施紫越 辛存林※ 王晶菁 劉海博 劉 昕 朱利東
1) 西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,蘭州 730070
2) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083
3) 中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所,北京 100036
4) 蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,蘭州 730000
5) 成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院,成都 610059
構(gòu)造地貌學(xué)是地貌學(xué)的重要分支之一,是以構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候條件、侵蝕作用、相關(guān)沉積等對(duì)地貌格局的影響過(guò)程為研究目標(biāo)的新興學(xué)科。早在20世紀(jì)初,外國(guó)學(xué)者維利斯在研究華北地區(qū)的第四紀(jì)地質(zhì)與地貌特征時(shí),提出了在侵蝕階段與堆積階段交替出現(xiàn)的“地文期”[1],認(rèn)為地貌的演變具有階段性。受益于近30年地球系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展,我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)的研究?jī)?nèi)容日趨豐富,其理論與方法逐漸應(yīng)用于工程選址實(shí)踐中[2],而構(gòu)造地貌的發(fā)育特征及其演化過(guò)程也是構(gòu)造變形歷史的主要研究?jī)?nèi)容。與傳統(tǒng)地貌學(xué)、地質(zhì)學(xué)有所不同的是,構(gòu)造地貌學(xué)正在較為清晰地佐證構(gòu)造變形可能受控于氣候變化與剝蝕因素,尤其是在構(gòu)造活動(dòng)較為強(qiáng)烈的造山帶及其邊緣、山間盆地等地理單元,深部地質(zhì)過(guò)程的參與促進(jìn)了大氣圈—巖石圈—地表形態(tài)的塑造,這些內(nèi)容賦予了構(gòu)造地貌學(xué)獨(dú)特的資源環(huán)境意義與科學(xué)內(nèi)涵。
文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)利用了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理和統(tǒng)計(jì)學(xué)工具,越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于信息檢索、分析學(xué)科的發(fā)展歷程與趨勢(shì)[3-4]。“文獻(xiàn)計(jì)量”一詞的起源雖仍有爭(zhēng)議[5-6],但為衡量與學(xué)術(shù)著作、研究論文相關(guān)的科研成果產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。文獻(xiàn)計(jì)量的本質(zhì)是定量化的,可將無(wú)形的含義(例如:文獻(xiàn)的科學(xué)性、可閱讀性與整體質(zhì)量)轉(zhuǎn)化為可視化、可管理的指標(biāo),也可被用來(lái)對(duì)文獻(xiàn)的某些特征做出相關(guān)解釋。對(duì)某一科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)展的文獻(xiàn)計(jì)量分析也被稱為科學(xué)技術(shù)學(xué)[7-8],是因?yàn)閷?duì)研究趨勢(shì)的定性描述可通過(guò)定量化指標(biāo)來(lái)進(jìn)行。文獻(xiàn)計(jì)量分析通常需要以大量的文獻(xiàn)為參考,所研究論文的時(shí)間跨度要盡可能長(zhǎng),涵蓋的信息量足夠多,因此,該指標(biāo)對(duì)分析新的研究方向及趨勢(shì)有一定的啟示[9]。
學(xué)術(shù)論文在很大程度上能夠反映學(xué)科發(fā)展的成果與水平,是評(píng)價(jià)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)的重要指標(biāo)[10],因此,本文通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法,充分調(diào)研構(gòu)造地貌學(xué)領(lǐng)域的中文文獻(xiàn),尤其是分析近10年來(lái)所重點(diǎn)報(bào)道的成果,將有助于探討構(gòu)造地貌學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與趨勢(shì),為該領(lǐng)域的科研工作者提供借鑒。
本文利用CNKI(China National Knowledge Infrastructure)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索,對(duì)檢索條件進(jìn)行如下設(shè)置:“主題=構(gòu)造地貌,關(guān)鍵詞=構(gòu)造地貌,出版物來(lái)源=學(xué)術(shù)期刊&會(huì)議,數(shù)據(jù)庫(kù)=跨庫(kù)選擇”,選擇中文文獻(xiàn)來(lái)源。根據(jù)檢索結(jié)果,依次甄別文獻(xiàn)的研究?jī)?nèi)容是否對(duì)構(gòu)造地貌進(jìn)行重點(diǎn)報(bào)道,獲得中文文獻(xiàn)660篇,時(shí)間為1956年1月1日—2019年12月31日,文獻(xiàn)的總下載次數(shù)185 105次,總被引次數(shù)達(dá)7 238次。
根據(jù)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)信息,對(duì)所獲取文獻(xiàn)的類型、作者情況、研究機(jī)構(gòu)、學(xué)科領(lǐng)域、基金資助等基本要素進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析。進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)采集的截止時(shí)間為2020年9月1日,因年度發(fā)文量統(tǒng)計(jì)所需,剔除2020年1—9月的文獻(xiàn)量,其中文獻(xiàn)的刊載來(lái)源、研究機(jī)構(gòu)、學(xué)科領(lǐng)域、基金資助等信息,可以作為構(gòu)造地貌學(xué)領(lǐng)域整體研究情況的核心參考指標(biāo)。相關(guān)數(shù)據(jù)的處理與分析,主要使用Excel和CiteSpace。CiteSpace是學(xué)者陳超美開(kāi)發(fā)的科學(xué)文獻(xiàn)知識(shí)圖譜工具,它以組為單位的文獻(xiàn)記錄為輸入模塊、以學(xué)術(shù)出版物中的年度組合為時(shí)間序列、以綜合知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的形式對(duì)某一學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,通過(guò)運(yùn)行結(jié)果可探討研究領(lǐng)域的趨勢(shì)及動(dòng)向,并以可視化的方式加以呈現(xiàn)[11-12]。
1956—2019年間,以構(gòu)造地貌為研究主題的學(xué)術(shù)論文年均發(fā)文量在10—11篇。其中,在1956—1963年間,只有零星學(xué)者對(duì)構(gòu)造地貌進(jìn)行了初步研究;在1964—1975年間,相關(guān)研究的論文數(shù)量為零;1980—2001年間處于學(xué)術(shù)沉淀階段,正值我國(guó)改革開(kāi)放的初期和中期,論文數(shù)量有了一定增長(zhǎng),但基本保持平穩(wěn);2002—2019年處于學(xué)術(shù)高速發(fā)展期,尤其是2009年之后,論文數(shù)量的上升速率極快,部分原因是2008年汶川大地震塑造了不同的構(gòu)造地貌特征,區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)及其地貌響應(yīng)、DEM數(shù)據(jù)在地貌學(xué)的定量應(yīng)用成為研究焦點(diǎn)。從總體來(lái)看,論文發(fā)表數(shù)量雖有一定程度的波動(dòng),但基本保持在年均增長(zhǎng)率為5.6%的水平,這些變化特征體現(xiàn)了構(gòu)造地貌學(xué)在2008年之后開(kāi)始受到廣泛關(guān)注,其學(xué)術(shù)成果正在越來(lái)越多地被報(bào)道(圖1)。
圖1 1956—2019年論文數(shù)量變化Fig. 1 Changes for the number of research papers published from 1956 to 2019
對(duì)不同研究機(jī)構(gòu)的論文數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),中國(guó)地震局地質(zhì)研究所、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所、北京大學(xué)、成都理工大學(xué)、中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所、中國(guó)地震局蘭州地震研究所、南京大學(xué)、四川省地震局和中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所是發(fā)表構(gòu)造地貌學(xué)相關(guān)論文最多的研究機(jī)構(gòu)。其中,研究機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)計(jì)量統(tǒng)計(jì)涉及到較多機(jī)構(gòu)名稱的調(diào)整,例如:原國(guó)土資源部重新組建為自然資源部,原西南師范大學(xué)和西南農(nóng)業(yè)大學(xué)整合為西南大學(xué),原中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所和中國(guó)科學(xué)院地球物理研究所整合為中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,原中國(guó)科學(xué)院新疆生物土壤沙漠研究所和中國(guó)科學(xué)院新疆地理研究所整合為中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所,原中國(guó)科學(xué)院蘭州地球物理研究所、蘭州地質(zhì)研究所與原地質(zhì)部西北地震地質(zhì)大隊(duì)整合為中國(guó)地震局蘭州地震研究所等歷史沿革,包括相關(guān)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等歸并至不同單位,且考慮到研究機(jī)構(gòu)名稱的調(diào)整一般根據(jù)其科研職責(zé)、功能規(guī)劃的整合所致,本文對(duì)此暫不予以區(qū)分。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,研究機(jī)構(gòu)的類型以科研院所和高等學(xué)府為主,其次為地震相關(guān)的省直事業(yè)單位(圖2)。
圖2 1956—2019年主要研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文量Fig. 2 The number of research papers published by major research institutes from 1956 to 2019
對(duì) 1956—2019年單篇論文的被引用次數(shù)和下載次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與排序,并提取出所對(duì)應(yīng)的論文第一作者。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,在被引用次數(shù)方面,周榮軍(四川省地震局)、張會(huì)平(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所)、張?jiān)罉颍ㄖ袊?guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所)、趙小麟(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所)、林暢松(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京))、李道燧(長(zhǎng)慶石油勘探局勘探開(kāi)發(fā)研究院)、邢鳳存(成都理工大學(xué))、付碧宏(中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所)、史興民(北京大學(xué))、韓恒悅(陜西省地震局)是目前位居前1 0位的學(xué)者(圖3);在下載次數(shù)方面,林暢松、張?jiān)罉?、張?huì)平、葛肖虹、史興民、周榮軍、鄧宏文、邢鳳存、向宏發(fā)、洪順英是目前位居前10位的學(xué)者(圖4),在一定程度上體現(xiàn)了構(gòu)造地貌研究領(lǐng)域?qū)ζ溲芯砍晒目隙ā?/p>
圖3 1956—2019年單篇論文被引用次數(shù)及其對(duì)應(yīng)第一作者Fig. 3 The number of citations of a single research paper and its first author from 1956 to 2019
通過(guò)對(duì) 1956—2019年論文中所涉及的中圖分類號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析與其相關(guān)的學(xué)科類別與專業(yè)等情況,認(rèn)為發(fā)表的研究論文主要屬于地質(zhì)學(xué)、自然地理學(xué)、地球物理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、海洋學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、礦業(yè)工程等學(xué)科類別(圖5)。地質(zhì)學(xué)與自然地理學(xué)的占比約83%,其次為地球物理學(xué)和測(cè)繪學(xué),占比14%,這些特征反映出構(gòu)造地貌學(xué)的學(xué)術(shù)成果具有較強(qiáng)的交叉性,涉及領(lǐng)域較為復(fù)雜,可能是受我國(guó)地貌學(xué)的深入研究、地質(zhì)資源勘查技術(shù)和地理信息科學(xué)發(fā)展的顯著影響。
圖4 1956—2019年單篇論文下載次數(shù)及其對(duì)應(yīng)第一作者Fig. 4 The download count of a single research paper and its first author from 1956 to 2019
根據(jù) 1956—2019年論文資助項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)情況,受國(guó)家自然科學(xué)基金資助的論文數(shù)最多,其次為中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、中國(guó)地震局地震科學(xué)聯(lián)合基金、中國(guó)地震局地質(zhì)研究所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)、中國(guó)地震局地震科技星火計(jì)劃項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目等近15個(gè)資助類別,表明我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)研究主要受國(guó)家自然科學(xué)基金、地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目和地震相關(guān)基金的支持(圖6)。“支持基礎(chǔ)研究,堅(jiān)持自由探索,發(fā)揮導(dǎo)向作用”是國(guó)家自然科學(xué)基金的創(chuàng)新戰(zhàn)略定位,凸顯了自然科學(xué)基金的科研引導(dǎo)功能,歷經(jīng)30年的改革開(kāi)放,科研基金的大力投入使得學(xué)科發(fā)展得到充分保障,也是相關(guān)學(xué)術(shù)成果不斷增加的有力體現(xiàn)。
圖5 1956—2019年論文涉及的學(xué)科類別與專業(yè)Fig. 5 The subject category and specialty involved in research papers from 1956 to 2019
圖6 1956—2019年主要資助項(xiàng)目支持發(fā)文量Fig. 6 The number of research papers funded by major funding projects from 1956 to 2019
關(guān)鍵詞是進(jìn)行文獻(xiàn)推廣與傳播的依據(jù)性指標(biāo)之一,通過(guò)分析研究論文中關(guān)鍵詞的共詞性,可為了解關(guān)鍵詞所指代的相關(guān)研究熱點(diǎn)提供依據(jù),也可在橫向、縱向方面來(lái)表征學(xué)科領(lǐng)域的組成結(jié)果與研究進(jìn)展[13-14]。
由1956—2019年間論文關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)結(jié)果及共詞分析可知(圖7), “構(gòu)造地貌” “數(shù)字高程模型(DEM)” “青藏高原” “活動(dòng)構(gòu)造” “古地震” “新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)” “河流階地” “滑動(dòng)速率” “地貌參數(shù)” “青藏高原東緣” “活動(dòng)斷裂” “地貌特征” “地貌演化”“構(gòu)造變形” “夷平面” “晚第四紀(jì)” “河流地貌” “龍門山” 是出現(xiàn)頻次位居前列的關(guān)鍵詞。作為地球表面形態(tài)的有效表達(dá)與模擬手段,數(shù)字高程模型(DEM)在地貌分析與制圖方面的應(yīng)用最為廣泛,從美國(guó)國(guó)家宇航局(NASA)、國(guó)家影像制圖局(NIMA)、噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室(JPL)等部門聯(lián)合實(shí)施的航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù)-全球測(cè)圖計(jì)劃[15],到星載InSAR(干涉合成孔徑雷達(dá))技術(shù)[16]的發(fā)展,數(shù)字高程模型的全球共享使得DEM迅速成為地理空間信息的基礎(chǔ)框架、構(gòu)造地貌研究的重要數(shù)據(jù),DEM也成為構(gòu)造地貌學(xué)研究中使用頻率非常高的關(guān)鍵詞。 “構(gòu)造地貌” “夷平面” “新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)” “河流階地” “古地震” “活動(dòng)構(gòu)造” 是十分重要的中心節(jié)點(diǎn),囊括了“地貌參數(shù)” “青藏高原東緣” “地震危險(xiǎn)性” “東昆侖斷裂帶”等子中心。在1956—2019年間論文關(guān)鍵詞的共詞關(guān)系中, “地貌演化”與“青藏高原”構(gòu)成了相互關(guān)聯(lián)的共詞對(duì), “活動(dòng)斷裂” “構(gòu)造變形” “晚新生代” “構(gòu)造地貌學(xué)” “古地貌” “龍門山南段”“燕山運(yùn)動(dòng)” “面積高程積分” “斷陷盆地” “ASTERGDEM”是相對(duì)獨(dú)立的關(guān)鍵詞。
圖7 1956—2019年間論文高頻關(guān)鍵詞及共詞特征Fig. 7 Characteristics of high-frequency keyword and co-word from 1956 to 2019
除此之外, “全新世” 與 “活動(dòng)斷裂帶” “氣候變化” , “地震危險(xiǎn)性” 與 “構(gòu)造演化” “發(fā)震構(gòu)造” ,“東昆侖斷裂帶” 與 “滑動(dòng)速率” , “汶川地震” 與“龍門山” , “新構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)” 與“地貌特征” 的關(guān)聯(lián)性也同樣較為緊密,上述信息均反映了數(shù)字高程模型、區(qū)域發(fā)震構(gòu)造、古地震事件、斷層活動(dòng)速率、氣候波動(dòng)、地貌參數(shù)等是進(jìn)行構(gòu)造地貌研究的重要手段,而以第四紀(jì)為主要介入時(shí)代、以青藏高原及其邊緣地帶為核心調(diào)查范圍的研究模式被廣泛采納。 “龍門山” “龍門山南段” 和 “東昆侖斷裂帶” 是除 “青藏高原” 之外報(bào)道較多的研究區(qū),頻次最高的共詞是“汶川地震” “滑動(dòng)速率” 和 “古地震” 。
在 2009—2019年間,在構(gòu)造地貌學(xué)領(lǐng)域每年發(fā)文量最多的研究機(jī)構(gòu)是:中國(guó)地震局地質(zhì)研究所、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)和成都理工大學(xué)。在2009—2010年中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)的發(fā)文量最多,在2016年成都理工大學(xué)的發(fā)文量達(dá)到峰值,而在最近3年,中國(guó)地震局地質(zhì)研究所的發(fā)文量持續(xù)保持領(lǐng)先(圖8)。除此之外,中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所、中國(guó)地震局蘭州地震研究所、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、蘭州大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)等也保持著較高的發(fā)文量。
圖8 2009—2019年間每年發(fā)文量最多的研究機(jī)構(gòu)Fig. 8 The research institutes with the highest number of papers from 2009 to 2019
對(duì)2009—2019年間每年出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)分析,發(fā)現(xiàn) “數(shù)字高程模型” “活動(dòng)斷裂” “古地貌” “ASTER-GDEM” “構(gòu)造變形”是突現(xiàn)強(qiáng)度最大的幾個(gè)關(guān)鍵詞(圖9)。而在近5年內(nèi), “龍門山南段” “河流縱剖面” “青藏高原東北緣” “地貌參數(shù)”和 “遙感解譯” 保持著極高的熱度,可能是由于2008年 “汶川大地震” 對(duì)我國(guó)造成的強(qiáng)烈影響,諸多學(xué)者投入大量精力對(duì)龍門山斷裂帶和青藏高原邊緣造山帶進(jìn)行了持續(xù)、深入的研究(包括遙感影像解譯等手段),災(zāi)難性地表運(yùn)動(dòng)過(guò)程及其微地貌變化不斷受到關(guān)注,主要圍繞龍門山構(gòu)造特征[17-19]、水系發(fā)育特征[20-22]、地貌參數(shù)分析[23-25]、深淺部變形解譯[26-28]等內(nèi)容。科研工作的顯著特點(diǎn)是具有繼承性與關(guān)聯(lián)性,作為科研活動(dòng)的主要產(chǎn)出形式,幾乎所有的研究論文都是在已有的相關(guān)基礎(chǔ)上所取得的,故近10年的高頻關(guān)鍵詞向 “青藏高原東緣” “地貌” “龍門山” 等方向轉(zhuǎn)變,也反映了學(xué)術(shù)研究處于不斷積累、更新的狀態(tài)之中。
圖9 2009—2019年間高頻關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖Fig. 9 Burst graph of high-frequency keyword from 2009 to 2019
隨著科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)的迅速增長(zhǎng)、學(xué)科發(fā)展方向的動(dòng)態(tài)調(diào)整、讀者學(xué)術(shù)需求的增加,地學(xué)界的學(xué)術(shù)期刊隊(duì)伍也在逐漸發(fā)展壯大。在2009—2019年,收錄構(gòu)造地貌學(xué)相關(guān)論文總量位居前10位的學(xué)術(shù)期刊是:《地震地質(zhì)》、《第四紀(jì)研究》、《國(guó)際地震動(dòng)態(tài)》、《地質(zhì)科學(xué)》、《地質(zhì)通報(bào)》、《地學(xué)前緣》、《震災(zāi)防御技術(shù)》、《地球?qū)W報(bào)》、《中國(guó)地質(zhì)》、《地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)》,體現(xiàn)了在構(gòu)造地貌學(xué)研究中,地質(zhì)學(xué)與地震學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)出版物占據(jù)主導(dǎo),有著重要而不可替代的作用(圖10)。
圖10 2009—2019年間學(xué)術(shù)期刊的出版量Fig. 10 The publication volume of major academic journals from 2009 to 2019
2009—2019年,論文單著量極低,合著率較高,最高合著率達(dá)100%,平均合著率超過(guò) 91%,合著率呈總體上升的趨勢(shì),且核心期刊收錄率保持在65%的平均水平(圖11),反映出合著論文的質(zhì)量較高,不僅體現(xiàn)了科研協(xié)作在構(gòu)造地貌學(xué)研究中是大勢(shì)所趨,同時(shí)也對(duì)我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。
圖11 2009—2019年間論文合著與核心期刊收錄情況Fig. 11 Co-authorship and collection of core periodical from 2009 to 2019
對(duì)2009—2019年每年被引次數(shù)最高的論文進(jìn)行統(tǒng)計(jì),核心研究?jī)?nèi)容聚焦于我國(guó)的大地構(gòu)造單元、地貌格局與地表過(guò)程,其中能源盆地的古地理特征、多影響因素的耦合作用、沉積過(guò)程的響應(yīng)成為比較突出的亮點(diǎn),表明大部分學(xué)者有能力提供高水平的研究論文,但被引次數(shù)相對(duì)較低,可能是由于論文發(fā)表的時(shí)間距今較短,尚未達(dá)到被引次數(shù)的峰值(表1)。
表1 2009—2019年每年被引次數(shù)最高的論文及相關(guān)特征Table 1 Research papers with the highest citations annually and related characteristics from 2009 to 2019
我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展歷程,目前已初步建立了較為系統(tǒng)的科學(xué)理論體系,國(guó)家持續(xù)的科研投入、高質(zhì)量學(xué)術(shù)刊物的創(chuàng)辦對(duì)構(gòu)造地貌學(xué)的發(fā)展起到了非常重要的推動(dòng)作用,覆蓋范圍較廣,研究熱點(diǎn)在持續(xù)更新,以青藏高原的隆升、4大盆地的構(gòu)造格局為主要切入點(diǎn)的研究成為這一領(lǐng)域的鮮明地域特色。文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析結(jié)果表示,我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)研究的關(guān)鍵詞集中程度較高,研究熱點(diǎn)不斷提升著學(xué)科活躍度,且多個(gè)研究機(jī)構(gòu)對(duì)于基礎(chǔ)研究資料的共享可能有助于消除研究資源浪費(fèi)[14]。通過(guò)分析構(gòu)造地貌學(xué)的相關(guān)研究實(shí)例,可梳理出學(xué)界重點(diǎn)關(guān)注的研究方向。
(1)我國(guó)現(xiàn)代構(gòu)造地貌的形成,不僅是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍的結(jié)果,而且是地球深部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的反映。青藏高原的隆升對(duì)亞洲地區(qū)甚至全球氣候、環(huán)境具有重大影響[30],這是由于印度—?dú)W亞板塊碰撞以來(lái)青藏高原殼幔各圈層物質(zhì)和能量的調(diào)整、再分配和再平衡[31],極大地影響了青藏高原的資源環(huán)境效應(yīng)[32-33]。由于青藏高原邊緣地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)背景和強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng),使得不同區(qū)域的構(gòu)造地貌特征均具有典型性,青藏高原成為開(kāi)展構(gòu)造地貌研究的天然實(shí)驗(yàn)室;在汶川地震后,青藏高原東緣的地貌演化、地表侵蝕、構(gòu)造活動(dòng)及其災(zāi)害效應(yīng)所受的關(guān)注度明顯提高。此外,隨著我國(guó)一系列重大工程項(xiàng)目在青藏高原及其邊緣地區(qū)陸續(xù)的開(kāi)展(例如:青藏鐵路、川藏鐵路、滇藏鐵路的建設(shè)),進(jìn)行區(qū)域地殼穩(wěn)定性調(diào)查與評(píng)價(jià)就顯得尤為關(guān)鍵,而構(gòu)造地貌作為深部構(gòu)造應(yīng)力與氣候變化在地球表層的直接反映,同樣具有重要的研究意義,故構(gòu)造地貌學(xué)文獻(xiàn)報(bào)道的研究區(qū)大多集中于青藏高原及其邊緣地帶。
(2)數(shù)字高程模型(DEM)的出現(xiàn),尤其是全球ASTER GDEM數(shù)據(jù)的免費(fèi)分享,令其成為構(gòu)造地貌研究,特別是對(duì)河流階地、河流裂點(diǎn)等進(jìn)行定量分析不可或缺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。作為地球科學(xué)與遙感領(lǐng)域發(fā)展最迅速的技術(shù)之一,SAR傳感器的出現(xiàn)為InSAR技術(shù)提供了海量、快速獲取的數(shù)據(jù)源,隨著數(shù)據(jù)精度的不斷提高,DEM的應(yīng)用由宏觀地貌參數(shù)的提取過(guò)渡到水系地貌定量指標(biāo)的提取[34-35],對(duì)地貌演化中地表侵蝕形成過(guò)程的研究也促進(jìn)了構(gòu)造地貌研究由定性化階段向定量化階段轉(zhuǎn)變[36]。與此同時(shí),基于機(jī)載激光雷達(dá)(LiDAR)的數(shù)據(jù)也可對(duì)不同空間尺度的地形、地貌特征開(kāi)展高分辨率的影像分析[37],以實(shí)現(xiàn)構(gòu)造地貌和地表過(guò)程的可視化及其地貌指標(biāo)的定量表達(dá)[38-39]。
(3)地貌對(duì)構(gòu)造活動(dòng)的響應(yīng)是直接的,而構(gòu)造與地貌對(duì)氣候的響應(yīng)是間接的,地表侵蝕、構(gòu)造活動(dòng)與氣候變化之間可能存在的耦合性在相關(guān)研究中越發(fā)受到重視[36]。全球尺度下的山脈隆起與消亡是由板塊邊界的位置和類型來(lái)決定的,氣候?qū)τ跇?gòu)造和地形影響的間接性,主要通過(guò)降水和溫度效應(yīng)來(lái)體現(xiàn)[40],但 “構(gòu)造抬升” 并不完全等同于 “地形上升” ,當(dāng)區(qū)域造山帶的侵蝕量與抬升量達(dá)到平衡時(shí),地表抬升量為零,在這種情況下,構(gòu)造抬升不造山[41]。流水對(duì)于構(gòu)造的響應(yīng)是始終存在的,由流水動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的地表過(guò)程在山地環(huán)境中尤其活躍,特別是在現(xiàn)代氣候條件下,地表侵蝕和溶解作用在不同類型的沉積物和巖石中均可形成獨(dú)特的樣式[42]。
(4)年代的判定,在科技測(cè)年手段成熟與普及之前,始終是地質(zhì)測(cè)年研究中的難點(diǎn),而隨著化學(xué)分析與核素分析技術(shù)的發(fā)展,新的測(cè)年技術(shù)不斷被提出,相關(guān)定量研究的內(nèi)涵得到深化。宇宙成因核素[43-45]、磷灰石裂變徑跡熱年代學(xué)[46-47]和(U-Th)/He低溫?zé)崮甏鷮W(xué)[48]在河流階地沉積物、夷平面古高程、巖溶區(qū)碳酸鹽巖侵蝕速率、斷層走滑速率、流域侵蝕速率、造山帶及造山后剝露歷史、水系物源示蹤等方面起到了關(guān)鍵的約束作用,對(duì)于恢復(fù)地區(qū)古地貌演化歷史具有特殊的意義。
(5)受我國(guó)能源需求驅(qū)動(dòng),近年來(lái)能源沉積學(xué)的研究熱度較高,尤其是賦存多類型常規(guī)及非常規(guī)油氣資源的鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、四川盆地等,在研究論文中也相繼出現(xiàn)了與構(gòu)造地貌學(xué)銜接的關(guān)鍵詞。通過(guò)古構(gòu)造地貌恢復(fù)、不整合分布樣式及沉積相等研究,有利于揭示沉積盆地的古構(gòu)造地貌特征及其對(duì)沉積建造、儲(chǔ)層特征的控制作用[49-50],可能成為今后以能源勘探—盆地古地貌為基礎(chǔ)的研究方向。
綜上,我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)的發(fā)展前景廣闊,地球化學(xué)、年代學(xué)、沉積學(xué)、水文學(xué)、遙感科學(xué)與其的交叉研究不斷涌現(xiàn),如何通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)有效模擬、精細(xì)評(píng)價(jià)不同因素在構(gòu)造地貌演化中的貢獻(xiàn),都是亟待深入研究的內(nèi)容,這些問(wèn)題可能包括但不限于以下方面。
(1)在不同的時(shí)間尺度上,氣候因素對(duì)于地幔尺度深部構(gòu)造過(guò)程的影響,在地貌演化中的累計(jì)效應(yīng)都是不同的,可能會(huì)影響地震活動(dòng)的時(shí)間尺度[51-52]。地震破裂的前期過(guò)程是存在的,而地震后的構(gòu)造地貌特征較為突出,通過(guò)氣候—構(gòu)造—地貌過(guò)程確定地震活動(dòng)區(qū),最終提高預(yù)測(cè)地震的能力,是一個(gè)很重要的目標(biāo)。
(2)海洋地質(zhì)是板塊構(gòu)造與深??碧街凶顬榛钴S的領(lǐng)域之一,而針對(duì)海底構(gòu)造地貌的研究相對(duì)薄弱,僅對(duì)西太平洋[53]、南海[54-56]、東海[57]、菲律賓海[58]、沖繩海槽[59-60]有部分報(bào)道。目前我國(guó)海洋權(quán)益所面臨的形勢(shì)比較嚴(yán)峻,專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)、大陸架與一些國(guó)家仍存在爭(zhēng)端,通過(guò)識(shí)別相關(guān)海底構(gòu)造地貌來(lái)進(jìn)一步研究海底地形與能源前景,對(duì)于維護(hù)我國(guó)海洋權(quán)益、規(guī)劃能源儲(chǔ)備體系、完善海洋地質(zhì)科學(xué)理論是十分必要的。
(3)作為地球系統(tǒng)科學(xué)的兩大主題,地球動(dòng)力學(xué)和全球變化[61-62]以極其復(fù)雜且高度耦合的方式在地球系統(tǒng)中發(fā)生級(jí)聯(lián)反應(yīng),構(gòu)造地貌可作為重要的地表介質(zhì)來(lái)認(rèn)識(shí)物理氣候、構(gòu)造演化和生物地球化學(xué)循環(huán)。從全新世到 “人類世”[63-64],地球系統(tǒng)對(duì)人類影響的敏感性可能更為顯著[65],從而在研究構(gòu)造地貌的基礎(chǔ)上,為全球資源開(kāi)發(fā)、減輕自然災(zāi)害與生態(tài)修復(fù)提供有力支撐,促進(jìn)對(duì)地球系統(tǒng)變化的科學(xué)理解。
(1)作為地球科學(xué)領(lǐng)域的重要學(xué)科之一,我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)的顯著特征受到大地構(gòu)造單元與地震活動(dòng)的影響。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)、地球物理學(xué)和地理信息科學(xué)貢獻(xiàn)了我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)進(jìn)展的主要部分,氣候?qū)W、沉積學(xué)、年代學(xué)等內(nèi)容也逐漸被納入到研究之中。研究論文受國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、中國(guó)地震局地震科學(xué)聯(lián)合基金資助的數(shù)量最多,體現(xiàn)了國(guó)家科研投入在推動(dòng)構(gòu)造地貌學(xué)研究中所取得的成效。
(2)關(guān)鍵詞分析顯示, “構(gòu)造地貌” “數(shù)字高程模型” “青藏高原” “活動(dòng)構(gòu)造” “古地震” “新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)” “河流階地” “滑動(dòng)速率” “地貌參數(shù)” “青藏高原東緣” “活動(dòng)斷裂” “地貌特征” “地貌演化” “構(gòu)造變形” “夷平面” “晚第四紀(jì)” “河流地貌” “龍門山” 是1956—2019年間出現(xiàn)頻次位居前列的關(guān)鍵詞,而 “構(gòu)造地貌—古地震—活動(dòng)構(gòu)造—地貌參數(shù)—數(shù)字高程模型(DEM)” “青藏高原—地貌演化” “新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)—夷平面—河流階地” “河流地貌—?dú)夂蜃兓顒?dòng)斷裂帶—全新世” “龍門山—汶川地震—青藏高原東緣” 構(gòu)成了共詞網(wǎng)絡(luò)中的主要節(jié)點(diǎn)。
(3)對(duì)近10年研究論文的收錄期刊、關(guān)鍵詞、合著率等進(jìn)行深入分析,結(jié)果顯示我國(guó)構(gòu)造地貌學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)在持續(xù)更新,地質(zhì)學(xué)與地震學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)出版物占據(jù)主導(dǎo),能源盆地的古地理特征、多影響因素的耦合作用、沉積過(guò)程的響應(yīng)是比較突出的研究亮點(diǎn)。論文合著率呈總體上升的趨勢(shì),且合著論文的總體質(zhì)量較高,體現(xiàn)了科研協(xié)作在構(gòu)造地貌學(xué)研究中是重要趨勢(shì)。
(4)通過(guò)梳理學(xué)界重點(diǎn)關(guān)注的研究方向,提出了以下見(jiàn)解:深入研究不同時(shí)間尺度下的氣候—構(gòu)造—地貌過(guò)程、海底構(gòu)造地貌與能源勘查、構(gòu)造地貌在地球動(dòng)力學(xué)和全球變化中的角色,有利于提高預(yù)測(cè)地震的能力、完善海洋地質(zhì)科學(xué)理論、加深對(duì)地球系統(tǒng)的科學(xué)理解,為人類資源開(kāi)發(fā)、減輕自然災(zāi)害與生態(tài)修復(fù)提供有力支撐。