水庫(kù)碳源效應(yīng)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展對(duì)比
——基于WOS和知網(wǎng)

◇費(fèi)縣水利工程保障中心 彭建梅

為探究水庫(kù)與二氧化碳的研究進(jìn)展，采用文獻(xiàn)計(jì)量的方式，利用WebofScience（WOS）和知網(wǎng)兩大文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，從發(fā)文量整體趨勢(shì)、涉及學(xué)科、研究機(jī)構(gòu)、國(guó)際影響力、研究熱點(diǎn)等方面，對(duì)“水庫(kù)及其碳源效應(yīng)”的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了計(jì)量分析，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行比較分析，研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)水庫(kù)及其碳源效應(yīng)的研究雖逐年遞增，但總量仍然較少，尚未形成集中、統(tǒng)一的研究熱點(diǎn)領(lǐng)域，方向較為分散。我國(guó)科研機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域具有一定的國(guó)際影響力，未來(lái)環(huán)境、氣象、信息、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科交叉需重點(diǎn)關(guān)注。

1 引言

2020年9月22日，中國(guó)在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上正式提出2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)（下文簡(jiǎn)稱“雙碳目標(biāo)”）。自雙碳目標(biāo)提出以來(lái)，國(guó)家在農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、制造業(yè)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域紛紛布局減碳計(jì)劃，學(xué)術(shù)界也響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，在各自的領(lǐng)域開(kāi)展低碳路線制訂的研究工作。在水利領(lǐng)域，“水利碳中和”的概念被頻頻提起[1-2]，2022年的中國(guó)水利學(xué)會(huì)專設(shè)了一場(chǎng)“水利與碳中和”分會(huì)場(chǎng)。在這個(gè)概念下，水庫(kù)作為重要的水利基礎(chǔ)設(shè)施，引起了水利領(lǐng)域?qū)W者專家的廣泛關(guān)注。2021年我國(guó)大中小型各類水庫(kù)總量超過(guò)9.8萬(wàn)座[3]，國(guó)家相關(guān)部門將水庫(kù)的作用定位于防洪、供水、農(nóng)業(yè)灌溉、改善民生以及生態(tài)效益。對(duì)防洪、供水和灌溉的研究一直是水庫(kù)研究中的重點(diǎn)，但在當(dāng)前雙碳目標(biāo)的背景下，一些新的熱點(diǎn)話題逐步涌現(xiàn)。例如，早前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)水庫(kù)是碳匯還是碳源的問(wèn)題就有不同看法[4-5]，最終大多數(shù)人意見(jiàn)趨于統(tǒng)一，認(rèn)為水庫(kù)是碳源而非碳匯[6]。這一重要論斷對(duì)研究人員此后的研究方向及國(guó)家的政策制訂、雙碳路線的制訂都有重大影響。

因我國(guó)水庫(kù)數(shù)量眾多，投資也較大，水庫(kù)和其碳源效應(yīng)是“水利碳中和”的重要研究問(wèn)題，但現(xiàn)有的綜述類文獻(xiàn)仍較為集中在水庫(kù)防洪調(diào)度、大壩加固除險(xiǎn)、大壩安全評(píng)價(jià)等方面[7-9]，尚未有學(xué)者對(duì)水庫(kù)及其碳源效應(yīng)作系統(tǒng)性梳理。為更好地了解這一研究熱點(diǎn)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，本文采用文獻(xiàn)計(jì)量可視化的方式，通過(guò)對(duì)中國(guó)知網(wǎng)和WebofScience（WOS）上的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)與分析，并結(jié)合作者的實(shí)務(wù)工作經(jīng)驗(yàn)，提出針對(duì)性的思考與建議，對(duì)政府政策制訂、研究人員選題、企業(yè)投資決策具有一定的參考價(jià)值。

2 研究方法與數(shù)據(jù)

本文所采用的方法為文獻(xiàn)計(jì)量與對(duì)比分析[10]。文獻(xiàn)計(jì)量是采集某個(gè)領(lǐng)域所有文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)特征，然后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)手段評(píng)價(jià)該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀并預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)；對(duì)比分析是將兩個(gè)或兩個(gè)以上相關(guān)的主體進(jìn)行橫向、縱向或綜合的對(duì)比，以探究不同主體之間的異同。

本文所用的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)均來(lái)源于中國(guó)知網(wǎng)和WOS兩大權(quán)威文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，前者是國(guó)內(nèi)最大、最權(quán)威的中文期刊數(shù)據(jù)庫(kù)，后者則是全球使用人數(shù)最多、收錄最廣的國(guó)際權(quán)威期刊數(shù)據(jù)庫(kù)，兩者的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)具有極強(qiáng)的代表性，最適用于作文獻(xiàn)計(jì)量分析。在檢索過(guò)程中，作者在兩大數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定主題為“‘水庫(kù)’和‘二氧化碳’”，對(duì)應(yīng)的英文為“'damreservoir'AND'carbon dioxide'”?！癆ND”表示主題中同時(shí)含有“水庫(kù)”和“二氧化碳”。經(jīng)過(guò)檢索和剔除不符合調(diào)查范圍的文獻(xiàn)，最終在知網(wǎng)得到中文論文112篇，在WOS得到外文論文145篇。因本文將所得到的文獻(xiàn)全部用于計(jì)量分析，除特別提及的文獻(xiàn)，其他文獻(xiàn)不再于參考文獻(xiàn)中列出。

3 文獻(xiàn)計(jì)量分析

3.1 整體趨勢(shì)分析

分析整體發(fā)文數(shù)量可以大體估計(jì)該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展勢(shì)頭，也反映了這一領(lǐng)域知識(shí)量的變化趨勢(shì)。本文檢索了知網(wǎng)和WOS上收錄的公開(kāi)發(fā)表的有關(guān)大壩水庫(kù)與二氧化碳的文獻(xiàn)，圖1呈現(xiàn)了2008-2021年近15年上述文獻(xiàn)的發(fā)表情況及趨勢(shì)。由圖可知，國(guó)內(nèi)外研究大壩水庫(kù)與二氧化碳的論文數(shù)量呈波上升趨勢(shì)。其中，2008-2009年WOS上沒(méi)有相關(guān)文獻(xiàn)的收錄，而知網(wǎng)在這一時(shí)期有7篇，表明國(guó)內(nèi)針對(duì)大壩水庫(kù)與二氧化碳的研究早于國(guó)外。國(guó)際上對(duì)該領(lǐng)域的研究雖起步較晚，但從2013年開(kāi)始國(guó)際發(fā)文數(shù)量逐漸多于國(guó)內(nèi)，并呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在2018年，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的論文數(shù)量達(dá)到頂峰，此后近三年略有減少。

圖1 相關(guān)主題下知網(wǎng)與WOS發(fā)文數(shù)量比較

總體來(lái)看，學(xué)界對(duì)這一問(wèn)題的關(guān)注起步較晚，15年來(lái)有所發(fā)展但研究力度仍不夠大。

3.2 涉及學(xué)科分析

分析文獻(xiàn)涉及的相關(guān)學(xué)科有助于發(fā)現(xiàn)哪些學(xué)科對(duì)本文所討論的領(lǐng)域研究最為深入，一方面可以挖掘自己所在學(xué)科與之相關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題，另一方面可以探索利用交叉學(xué)科來(lái)研究該問(wèn)題。本文將WOS和知網(wǎng)論文的學(xué)科分布可視化，見(jiàn)圖2（a）和圖2（b），WOS和知網(wǎng)對(duì)學(xué)科分類的表述略有差異，但不影響本文的最終結(jié)論?？傮w來(lái)看，WOS和知網(wǎng)在該領(lǐng)域的論文分布學(xué)科較為相近，主要集中在環(huán)境科學(xué)、地球科學(xué)、氣象學(xué)、環(huán)境資源等學(xué)科。而兩者也具有明顯差異，WOS中水庫(kù)二氧化碳文獻(xiàn)在“生態(tài)學(xué)”、“湖泊學(xué)”有較多關(guān)注，而知網(wǎng)中的文獻(xiàn)則在“水利水電工程”有所側(cè)重，這說(shuō)明國(guó)際和國(guó)內(nèi)研究人員在“環(huán)境科學(xué)與資源”之后所關(guān)注的次重點(diǎn)是不同的，前者側(cè)重于從水庫(kù)生態(tài)、湖泊等角度探討碳源效應(yīng)，后者則考慮水庫(kù)大壩工程對(duì)碳的影響，這符合我國(guó)興建水利工程的特點(diǎn)。

圖2 （b）知網(wǎng)文獻(xiàn)學(xué)科分布

圖2 （a）WOS文獻(xiàn)學(xué)科分布

3.3 研究機(jī)構(gòu)分析

分析文章署名單位有助于了解國(guó)內(nèi)外對(duì)水庫(kù)二氧化碳研究的領(lǐng)軍科研隊(duì)伍，這對(duì)開(kāi)展國(guó)際合作與交流、把握研究方向具有借鑒意義。圖3將WOS和知網(wǎng)在1950年至今的水庫(kù)二氧化碳相關(guān)文獻(xiàn)機(jī)構(gòu)發(fā)文量作一統(tǒng)計(jì)。圖3（a）呈現(xiàn)了WOS收錄的國(guó)際范圍內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)的研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量，從中可以看出中國(guó)科學(xué)院以31篇遙遙領(lǐng)先其他研究機(jī)構(gòu)，對(duì)這一研究問(wèn)題發(fā)文量較多的機(jī)構(gòu)集中在中國(guó)、法國(guó)和巴西；圖3（b）呈現(xiàn)了國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)在知網(wǎng)發(fā)表的相關(guān)中文文獻(xiàn)，上海大學(xué)、重慶大學(xué)以13篇并列第一，三峽集團(tuán)是唯一的企業(yè)單位，位列第二。從全球范圍看，無(wú)論國(guó)際國(guó)外，對(duì)水庫(kù)二氧化碳的研究工作主要集中在高校和研究院所，其中上海大學(xué)在國(guó)際國(guó)內(nèi)發(fā)文量表現(xiàn)亮眼。

圖3 （b）知網(wǎng)文獻(xiàn)學(xué)科分布

圖3 （a）WOS文獻(xiàn)學(xué)科分布

同時(shí)，本文將發(fā)文機(jī)構(gòu)之間的合作關(guān)系以所在國(guó)家為主題進(jìn)行可視化，其中色彩面積表示發(fā)文量，線條表示不同國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)合作署名。圖4可以看出中國(guó)、巴西、美國(guó)、法國(guó)、澳大利亞在該領(lǐng)域發(fā)文最多，有趣的是我國(guó)與這幾個(gè)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)在水庫(kù)二氧化碳這一研究問(wèn)題上合作并不緊密，與意大利、印度、新西蘭、瑞士等國(guó)家有過(guò)相關(guān)合作。

圖4 知網(wǎng)文獻(xiàn)學(xué)科分布

圖5 相關(guān)文獻(xiàn)的歷年關(guān)鍵詞數(shù)量變化

3.4 機(jī)構(gòu)和作者國(guó)際影響力分析

本文將WOS所有期刊進(jìn)一步篩選，保留WOS核心刊物，根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)量和被引用次數(shù)分析研究機(jī)構(gòu)和研究人員在國(guó)際的影響力，以把握我國(guó)在水庫(kù)二氧化碳研究中的國(guó)際地位。

表1和表2是機(jī)構(gòu)被引用表和作者被引用表，分別以“總被引次數(shù)”和“文章總數(shù)”排序。從表中可以看出，在水庫(kù)二氧化碳這一研究問(wèn)題上，中國(guó)科學(xué)院仍是全國(guó)乃至世界范圍內(nèi)的科研主力軍，前五名中法國(guó)和巴西各有2所大學(xué)；在所有文章的作者中，前五名僅有一位中國(guó)學(xué)者，為上海大學(xué)汪福順教授，這也是3.3中上海大學(xué)亮眼表現(xiàn)的一個(gè)體現(xiàn)。總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)科研機(jī)構(gòu)和研究人員在國(guó)際中的影響力可圈可點(diǎn)，有望打造國(guó)際型領(lǐng)軍人才。

表1 發(fā)文機(jī)構(gòu)被引信息表

表2 發(fā)文作者被引信息表

3.5 期刊與研究熱點(diǎn)分析

表3中按“總被引用次數(shù)”排序列出了刊發(fā)水庫(kù)二氧化碳相關(guān)文獻(xiàn)的核心期刊，這些期刊集中于環(huán)境科學(xué)、地球科學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科，未有信息科學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理類的期刊。其實(shí)，當(dāng)前生態(tài)補(bǔ)償、碳市場(chǎng)建設(shè)、智慧基建、人工智能+等已滲透各個(gè)研究領(lǐng)域，未來(lái)可在水庫(kù)二氧化碳研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合上述領(lǐng)域進(jìn)行交叉應(yīng)用，以將科學(xué)研究轉(zhuǎn)化為實(shí)踐成果。

表3 刊發(fā)相關(guān)文獻(xiàn)的SCI期刊

從所有WOS核心期刊文獻(xiàn)的歷年關(guān)鍵詞數(shù)量變化統(tǒng)計(jì)圖中可以看出，多年來(lái)在水庫(kù)二氧化碳的研究上并未固定住某一個(gè)或某幾個(gè)研究重點(diǎn)，研究方向較為分散，極具研究潛力。

4 結(jié)論與啟示

利用WOS和知網(wǎng)兩大文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，本文從發(fā)文量整體趨勢(shì)、涉及學(xué)科、研究機(jī)構(gòu)、國(guó)際影響力、研究熱點(diǎn)等方面，對(duì)“水庫(kù)及其碳源效應(yīng)”的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了計(jì)量分析。通過(guò)以上分析，本文得到以下結(jié)論：第一，對(duì)水庫(kù)及其碳源效應(yīng)的研究雖逐年遞增，但總量仍然較少，多數(shù)圍繞“水庫(kù)建設(shè)及其碳排放”的主題進(jìn)行，對(duì)其影響程度、影響路徑、減排機(jī)制的研究幾乎為空白；第二，得益于水庫(kù)大壩工程量大、數(shù)量多，我國(guó)研究機(jī)構(gòu)與研究人員在該方面的研究在國(guó)際上屬于較為領(lǐng)先的地步，國(guó)際學(xué)術(shù)影響力較大，但研究主力主要在個(gè)別單位和研究者；第三，目前對(duì)水庫(kù)二氧化碳的研究仍局限在環(huán)境科學(xué)、氣象學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科，環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、信息科學(xué)、管理學(xué)等未能與之形成交叉，現(xiàn)有研究的可實(shí)踐性有待探討；第四，現(xiàn)有的該領(lǐng)域所有研究工作尚沒(méi)有形成統(tǒng)一、集中的研究熱點(diǎn)，研究方向較為分散，亟待研究人員在某些重點(diǎn)問(wèn)題上進(jìn)行系統(tǒng)化研究。

我國(guó)中小水庫(kù)數(shù)量繁多，是水利行業(yè)碳中和路徑設(shè)計(jì)不可忽視的部分，未來(lái)在水庫(kù)碳源效應(yīng)的研究中也必將發(fā)揮重要作用。對(duì)此，結(jié)合實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，本文提出以下建議：第一，在大型水電站試點(diǎn)建立碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，收集水庫(kù)及周邊土壤、植被的碳信息，為將來(lái)精準(zhǔn)碳源或碳匯核算作支撐；第二，為全國(guó)中小水庫(kù)提供碳監(jiān)測(cè)設(shè)備，作為水利行業(yè)碳中和路徑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施，但限于人才與設(shè)備條件，可建立集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析中心，或?qū)?shù)據(jù)直接提供給對(duì)接科研單位，中小水電站只負(fù)責(zé)維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；第三，積極開(kāi)展水利與其他學(xué)科的交叉研究，吸收或培養(yǎng)更多的碳中和型人才進(jìn)入水利行業(yè)，為水利行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和進(jìn)行人才儲(chǔ)備。