基于CiteSpace 的碳排放研究可視化分析

梅曉紅 鄒文文

（1.南京特殊教育師范學(xué)院管理學(xué)院,江蘇 南京 210038；2.江蘇共享發(fā)展研究基地,江蘇 南京 210038）

2005年，中國(guó)二氧化碳排放總量超過(guò)美國(guó)，成為全球第一大二氧化碳排放國(guó)。2011年以后，中國(guó)開始實(shí)行較為嚴(yán)格的環(huán)保政策，加上節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用以及居民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，碳排放增速開始下降，基本保持在5%以下。從黨的十八大報(bào)告確定低碳發(fā)展作為生態(tài)文明的三大特征之一，到《巴黎協(xié)定》提出的2030年左右碳達(dá)峰，再到第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出2060年前力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)“碳中和”，可以看出，中國(guó)政府在逐步提高氣候行動(dòng)的力度，加速推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)和能源結(jié)構(gòu)朝零碳排放目標(biāo)轉(zhuǎn)型。

與碳排放相關(guān)的議題已從環(huán)境領(lǐng)域擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)、金融等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的研究成果在2008年后急劇增加，尤其是“雙碳”目標(biāo)提出之后，與碳排放相關(guān)的議題更是備受關(guān)注?，F(xiàn)有的研究更多集中于碳排放權(quán)、低碳經(jīng)濟(jì)、碳減排、碳交易等應(yīng)用研究，但鮮有相關(guān)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的報(bào)道，僅有的一些計(jì)量文獻(xiàn)也主要聚焦于某一維度，如碳稅、碳市場(chǎng)等方面。因此，本研究借助CiteSpace可視化文獻(xiàn)分析軟件，對(duì)中國(guó)碳排放研究的發(fā)文量、研究機(jī)構(gòu)、研究領(lǐng)域等進(jìn)行知識(shí)圖譜分析，全面揭示碳排放研究的知識(shí)基礎(chǔ)、研究熱點(diǎn)以及未來(lái)的研究趨勢(shì)，為后續(xù)碳排放的研究提供借鑒。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

本文以“主題名=碳排放”在CNKI中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)中進(jìn)行檢索，設(shè)定時(shí)間跨度為2016年—2021年。對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行挑選，共檢索出6 873篇核心期刊文獻(xiàn)，構(gòu)成本研究的文獻(xiàn)樣本。本研究的納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）與碳排放相關(guān)的文獻(xiàn)；（2）發(fā)表于2016年—2021年。本研究的排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；（2）經(jīng)驗(yàn)交流、評(píng)論、報(bào)紙等文獻(xiàn)。

本文的主要研究工具是CiteSpace可視化文獻(xiàn)分析軟件。CiteSpace是用Java語(yǔ)言開發(fā)的可視化軟件，筆者借助CiteSpace對(duì)碳排放研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)集合進(jìn)行計(jì)量，探尋該研究領(lǐng)域演變的關(guān)鍵路徑，并通過(guò)繪制一系列可視化圖譜來(lái)分析該研究領(lǐng)域的演化潛在動(dòng)力機(jī)制和發(fā)展前沿[1]。

2 數(shù)據(jù)結(jié)果及分析

2.1 研究力量分布

2.1.1 發(fā)文量

在特定時(shí)期內(nèi)，論文的刊載量在某種意義上可反映該研究領(lǐng)域的發(fā)展特征。本文研究樣本為6 873篇論文，根據(jù)年度發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得出2016年—2021年與“碳排放”主題相關(guān)的發(fā)文量趨勢(shì)。根據(jù)表1顯示的發(fā)文數(shù)量，關(guān)于碳排放的研究主要分成兩個(gè)時(shí)期：逐年遞減（2016年—2018年），逐年遞增（2019年—2021年）。

表1 2016年—2021年論文發(fā)表數(shù)量統(tǒng)計(jì)匯總

2016年—2018年，有關(guān)碳排放的研究，年均發(fā)文數(shù)量基本維持在1 000以上。巴黎氣候大會(huì)上中國(guó)的承諾使得“碳減排”議題引起人們的關(guān)注，因此2016年發(fā)文量較大，后緩慢遞減；2019年，全球碳排放增長(zhǎng)勢(shì)頭未扭轉(zhuǎn)，但增速趨緩；2020年，我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)，對(duì)于碳排放的關(guān)注度又開始上升。

2.1.2 研究者

借助CiteSpace軟件對(duì)6 873個(gè)節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）進(jìn)行分析（見圖1）。圖1左邊的字符表示有關(guān)的資料，其中“N=425，E=308”，“N”表示節(jié)點(diǎn)數(shù)量，即作者出現(xiàn)的位置節(jié)點(diǎn)，作者姓名的字號(hào)越大，表示該作者在6 873個(gè)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的次數(shù)越多；“E”表示作者之間聯(lián)系的節(jié)點(diǎn)之間的連線，連線越粗，表明他們?cè)谕晃墨I(xiàn)中同時(shí)出現(xiàn)的頻率越高，表明作者之間的合作越緊密。作者合作圖譜中出現(xiàn)了425個(gè)節(jié)點(diǎn)，連線為308條，密度（Density）值為0.003 4，表明共出現(xiàn)作者425位，作者之間合作數(shù)量308次，但密度值較小，說(shuō)明作者之間雖有合作但不緊密。

圖1 作者共現(xiàn)圖譜

借助CiteSpace中顯示的有關(guān)作者的分析數(shù)據(jù)，截取發(fā)文量排在前10的作者數(shù)據(jù)，可得到如表2所示的結(jié)果，即高產(chǎn)作者信息。2016年—2021年發(fā)文量排在前3的作者，年均達(dá)4～5篇。除了這10位作者以外，其他作者發(fā)文數(shù)量基本在年均2～3篇。從圖1可以看出，有關(guān)碳排放的研究有其獨(dú)特的發(fā)展模式，高產(chǎn)作者聚焦于碳排放的研究，可以視為碳排放領(lǐng)域的核心成員，發(fā)揮著重要作用。

表2 高產(chǎn)作者信息

2.1.3 研究機(jī)構(gòu)

2016年—2021年所選取的有關(guān)碳排放的研究機(jī)構(gòu)近300家，選擇節(jié)點(diǎn)類型為機(jī)構(gòu)（Institution），運(yùn)行CiteSpace，可獲得圖2所示的機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜。類似地，機(jī)構(gòu)名字的字號(hào)越大，表示這個(gè)機(jī)構(gòu)在6 873個(gè)數(shù)據(jù)中的出現(xiàn)次數(shù)愈多，“E”代表連線，節(jié)點(diǎn)間的連接表示各機(jī)構(gòu)的聯(lián)系，連線越粗，表明他們?cè)谕晃墨I(xiàn)中的出現(xiàn)的次數(shù)越多，根據(jù)左上角描述的“N=278，E=0”可以看出各個(gè)機(jī)構(gòu)間幾乎沒(méi)有合作。

圖2 機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜

為了直觀地展現(xiàn)在碳排放研究領(lǐng)域具有代表性的研究機(jī)構(gòu)，本文按發(fā)文量由高到低進(jìn)行排序，列出了前10家核心機(jī)構(gòu)，如表3所示。表3中的機(jī)構(gòu)多為高等院校，且以經(jīng)濟(jì)或管理學(xué)科為主。

表3 重要機(jī)構(gòu)研究信息

2.2 研究熱點(diǎn)分布

2.2.1 研究領(lǐng)域

通過(guò)可視化分析選擇CiteSpace中的節(jié)點(diǎn)類型作為關(guān)鍵詞（keyword），得到了如表4所示的數(shù)據(jù)，顯示出前10個(gè)出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞。在表4中，按相應(yīng)的算法對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行匯總，得到如圖3所示的關(guān)鍵詞集合。聚類圖重點(diǎn)展示了反映聚類間結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和重要關(guān)系。主要學(xué)科界與碳排放相關(guān)的主要研究領(lǐng)域可以通過(guò)兩個(gè)圖表中給出的關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

表4中出現(xiàn)了碳排放、碳減排、碳中和、影響因素、碳交易等這些出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞。出現(xiàn)頻次較低的關(guān)鍵詞，如氣候變化、碳足跡、低碳經(jīng)濟(jì)、中國(guó)、碳稅等，雖有關(guān)注，但目前來(lái)看并不是國(guó)內(nèi)學(xué)者主要的研究主題。

表4 關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次

表4中只截取了出現(xiàn)頻次較高的前10個(gè)關(guān)鍵詞，為了提高搜索字段合成的準(zhǔn)確性，本文利用CiteSpace關(guān)鍵詞聚類功能對(duì)表4中密切相關(guān)的關(guān)鍵詞進(jìn)行了匯總，形成了聚類，得到了如圖3所示的關(guān)鍵詞聚類圖?；诰W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和集群清晰度，CiteSpace提供了兩個(gè)指標(biāo)：模型值（Q值，即模塊化Q）和平均邊界值（S值，即平均輪廓）。當(dāng)Q值＞0.3時(shí)，可以認(rèn)為聚類結(jié)構(gòu)顯著；當(dāng)S值接近0.7時(shí)，可以認(rèn)為聚類是高效率令人信服的。圖3左上角的數(shù)據(jù)顯示值Q=0.367 9，值S=0.699 4。因此，聚類圖的聚類結(jié)構(gòu)顯著，結(jié)果可信。

圖3 關(guān)鍵詞聚類圖譜

2.2.2 研究主題

為了了解關(guān)鍵詞聚類的時(shí)間變化趨勢(shì)，進(jìn)一步探索碳排放研究的時(shí)間演化趨勢(shì)，本文分析了基于聚類的時(shí)間線圖，選擇“時(shí)間線視圖”優(yōu)化后得到圖4。圖4顯示了6個(gè)聚類：#0經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、#1碳中和、#2碳排放、#3影響因素、#4碳稅、#5遺傳算法、#6溫室氣體。

圖4 關(guān)鍵詞時(shí)間線圖

在了解不同階段主要研究話題的基礎(chǔ)上，借助CiteSpace關(guān)鍵詞突現(xiàn)操作，可以了解到不同時(shí)段有關(guān)碳排放研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，如圖5所示。結(jié)合歷史背景和關(guān)鍵詞爆發(fā)點(diǎn)圖，本文將研究熱點(diǎn)分為以下幾個(gè)階段。

圖5 關(guān)鍵詞爆發(fā)點(diǎn)圖

2016年—2017年，中國(guó)政府在《“十三五”規(guī)劃綱要》中提出要積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化，至2020年碳排放強(qiáng)度在2005年基礎(chǔ)上降低40%～45%。此外，中國(guó)政府在巴黎世界氣候大會(huì)上也明確提出，將于2030年左右實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2030年碳排放強(qiáng)度比2005年降低60%～65%[2]。人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、新能源和節(jié)能減排技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用等被提上了日程[3]。這一時(shí)期研究的重點(diǎn)是通過(guò)投入產(chǎn)出構(gòu)建產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。

2018年—2019年，此時(shí)正處于低碳技術(shù)研究階段，在研究演化路徑上，伴隨著低碳經(jīng)濟(jì)的興起，有關(guān)低碳技術(shù)的研究也隨之不斷發(fā)展，研究熱點(diǎn)不斷變化。從宏觀到微觀，從理論到實(shí)踐，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，低碳技術(shù)的研究正沿著興起、發(fā)展和創(chuàng)新的道路邁進(jìn)，逐步形成多元化和體系化的特征，所以這一時(shí)期的研究熱點(diǎn)關(guān)注生命周期、碳會(huì)計(jì)、博弈論、碳預(yù)算[4]。

2020年—2021年，此時(shí)正處于低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型階段，將完善碳中和立法融入實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的全過(guò)程，以完備的法律體系為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供法治保障，并借此解決影響“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的深層次矛盾和體制性障礙[5]。要實(shí)現(xiàn)碳中和，必須要進(jìn)行低碳技術(shù)革命，以推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)朝低碳化發(fā)展[6]，該階段的研究核心是合作減排、路徑優(yōu)化、生態(tài)補(bǔ)償、多式聯(lián)運(yùn)。因此，該時(shí)期的研究注重通過(guò)科技創(chuàng)新來(lái)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，堅(jiān)定向綠色、低碳、多能融合方向轉(zhuǎn)型發(fā)展[7]。

3 討論

從整體上看，國(guó)內(nèi)碳排放研究仍有以下問(wèn)題亟待解決。（1）作者和研究機(jī)構(gòu)間的合作與聯(lián)系較少，未能形成廣泛的聯(lián)系，科研合作存在一定的壁壘。（2）我國(guó)碳排放研究的知識(shí)基礎(chǔ)集中在碳排放及影響因素、碳減排路徑、碳交易等領(lǐng)域，并形成了6個(gè)聚類，代表了具體的研究分支：經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放、碳中和的實(shí)現(xiàn)路徑、碳排放的效率、碳稅及定價(jià)、碳排放的測(cè)算、碳排放的協(xié)同效應(yīng)，研究熱點(diǎn)存在較大差異。（3）現(xiàn)有的研究雖較好地指出了低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的問(wèn)題，但研究較為分散不成體系，且較少提出對(duì)策。

針對(duì)以上問(wèn)題，建議做到以下幾點(diǎn)：（1）從研究者角度看，國(guó)內(nèi)研究者之間需要加強(qiáng)合作，打破區(qū)域限制和科研壁壘，形成跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的廣泛合作，圍繞目前亟待解決的問(wèn)題，如基于新發(fā)展理念建立促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)全面實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型[8]，基于“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)全面實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型[9]等內(nèi)容，進(jìn)行交流合作，提出切實(shí)可行的對(duì)策。（2）從研究主題來(lái)看，領(lǐng)域內(nèi)的研究主題較多。（3）從頻次來(lái)看，碳排放、碳減排、碳中和、影響因素、碳交易、低碳經(jīng)濟(jì)、碳稅等出現(xiàn)頻率很高。未來(lái)可以圍繞碳中和、各個(gè)行業(yè)在低碳背景下的轉(zhuǎn)型以及與之相匹配的政策框架等三個(gè)方面展開集中研究，從宏觀分析到解決實(shí)際問(wèn)題的微觀討論著手[10]。例如，通過(guò)分析我國(guó)碳排放變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間的聯(lián)系[11]，從而圍繞國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)與碳排放量的關(guān)系，尋求產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、行業(yè)轉(zhuǎn)型的路徑，使碳排放強(qiáng)度呈逐漸下降的趨勢(shì)[12]。隨著更高目標(biāo)的提出，碳排放研究將更深入全面，向跨行業(yè)、跨國(guó)界合作的方向發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

本文使用CiteSpace可視化文獻(xiàn)分析軟件對(duì)國(guó)內(nèi)碳排放主題研究的發(fā)展概況進(jìn)行了探究，厘清了國(guó)內(nèi)碳排放研究的力量分布和熱點(diǎn)變化，發(fā)現(xiàn)學(xué)者和機(jī)構(gòu)之間應(yīng)加強(qiáng)合作，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放、碳減排路徑、碳市場(chǎng)的發(fā)展、碳排放的影響因素等熱點(diǎn)方向，但在碳排放相關(guān)問(wèn)題上，還有許多尚未解決的理論問(wèn)題與實(shí)踐問(wèn)題，未來(lái)仍有很大的探索空間[13]。本文的研究對(duì)今后碳排放研究的主題選擇和尋找新的研究方向具有借鑒意義。