(jìn)行分析的主觀性、片面性和局限性等問(wèn)題[12]?;诳茖W(xué)知識(shí)圖譜軟件,國(guó)內(nèi)學(xué)者圍繞水資源管理[13]、水生態(tài)文明[14]、河長(zhǎng)制[15-16]、水安全[17]、水生態(tài)環(huán)境[18]等領(lǐng)域分析了研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)。本文繪制國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究知識(shí)圖譜,解讀該研究領(lǐng)域的作者、機(jī)構(gòu)、熱點(diǎn)等,以期為從事河湖水系連通研究和利用的學(xué)者與決策者提供參考和借鑒。
CiteSpace是目前最受歡迎的知識(shí)圖譜工具之一[19],是由美國(guó)德雷塞爾大學(xué)計(jì)算與信息學(xué)院陳超美博士設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[20],能夠從不同視角和不同時(shí)區(qū)對(duì)高頻作者、高頻關(guān)鍵詞等參數(shù)進(jìn)行共現(xiàn)共引和聚類分析,并通過(guò)復(fù)雜的引文網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖譜展示出來(lái),形象地展現(xiàn)某領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、演進(jìn)歷程、知識(shí)關(guān)聯(lián)情況和研究前沿等信息。
數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)(CNKI),檢索時(shí)間截至2020年2月10日,關(guān)鍵詞為“河湖連通(聯(lián)通)”“水系連通(聯(lián)通)”“河湖水系連通(聯(lián)通)”,檢索結(jié)果共739篇。在剔除科普文章、新聞報(bào)道、索引、一稿多發(fā)、無(wú)作者文獻(xiàn)及關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的文獻(xiàn)后,共獲得314篇有效文獻(xiàn),并對(duì)相關(guān)同義關(guān)鍵詞進(jìn)行合并處理,形成樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。
文獻(xiàn)數(shù)量的變化情況是衡量學(xué)科領(lǐng)域研究發(fā)展的重要指標(biāo)。從文獻(xiàn)數(shù)量的年度分布狀況(圖1)發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究大致可分為3個(gè)階段:2003—2010年為第一階段,2003年發(fā)文量1篇,第一次有學(xué)者提及武漢市的“江湖連通”初步構(gòu)想;后至2010年發(fā)文量2篇,涉及長(zhǎng)江流域“水系連通”的特征及影響研究。2011—2014年為第二階段,2011年發(fā)文12篇、2014年為36篇,原因是2011年我國(guó)推出了河湖水系連通治水新方略,刺激了當(dāng)年及后續(xù)幾年的文獻(xiàn)數(shù)量。2015—2019年為第三階段,文獻(xiàn)數(shù)量繼續(xù)呈穩(wěn)步增加趨勢(shì)。
圖1 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究文獻(xiàn)數(shù)量
作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜可以找出某一研究領(lǐng)域的核心研究者,以及研究者之間的合作、互引關(guān)系。從作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖2)可以發(fā)現(xiàn),左其亭、李宗禮、王中根、竇明等作者論文產(chǎn)量相對(duì)較高,具有一定的影響力,且相關(guān)作者具有一定的合作程度。結(jié)合發(fā)文量(表1)來(lái)看,主要形成了5個(gè)合作網(wǎng)絡(luò),發(fā)文量前2位的為左其亭-竇明-崔國(guó)韜-臧超-馬軍霞等人的合作網(wǎng)絡(luò)以及李宗禮-王中根-李原園-劉曉潔-郝秀平等人的合作網(wǎng)絡(luò),同時(shí)兩者之間也存在一定合作;其次為李景保-代穩(wěn)-于丹丹-楊波,徐宗學(xué)-龐博,許有鵬-孟慧芳-徐光來(lái);其他為吳慶-紀(jì)道斌-戴凌全-阮洲,蔡梅-王元元-諸發(fā)文-陸志華,陳鴻玉-肖璇-湯宇強(qiáng),李志威-陳葉華-沈小雄等。進(jìn)一步分析高被引文獻(xiàn)(表2)可知,排名前10的文獻(xiàn)幾乎全部為左其亭-竇明-崔國(guó)韜-臧超等、李宗禮-王中根-李原園-劉曉潔等2個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)發(fā)表的,表明這部分學(xué)者的研究對(duì)他人研究起到了重要啟發(fā)作用,這些文章為該領(lǐng)域的經(jīng)典文獻(xiàn),其中左其亭等發(fā)表的《河湖水系連通特征及其利弊》、李宗禮等發(fā)表的《河湖水系連通的理論探討》《河湖水系連通研究:概念框架》《河湖水系連通研究的若干問(wèn)題與挑戰(zhàn)》被引頻次分別高達(dá)122次、122次、115次、109次;這些高被引文獻(xiàn)多為理論探討分析,屬于典型的經(jīng)典文獻(xiàn)類型,對(duì)該研究領(lǐng)域有著理論引入和傳播的作用;文獻(xiàn)主要從水利水電工程、環(huán)境科學(xué)與資源利用、資源科學(xué)這幾個(gè)學(xué)科視角進(jìn)行研究,說(shuō)明以上學(xué)科與河湖水系連通關(guān)聯(lián)性較高。此外,《關(guān)于水生態(tài)文明建設(shè)的若干思考》從水利部層面提出把推進(jìn)江河湖庫(kù)水系連通作為水生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措,屬于政策引導(dǎo)類文獻(xiàn),被引頻次也高達(dá)99次。
圖2 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜
表1 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究作者發(fā)文量排名(前20)
從研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖3)發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究機(jī)構(gòu)有32家(發(fā)文量2篇及以上),但總體分布比較分散,只有少數(shù)幾個(gè)機(jī)構(gòu)存在合作關(guān)系。從發(fā)文量(表3)來(lái)看,最高為鄭州大學(xué)18篇,含鄭州大學(xué)水科學(xué)研究中心14篇、水利與環(huán)境學(xué)院4篇;其次為水利部水利水電設(shè)計(jì)總院14篇;第三為河海大學(xué)13篇,含河海大學(xué)水文水資源學(xué)院8篇、水利水電學(xué)院5篇;其余機(jī)構(gòu)的發(fā)文量均為2篇。從合作網(wǎng)絡(luò)來(lái)看,鄭州大學(xué)水科學(xué)研究中心與水利部水利水電設(shè)計(jì)總院、鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院、河海大學(xué)水文水資源學(xué)院等存在一定合作,水利部水利水電設(shè)計(jì)總院與中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、華北水利水電大學(xué)等存在一定合作,而河海大學(xué)水文水資源學(xué)院、水利水電學(xué)院不存在合作。從機(jī)構(gòu)類型來(lái)看,該領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量較多的機(jī)構(gòu)主要為水利部直屬機(jī)構(gòu)、高校中涉水的研究院系以及地方水利設(shè)計(jì)院等。
表2 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究高被引文獻(xiàn)排名(前10)
表3 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量排名(前20)
圖3 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜
論文的關(guān)鍵詞是文獻(xiàn)的知識(shí)信息標(biāo)簽,是對(duì)文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容和核心觀點(diǎn)的提煉和概括。基于對(duì)整個(gè)領(lǐng)域文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞的分析,可挖掘出該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[14]。
首先對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析(圖4(a)),關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次反映了該領(lǐng)域研究的關(guān)注度,關(guān)鍵詞中介中心度表示了其控制的關(guān)鍵詞之間信息流的數(shù)量以及對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的控制程度[21]。河湖水系連通研究高頻關(guān)鍵詞(表4)中,河湖水系連通、水系、水系連通性、水資源、規(guī)劃、連通性、連通、水系結(jié)構(gòu)等出現(xiàn)頻次相對(duì)較高,均≥10,是研究的熱點(diǎn)。其中,河湖水系連通、水系、水系連通性的頻次和中介中心度基本一致,占據(jù)前3位。
在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,采用LLR(對(duì)數(shù)似然率算法)進(jìn)行聚類分析(圖4(b)),進(jìn)一步明確當(dāng)前研究的熱點(diǎn)為:①“連通”,包括河湖水系連通的特征分類、均衡管控、格局優(yōu)化、功能提升、關(guān)鍵技術(shù)、連通戰(zhàn)略等研究,如竇明等[22]分析了河湖水系連通的特征、分類體系,龐博等[9-10]提出了河湖水系連通戰(zhàn)略研究的理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù);②“河湖水系連通”,包括與國(guó)家水安全的關(guān)系、人水關(guān)系的變化與調(diào)控、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響、量化評(píng)估、理論基礎(chǔ)等研究,如李宗禮等[2]探討了保障國(guó)家水安全要求下河湖水系連通的概念內(nèi)涵及研究基本框架,左其亭等[1]分析了河湖水系連通與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展之間的協(xié)調(diào)程度;③“水系結(jié)構(gòu)”,包括河湖水系調(diào)蓄能力、水系連通變異、水系連通度、水系連通功能、水文連通性等評(píng)價(jià)[23-24];④“圖論”,運(yùn)用圖論方法在不同河網(wǎng)地區(qū)進(jìn)行河湖水系連通性評(píng)價(jià)、基于圖論方法與其他方法的結(jié)合與優(yōu)化研究等[25-27];⑤“水資源配置”,包括河湖水系連通對(duì)水資源的保障關(guān)系、基于河湖水系連通的水資源優(yōu)化模擬與水資源合理配置等研究[28-29];⑥“水質(zhì)改善”,包括河湖水系連通對(duì)水質(zhì)的改善關(guān)系、基于水質(zhì)改善的河湖水系連通方案、數(shù)值模擬等研究[30]。
(a) 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜
(b) 關(guān)鍵詞聚類圖譜
圖5 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究關(guān)鍵詞聚類時(shí)間線
最后使用“時(shí)間線”功能分析關(guān)鍵詞的聚類結(jié)果(圖5),相同聚類的文獻(xiàn)被放置在同一水平線上,可看到各個(gè)類中的文獻(xiàn)的時(shí)間跨度,反映聚類所關(guān)注的時(shí)間特征[21]??梢园l(fā)現(xiàn),河湖水系連通的研究范圍越來(lái)越擴(kuò)展、研究?jī)?nèi)容越來(lái)越具體化。河湖水系連通研究第一次出現(xiàn)在2003年,有學(xué)者提出了武漢市江湖連通的構(gòu)想,擬通過(guò)引江入湖、江湖連通來(lái)改善湖泊水質(zhì);2010年河湖水系連通作為國(guó)家新時(shí)期的一個(gè)治水方略被提出,各級(jí)水行政主管部門對(duì)河湖水系連通的理論問(wèn)題提出了迫切需求,相關(guān)學(xué)者對(duì)河湖水系連通的概念內(nèi)涵、分類、特征、關(guān)鍵問(wèn)題等進(jìn)行了探討,2011年出現(xiàn)了連通、水系、水資源等研究;2012、2013年主要對(duì)太湖流域、海河流域、洞庭湖、南水北調(diào)地區(qū)、哈爾濱市等地區(qū)河湖水系連通性變化、水系結(jié)構(gòu)變化及影響、連通方案等研究;為反映河湖水系連通對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響,2014年有學(xué)者基于人水關(guān)系角度開(kāi)展了河湖水系連通與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、城鎮(zhèn)化發(fā)展相互關(guān)系的研究;2015年出現(xiàn)了河湖水系連通評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究;2016年文獻(xiàn)多為城市、城區(qū)河湖水系連通的實(shí)踐探討、規(guī)劃設(shè)想等;為定量分析具體地區(qū)的河湖水系連通程度,2017年出現(xiàn)了基于圖論及圖論改進(jìn)法的河湖水系連通性定量評(píng)價(jià)、水文連通性(連通度)、水系連通性(連通度)等研究;2018、2019年出現(xiàn)了平原水網(wǎng)地區(qū)以改善水質(zhì)為目的的河湖水系連通研究、數(shù)學(xué)模型在河湖水系連通方案研究中的運(yùn)用、海綿城市中的河湖水系連通方案等研究。
表4 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究關(guān)鍵詞頻次、中介中心度排名(前10)
CiteSpace中探測(cè)詞頻突發(fā)增長(zhǎng)的“涌現(xiàn)”詞(burst term)功能可分析研究趨勢(shì),可用于標(biāo)注研究領(lǐng)域、識(shí)別研究的未來(lái)趨勢(shì)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)走向和突變[31]。通過(guò)分析得到8個(gè)突現(xiàn)主題及其對(duì)應(yīng)的突現(xiàn)率和被引歷史曲線(圖6),從時(shí)間序列上看依次為“水系”“水資源”“水系結(jié)構(gòu)”“連通工程”“水資源配置”“影響”“城市水系”“連通性”,強(qiáng)度最高的關(guān)鍵詞為“水資源”“城市水系”“連通性”;“水資源”“連通性”的影響周期最長(zhǎng),均為3年,其余均為2年,說(shuō)明研究關(guān)注的具體問(wèn)題具有較強(qiáng)的跳躍性。
圖6 國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究突現(xiàn)詞
總的來(lái)看,國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究的主題具有多樣性,且受政策導(dǎo)向明顯,2015年之前的突現(xiàn)詞為“水系”“水資源”“水系結(jié)構(gòu)”“連通工程”,2015年之后為“水資源配置”“影響”“城市水系”“連通性”。分析發(fā)現(xiàn),2009年水利部正式提出河湖水系連通命題;2013年水利部印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)江河湖庫(kù)水系連通工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》,要求各地有序推進(jìn);2015—2016年水利部全面安排和部署,引導(dǎo)地方實(shí)施了84個(gè)縣市層面的江河湖庫(kù)水系連通項(xiàng)目。結(jié)合研究文獻(xiàn)時(shí)間分布,將近20年來(lái)國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究大致劃分為3個(gè)時(shí)期,分別為2003—2010年、2011—2014年、2015—2019年。①第一個(gè)時(shí)期為2003—2010年,國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究很少,可以說(shuō)處于醞釀探索階段。②第二個(gè)時(shí)期為2011—2014年,隨著水利部不斷推進(jìn)河湖水系連通工作,這一時(shí)期研究處于快速發(fā)展階段,研究領(lǐng)域熱點(diǎn)開(kāi)始涌現(xiàn),主要關(guān)注于河湖水系的結(jié)構(gòu)、保障水資源的功能、連通工程規(guī)劃、項(xiàng)目實(shí)踐等。③第三個(gè)時(shí)期為2015—2019年,處于平穩(wěn)發(fā)展階段,河湖水系連通的首要目的是優(yōu)化水資源配置格局,“水資源配置”研究熱點(diǎn)出現(xiàn);隨著各地河湖水系連通工程的實(shí)施以及生態(tài)文明建設(shè)越來(lái)越受重視,研究開(kāi)始關(guān)注河湖水系連通產(chǎn)生的“影響”;隨著水生態(tài)文明城市建設(shè),人們對(duì)于良好水環(huán)境的需求越來(lái)越高,“城市水系”研究也成為熱點(diǎn);隨著研究的深入,“連通性”的演變及評(píng)價(jià)成為近幾年研究的熱點(diǎn);這一時(shí)期研究熱點(diǎn)作為第二個(gè)時(shí)期的補(bǔ)充,使我國(guó)河湖水系連通的研究更加詳實(shí)與豐富。新的研究趨勢(shì)顯示,未來(lái)河湖水系連通研究會(huì)朝著更加具體、更加細(xì)分的領(lǐng)域深化,并且從先前的理論研究為主向理論和實(shí)踐相結(jié)合的方向發(fā)展。2019年1月水利部提出“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期水利改革發(fā)展的總基調(diào),2019年9月習(xí)近平總書記發(fā)出了建設(shè)造福人民的幸福河的偉大號(hào)召。新時(shí)期新老水問(wèn)題的解決除了依靠強(qiáng)監(jiān)管以外,也需通過(guò)引調(diào)水項(xiàng)目、河湖水系連通、水生態(tài)水環(huán)境治理等必要的工程措施加以解決。因此,可以預(yù)見(jiàn)河湖水系連通的研究將會(huì)持續(xù)獲得更多關(guān)注。
運(yùn)用CiteSpace軟件對(duì)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中2003—2019年的國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究的期刊文獻(xiàn)進(jìn)行了可視化分析,繪制了知識(shí)圖譜,得出的主要結(jié)論為:①?gòu)难芯侩A段來(lái)看,河湖水系連通研究歷經(jīng)了3個(gè)階段,2003—2010年為醞釀探索階段、2011—2014年為快速增長(zhǎng)階段、2015—2019年平穩(wěn)增長(zhǎng)階段,該領(lǐng)域在2011年開(kāi)始逐漸升溫。②從研究力量來(lái)看,部分學(xué)者之間具有一定聯(lián)系,大多數(shù)學(xué)者之間聯(lián)系并不緊密;少數(shù)研究機(jī)構(gòu)之間形成了合作網(wǎng)絡(luò),鄭州大學(xué)、水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院之間存在一定合作,兩者發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量最多且被引頻次最高,在該領(lǐng)域占有重要位置。③從研究熱點(diǎn)來(lái)看,“河湖水系連通”“水系”“水系連通性”“水資源”“規(guī)劃”“連通性”“連通”“水系結(jié)構(gòu)”等屬于高頻關(guān)鍵詞,形成了“連通”“河湖水系連通”“水系結(jié)構(gòu)”“圖論”“水資源配置”“水質(zhì)改善”等6個(gè)聚類。④從研究趨勢(shì)來(lái)看,“水資源”“城市水系”“連通性”3個(gè)突現(xiàn)詞強(qiáng)度最高,突現(xiàn)詞出現(xiàn)的時(shí)間大致趨同于國(guó)家對(duì)于河湖水系連通工作的政策頒布與推動(dòng)過(guò)程,預(yù)測(cè)未來(lái)在對(duì)現(xiàn)狀已經(jīng)實(shí)施的河湖水系連通工程的影響分析,全國(guó)、流域、區(qū)域等不同層面的河湖水系連通性定量評(píng)價(jià)分析,基于建設(shè)幸福河湖的城市水系河湖水系連通方案及技術(shù)研究等領(lǐng)域?qū)⒂休^大的發(fā)展空間。
分析發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)河湖水系連通研究領(lǐng)域正在逐漸擴(kuò)寬與深入細(xì)化,為今后的研究奠定了良好基礎(chǔ),未來(lái)研究可以關(guān)注以下3個(gè)方面:①我國(guó)河湖水系經(jīng)歷了從自然漸變到人工干預(yù)變化的演變歷程,不同地區(qū)建設(shè)了諸多大大小小的河湖水系連通工程,亟須研究這些連通工程產(chǎn)生的影響。②河湖水系連通涉及國(guó)家、區(qū)域、城市等不同層面,需適應(yīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)要求,目前已有學(xué)者研究建立了結(jié)構(gòu)連通性、水力連通性、脆弱性、水安全指數(shù)、河湖水系連通系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展系統(tǒng)協(xié)調(diào)關(guān)系等方面的評(píng)價(jià)體系,但缺乏河湖水系連通與水安全保障之間適配性的綜合評(píng)價(jià)技術(shù),因此開(kāi)展河湖水系連通與水安全保障適配性研究,對(duì)于河湖水系治理具有重要意義。③受氣候變化與人類活動(dòng)的影響,水安全保障需求呈現(xiàn)從單目標(biāo)向多目標(biāo)發(fā)展的態(tài)勢(shì),對(duì)水安全保障技術(shù)的多樣性與系統(tǒng)性也提出了需求,河湖水系連通作為水安全保障的重要措施,需開(kāi)展涵蓋防洪除澇、水資源優(yōu)化配置、水生態(tài)環(huán)境改善的河湖水系連通治理技術(shù)研究,為實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的水安全保障提供技術(shù)支撐。