中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)知識(shí)圖譜
——基于CiteSpace的可視化分析

方 信，楊 力，朱俊奇

(安徽理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 淮南 232000)

中國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，據(jù)相關(guān)資料顯示,目前，中國(guó)礦山約有103 187個(gè),大中型礦山9 399個(gè),小型礦山和個(gè)體礦93 788個(gè)[1]，加快礦業(yè)資源開采有力地推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。但與此同時(shí)，礦山資源的過度開發(fā)和利用，產(chǎn)生了大量的礦山廢棄地[2]，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，極大地破壞了礦區(qū)原有的自然生態(tài)系統(tǒng)，使生態(tài)系統(tǒng)功能減弱甚至喪失，造成環(huán)境污染、植被破壞、土地重金屬化等問題。習(xí)近平總書記在全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)上指出：堅(jiān)持生態(tài)興則文明興，堅(jiān)持人與自然和諧共生,樹立金山銀山就是綠水青山的理念[3]。礦業(yè)廢棄地是一類特殊的因礦業(yè)活動(dòng)受損的國(guó)土空間,其生態(tài)修復(fù)以及土地復(fù)墾利用對(duì)改善生態(tài)環(huán)境、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有重要作用[4]。

雖然近年來礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)研究受到一定的重視[5-8]，但系統(tǒng)、完整的關(guān)于其現(xiàn)狀和熱點(diǎn)前沿的研究較少，難以準(zhǔn)確、快速地揭示近幾十年來中國(guó)礦業(yè)廢棄地的時(shí)空分布可演化規(guī)律。知識(shí)圖譜可視化分析是由美國(guó)德雷塞爾大學(xué)陳超美教授利用Java語言開發(fā)的信息可視化軟件[9]，它能對(duì)一定時(shí)期內(nèi)某研究領(lǐng)域的全部文獻(xiàn)進(jìn)行全面精準(zhǔn)的可視化分析，挖掘出文獻(xiàn)大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的潛在知識(shí)[10]。CiteSpace是目前科學(xué)計(jì)量領(lǐng)域中使用最為頻繁的知識(shí)圖譜繪制工具[11]。信息可視化技術(shù)包括引文分析可視化，這使得數(shù)據(jù)的處理分析不再局限于引文數(shù)量，在很大程度上有利于研究者發(fā)掘出數(shù)據(jù)中隱藏的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律[10]?；谝陨戏治?，文中以中國(guó)知網(wǎng)為數(shù)據(jù)來源，采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析方法，借助CiteSpace知識(shí)圖譜分析工具，全面系統(tǒng)地了解國(guó)內(nèi)各學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)等對(duì)該領(lǐng)域研究的現(xiàn)狀、熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，目的在于為礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)等相關(guān)研究提供參考[12-14]。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

文中主要借助CiteSpace知識(shí)圖譜分析工具對(duì)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。CiteSpace根據(jù)文獻(xiàn)中潛在知識(shí)進(jìn)行分析，并在科學(xué)計(jì)量學(xué)、數(shù)據(jù)和信息可視化背景下逐漸發(fā)展起來的基于引文分析理論和Java環(huán)境開發(fā)的可視化網(wǎng)絡(luò)分析軟件[15]，對(duì)檢索得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類和可視化分析，直觀呈現(xiàn)出一個(gè)學(xué)科或知識(shí)域在一定時(shí)期的發(fā)展動(dòng)態(tài)、當(dāng)前研究熱點(diǎn)領(lǐng)域和未來研究趨勢(shì)。CiteSpace能夠?qū)⑤斎氲奈墨I(xiàn)數(shù)據(jù)生成可視化分析矩陣，進(jìn)一步得到關(guān)鍵詞、作者、機(jī)構(gòu)等共現(xiàn)矩陣。

1.2 數(shù)據(jù)來源

文中數(shù)據(jù)來源于CNKI全文數(shù)據(jù)庫，采集時(shí)間為2020年11月20日，主題為“礦山生態(tài)修復(fù)、礦山廢棄地或廢棄地復(fù)墾”，以全部期刊作為檢索范圍，檢索時(shí)間跨度設(shè)置為1990—2020年，共檢索獲得1 539篇文獻(xiàn)，通過數(shù)據(jù)處理和人工檢閱剔除會(huì)議新聞及與檢索主題相關(guān)度較低的文獻(xiàn)，共得到有效檢索結(jié)果1 426篇文獻(xiàn)作為本研究的樣本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)下載方式采用全記錄、Refworks和引用的參考文獻(xiàn)格式。

2 知識(shí)圖譜可視化分析

2.1 發(fā)文量統(tǒng)計(jì)分析

論文產(chǎn)出是衡量一個(gè)學(xué)科或研究領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)，也是該領(lǐng)域知識(shí)累積量和成熟程度的標(biāo)志[11]。中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域1990—2020年論文發(fā)文量趨勢(shì)如圖1所示，根據(jù)其發(fā)文量趨勢(shì)，礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)大體分為3個(gè)階段：初步萌芽階段(1990—2004年)、快速發(fā)展階段(2004—2016年)、持續(xù)爆發(fā)階段(2016—2020年)。初步萌芽階段：論文數(shù)量整體偏少，該階段論文年產(chǎn)出最大值為13篇。快速發(fā)展階段：礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)的研究熱度迅速躥升，論文發(fā)文量顯著增加，2014年發(fā)文量高達(dá)114篇。持續(xù)爆發(fā)階段：該階段論文發(fā)文量顯著上升，關(guān)于礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)的相關(guān)研究引起專家學(xué)者們的高度重視，年發(fā)文量大多保持在100篇以上，并于2019年達(dá)到近30 a來的峰值215篇。

圖1 1990—2020年發(fā)文量趨勢(shì)

2.2 作者特征分析

學(xué)科的發(fā)展演進(jìn)得益于研究者的貢獻(xiàn)，而研究者作為內(nèi)生力量能夠推動(dòng)學(xué)科發(fā)展[16]。發(fā)文量能在一定程度上反映出一個(gè)學(xué)者的學(xué)術(shù)成果和科研實(shí)力，因此，統(tǒng)計(jì)高產(chǎn)出作者對(duì)于該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿趨勢(shì)具有重要意義[17]。根據(jù)普萊斯公式，發(fā)表X篇以上論文的作者即為高產(chǎn)作者，其中，X=0.749×Y1/2,Y為最高產(chǎn)作者所發(fā)表的論文數(shù)[18]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，白中科是發(fā)文量最多的作者，發(fā)文量為11篇，故X=0.749×111/2=2.48。根據(jù)取整原則，中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)研究領(lǐng)域的高產(chǎn)作者應(yīng)滿足最低發(fā)文量3篇的標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，共有41位高產(chǎn)作者，其累計(jì)發(fā)文量為165篇，占論文總數(shù)的11.57%，其比例遠(yuǎn)低于50%，取發(fā)文量前50進(jìn)行可視化生成作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，節(jié)點(diǎn)數(shù)213個(gè)，連線數(shù)223條，網(wǎng)絡(luò)密度0.009 9，連線表示合作關(guān)系，圓圈大小表示發(fā)文量多少，說明共檢索出作者213人，且作者之間的連線與交叉較少，說明中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域核心作者共現(xiàn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)密度較低，學(xué)者之間進(jìn)一步的合作受到局限。從發(fā)文年份顯示，白中科、胡振琪屬于研究較早、發(fā)文量較多的學(xué)者，而周妍、張世文、周旭等從近年來開始研究礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)，是該領(lǐng)域的新生力量，促進(jìn)了該領(lǐng)域研究?jī)?nèi)容的傳承與發(fā)展。作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖2所示。

圖2 作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

2.3 研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析

通過對(duì)中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析，能夠探尋該領(lǐng)域重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)和各機(jī)構(gòu)間合作情況。網(wǎng)絡(luò)圖譜中研究機(jī)構(gòu)由節(jié)點(diǎn)表示，節(jié)點(diǎn)大小表示研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量，節(jié)點(diǎn)之間的連線表示研究機(jī)構(gòu)的合作關(guān)系[19]。由圖3可知，該領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)生成節(jié)點(diǎn)數(shù)132個(gè)，連線數(shù)56條，網(wǎng)絡(luò)密度0.006 5，發(fā)文機(jī)構(gòu)主要集中在高校、企業(yè)和研究院，其中，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院、安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院、中國(guó)自然資源經(jīng)濟(jì)研究院、陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司等機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)重要性較高。

圖3 研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖譜中節(jié)點(diǎn)連線有56條，說明在該領(lǐng)域中已經(jīng)開展了大量的研究，研究機(jī)構(gòu)之間有了一定的合作基礎(chǔ)，但高校與研究所之間的合作程度較高，缺乏與企業(yè)之間的合作，機(jī)構(gòu)點(diǎn)狀分布較明顯。說明大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)團(tuán)體獨(dú)立研究較多，合作程度不高，尤其是缺乏高校與企業(yè)、研究所與企業(yè)之間的合作。即使是研究成果較多的中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院和安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院，它們的中心度也沒有被完全凸顯出來。從圖譜中可以看出，具有合作關(guān)系的是安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院、國(guó)土資源部土地整治中心、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院和中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)研究院；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)土地復(fù)墾與生態(tài)重建研究所和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院。整理該領(lǐng)域發(fā)文量排名前10的機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們主要集中于安徽、江蘇、北京、陜西、山西等礦產(chǎn)資源型地區(qū)，區(qū)域分布不平衡，說明該領(lǐng)域相關(guān)研究與地區(qū)資源分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有一定的內(nèi)在聯(lián)系。

3 研究領(lǐng)域發(fā)展脈絡(luò)分析

3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜分析

關(guān)鍵詞能很好地反映論文的主要內(nèi)容，是研究主題的高度概括和凝練[20]。對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類，得到271個(gè)節(jié)點(diǎn)和586條連線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)密度為0.016的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，節(jié)點(diǎn)代表關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻次，節(jié)點(diǎn)連線表示共現(xiàn)強(qiáng)度，由圖4可以看出，在國(guó)內(nèi)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)研究領(lǐng)域中，“生態(tài)修復(fù)”共現(xiàn)頻次最高(287次)，是關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中最重要節(jié)點(diǎn)，此外，“廢棄礦山”“生態(tài)恢復(fù)”“生態(tài)環(huán)境”“植被恢復(fù)”“生態(tài)重建”等關(guān)鍵詞有重要的研究?jī)r(jià)值。

圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜

中介中心性是測(cè)度節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中重要性的重要指標(biāo)，高中介中心性節(jié)點(diǎn)通常連接不同領(lǐng)域的關(guān)鍵樞紐，在共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中影響力較大[9]。如表1所示，將頻次和中心性排序前10的關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，“生態(tài)修復(fù)”“生態(tài)恢復(fù)”“廢棄礦山”“土地復(fù)墾”的頻次與中心性均排名靠前，具有重要地位；另外，“生態(tài)修復(fù)”這一關(guān)鍵詞從2005年被提出到2014年迎來快速發(fā)展，并在最近兩年達(dá)到研究高潮，其發(fā)展態(tài)勢(shì)遠(yuǎn)超“廢棄礦山”等關(guān)鍵詞；“生態(tài)環(huán)境”“生態(tài)恢復(fù)”“礦山地質(zhì)環(huán)境治理”等中心性較高，說明這些維度正逐漸引起學(xué)者們的重點(diǎn)關(guān)注，研究該熱點(diǎn)有助于掌握中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的進(jìn)展情況。

表1 關(guān)鍵詞頻次TOP10和中心性TOP10統(tǒng)計(jì)

3.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜的聚類分析

為了深入分析中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，利用CiteSpace軟件的關(guān)鍵詞聚類功能，生成關(guān)鍵詞聚類知識(shí)圖譜(見圖5)，其中，模塊值和平均輪廓值滿足聚類知識(shí)圖譜的條件[20-21]，說明該網(wǎng)絡(luò)聚類結(jié)構(gòu)比較合理，獨(dú)立性較強(qiáng)。圖中共9個(gè)聚類，聚類#0礦山地質(zhì)環(huán)境，包括生態(tài)修復(fù)、修復(fù)治理、地質(zhì)災(zāi)害、生態(tài)工程建設(shè)；聚類#1土地復(fù)墾，包括生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)、保障機(jī)制、 植物多樣性等；聚類#2重金屬污染，包括金屬礦山、生態(tài)恢復(fù)技術(shù)；聚類#3廢棄礦山，包括環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害、防治措施等；聚類#4生態(tài)恢復(fù)，包括人造景觀、綠化基質(zhì)、景觀設(shè)計(jì)等；聚類#5資源型城市，包括污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與土壤修復(fù)；聚類#6廢棄礦山，包括礦山生態(tài)修復(fù)、生態(tài)文明等；聚類#7生態(tài)修復(fù)，包括礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金、替代產(chǎn)業(yè)等；聚類#8工礦廢棄地，包括土地適宜性評(píng)價(jià)、用地布局。通過對(duì)以上9個(gè)聚類進(jìn)行深入分析，能夠清晰掌握各個(gè)聚類下所包含的關(guān)鍵詞，了解到針對(duì)礦山廢棄地學(xué)者們所做出的貢獻(xiàn)，包括理論支撐和實(shí)踐探索，為進(jìn)一步利用礦山廢棄地和做好生態(tài)修復(fù)工作提供參考。

圖5 關(guān)鍵詞聚類圖譜

3.3 研究時(shí)區(qū)分析

為了更好地把握中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域近年來的發(fā)展趨勢(shì)，在關(guān)鍵詞共現(xiàn)合作網(wǎng)絡(luò)分析圖譜的基礎(chǔ)上，選擇“Timezone”，并對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，得到關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖譜[22-23]，借助關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖譜所呈現(xiàn)的文章更新和相互影響情況，來揭示1990—2020年中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)研究的演變過程。圖6關(guān)鍵詞所處的區(qū)間表示該研究首次出現(xiàn)的時(shí)間，字體大小反映了其頻次高低，通過時(shí)區(qū)圖可以清晰地了解研究熱點(diǎn)的遷徙路徑，并且該領(lǐng)域日益呈現(xiàn)出多樣化研究的趨勢(shì)。土地復(fù)墾一詞最早出現(xiàn)于1995年，處于研究初期，此后研究進(jìn)程緩慢，在2014年研究達(dá)到最高點(diǎn)，此時(shí)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，建設(shè)用地需求不斷增加，對(duì)礦業(yè)廢棄地進(jìn)行復(fù)墾研究能夠有效地彌補(bǔ)后備資源不足。從2005年開始，生態(tài)修復(fù)一詞開始出現(xiàn)在學(xué)者們的視野中，粗放型經(jīng)濟(jì)給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大壓力，人們開始意識(shí)到生態(tài)環(huán)境的重要性，許多生產(chǎn)效率低下的煤礦企業(yè)紛紛關(guān)停，引進(jìn)了一大批替代性產(chǎn)業(yè)，政府劃撥礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金，用來治理和修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，引入績(jī)效評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)各省市的考核更加規(guī)范化、科學(xué)化，隨著習(xí)近平總書記提出“綠水青山，就是金山銀山”，礦業(yè)廢棄地的生態(tài)修復(fù)研究又迎來了新一輪的快速發(fā)展，眾多的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用其中，這些都極大地推動(dòng)了礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)的研究進(jìn)程。

圖6 關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)

4 結(jié)論與展望

文中借助CiteSpace軟件，采用文獻(xiàn)計(jì)量與科學(xué)知識(shí)圖譜相結(jié)合的方式，系統(tǒng)梳理了1990—2020年中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)的研究狀況，對(duì)該領(lǐng)域核心研究學(xué)者、重要研究機(jī)構(gòu)和研究主題進(jìn)行歸納總結(jié)，得出以下結(jié)論：

1)中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域存在巨大學(xué)術(shù)研究空間。從1990—2020年中國(guó)礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)研究核心期刊發(fā)文情況及載文量來看，該領(lǐng)域高水平文獻(xiàn)總量不高(411篇)，年均文獻(xiàn)量整體呈上升趨勢(shì)，近年來研究成果較多，研究進(jìn)程較快。相關(guān)社會(huì)關(guān)注度和基金支持力度有待提高，需要進(jìn)一步引起政府部門、研究機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)團(tuán)體和各級(jí)研究者們的高度重視。關(guān)于礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)的高水平研究成果較少，學(xué)術(shù)關(guān)注度有待提高，其仍存在巨大的研究空間和研究?jī)r(jià)值。

2)中國(guó)礦業(yè)廢棄復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域中研究機(jī)構(gòu)和研究人員需要深化合作。該領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)主要集中于高校和研究院，其中，企業(yè)性質(zhì)的研究院占比較高。研究機(jī)構(gòu)間普遍存在合作關(guān)系且合作關(guān)系多樣化，但合作地域性明顯，絕大部分局限于地理位置接近或者機(jī)構(gòu)內(nèi)部層級(jí)之間的合作，跨區(qū)域合作較少，系統(tǒng)性、一體化的廣域合作網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。另外，該領(lǐng)域部分研究者之間雖然存在合作關(guān)系，但合作頻次總體較少，合作密度較低，學(xué)者間合作關(guān)系比較松散，需要進(jìn)一步深化合作，培養(yǎng)更多有廣泛影響力的研究中心。

3)制度設(shè)計(jì)與理念提升日益成為該領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)與著力點(diǎn)。關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析表明生態(tài)修復(fù)理念越來越深入人心，綜合考慮環(huán)境、生態(tài)、制度、理念等諸多因素，不斷向綜合治理和可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展推進(jìn)，如何提高治理資金的利用率，建立先進(jìn)治理理念和治理制度，充分調(diào)動(dòng)治理主體的積極性，是解決礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)的核心問題。環(huán)境治理、生態(tài)治理、生態(tài)修復(fù)、公眾參與、制度改革等多元化、可持續(xù)治理路徑成為礦業(yè)廢棄地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)治理研究的發(fā)展方向，其治理制度設(shè)計(jì)與理念提升逐漸成為該領(lǐng)域研究前沿。