从文献计量角度探析粮食安全研究现状

顾亮亮，赵瑞雪，朱　亮，孔维升，寇远涛，鲜国建

(中国农业科学院农业信息研究所，北京　100081)



从文献计量角度探析粮食安全研究现状

顾亮亮，赵瑞雪，朱亮，孔维升，寇远涛，鲜国建

(中国农业科学院农业信息研究所，北京100081)

摘要：为全面了解粮食安全领域的研究现状及研究热点，以汤森路透(Thomson Reuters)的Web of Science 引文数据库收录的“粮食安全”文献作为数据源，基于数量和关键词从作者、期刊、机构等多维度对“粮食安全”进行文献计量分析。通过信息可视化软件CiteSpace工具，绘制出“粮食安全”领域的科学知识图谱，得出“粮食安全”领域的研究热点主要集中于气候变化、转基因技术、食物营养与安全、农业可持续发展等方面，以期为粮食安全问题的深入研究提供参考。

关键词：粮食安全；文献计量学分析；CiteSpace；研究热点

粮食是人类赖以生存和发展的重要战略物资，对国民经济持续发展具有不可替代的作用。“十一五”以来，我国粮食连续实现“十二”增产，粮食安全得到可靠保障。从中长期看，耕地数量日趋减少、水资源短缺加剧、气候变化影响加深、国际粮食市场供求动荡等决定了我国粮食供给增长面临的资源环境压力逐步加大，粮食供求关系总体趋向紧平衡。粮食安全具有重要的战略地位，关乎社会的稳定与国家的自立。充分全面地掌握粮食安全的研究进展至关重要，本文通过文献计量学的分析方法对粮食安全领域的研究现状进行分析，为粮食安全问题的深入研究提供参考。

1数据来源和研究方法

本文数据来源为Web of Science(WOS)的核心合集数据库，数据采集时间跨度是1995—2015年，数据检索时间是2015年4月22日，数据库更新的时间是2015年。在WOS 引文数据库中选用普通检索方式，以粮食安全(food security)作为主题检索词进行检索，获取相关文献8 629篇。利用文献计量学方法对文献进行量化分析，其中，采用HistCite软件对数据展开统计分析，利用CiteSpace软件分析工具对数据的关键词展开分析，绘制出“粮食安全”领域的科学知识图谱，揭示粮食安全领域的研究热点。

2结果与分析

2.1论文数量变化趋势

WOS引文数据库收录的粮食安全相关研究文献共8 629篇，年度发文量呈逐年上升的趋势(图1)。1995年粮食安全专题的文献仅为43篇，自2007年始，文献量呈急剧上升趋势，2013年发文量则突破1 000篇，达到最高峰值1 270篇，2014年有所回落，为1 114篇。文献量总体的变化说明在国际上，学术界对粮食安全领域给予了高度的关注，开展了大量的研究工作。

图1　世界粮食安全相关研究论文数量的　年度变化趋势(1999—2015年)

2.2重点国家分析

根据检索结果，全世界共有160个国家和地区发表了粮食安全相关研究论文，发文量居前20位的国家在此领域总共发表了8 360篇文献，占总量的94.26%。美国在论文数量上处于绝对优势，以2 329篇的发文量遥遥领先于其他国家，约占该领域论文总量的近27%，这从一个侧面反映出美国在粮食安全研究领域的强大实力，处于国际领先地位；英国以949篇发文量位居第二，约占该领域论文总量的11%；中国的论文数量规模也较大，以886篇的发文量约占论文总数的10.27%紧追其后，位列第三；澳大利亚、加拿大、印度、德国、荷兰、意大利等国家依次位列其后(表1)。

表1　论文数量排名前20位国家的发文情况(1995—2015年)

被引频次是文献计量学中反映论文质量和影响力的一个重要指标，篇均被引频次是论文平均被引情况的体现，某种程度上也反映着论文的平均质量。美国的本地被引频次、总被引频次和年均被引频次均排名第1；英国的本地被引频次、总被引频次和年均被引频次均排名第2；中国本地被引频次排名第5、总被引频次排名第4、年均被引频次均排名第3。可见，美国、英国、中国是该领域影响力较大的国家。瑞士、瑞典、英国、美国篇均被引频次名列前茅，而中国篇均被引频次排名倒数第四(图2)，这说明中国粮食安全领域论文的平均质量较低、影响力较弱、论文质量有待提升。

图2　粮食安全相关研究论文前20位国家篇　均被引频次柱状图(1999—2015年)

2.3高发文作者分析

粮食安全研究领域发文量占据前20位的高发文作者中，来自美国的有7位，其中Lal R发表的论文数量、总被引频次、篇均被引频次、年均被引频次均位居榜首，以绝对优势遥遥领先于第二名作者，是该领域当之无愧的核心作者。中国有4位作者进入全球发文量前20强，分别是中国农业大学的Zhang Fusuo、Chen Xinping，中国科学院的Tao Fulu和华中农业大学的Zhang Qifa。进入全球前20强的作者中荷兰、国际机构各有2位，巴西、瑞士、瑞典、印度、澳大利亚各有1位(表2)。

表2　世界粮食安全论文数量排名前20位作者的

1本地被引频次(LCS= global citation score，该文献在当前数据集中被引用的次数，可根据本地引用次数的排序快速定位该领域的重要文献)

2总被引频次(GCS=global citation score，WOS上看到的引用次数)

表3　世界粮食安全论文数量排名前20位的期刊情况(1995—2015年)

表4　世界粮食安全论文数量排名前20位机构的发文情况(1995—2015年)

2.4高发文期刊分析

全球共有2 178种期刊发表了粮食安全相关研究论文，该领域内发文量居前20 位的期刊其发文量总和为1 621篇，占总量比例为18.79%，平均影响因子为3.072(表3)。美国的《PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA》期刊总被引频次、年均被引频次、篇均被引频次、影响因子均占首位，这些数据充分说明了该期刊的学术水平高，在该领域无出其右，引领潮流。在前20 名期刊中，美国、荷兰、英国各占5席，瑞士以2 席跟随其后，澳大利亚，印度、日本则各占1席。

2.5重要机构分析

全球共有6 110家科研机构或单位发表了粮食安全的文献，发文量位居前20位的科研机构或单位中，美国有8个、中国3个、英国2个、荷兰、加拿大和德国各有1个、国际机构4个。其中，中国科学院是世界发文量最高的机构(表4)。

进一步分析这些重要机构在粮食安全领域的影响力，比较其所发论文的被引频次，结果显示，美国囊获总被引频次前三甲，篇均被引频次和本地被引频次的前三甲，美国机构都稳占前两名，各仅缺1席，这说明在此领域美国占据着压倒性的优势。中国3个机构的被引指标综合排名相对靠后。中国科学院的总被引频次位居第4、本地被引频次排名第8、篇均被引频次倒数第2；中国农业科学院的总被引频次排名第11、本地被引频次排名第14、篇均被引频次排名第13；中国农业大学的总被引频次和篇均被引频次均在末位，本地被引频次排名第18，可见，中国机构粮食安全研究的影响力相对较弱，有待提高。

2.6中国高发文科研机构或单位

在统计时间段内，被WOS引文数据库收录论文数居前10 位的中国科研机构或单位共发表589篇文献，占总量8 629篇的6.83%。中国科学院以233 篇的发文量独占鳌头，中国农业大学和中国农业科学院分别以102篇和86篇的发文量紧随其后，这3 个机构组成了中国粮食安全研究领域的第一梯队，其论文总被引次数之和占据了排名前10 位大学被引次数总和的83.24%。中国科学院发表的粮食安全文献的总被引频次、篇均被引频次、年均被引频次、本地被引频次均为最高，由此可见中国科学院在国内该领域强大的科研实力和学术影响力。中国农业科学院以86 篇的发文量位列第3位，其总被引频次与篇均被引频次紧随中国科学院，分别为1 550次和18.02次，位居第二(表5)。

3基于CiteSpace的研究热点分析

CiteSpace主要用于对特定领域文献(集合)进行计量，以探寻学科领域演化的关键路径及转折点，探测学科领域研究热点、前沿等。对高频关键词进行分析来确定学科领域研究热点是目前较常采用的方法之一。本文利用CiteSpace绘制科学知识图谱，实现对“粮食安全”

表5　排名前10位的中国高发文科研机构或单位

3Citespace 依据网络结构和聚类的清晰度，提供了模块值(简称Q值)和平均轮廓值(silhouette，简称S值)两个指标，它可以作为我们评判图谱绘制效果的依据。一般而言，Q值一般在区间【0，1】内，Q>0.3就意味着划分出来的社团结构是显著的。当S值在0.5以上，聚类一般认为是合理的。

图3　国际“粮食安全”关键词共现知识图谱

领域中英文关键词的聚类识别、研究热点的探测与分析。将8 629条英文数据导入CiteSpace，节点类型选择Keyword(关键词共现)；设定时区阈值为1995—2015年，时间区间为3，即每3年为1个时间分区；设定节点阈值，在“Top N per slice”输入40，表示选择1995—2015时间段中被引频次或出现频次最高的40个节点数据。运行软件，得到关键词共现知识图谱(图3)，网络中包含101个节点和122条边，并形成18个聚类。CiteSpace 依据网络结构和聚类的清晰度两个指标，模块值Q为0.695 5，平均轮廓值S为0.535 33。由于本文的研究对象选取的是“粮食安全”领域，为避免对热点分析形成干扰，本研究删除了出现频次排名第一的“food security”(2 197)，得到了最高频次的关键词“气候变化”，其出现频次为935，远远高于其他关键词，充分体现了其在国际“粮食安全”领域的高关注度。基于对上述关键词图表及所在聚类信息的分析，结合粮食安全领域专家的建议，可以得出以下结论。

(1)“气候变化”相关研究是当前国际“粮食安全”领域最重要的研究热点，所在聚类#1表示的是应对气候变化的措施，包括在管理、抗干旱、灌溉、扶贫、援助、经济改革以及农村经济发展的金钱肥料设施等多方面的投入。极端天气、灾害性气候的频繁发生严重影响了粮食作物的产量、质量及其市场供给与价格，其对粮食安全的威胁是学术界研究的重要议题。(2)“转基因技术”是当下“粮食安全”领域的研究热点之一。聚类#2表示了玉米、水稻、小麦是三大主要的粮食作物，通过增加土壤肥力、改革耕作制度对土壤进行改良，以期达到粮食增产的效用；转基因技术可提高粮食产量，解决粮食短缺问题，提高粮食质量，增加粮食营养，保护环境、应对气候干旱等自然灾害的风险。转基因作物在世界范围内的推广应用，有效节约了农药施用、大大降低了病虫害损失、明显改善了环境污染、并减少劳动力投入，取得了显著的社会效益和经济效益，但是这项技术是否可以应用于粮食生产，粮食主权与食品安全的风险问题仍是当前极具争议性的热点问题。(3)“食物营养与安全”是“粮食安全”领域的一大研究热点。聚类#0和聚类#4表示非洲等发展中国家是粮食安全问题研究的集中对象区域，妇女、儿童是研究的重要群体，贫困地区粮食供给不足对妇女儿童健康的影响，食物安全对非洲国家疾病发生率的影响及综合防治的措施；应对粮食危机、食物安全的策略。(4)“农业可持续发展”始终是“粮食安全”领域的研究热点。聚类#3和聚类#5主要涉及到水土流失、物种多样性、环境等可持续发展的系列问题；印度通过绿色革命，即利用生物技术的进步改良品种，推广高效无毒农药、先进农业技术，完善水利灌溉系统、农业信息系统，加强信息技术在农业管理中的运用，明显提高了粮食的产量，而且还改善了生态环境。在农业上形成资源节约、环境友好、产业高效、农民增收的农业发展格局，是世界各国农业发展的重要目标，亦是解决粮食安全问题的重要途径。

由此可见，气候变化、转基因技术、食物营养与安全、农业可持续发展是粮食安全研究领域的热点问题，有待学者们继续深入的研究与探讨。◇

参考文献

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(责任编辑李婷婷)

A Bibliometrical Analysis on Present Research Situation of Food Security

GU Liang-liang，ZHAO Rui-xue，ZHU Liang，KONG Wei-sheng，KOU Yuan-tao，XIAN Guo-jian

(InstituteofAgriculturalInformation，CAAS，Beijing100081，China)

Abstract：To fully understand the current situation and research hotspots of food security，documents for food security in the Web of Science Citation Database from Thomson Reuters as data source based on the numbers and keywords，from the view of authors，journals，institutions，and other dimensions，we analyzed food security bibliometric.Through information visualization software tool of CiteSpace，we could draw a map of scientific knowledge in the field of food security and had depth interpretation.Results showed the research hotspot areas of food security focused on climate change，transgenic technology，food nutrition and safety，sustainable development of agriculture aspects，which could provide reference for further study on food security issues.

Keywords：food security；bibliometrical analysis；CiteSpace；research hotspot

通讯作者：赵瑞雪(1968—)，女，博士，博士生导师，研究方向：信息管理与信息系统、数字图书馆及数字农业。

作者简介：顾亮亮(1987—)，女，在读博士研究生，研究方向：情报学、数字图书馆、信息资源管理。

基金项目：中国农业科学院科技创新工程(项目编号：CAAS-ASTIP-2015-AII)。