可持續(xù)設計研究趨勢的可視化分析

孫波，金燕，馬寧

【工業(yè)設計】

可持續(xù)設計研究趨勢的可視化分析

孫波，金燕，馬寧*

（青島理工大學，山東 青島 266520）

對可持續(xù)設計的研究現(xiàn)狀進行可視化分析，從文獻產(chǎn)出分布、研究熱點等角度掌握研究進展，形成研究趨勢結(jié)論。主要采用文獻計量學方法，從國內(nèi)CNKI數(shù)據(jù)庫和國外Web of Science 核心合集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)，通過有條件篩選得出有效結(jié)果，使用VOSviewer和Citespace可視化軟件進行分析，分析內(nèi)容是可持續(xù)設計相關(guān)的文獻發(fā)文量、高被引文獻、熱點文獻、關(guān)鍵詞、相關(guān)學科領(lǐng)域分布等?？沙掷m(xù)設計在國內(nèi)外的發(fā)文量總體呈上升趨勢；相關(guān)研究的合作方式主要體現(xiàn)為地理區(qū)域內(nèi)的密切合作；學科交叉和學科合作現(xiàn)象不僅體現(xiàn)在強相關(guān)的環(huán)境學、工程技術(shù)學、設計學等領(lǐng)域，也體現(xiàn)在管理學、化工、材料、經(jīng)濟等領(lǐng)域；國內(nèi)外關(guān)鍵詞的聚類總結(jié)可劃分為可持續(xù)性理論和方法、可持續(xù)設計的對象和實踐問題、可持續(xù)設計的效能分析、可持續(xù)設計的策略和管理以及實現(xiàn)可持續(xù)的相關(guān)材料技術(shù)方法等五類聚合。當前可持續(xù)設計研究產(chǎn)出了眾多方法、理論和實踐成果，與多種學科的交流構(gòu)成了可持續(xù)設計的主要框架；今后可持續(xù)設計研究會從更加廣泛、深入的層面開展相關(guān)研究與實踐工作，設計范圍和設計所要思考的內(nèi)容將不斷擴大，從更高更系統(tǒng)的角度實現(xiàn)可持續(xù)設計，這需要多種行業(yè)的投入和大眾的廣泛參與。

可持續(xù)設計；Citespac；VOSviewer；知識圖譜

“可持續(xù)設計”是設計界對人類發(fā)展與環(huán)境問題之間關(guān)系的思考和實踐過程，源于可持續(xù)發(fā)展理論[1]?？沙掷m(xù)設計具體表現(xiàn)為一種構(gòu)建以及開發(fā)可持續(xù)解決方案的策略設計活動[2]。凡是遵循可持續(xù)發(fā)展理念的設計活動、設計研究和各領(lǐng)域的設計實踐，都屬于“可持續(xù)設計”范疇?？沙掷m(xù)設計理念具有廣泛性，重點在于設計的策略和方向。學者、設計師和其他團體在研究活動中不斷挖掘可持續(xù)設計相關(guān)理論、并進行實踐研究，使可持續(xù)設計得到了進一步發(fā)展?？沙掷m(xù)設計成果的大量涌現(xiàn)提升了可持續(xù)設計研究的重要性，基于此，文章分別選用CNKI和Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫作為資料來源進行分析。通過梳理國內(nèi)外可持續(xù)設計相關(guān)文獻，生成知識圖譜，形成可視化表達，以對可持續(xù)設計的研究進展和前沿趨勢形成清晰的認知，探討可持續(xù)設計未來發(fā)展方向，為該領(lǐng)域提供相對清晰的研究參考。

1 研究設計

1.1 研究方法和工具

本研在究采用知識圖譜與文獻計量學相結(jié)合的方法。知識圖譜是由陳超美等研發(fā)推廣的一種可視化分析方法[3]。文獻計量是通過整合樣本文獻，找出其中的重點信息和相關(guān)規(guī)律的一種研究方法[4]。運用文獻計量學分析某一學科或領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并通過知識圖譜等可視化手段進行展示，已經(jīng)成為總結(jié)性研究的重要方法。

本文對可持續(xù)設計研究進行分析的過程中使用了兩種分析工具。第一種是VOSviewer文獻計量工具，這是于2009年由荷蘭萊頓大學科技研究中心Van等[5]基于相似性算法研發(fā)的可視化工具。第二種是由美國德雷克大學陳超美研發(fā)的Citespace，它可以將科學知識的結(jié)構(gòu)和分布等情況以可視化的手段呈現(xiàn)[6-9]。Citespace和VOSviewer可以從選定文獻中提取關(guān)鍵信息，構(gòu)建要素共現(xiàn)網(wǎng)絡，進而生成知識圖譜。這兩款軟件在制作可視化知識圖譜時，首先整理和分析文獻中的關(guān)鍵要素信息，其次利用內(nèi)置算法進行計算，最終呈現(xiàn)出分析結(jié)果。

1.2 數(shù)據(jù)選擇

本研究分別選取國內(nèi)外權(quán)威的CNKI數(shù)據(jù)庫和WOS數(shù)據(jù)庫核心合集作為數(shù)據(jù)樣本，以確保本研究的數(shù)據(jù)來源具有可信度和研究價值。中文數(shù)據(jù)庫檢索選擇“主題”為“可持續(xù)設計”“可持續(xù)性設計”“可持續(xù)的設計”或“設計的可持續(xù)性”；英文數(shù)據(jù)庫檢索選擇“主題”是“sustainable design”“design for sustainability”“design with sustainability”“sustaina-bility of design”進行檢索，時間范圍設置為全年份。其中CNKI數(shù)據(jù)庫選擇其中的“學術(shù)期刊”“學位論文”“會議”“標準”“圖書”“學術(shù)輯刊”等子數(shù)據(jù)庫；WOS數(shù)據(jù)庫核心合集選擇其中的“article”“review article”“early access”“proceeding paper”“book chapters”“meeting abstract”等子數(shù)據(jù)庫。排查檢索結(jié)果并整理樣本，刪除不相關(guān)數(shù)據(jù)，得出13 836篇國內(nèi)可持續(xù)設計有效文獻；68 962篇國外可持續(xù)設計有效文獻，其中被WOS標志為高被引文獻的有1 635篇。隨后以純文本格式導出有效文獻的全部記錄信息（題目、作者、摘要、關(guān)鍵詞、出版年份等）以及相關(guān)參考文獻信息，使用上述兩種文獻分析工具進行數(shù)據(jù)分析，制作可持續(xù)設計的知識圖譜，并進行可視化處理。

2 可持續(xù)設計研究進展

2.1 文獻產(chǎn)出的特點

文獻年度產(chǎn)出數(shù)量作為基本參數(shù)，能直觀反映學科領(lǐng)域的研究密度、成果取得及研究人員對該方向的關(guān)注程度，從而推測該領(lǐng)域在人類科學研究中的重要性。可持續(xù)設計并非新興領(lǐng)域，考慮到研究的時效性，本研究選擇近十五年的文獻產(chǎn)出進行分析。圖1為近十五年（2023年未足一年沒有記入數(shù)據(jù)）可持續(xù)設計國外WOS發(fā)文量折線圖。整體呈增加趨勢，2021年之前增速逐年增加，到2022年增速降低，由此可知，國外可持續(xù)設計領(lǐng)域在近十五年受到較多的關(guān)注；發(fā)文量的增加表明該領(lǐng)域仍處于發(fā)展過程中，近年依然是研究熱點。圖2為CNKI可持續(xù)設計相關(guān)文獻發(fā)文量統(tǒng)計圖，總體呈上升趨勢，并于2019年達到頂峰，而近三年發(fā)文量逐年降低。為分析近三年發(fā)文量減少的原因，對可持續(xù)設計所屬的設計學科總發(fā)文量進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)自2020年起國內(nèi)設計類文獻發(fā)文總量呈減少趨勢，此趨勢在一定程度上說明了可持續(xù)設計近三年發(fā)文量逐年降低的原因。綜合考慮十五年發(fā)文趨勢以及近三年雖然降低但發(fā)文量仍然較高，可以判斷國內(nèi)研究人員對可持續(xù)設計的重視程度呈增加趨勢，但發(fā)文量統(tǒng)計圖的多次轉(zhuǎn)折，反映出國內(nèi)可持續(xù)設計研究發(fā)展的不平穩(wěn)。國內(nèi)外在可持續(xù)設計領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量的顯著差距也揭示了國內(nèi)在該領(lǐng)域研究的不足與潛力。

圖1 國外可持續(xù)設計領(lǐng)域近十五年發(fā)文量統(tǒng)計圖

圖2 國內(nèi)可持續(xù)設計領(lǐng)域近十五年發(fā)文量統(tǒng)計圖

2.2 學科領(lǐng)域和發(fā)文期刊分布情況

對國外可持續(xù)設計學科領(lǐng)域的68 962篇文獻進行分析，其中共有203個WOS分類學科與可持續(xù)設計相關(guān)。為過濾相關(guān)度較低的學科，篩選條件設為單一學科領(lǐng)域內(nèi)發(fā)文量最少40篇，得出161個學科領(lǐng)域。其中發(fā)文量排名前五的學科分別為“環(huán)境科學”（Environmental Sciences），文獻數(shù)17 804篇；“綠色可持續(xù)科技”（Green Sustainable Science Technology），文獻數(shù)14 202篇；“能源燃料學”（Energy Fuels），文獻數(shù)8 208篇；“環(huán)境學”（Environmental Studies），文獻數(shù)7 673篇；“多學科交叉材料科學”（Materials Science Multidisciplinary），文獻數(shù)6 048篇。這種跨學科交叉的現(xiàn)象說明可持續(xù)設計為這203個學科領(lǐng)域帶來了新的研究角度，開拓了新的研究思路。可持續(xù)設計作為一種跨學科的設計理念，在環(huán)境、能源、材料等多個領(lǐng)域都有較深入的研究應用。

國內(nèi)可持續(xù)設計文獻的學科領(lǐng)域分布與國外有顯著不同，這可能是由于WOS與CNKI學科領(lǐng)域的劃分不同[10]或國內(nèi)外可持續(xù)設計研究的主要方向不同。通過CNKI數(shù)據(jù)庫分析，篩選條件同樣為學科領(lǐng)域內(nèi)發(fā)文量超過40篇，得出國內(nèi)學科領(lǐng)域36個，其中文獻數(shù)量排行前五的學科分別為建筑科學與工程，記錄數(shù)7 795，占比56.34%；工業(yè)通用技術(shù)及設備，記錄數(shù)1 161，占比8.39%；美術(shù)書法雕塑與攝影，記錄數(shù)843，占比6.09%；輕工業(yè)手工業(yè)，記錄數(shù)769，占比5.56%；工業(yè)經(jīng)濟，記錄數(shù)546，占比3.95%。國內(nèi)學科分布在呈現(xiàn)多學科交叉現(xiàn)象的同時，研究主要側(cè)重建筑和工業(yè)領(lǐng)域，在針對藝術(shù)領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)方式和管理變革所引發(fā)的經(jīng)濟問題方面也有一定程度的研究。

綜合分析國內(nèi)外可持續(xù)設計文獻所屬的學科領(lǐng)域可以發(fā)現(xiàn)明顯的不同。國外對可持續(xù)設計的研究主要從可持續(xù)本身出發(fā)，關(guān)注與之密切相關(guān)的環(huán)境問題，對其有重大影響的基礎(chǔ)能源和影響可持續(xù)發(fā)展的科學技術(shù)、材料等方面。研究重點在于實現(xiàn)可持續(xù)設計的基礎(chǔ)科技儲備（材料、技術(shù)）和環(huán)境，采用系統(tǒng)化的可持續(xù)流程對可持續(xù)設計進行探討。而國內(nèi)的可持續(xù)設計研究則注重于在建筑工程、輕工業(yè)手工業(yè)設計和藝術(shù)呈現(xiàn)方面進行具體的研究實踐，相比國外研究而言與“設計”的聯(lián)系性更強。

通過分析文獻的參考文獻引用關(guān)系可以掌握可持續(xù)設計研究在文獻地圖上的分布情況，其中最有效的方式是分析文獻共同引用。使用Citespace對國外可持續(xù)設計高被引文獻進行篩選處理，其中引用量最高的前五篇見表1。可以較清晰地發(fā)現(xiàn)，高被引文獻與“設計”的相關(guān)性較低，主要研究用于可持續(xù)設計的材料、技術(shù)。引用最高的文獻闡述了一種可用于可持續(xù)設計的清潔能源轉(zhuǎn)化方式——電催化的使用理論和性能合理化手段[11]。其次是介紹材料計劃的文獻，它可以加速先進材料的發(fā)現(xiàn)，這對可持續(xù)設計中使用的能源和基礎(chǔ)材料有重大意義[12]。以技術(shù)和材料研究為代表的高被引文獻既符合上文學科分類中國外可持續(xù)設計關(guān)注環(huán)境、能源、材料的結(jié)論；也闡明對設計而言，設計所使用的基礎(chǔ)材料、技術(shù)研究的重要性。

表1 可持續(xù)設計領(lǐng)域高被引文獻（前5名）

Tab.1 Highly cited literature in the field of sustainable design (top 5)

表2 可持續(xù)設計領(lǐng)域熱點文獻（前5名）

Tab.2 Hotspot literature in the field of sustainable design (top 5)

高被引文獻體現(xiàn)了其在可持續(xù)設計領(lǐng)域的總結(jié)、指示和支撐作用，而熱點文獻則可以呈現(xiàn)當前可持續(xù)設計研究的關(guān)注點?？沙掷m(xù)設計領(lǐng)域熱點文獻見表2，通過熱點文獻可知，當前可持續(xù)設計的熱點文獻主要由可持續(xù)設計相關(guān)技術(shù)、當前熱點事件（COVID-19）引發(fā)的相關(guān)設計思考、可持續(xù)設計使用的材料三方面組成。

對可持續(xù)設計領(lǐng)域使用Vosviewer分析文獻所屬期刊共被引關(guān)系得到圖3。如圖3所示，基于國外可持續(xù)設計領(lǐng)域高被引的1 635篇文獻，進行參考文獻所屬期刊關(guān)聯(lián)分析，測度文獻的相似性。期刊的重要性通過代表它的節(jié)點的大小呈現(xiàn)，顏色代表不同期刊種類，其中右側(cè)綠色部分是運籌學、管理科學和數(shù)學類期刊；中間淺藍色部分是環(huán)境科學與生態(tài)學相關(guān)期刊；紫色部分是材料、化工類期刊，黃色部分是能源與燃料、土木和建筑類期刊；右側(cè)深藍色部分是化學綜合、綠色可持續(xù)發(fā)展技術(shù)類期刊；深紅色部分是工程科學和與之相關(guān)的農(nóng)業(yè)、環(huán)境等多種綜合類期刊。由期刊之間連線所代表的引文關(guān)系可知，國外可持續(xù)設計研究方向較為廣泛，涉及的學科跨度較大。綜合高被引文獻和熱點文獻分析可知，國外可持續(xù)設計研究主要體現(xiàn)在注重基礎(chǔ)學科、關(guān)注可持續(xù)設計的支撐材料及技術(shù)、綜合多種學科的知識系統(tǒng)化實現(xiàn)可持續(xù)目標等方面。

圖3 可持續(xù)設計相關(guān)發(fā)文期刊共被引分析圖

國內(nèi)可持續(xù)設計文獻的發(fā)布情況與國外不同，其中2 866篇為學位論文，期刊主要為《設計》（228篇）、《山西建筑》（193篇）、《包裝工程》（191篇）、《大眾文藝》（139篇）、《建材與裝飾》（134篇）等，文獻分布廣泛，但基本屬于設計、建筑、藝術(shù)等領(lǐng)域和近似領(lǐng)域，因此不進行期刊所屬領(lǐng)域的分析，對文獻本身進行學科領(lǐng)域分析。

表3為國內(nèi)CNKI可持續(xù)設計文獻所屬學科前五名，與國外可持續(xù)設計研究同樣關(guān)注可持續(xù)設計相關(guān)的技術(shù)和設備，但更多是從直接的應用出發(fā)，在建筑、工業(yè)、藝術(shù)表現(xiàn)等領(lǐng)域研究和實踐可持續(xù)設計。同時國內(nèi)還比較關(guān)注可持續(xù)設計的經(jīng)濟影響，這與國外有較大差別。從相關(guān)學科的研究數(shù)量上看，國內(nèi)可持續(xù)領(lǐng)域的主要研究集中于建筑科學和工程，這與我國相關(guān)政策和指導有關(guān)；其次是工業(yè)、藝術(shù)設計表現(xiàn)，與國外相比我國的可持續(xù)設計側(cè)重于“使用”和“設計”的過程。

表3 國內(nèi)可持續(xù)設計文獻所屬學科領(lǐng)域（前5名）

Tab.3 Disciplines to which Chinese sustainable design literature belongs (top 5)

表4 可持續(xù)設計主題高被引文獻（前5名）

Tab.4 Highly cited literature in the field of sustainable design (top 5)

表4為CNKI數(shù)據(jù)庫中主題為可持續(xù)設計的文獻被引量前五名，與學科領(lǐng)域分析相對應，主要體現(xiàn)為對“設計”的研究，分別從可持續(xù)設計的理論總結(jié)、設計對象、設計應用、設計方法等角度進行研究。其中劉新的文章是國內(nèi)可持續(xù)設計研究分析的重要依據(jù)，對國內(nèi)可持續(xù)設計研究有一定影響。季鐵[13]認為設計更重要的是推動社會經(jīng)濟和社會創(chuàng)新，而不是僅滿足產(chǎn)業(yè)升級和商業(yè)創(chuàng)新的需求。盧圣[14]和徐析[15]則分別從居住區(qū)園林和生態(tài)觀光農(nóng)業(yè)園兩個對象的角度對可持續(xù)設計進行研究。張群則從景觀文化出發(fā)，探討其進行可持續(xù)設計的可能性[16]。

2.3 可持續(xù)設計的研究機構(gòu)、國家及合作關(guān)系

隨著自然環(huán)境和資源問題不斷出現(xiàn)，越來越多的國際研究機構(gòu)和國家意識到了可持續(xù)設計的重要性[17]。表5統(tǒng)計出研究可持續(xù)設計的機構(gòu)發(fā)文量，結(jié)果顯示中、法兩國較為突出，其次為印度。進一步對國家發(fā)文量進行整理得到表6（中國文獻僅統(tǒng)計在國際上發(fā)表的），并對國家合作關(guān)系進行分析得到圖4。

由國家和合作機構(gòu)發(fā)文量排名可知，高校和研究機構(gòu)聯(lián)盟、系統(tǒng)及高校本身是可持續(xù)設計最主要的研究基地。據(jù)表5、表6可知，文獻發(fā)表量位于前列的院校和機構(gòu)主要來自位于亞洲的中國、印度及位于北美、歐洲的發(fā)達國家。從國家發(fā)文量來看，中國在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的文獻產(chǎn)量遠高于其他國家，以13 166篇的相關(guān)文獻數(shù)量處于可持續(xù)設計研究領(lǐng)域前沿，其中高被引文獻697篇；緊隨其后的是美國，其中高被引文獻400篇，高被引文獻比例低于中國；英國位居第三，高被引文獻179篇；澳大利亞雖然發(fā)文總量低于印度但其高被引文獻176篇，超過了印度的121篇。綜合分析可知，除少數(shù)的發(fā)展中國家如中國、印度外，在可持續(xù)設計研究這一領(lǐng)域，發(fā)達國家占據(jù)主導地位。

表5 可持續(xù)設計研究機構(gòu)（發(fā)文量前10名）

Tab.5 Sustainable design research institutions (top 10 in terms of the number of publications)

表6 可持續(xù)設計研究國家（發(fā)文量前5名）

Tab.6 Sustainable design research countries (top 5 in terms of the number of publications)

圖4 國家分布和合作關(guān)系圖

圖4所呈現(xiàn)的國家共現(xiàn)網(wǎng)絡可以在一定程度上反映國家間的合作關(guān)系，國家間的連線強度對應相關(guān)國家在可持續(xù)設計研究中的合作密切程度。從圖4中的線條可以明顯看出，歐美發(fā)達國家在可持續(xù)設計領(lǐng)域合作最為密切；從連線密度分析發(fā)現(xiàn)，地理區(qū)域相近的國家合作相對更多。而國內(nèi)的可持續(xù)設計研究則主要基于大學和研究機構(gòu)進行相關(guān)課題研究，國際合作密度相對于本身發(fā)文量而言較低。

2.4 可持續(xù)設計研究熱點和趨勢分析

分別對國內(nèi)外高被引文獻數(shù)據(jù)樣本（國內(nèi)選擇被引量排序前2 000篇，國外選擇WOS標注為高被引的1 635篇）使用VOSviewer進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，篩選條件設定為“共現(xiàn)次數(shù)大于等于十次”，得到滿足設定的250個國外樣本關(guān)鍵詞和99個國內(nèi)樣本關(guān)鍵詞，國外和國內(nèi)樣本中共現(xiàn)頻率較高的關(guān)鍵詞分別見表7、表8。進一步對關(guān)鍵詞信息聚類分析整理可以得到關(guān)鍵詞聚類圖5、圖6，通過關(guān)鍵詞聚類圖可以對可持續(xù)設計研究的進展有整體性的把握。

表7 國外可持續(xù)設計部分高頻關(guān)鍵詞

Tab.7 High frequency key words in foreign sustainable design

表8 國內(nèi)可持續(xù)設計部分高頻關(guān)鍵詞

Tab.8 High frequency key words in Chinese sustainable design

圖5 國外可持續(xù)設計相關(guān)文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖

圖6 國內(nèi)可持續(xù)設計相關(guān)文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖

對關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜的解讀能夠有效把握可持續(xù)設計研究的主題，結(jié)合時序疊加圖可以分析研究趨勢從而估測未來研究方向[18]。由圖5所見，國外關(guān)鍵詞大致形成了5種聚類，分別為：聚類1（紅色）可持續(xù)相關(guān)的材料和技術(shù)；聚類2（藍色）可持續(xù)對應的能源、效率；聚類3（紫色）可持續(xù)相關(guān)的建筑；聚類4（黃色）可持續(xù)設計對社會和環(huán)境的影響；聚類5（綠色）可持續(xù)的設計和相關(guān)的管理、策略。目前可持續(xù)設計的研究主要從可持續(xù)性本身和可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)部分出發(fā)，在設計領(lǐng)域、生產(chǎn)和工業(yè)效能、環(huán)境和社會管理領(lǐng)域、具體的目標優(yōu)化和設計方法等方面進行深度研究。結(jié)合學科領(lǐng)域的分析可知，國外相關(guān)研究是在材料、環(huán)境、技術(shù)的基礎(chǔ)上以可持續(xù)為目標進行的，考慮設計、效能和管理，采用整體性進行可持續(xù)性設計研究的形式。國內(nèi)可持續(xù)設計關(guān)鍵詞見圖6，主要分為聚類1（紫色）景觀設計和管理、指標、評價；聚類2（橘黃）從“人”角度出發(fā)的人居環(huán)境和城市設計；聚類3（金黃）從生態(tài)角度出發(fā)的城市和居住區(qū)規(guī)劃；聚類4（紅色）可持續(xù)的原則和策略；聚類5（綠色）可持續(xù)設計的建筑應用；聚類6（深藍）可持續(xù)設計的理論和方法；聚類7（淺藍）工業(yè)、產(chǎn)品和服務的可持續(xù)設計；聚類8（綠色）可持續(xù)的制度設計。這八個聚類本質(zhì)上都從設計出發(fā)，分別從理論、對象、體系、實踐四個大角度進行相關(guān)研究，其中對象這一角度的兩大模塊是建筑、景觀和城市等區(qū)域性設計及產(chǎn)品、服務等系統(tǒng)性設計，國內(nèi)可持續(xù)設計研究重點在于“設計”這一維度。

僅從關(guān)鍵詞聚類圖中無法了解研究熱點和研究方向隨時間的變化，因此分別對國內(nèi)外關(guān)鍵詞進行時間分析，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)時序疊加圖，如圖7、圖8。由圖7時序圖可知，當前國外可持續(xù)設計研究趨勢，節(jié)點顏色代表時間，綜合分析十五年內(nèi)文獻關(guān)鍵詞變化后，選擇關(guān)鍵詞信息發(fā)生明顯變化的2017年到2020年時間段作為數(shù)據(jù)樣本時間，從2017年的深藍色向綠色再到2020年的淺黃色漸變。如圖7所示，主要位于左上方和右下方的淺綠色和黃色部分是近期的熱點關(guān)鍵詞，主要有閉環(huán)供應鏈、彈性（調(diào)控）、編程、穩(wěn)定、析氫反應、干擾性、混合整型、鼓舞（鼓動）等詞匯?？梢耘袛鄧饪沙掷m(xù)設計主要向彈性化的整體調(diào)控，清潔能源、材料制備和可持續(xù)相關(guān)的干擾因素等方面進行研究，具體體現(xiàn)在設計材料和過程的整體性；編程化和信息化的可持續(xù)設計；設計呈現(xiàn)對人心理和精神的影響；全生命周期和閉環(huán)式的可持續(xù)工業(yè)生態(tài)鏈條等方向。

國內(nèi)關(guān)鍵詞變化較大的時間段為2006年到2014年。如圖8所示，國內(nèi)可持續(xù)設計研究趨勢與國外大致相同，但其特點是可持續(xù)研究逐漸從傳統(tǒng)工業(yè)、建筑等領(lǐng)域轉(zhuǎn)向文化、服務等領(lǐng)域，強調(diào)可持續(xù)對人以及社會層面的精神文化影響；同時出現(xiàn)了較多涉及具體方向的詞匯，如雙層設計、海綿城市、服務系統(tǒng)、美麗鄉(xiāng)村、生產(chǎn)性景觀和兒童家具等，設計更加具體化，關(guān)注實際問題。綜合分析國內(nèi)可持續(xù)設計的關(guān)鍵詞，其中與建筑和工業(yè)產(chǎn)品等設計對象直接相關(guān)的關(guān)鍵詞大量涌現(xiàn)，這與我國堅持綠色發(fā)展觀和實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略密切相關(guān)。

通過VOSviewer制作國內(nèi)外熱點密度視圖（圖9、10）以詳細分析可持續(xù)設計的熱點。其中，明亮的黃綠色代表相關(guān)研究和出現(xiàn)次數(shù)較多，邊緣的深藍色則代表研究和出現(xiàn)次數(shù)較少，結(jié)合時間疊加圖可以更清晰地發(fā)現(xiàn)熱點方向；國際上可持續(xù)設計主要研究點在于可持續(xù)設計的優(yōu)化、可持續(xù)設計的方法和流程、可持續(xù)的相關(guān)技術(shù)、實現(xiàn)可持續(xù)的材料、設計的框架、相關(guān)資源的整合和管理、產(chǎn)品和流程的周期性、可持續(xù)理論的發(fā)展、全生命周期的可能性等。國內(nèi)可持續(xù)設計則主要依托可持續(xù)發(fā)展理論，在建筑、景觀、生態(tài)環(huán)境和產(chǎn)品等工業(yè)方向上進行研究。綜合分析密度視圖可知，國內(nèi)外研究重點存在差異，主要體現(xiàn)在國內(nèi)進行可持續(xù)實踐的同時也注意文化、藝術(shù)的呈現(xiàn)及相關(guān)可持續(xù)理論的探討，而國外研究則更側(cè)重相關(guān)基礎(chǔ)材料和技術(shù)研究。這種差異反映了兩者在拓展可持續(xù)設計研究維度的不同取向。

目前針對可持續(xù)設計的研究較為廣泛，既可以從可持續(xù)設計的理論和方法等角度進行研究，也可以考慮可持續(xù)設計所處的外部資源和環(huán)境問題，中英文高密度關(guān)鍵詞中彈性調(diào)控、管理、設計框架、流程等則體現(xiàn)了設計策略的角度，除此之外還有可持續(xù)的材料、可持續(xù)產(chǎn)品的使用方式等多種角度。從國內(nèi)外的共性關(guān)鍵詞和聚類可知，環(huán)境、技術(shù)、實踐、影響和設計的策略是當前可持續(xù)設計研究的主要熱點。

圖7 國外可持續(xù)設計相關(guān)文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)時序疊加圖

圖8 國內(nèi)可持續(xù)設計相關(guān)文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)時序疊加圖

圖9 國外可持續(xù)設計相關(guān)文獻關(guān)鍵詞密度視圖

圖10 國內(nèi)可持續(xù)設計相關(guān)文獻關(guān)鍵詞密度視圖

3 研究總結(jié)

1）在文獻數(shù)量方面，關(guān)于可持續(xù)設計的文獻量總體呈上升趨勢。綜合國內(nèi)外研究的學科領(lǐng)域，可持續(xù)設計主要涉及環(huán)境科學、綠色可持續(xù)科技、能源與燃料、多學科交叉材料學、建筑、工業(yè)和藝術(shù)等領(lǐng)域。涉及的期刊類型包括設計學、藝術(shù)學、材料學、工程技術(shù)、化工學、自然科學綜合、管理學以及環(huán)境學等，展現(xiàn)出多學科融合的特點。

2）從研究機構(gòu)和國家的文獻發(fā)表情況來看，國際知名大學、研究聯(lián)盟和相關(guān)研究機構(gòu)是可持續(xù)設計研究的主要領(lǐng)域。在文獻發(fā)表數(shù)量上位居前列的院校和機構(gòu)主要來自中國、印度以及歐美等發(fā)達國家，如中國科學院、加州大學系統(tǒng)、法國國家科學研究中心、印度理工學院系統(tǒng)等。從國家層面看，中國在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的文獻產(chǎn)出遠超其他國家，其次是美國和英國。在合作研究方面，歐洲國家在可持續(xù)設計領(lǐng)域的合作最為緊密。

3）從關(guān)鍵詞聚類分析來看，國內(nèi)外可持續(xù)設計研究主要分為以下五個方向：與可持續(xù)性相關(guān)的材料和技術(shù)；可持續(xù)能源和效率；可持續(xù)建筑設計；可持續(xù)設計對社會和環(huán)境的影響；可持續(xù)設計相關(guān)的管理和策略?？沙掷m(xù)設計將全面發(fā)展理論、支撐產(chǎn)業(yè)、材料和技術(shù)，特別是在可持續(xù)設計實踐角度和實現(xiàn)可持續(xù)優(yōu)化方法方面具有一定的研究熱度。

4 結(jié)論

可持續(xù)設計是一種基于未來的設計，本研究結(jié)合文獻分析對可持續(xù)設計的發(fā)展方向進行一定程度上的探討。劉新[1]提出的可持續(xù)設計發(fā)展的四個階段，可理解為可持續(xù)設計內(nèi)容的不斷補充，逐步涉及文化、生物界的其他物種、社會中的群體和消費模式等。在一定程度上指出了可持續(xù)設計未來發(fā)展的一個方向，即設計內(nèi)容的擴大。可持續(xù)設計在社會與時代的進步發(fā)展中，不僅僅是一種設計形式，更應該成為文化與精神的補充，也是環(huán)境資源保護的重要途徑[19]。這意味著需要改變可持續(xù)設計的思路，形成從以人為本到以生態(tài)為本的轉(zhuǎn)變。意大利米蘭理工大學的埃佐·曼奇尼（Ezio Manzini）在以《Design for an ecological civilization》為題的演講中提出了兩個相關(guān)的設計指導方針，其一是要構(gòu)建富有彈性和鄰近性的可持續(xù)系統(tǒng)；其二是要重新編織以協(xié)作與關(guān)懷為中心的社會結(jié)構(gòu)。他將生態(tài)文明設計重新概括為“為親近和關(guān)懷而設計”，這包括人與環(huán)境的親近，以及對我們所有人的生活網(wǎng)絡的關(guān)懷[20]。這就要求提高可持續(xù)設計的整體角度，考慮社會結(jié)構(gòu)和人們的生活網(wǎng)絡，當然這離不開全體人民的廣泛參與。

從可持續(xù)設計的理論和實踐兩個角度進行研究進度總結(jié)，理論方向較多提及生命周期理論，國內(nèi)有趙明全和朱志興從生命周期的角度審視可持續(xù)產(chǎn)品設計[21]。國外學者分別以生命周期模型、生命周期評估工具和生命周期模擬方法進行相關(guān)研究[22-25]。還有學者對理論的發(fā)展進行歸納，劃分為生態(tài)創(chuàng)新、可持續(xù)創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新三個階段[26]。實踐方向多以具體案例為主，國內(nèi)學者從具體的奧林匹克公園、基于LCC的建筑、兒童成長性餐椅、崇明仙橋等建筑、產(chǎn)品的實踐案例對可持續(xù)設計進行研究[27-30]。國外對小型企業(yè)的可持續(xù)設計應用，可持續(xù)制造系統(tǒng)的案例等實踐進行研究[31-32]?？沙掷m(xù)設計研究已經(jīng)形成一種多領(lǐng)域、多角度、多種方式的研究狀態(tài)。

4.1 可持續(xù)設計研究范圍的擴大

可持續(xù)設計范圍的擴大意味著未來可持續(xù)設計要由過去主要針對“產(chǎn)品”本身的可持續(xù)轉(zhuǎn)向設計全過程的可持續(xù)，從國外文獻分析可知，在可持續(xù)設計相關(guān)的材料、技術(shù)和環(huán)境等領(lǐng)域中的高引用和熱點的研究成果體現(xiàn)出可持續(xù)設計研究在材料學、工程技術(shù)學等領(lǐng)域的發(fā)展，這也意味著可持續(xù)設計研究不僅僅是設計實踐，實現(xiàn)設計的基礎(chǔ)材料和技術(shù)的應用研究同樣重要。從關(guān)鍵詞的時序分析可知，未來的可持續(xù)設計要從設計過程的全部階段出發(fā)進行可持續(xù)性設計。在設計初期的創(chuàng)意和設計階段就要堅持設計出更利于可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品和系統(tǒng)，不僅要考慮產(chǎn)品的現(xiàn)在，還需要對產(chǎn)品未來進行功能設計與優(yōu)化，賦予產(chǎn)品其他角度的生命來實現(xiàn)產(chǎn)品的可持續(xù)性；在設計過程中需考慮制作材料和加工工藝，本身的構(gòu)造材料和后期的裝飾材料要做到循環(huán)使用，產(chǎn)品加工技術(shù)要環(huán)保，加工過程盡量少地造成污染；宣傳、安裝、拆卸、運輸?shù)冗^程也要考慮在內(nèi)；在設計后期，產(chǎn)品的維護保養(yǎng)和回收再利用也是實現(xiàn)產(chǎn)品可持續(xù)的一部分。

可持續(xù)設計研究范圍的擴大帶來了實踐領(lǐng)域和范圍的擴大。文獻分析已知有203個相關(guān)學科與可持續(xù)設計相關(guān)，可持續(xù)設計的未來必然是多學科合作的?？沙掷m(xù)實踐范圍的擴大尤其體現(xiàn)在國內(nèi)的文獻分析上，除與國外一致的工業(yè)、管理等領(lǐng)域外，國內(nèi)將可持續(xù)設計的研究發(fā)展到了相關(guān)的藝術(shù)呈現(xiàn)、經(jīng)濟等領(lǐng)域。

4.2 可持續(xù)設計研究思路的拓展

可持續(xù)設計要求設計師們拓展設計思路。從可持續(xù)設計研究的趨勢中分析，設計要從更廣的思路上進行，在設計過程中關(guān)注社會發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、科技發(fā)展、環(huán)境發(fā)展之間的關(guān)系，用自然環(huán)境的思維方式，為世界提供合理而有責任感的設計。學科領(lǐng)域和關(guān)鍵詞聚類研究已表明，可持續(xù)設計主要從環(huán)境學、材料、技術(shù)、實踐等多角度進行研究，也包括心理與社會文化精神的設計研究，注重基礎(chǔ)學科研究和宏觀調(diào)控將使可持續(xù)設計研究沿著發(fā)展之路更進一步，特別是對國內(nèi)研究具有重要啟示。

4.3 可持續(xù)設計研究視角的提升

可持續(xù)設計研究視角的提升是指不僅要從設計或可持續(xù)技術(shù)方法等的研究角度出發(fā)，還要從更高的研究層次如社會、國家乃至世界的角度去考慮可持續(xù)設計研究，正如前文文獻領(lǐng)域分析中出現(xiàn)的管理學和經(jīng)濟學、材料學等方向的文獻，未來可持續(xù)設計研究不僅要考慮可持續(xù)設計以及相關(guān)基礎(chǔ)學科研究，同時要考慮可持續(xù)設計的研究影響。視角提升的同時也意味著參與的廣泛性，文獻分析中社會學、教育學等部分已經(jīng)說明可持續(xù)設計研究需要廣大人民群眾共同參與，這既是指可持續(xù)設計研究的理念廣泛參與到生產(chǎn)生活的各個方面，也是指設計研究本身的理念和框架會受到更廣泛范圍的輻射影響，從而被全世界廣泛參與。這是一種相互滲透和影響，是在更高視角進行可持續(xù)設計理論、實踐的相關(guān)研究。

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Visual Analysis of Sustainable Design Research Trend

SUN Bo, JIN Yan, MA Ning*

(Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao 266520, China)

The work aims to visualize and analyze the current research status of sustainable design, grasp the research progress from the perspective of literature output distribution and research hotspots, and form conclusions on research trends. The bibliometric method was mainly used to collect data from the Chinese CNKI database and the foreign Web of Science, and the valid results were obtained through conditional screening. Then, the analysis was conducted by visualization software VOSviewer and Citespace, involving the number of publications related to sustainable design, highly cited literature, hotspot literature, key words, and distribution of related disciplines. The number of publications on sustainable design in China and abroad was generally on the rise; the cooperation of research was mainly in the form of close cooperation within a geographical region; and the interdisciplinary cooperation was not only in the strongly related fields of environment, engineering and design, but also in the fields of management, chemical engineering, materials and economics. The clustering of key words in China and abroad could be divided into five categories of aggregation: sustainability theories and methods, sustainable design objects and practice issues, sustainable design effectiveness analysis, sustainable design strategies and management, and relevant material technology methods for achieving sustainability. The current sustainable design research has provided many methods, theories, and practical results, and the exchange with various disciplines constitutes the main framework of sustainable design. In the future, the related research and practice will be carried out for the sustainable design research from a broader and deeper level, and the scope of design and the content to be considered by design will be expanded continuously to realize sustainable design from a higher and more systematic perspective, which requires the input of various industries and the participation of the public.

sustainable design; Citespace; VOSviewer; knowledge graph

TB472

A

1001-3563(2024)02-0014-11

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.02.002

2023-08-14

山東省高等學校“青創(chuàng)團隊計劃”團隊項目（2022RW037）；青島理工大學2022年本科教學改革與研究項目（F2022-105）