基于CiteSpace的國內(nèi)石漠化研究知識圖譜與可視化分析

莫春夢, 王俊明, 肖俊波, 辛勝林

(1.廣西壯族自治區(qū)水利科學研究院, 南寧 530023; 2.廣西水工程材料與結(jié)構(gòu)重點實驗室, 南寧 530023;3.南寧勘測設(shè)計院集團有限公司, 南寧 530001)

巖溶區(qū)主要集中分布在中國西南部,連片巖溶面積已達到54萬km2,占國土面積的1/3。在脆弱的巖溶生態(tài)背景下,巖溶石漠化問題十分嚴重。石漠化已成為影響中國西南地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)的重要限制因素,并引起了社會各界和政府部門的高度關(guān)注[1]。長期以來石漠化治理一期工程(2006—2015年)、“十三五”(2016—2020年)的實施使得石漠化面積持續(xù)減少并加速減少,但石漠化面積仍然較大,截至2016年底,巖溶地區(qū)石漠化面積達到1007萬hm2,占巖溶面積的22.3%[2]。在巨大的人口壓力下,人地關(guān)系嚴重惡化,導致石漠化貧困,容易形成“貧困-人口過度增長-陡坡開荒-植被退化-水土流失-耕地質(zhì)量下降-土地石漠化-加重貧困”的惡性循環(huán)[3]。巖溶石漠化是中國最重要的生態(tài)環(huán)境問題之一,是中國西南巖溶地區(qū)的災害和貧困的根源[4-5]。石漠化研究涉及的學科、領(lǐng)域廣泛,梳理石漠化相關(guān)研究成果進展有助于辨析石漠化研究的熱點前沿,對生態(tài)文明建設(shè)及鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

CiteSpace是一款由陳超美教授開發(fā)的可視化軟件,該軟件可用于科學文獻分析并顯示科學發(fā)展動態(tài)和趨勢。因其具有極強的文獻統(tǒng)計和知識圖譜可視化功能,成為當前最流行的文獻計量工具[6]。石漠化研究涉及多個學科和領(lǐng)域,利用該軟件進行文獻計量學分析和可視化分析能較好地探索石漠化研究熱點。本文基于中國知網(wǎng)(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)數(shù)據(jù)庫,借助CiteSpace 6.2.R4軟件和文獻計量學分析,對石漠化相關(guān)文獻進行可視化分析,并繪制石漠化研究發(fā)文量、關(guān)鍵詞時區(qū)圖、關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖、作者和發(fā)文機構(gòu)等知識圖譜,進一步梳理和總結(jié)石漠化研究發(fā)展至今的研究成果,旨在客觀揭示石漠化研究發(fā)展過程及演變趨勢,挖掘石漠化研究的前沿與熱點,以期為石漠化綜合治理提供科學參考。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以CNKI數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源,檢索主題詞為“石漠化”,檢索方式為高級檢索,檢索截止時間為2022年12月31日,共檢索到4 088篇相關(guān)文獻,對檢索結(jié)果去重、整理,剔除會議征稿、個人學術(shù)成果介紹、科研機構(gòu)介紹及無作者條目等不相關(guān)條目,最終得到3 378篇文獻,導出格式均為Refworks。

1.2 分析方法

本文對石漠化概念提出來以后的文獻進行發(fā)文量、關(guān)鍵詞、作者群體、發(fā)文機構(gòu)等進行分析及可視化,分析采用的軟件為Citespace 6.2.R4。

2 結(jié)果與分析

2.1 文獻數(shù)量分析

分析文獻隨時間變化可反映研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,是研究該領(lǐng)域發(fā)展演化的重要指標。如圖1所示,1993—2022年,巖溶石漠化領(lǐng)域相關(guān)文獻發(fā)文量呈“平穩(wěn)-緩慢增長-快速增長-大幅度下降-平穩(wěn)波動”五個階段趨勢變化。1992—2000年發(fā)文量處于平穩(wěn)不變階段,年發(fā)文量在10篇以下,關(guān)注度較小,屬于該領(lǐng)域研究的起步階段;2000—2005年在不斷探索中,發(fā)文量緩慢增長;2005—2015年進入快速增長階段,尤其在2015年,年發(fā)文量達到264篇;2015—2017年發(fā)文量有所下降;隨后趨于平穩(wěn)波動趨勢,說明該研究領(lǐng)域仍具有可究性。

2.2 石漠化研究熱點及趨勢

使用CiteSpace繪制熱點關(guān)鍵詞時區(qū)圖(圖2),對關(guān)鍵詞進行聚類分析并排除較小聚類和無關(guān)聚類后,顯示了10個聚類。

聚類#2(貴州)、聚類#3(喀斯特)作為聚類主題,表明石漠化研究具有區(qū)域特性。石漠化主要發(fā)生在西南巖溶區(qū),西南巖溶區(qū)山多地少,人口壓力大,在生態(tài)脆弱的巖溶環(huán)境以及不合理的人類活動下,極易發(fā)生石漠化。石漠化極敏感區(qū)主要分布在貴州的西部、南部等地區(qū)[7],貴州省是西南巖溶石漠化面積及潛在石漠化面積分布最大的省份,石漠化現(xiàn)象突出[8-9]。貴州的石漠化分布面積大,石漠化程度極為嚴峻,因此貴州成為學術(shù)界研究石漠化的代表區(qū)域。

聚類#1(現(xiàn)狀)、聚類#7(遙感)關(guān)注了石漠化的空間格局變化及驅(qū)動機制。石漠化演變驅(qū)動機制是石漠化研究的基礎(chǔ),也是石漠化綜合防治和治理的主要依據(jù)?；谶b感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)空間分析方法,可以分析自然環(huán)境驅(qū)動因子和人為驅(qū)動因子對石漠化演變的影響。近年來關(guān)于自然環(huán)境石漠化演變的定量影響研究發(fā)展較快,有研究基于遙感影像分析石漠化與地層巖性、地形坡度、土壤類型以及人文因素的定量關(guān)系[10-14]。人類活動對石漠化程度和演化具有重要的影響,人口壓力是石漠化演化的重要制約因素,但目前關(guān)于人類活動對石漠化演變的定量影響研究還比較薄弱[15-16]。石漠化的自然驅(qū)動因素與人為活動會協(xié)同影響石漠化的分布及演變,因此石漠化驅(qū)動機制研究中更應(yīng)該注重多因子耦合對石漠化驅(qū)動的定量研究。

聚類#4(水土流失)、聚類#6(生態(tài)環(huán)境)、聚類#8(健康評價)、聚類#9(優(yōu)勢樹種)主要關(guān)注石漠化區(qū)生態(tài)環(huán)境治理相關(guān)的水土流失問題。政府高度重視石漠化綜合治理,為此批復了《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱(2006—2015 年)》《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理工程“十三五”建設(shè)規(guī)劃(2016—2020 年)》《滇黔桂石漠化片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅規(guī)劃(2011—2020 年)》以及《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復重大工程總體規(guī)劃(2021—2035 年)》等石漠化治理相關(guān)文件。在大規(guī)模生態(tài)修復背景下,石漠化治理研究快速發(fā)展。石漠化治理的核心是水土流失的治理,只有控制石漠化區(qū)的水土流失,石漠化過程才能得到有效緩解[17-18]。近年來學術(shù)界對石漠化區(qū)水土流失特征、土壤侵蝕等級劃分、水土流失和石漠化關(guān)系、地下水土漏失等石漠化區(qū)水土流失相關(guān)問題進行了探討[19-21],對培育具有生態(tài)高值功能、市場前景廣闊的植物有大量研究[22]。石漠化地區(qū)水土流失治理難點和重點在于地下水土流失阻控技術(shù)的研究,所以未來應(yīng)重視關(guān)于地下水土流失阻控技術(shù)方向的研究,更應(yīng)關(guān)注生物多樣性促進石漠化生態(tài)系統(tǒng)恢復的研究。

聚類#0(石漠化)、聚類#5(精準扶貧)主要關(guān)注巖溶石漠化地區(qū)的貧困問題。貧困和石漠化結(jié)伴出現(xiàn),互為因果。在巖溶生態(tài)環(huán)境治理與科技扶貧的背景下,形成了生態(tài)和經(jīng)濟效益雙贏的成功模式及體系,包括花江模式、畢節(jié)模式、生態(tài)移民-異地扶貧模式、植被復合經(jīng)營及培育生態(tài)特色衍生產(chǎn)業(yè)等模式體系,為西南巖溶石漠化區(qū)的精準扶貧提供了科學參考[23-24]。巖溶石漠化區(qū)農(nóng)村脫貧效果明顯,然而西南巖溶石漠化地區(qū)仍面臨大規(guī)模返貧的風險,未來應(yīng)側(cè)重于提升巖溶生態(tài)治理的可持續(xù)性來鞏固脫貧攻堅成果,防止出現(xiàn)返貧[25]。為建設(shè)生態(tài)文明和美麗鄉(xiāng)村提供科技支撐。

通過熱點關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜可以分析某領(lǐng)域研究前沿隨時間的變化趨勢。圖3為前15個關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜。各突現(xiàn)詞整體突現(xiàn)強度較大且強度差異性較高,強度最高的為“生態(tài)重建”,強度最低的為“群落結(jié)構(gòu)”。突現(xiàn)詞出現(xiàn)時間主要集中在2013—2016年。突現(xiàn)強度大的詞包括“生態(tài)重建(7.33)”“生態(tài)環(huán)境(6.03)”“石山地區(qū)(5.37)”等關(guān)鍵詞,表明石山地區(qū)的生態(tài)恢復與重建是石漠化研究的重點?！熬珳史鲐殹庇?015年首次出現(xiàn)并持續(xù)到2022年,與當期內(nèi)國家脫貧攻堅工作步調(diào)一致。突現(xiàn)詞出現(xiàn)時間跨度超過五年的有“生態(tài)重建”“石山地區(qū)”“生態(tài)恢復”“石漠化地區(qū)”,這說明石漠化地區(qū)的生態(tài)治理問題受到學術(shù)界的持續(xù)關(guān)注。2020年開始石漠化治理研究結(jié)合群落結(jié)構(gòu)、鄉(xiāng)村振興,雖然中國在2020年底實現(xiàn)了全面脫貧,但鞏固脫貧攻堅、防止返貧仍是今后要重點關(guān)注的內(nèi)容,故應(yīng)持續(xù)重視石漠化貧困問題的研究。

圖3 石漠化研究熱點關(guān)鍵詞突現(xiàn)

2.3 主要研究機構(gòu)分析

分析研究機構(gòu)發(fā)文量有利于機構(gòu)間交流合作。表1為石漠化研究領(lǐng)域發(fā)文量排前10的機構(gòu),由表1可知發(fā)文量由高到低的機構(gòu)分別是貴州師范大學(448篇)、貴州大學(121篇)、中國科學院地球化學研究所(101篇)。機構(gòu)合作共現(xiàn)圖譜中的節(jié)點代表機構(gòu),節(jié)點間有連線則表示機構(gòu)間存在合作關(guān)系。圖4為石漠化領(lǐng)域機構(gòu)合作共現(xiàn)圖譜。由圖4可知機構(gòu)間的合作關(guān)系具有明顯的地域性,總體上高貢獻的研究機構(gòu)主要集中在貴州省,產(chǎn)生了較高影響力的研究成果。西南巖溶石漠化分布廣泛,存在地域差異,面臨的問題各異,因此需要主要研究機構(gòu)發(fā)揮引作用,帶動其他單位參與研究,從而實現(xiàn)更多成果的突破。

表1 石漠化研究領(lǐng)域發(fā)文量排前10的機構(gòu)

圖4 機構(gòu)合作共現(xiàn)圖譜

2.4 主要發(fā)文作者分析

表2為石漠化研究領(lǐng)域發(fā)文量排前10作者。作者合作共現(xiàn)圖譜中節(jié)點字體大,說明該作者發(fā)文量多,反之發(fā)文量少,節(jié)點間存在連線說明作者間有合作。圖5為石漠化研究領(lǐng)域作者合作共現(xiàn)圖譜,由圖5可知研究團隊主要有熊康寧團隊、王世杰團隊、謝世友團隊、李陽兵團隊、周忠發(fā)團隊、蔣忠誠團隊等,其中熊康寧團隊是發(fā)文量最多的團隊。熊康寧和楊晨[26]、熊康寧等[27]常年致力于石漠化綜合治理研究以及“中國南方喀斯特”申遺工作,構(gòu)建了石漠化綜合治理技術(shù)與衍生產(chǎn)業(yè)技術(shù),為申遺工作提供科技支撐,使得貴州成為全國擁有世界自然遺產(chǎn)最多的省份;王世杰等[28]則研究石漠化區(qū)生態(tài)恢復,創(chuàng)建了高原型、峽谷型以及糙谷型地質(zhì)地貌類型區(qū)石漠化治理恢復模式,為中國巖溶石漠化地區(qū)生態(tài)恢復提供了示范樣板;康清慧和謝世友[29]研究巖溶生態(tài)與石漠化治理,在巖溶石漠化地區(qū)種植模式研究較多,為石漠化區(qū)域生態(tài)恢復的經(jīng)濟選種提供了理論支持;Li等[30]、李陽兵[31]在石漠化的形成演化機制及趨勢有重要貢獻,建立了巖溶石漠化轉(zhuǎn)型演化的理論模型;周患發(fā)等[32]、周忠發(fā)[33]致力于巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境與GIS領(lǐng)域研究,研究總結(jié)了易地扶貧搬遷安置支持體系為貴州省脫貧攻堅扶貧工作提供了理論支撐;蔣忠誠等[34-35]長期探究巖溶區(qū)水土漏失防治,建立了巖溶區(qū)水土漏失防治理論與技術(shù)方法,并創(chuàng)建了“弄拉模式”和“果化模式”?？傮w上石漠化研究已形成穩(wěn)定的研究團隊,分別在石漠化驅(qū)動機制、空間格局變化、綜合治理以及石漠化區(qū)精準扶貧等領(lǐng)域開展了豐富的研究。盡管如此,石漠化研究存在驅(qū)動因素復雜、修復難度大、地域性強等問題,所以仍需加強各團隊間的合作,提升國家尺度石漠化研究隊伍的凝聚力。

表2 石漠化研究領(lǐng)域發(fā)文量排前10作者

圖5 作者合作共現(xiàn)圖譜

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

本文借助CiteSpace對CNKI數(shù)據(jù)庫中1992年至2022年12月31日巖溶石漠化相關(guān)文獻進行計量統(tǒng)計和可視化分析,展示了巖溶石漠化研究領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量年變化、研究機構(gòu)、發(fā)文團隊、關(guān)鍵詞聚類分析,得出以下結(jié)論。

(1)從發(fā)文時間來看,石漠化年度發(fā)文量先后經(jīng)歷了“平穩(wěn)-緩慢增長-快速增長-大幅度下降-平穩(wěn)波動”五個階段的變化趨勢。2016年以來出現(xiàn)下降趨勢,表明該階段石漠化領(lǐng)域研究朝著更深層次方向發(fā)展,正處于關(guān)鍵階段。

(2)從發(fā)文機構(gòu)及發(fā)文作者來看,石漠化研究主要機構(gòu)包括貴州師范大學、貴州大學、中國科學院地球化學研究所、西南大學、中國地質(zhì)科學院巖溶地質(zhì)研究所等,研究機構(gòu)主要集中在貴州省,研究團隊主要有熊康寧、王世杰、謝世友、李陽兵、周忠發(fā)等團隊。各機構(gòu)、團隊交流較少,今后各機構(gòu)、學者應(yīng)加強合作,開拓研究深度,為石漠化研究貢獻更多力量。

(3)從關(guān)鍵詞聚類分析結(jié)果看,石漠化研究主要聚集在貴州省,石漠化空間格局變化、驅(qū)動機制、生態(tài)治理、石漠化貧困等方向的研究是石漠化領(lǐng)域的研究熱點;同時,關(guān)鍵詞突現(xiàn)結(jié)果表明,生態(tài)恢復是未來石漠化領(lǐng)域需要關(guān)注的重點。

3.2 展望

綜合以上分析,石漠化研究深度和廣度均不斷拓展,未來石漠化研究還應(yīng)注重以下幾個方面。

(1)加強研究機構(gòu)及作者間的合作。通過重要科技項目的合作,共建信息技術(shù)平臺,推動石漠化治理技術(shù)的交流以及科技成果的轉(zhuǎn)化,從而促進國內(nèi)石漠化研究領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。

(2)加強構(gòu)建西南巖溶區(qū)防治石漠化生態(tài)補償法律體系。石漠化造成區(qū)域貧困,生態(tài)環(huán)境惡化,阻礙了經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。建立完善的生態(tài)補償機制對防止石漠化再擴大以及石漠化區(qū)生態(tài)修復具有重要意義。用法律法規(guī)來規(guī)范石漠化區(qū)生態(tài)補償問題,確保經(jīng)濟與生態(tài)和諧發(fā)展。

(3)國內(nèi)石漠化治理仍應(yīng)緊密結(jié)合貧困問題進行研究。石漠化治理與生態(tài)精準扶貧相結(jié)合為脫貧攻堅戰(zhàn)做出了重要的貢獻,但鞏固脫貧攻堅成果任務(wù)艱巨,防止出現(xiàn)規(guī)模性返貧是今后面臨的重要問題。未來石漠化治理應(yīng)走可持續(xù)發(fā)展道路,因地制宜地實施兼顧經(jīng)濟與生態(tài)的治理措施,注重石漠化治理成果鞏固,應(yīng)立足于多學科、多角度研究石漠化區(qū)社會經(jīng)濟與生態(tài)的平衡發(fā)展,助力推進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。