我国低碳技术研究：现状、进展与演化——基于CiteSpace的知识图谱量化分析

李芬妮 张俊飚 何 可 沈 雪

（1华中农业大学经济管理学院，湖北 武汉430074；2湖北农村发展研究中心，湖北 武汉 430074）

一、引言

自工业革命以来，全球生产力得到了飞速发展，与此同时，过快且不计后果的人类活动所造成的能源资源短缺、气候变暖等问题也日益严峻，如何有效应对这些问题并保持经济可持续增长变得尤为重要。在此背景下，低碳技术因具备能耗低、排放少、效益可观的优势，受到了世界各国的广泛青睐，并在社会、经济和文化的各个层面引发高度关注［1］［2］。同样地，在我国，发展低碳技术被认为是优化能源结构、应对气候变暖的有效手段，更是推动我国向低碳经济转型的关键议题［3］。我国“十三五”规划纲要针对低碳技术发展问题进行了详细部署，这充分表明低碳技术已上升到国家战略层面。

低碳技术同时在学术界也引发了诸多探讨。除了针对低碳技术的现状、问题、对策等研究主题之外［4－6］，国内外学者还针对既有研究展开了相关梳理与综述；例如，余菜花等［7］认为低碳技术是学者们研究的重点主题，赖小东等［8］分析了低碳技术创新管理研究的现状、不足与前景，Luisa F.Cabeza等［9］对欧洲建筑业中采用的低碳技术进行了综述分析，Zhou等［10］对低碳技术在中国制造业的研发进行了分析与评估。上述研究虽然从不同视角呈现出低碳技术研究的进展，但仍存在一些不足：第一，研究方法单一。既有研究更多地采取理论分析的方法，从定量分析角度出发的文献相对较少。以期丰富相关研究，提高对现有研究把握的精准度。第二，研究对象宽泛。既有研究大多以低碳经济为主题，不足以充分展示低碳技术研究的全貌，而作为低碳经济关键的助推力，低碳技术更需要得到特殊关注。

我国低碳技术的发展离不开政府、企业和学术界的共同努力。从学术界角度来看，低碳技术领域的研究将直接关系到能否有力地支撑政府决策，能否为科研机构和管理部门探究低碳技术与达成减排目标提供一定参考。基于此，本文借助 SATI、CiteSpace、UCINET 及 NetDraw 等软件，运用高频关键词及共词分析、聚类分析、知识图谱分析、社会网络分析及突现词分析等方法，依托2005－2016年CNKI数据库中CSSCI数据库的低碳技术领域中文文献进行量化分析，由此归集出低碳技术领域的研究现状、进展与演化，以期为更好地参与到我国低碳经济战略的建设提供研究思路。

二、研究方法与数据选择

（一）研究方法

本文主要借助高频关键词及共词分析、聚类分析、知识图谱分析、社会网络分析及突现词分析对低碳技术研究相关文献进行量化分析，以此提炼出低碳技术研究的现状、进展与演化。

1.基于SATI的高频关键词及共词分析。SATI（Statistical Analysis Tool for Informetrics）是一种可以抽取关键词、统计频次及共词分析的信息统计分析工具。具体思路如下：首先，运用SATI抽取在低碳技术领域中频次位列前60位的高频关键词展开分析；其次，将高频关键词转换成取值区间为［0，1］的相异矩阵；最后，通过共词分析挖掘各关键词间更深层次的联系。

2.基于CiteSpace的聚类分析、关键词知识图谱分析及突现词分析。CiteSpace是一种考察和发现某一研究领域的基本现状、演化路径以及前沿趋势的可视化分析工具。具体思路如下：首先，运用 CiteSpace软件，选择“Keywords”节点，筛选策略为Top 100；其次，基于排序算法LLR（Loglikelihood ratio），抽取标题中的关键词作为聚类标识，生成关键词知识图谱；最后，运用突现词检测算法（brust detectionproperty）探测突现词，从而发现该研究领域的研究热点与发展轨迹。

3.基于UCINET及NetDraw的社会网络分析。UCINET是一款集成了一维与二维数据分析软件NetDraw的社会网络分析工具，通常从网络密度、中心性等维度来衡量［11］。具体思路如下：运用UCINET转化高频关键词相异矩阵，进而导入NetDraw中，生成社会网络分析图谱，最终提炼出热点主题。

（二）数据选择

本文依托中国学术期刊网络出版总库（即CNKI总库）中的“中文社会科学引文索引”数据库（即CSSCI数据库），以“主题”含“低碳技术”的期刊论文作为具体检索条件，时间设定为2005－2016年，为了保证低碳技术研究论文的查准率和查全率，经去重、辨别、整理，删除不相干文献，最终获取低碳技术文献665篇。选取该种检索方案的原因如下：（1）CNKI总库是当前国内收录文献数量最全、种类最多、更新最快、涉及学科范围最广的中国期刊全文数据库［7］［12］，故以 CNKI总库为检索数据库能够最大程度上保证文献的全面性和准确性；（2）CNKI总库收录的期刊汗牛充栋，质量参差不齐，以CSSCI数据库能够最大程度上地确保文献的可靠性和代表性［11］。因此，选择CNKI总库中的CSSCI数据库能更清晰地反映出我国低碳技术研究现状、进展与演化，是开展文献计量分析最佳的数据来源。

三、我国低碳技术研究现状

（一）文献数量分布统计

图1为2005－2016年低碳技术领域的文献数量分布情况，不难发现，低碳技术研究整体呈稳定发展的趋势。国内关于低碳技术的研究在2007年以前几乎空白，仅个别学者涉足相关方面的研究；以2009年为拐点，低碳技术研究逐渐成为一股潮流日益兴起，并引发了众多学者展开热烈讨论，低碳技术的文献量出现爆发式增长；随着全社会对气候问题日益关注，至2012年，低碳技术发文量到达近年来的顶峰133篇。

图1 2005－2016年低碳技术领域的文献数量分布

（二）发文期刊分布统计

图2 显示了低碳技术领域发文量位列前10位的期刊。其中，《中国人口·资源与环境》《科技管理研究》《科技进步与对策》是低碳技术领域发文相对集中的学术刊物。从整体来看，排名前10位的期刊共包含论文255篇，占比达38.93%，依据布拉德福定律［13］，低碳技术研究已形成核心的期刊群。

四、我国低碳技术研究热点的提炼

（一）高频关键词及共词分析

图2 低碳技术领域发文量位列前10位的期刊

表1为低碳技术领域排名前60位的高频关键词。不难发现，出现频次最高的关键词是低碳经济，表明低碳经济是低碳技术研究的核心和重点；此外，碳排放、技术创新、低碳发展等同样也是该研究领域的热点领域。近年来，低碳技术领域涉及的内容较为广泛，既包括碳减排、碳足迹等基础理论问题，同时又涉及技术创新、产业转型、城市优化等政策问题，研究对象从企业、产业、政府逐渐纵深发展到区域、交通、文化等，整体呈现出多元化、系统化、综合化态势。

鉴于高频关键词分析难以全方位诠释低碳技术领域的热点主题与发展方向，本文进一步运用共词分析挖掘关键词之间更深层次的联系。表2为高频关键词相异矩阵，不难看出，各关键词间的相似值普遍较低，甚至存在完全不相关的情况，因此，本文接下来将通过聚类分析以充分明晰低碳技术研究热点。

（二）研究热点提炼

本文首先运用CiteSpace软件从文献标题中抽词作为聚类标识，生成2005－2016年低碳技术领域的关键词知识图谱（见图3）。鉴于聚类标识大多存在具体化特征，在直接展示低碳技术领域的热点主题上存在一定困难，因此，本文进一步运用社会网络分析深化和明晰热点主题，得到2005－2016年低碳技术领域高频关键词的社会网络分析图谱，如图4所示。

2005－2016年低碳技术领域高频关键词的社会网络分析图谱整体的点度中心度值为3.45%，表明该网络整体呈现相对分散的态势。“低碳技术”“气体排放”“循环经济”“低碳发展”“资源节约”“节能减排”“低碳经济”“绿色发展”“气候变化”和“日本”的点度中心度值排在前十位，且这十个关键词的相应节点较大，与其他关键词的连线较密集，表明我国低碳技术领域现已形成以“低碳技术”和“低碳经济”为核心，周围又出现诸如“低碳发展”“资源节约”“节能减排”等关键词，

这些热点词汇周围又汇聚了其他关键词的主题结构，反映出低碳技术领域关键词之间纵横交织、盘根错节的联系。

表1 低碳技术领域排名前60位的高频关键词

表2 低碳技术领域相关文献中与低碳技术距离较近的前10位高频关键词的相异矩阵

图3 2005－2016年低碳技术领域的关键词知识图谱

图4 2005－2016年低碳技术领域高频关键词的社会网络分析图谱

根据前文分析结果，在阅读与梳理大量文献后，本文对图4中的高频关键词进行再度整合，形成了综合视角下2005－2016年低碳技术领域高频关键词的知识图谱（见图5）。近些年来低碳技术研究总体上已经形成了由点、线、面构成的知识网络，“低碳技术”“低碳经济”“节能减排”“碳排放”和“气候变化”是学者们关注的焦点，具体体现在这5个核心关键词处在中间核心位置，节点较大且与其他关键词的连线较多，具有较大的中心性。围绕这5个核心关键词形成了综合视角下低碳技术领域的5个主题，每个主题由相对核心关键词与周围关键词簇拥形成，从图5正上方开始，按顺时针将这5个主题分别命名为“低碳技术发展路径”“低碳技术与产业和企业的战略转型”“低碳技术与国际贸易”“低碳技术与社会转型”“低碳技术与政府的关系”。

图5 综合视角下2005－2016年低碳技术领域高频关键词的知识图谱

五、我国低碳技术领域的热点主题

（一）低碳技术与企业和产业的战略转型

从图5可以看出，“低碳产业”“高碳产业”“产业结构”“低碳转型”“低碳农业”“制造业”“低碳竞争力”等高频关键词构成了“低碳技术与企业和产业的战略转型”这一热点主题的重要内容，学者们主要从“碳解锁”以及协调低碳技术与产业战略转型二者关系展开研究。由于我国欠发达地区的高碳产业与低碳经济发展方向相抵牾，即企业在具备可供选择的低碳技术情况下，仍倾向于选择现有技术［14］，这种“技术锁定”困境不仅导致高企的解锁成本，同时给我国带来了巨大的减排压力，影响企业和产业的战略转型［15］。针对这些问题，学者们认为通过产业集群、较优的外部关系质量、CDM项目，获取先进技术和知识等资源，以构建涵盖第一、第二和第三的低碳产业体系，从而推动企业和产业的低碳转型［16］。

（二）低碳技术与政府的关系

学术界已普遍意识到政府制度的保障对低碳技术稳健发展的重要性，开始探究低碳技术的体制建设和机制规范。在图5“低碳技术与政府的关系”主题中，“政府”“政策”“专利制度”“制度创新”等问题引发了较高关注。针对这一主题，学者们主要从政府职能缺位以及通过政府引导来推动低碳技术的发展这两方面展开研究。大部分研究认为，近些年来政府虽然通过财政拨款、政策贷款、税收优惠等形式资助低碳技术项目［17］，但当局的投入机制仍不稳定，低碳技术发展乏力［18］。对此，学者们均强调政府发挥引导作用的重要性［19］。

（三）低碳技术与国际贸易

图5中，“低碳技术与对外贸易”这一主题由“气候变化”“低碳化”“碳关税”“碳减排”“碳交易”“清洁发展机制”“FDI”等高频关键词组成，学者们主要从协调低碳技术与国际贸易发展二者关系来切入研究。从我国低碳技术来看，国际贸易的低碳化趋势既提供了发展的机会，也带来了一系列难题。一方面，国际贸易加大了我国减排目标完成的可变性；国际贸易虽然扩大了经济活动规模，但限制了技术转让的范围，增加了资源的使用量和污染物排放量［20］。另一方面，则是技术溢出效应问题；与环保相关贸易协议的签定以及发达国家对商品的环保技术标准要求，将推动我国加快低碳技术的研发［21］，提高低碳技术的流通速度，提升资源利用效率，减少能耗与碳排［22］。面对低碳经济的大潮，我国若想抢占先机，协调好国际贸易与低碳技术的关系，推动低碳技术发展成为决定我国未来国际竞争力的关键［23］。

（四）低碳技术发展路径

图5中，“低碳技术发展路径”这一主题由“低碳技术”“技术创新”“发展路径选择”和“区域低碳创新系统”等相对核心关键词组成，涉及低碳技术的研发、应用、创新及推广等问题［2］。现阶段，有关低碳技术发展路径的研究成果颇为丰富，学术界比较统一的观点是：低碳技术是推动经济向低碳转型的首选路径，通过国际转移获得先进低碳技术是可行的［24］，但必须依靠自主创新。方兴未艾的低碳技术存在着风险大、成本高、效果不确定等特征［25］，这将产生产权制度不完备、管理机制不健全、市场化解决方式不完善等问题［26］［27］。通过构建技术创新、财政碳税、市场机制、产业绩效、法律法规等体系，可引导低碳技术的创新发展［28］［29］。此外，“区域低碳创新系统”也是学术界关注的热点，部分学者针对一些地区的经济模式如何向低碳转变、如何实现低碳技术创新做出了多角度的阐述［30］［31］。

（五）低碳技术与社会转型

图5中，“低碳发展”“碳排放”“节能减排”“绿色发展”“经济发展方式”“循环经济”“生态文明”“低碳城市”等关键词构成了“低碳技术与社会转型”这一热点主题。围绕这一主题，近些年学术界比较关注城市低碳创新问题。大部分相关研究认为，作为我国应对气候变化行动的重要主体，城市能否实现低碳发展转型关系着我国能否实现减排目标［32］。目前，我国城市发展面临资源枯竭、环境恶化、污染严重的现实困境，雾霾天气的频现严重损害了城市形象［33］。研究认为，构建低碳型城市，发展低碳建筑、低碳交通等基础设施建设，能有效缓解不良形象，从而推动城市向低碳转型［34］［35］。此外，“低碳创新型文化”同样也备受学者们关注。如何营造低碳文化氛围，进而培育低碳的消费观、价值观与生活方式［36］［37］，让低碳成为全社会的行为准则与价值导向，这都有待进一步研究。

六、我国低碳技术研究演化路径与前沿分析

（一）低碳技术研究的演化路径

图6 2005－2016年低碳技术领域高频关键词的时区图谱

不同的时代背景催生出不同的研究热点，而研究热点则清晰地刻画了低碳技术研究的演进路径。图6为2005－2016年低碳技术领域高频关键词的时区图谱，可以发现，低碳技术缘起于低碳经济研究，经历了节能减排、碳排放、气候变化、技术创新、低碳转型等研究热点的变迁，并逐步走向繁荣、深化，其演化路径有以下三个时期：

1.初步探索时期（2005－2009年）。这一时期的核心关键词主要有节能减排、碳排放、气候变化等。由于“低碳技术”这一概念引入国内不久，相关理论基础尚不牢固，我国低碳技术研究仍沿着环境变化、节能减排等主流脉络发展，学者们处在初步探究的阶段。

2.蓬勃发展时期（2010－2012年）。面对日益倍增的环境保护和资源节约压力，具备节能减排特征的低碳技术引发了广泛讨论，低碳技术研究呈现出迸发式增长。低碳发展、低碳转型、低碳产业、低碳竞争力等成为这一时期的核心关键词，表明国内学者将目光转移到低碳技术的实际运用上，对低碳技术的认识开始向微观与实践层面渗透，低碳技术实现了由科学性向应用性的华丽转变。

3.深化完善时期（2013年至今）。随着“低碳技术”浪潮逐渐平缓，在经历了由引进学习到实践应用的研究跨越后，低碳技术研究逐渐步入沉淀升华与完善深化时期。这一时期的核心关键词包含碳减排、评价体系、国际经验、碳排放交易、清洁发展机制、低碳技术创新等，表明学者们在参考发达国家的发展经验后，开始尝试针对我国国情制定具有中国特色的低碳技术发展规划。

（二）低碳技术研究的前沿分析

图7为2005－2016年低碳技术领域的突现词。突现词即发表文献中骤增的关键词，通过分析突现词及其骤增时间，可确定出研究领域的发展前沿。

图7 2005－2016年低碳技术领域的突现词

我国低碳技术研究整体呈现突现词数量较少且频次低的特征。2009年才出现突现词，表明2009年之后我国低碳技术相关研究逐渐丰富，这与上文演化路径结果分析相一致。2009－2010年出现了关键词变化率最高的是碳交易，突现值达到3.2511，说明在低碳技术的研究过程中，碳交易是重要的前沿领域。碳交易能加快低碳技术的创新与转移［38］，带动低碳技术的相关研究。2013－2016年出现了关键词碳税，突现值达到2.6531。事实上，无论是碳交易还是碳税，均是推广低碳技术的有效手段［39］，这表明学者开始探寻低碳技术的发展路径。关键词碳排放与生态文明分别具有2.8625与2.8434的突现值，关键词变化率排名中分列二、三位，且突现时间均为2014－2016年，是近年来新兴的研究热点。发展低碳技术、减少碳排放是生态文明建设的重要内容，因此，在这一背景下，如何推动低碳技术进步、实现节能减排等问题备受学术界关注。

七、结论与展望

（一）结论

本文借助高频关键词及共词分析、聚类分析、知识图谱分析、社会网络分析及突现词分析等文献计量方法，直观、全面地揭示了我国低碳技术领域的研究现状、进展与演化。全文得出的关键研究结论如下：

第一，低碳技术研究一直颇受学者们的关注，研究文献整体呈蓬勃上升的趋势，且已形成核心的期刊群，在全社会对气候问题日益关注以及政府政策的导向作用下，未来低碳技术领域前景光明；第二，在研究演化路径上，低碳技术缘起于低碳经济研究并随之不断发展、繁荣与深化，研究热点不断转向、变迁，但基本沿着由理论到实践、由宏观转向微观、由简单到复杂的多元化、系统化、综合化道路发展，经历了初步发展、蓬勃发展和深化完善三个时期；第三，我国低碳技术研究主要围绕低碳技术发展路径、低碳技术与产业和企业的战略转型、低碳技术与国际贸易、低碳技术与社会转型与低碳技术与政府间关系等五大主题展开；第五，碳交易、碳税、生态文明、碳排放成为低碳技术研究中共同关注的前沿话题。

（二）展望

与本文相关的后续问题有三个方面待深入挖掘与讨论：一是尽管有研究已关注到低碳技术和产业以及社会中转型问题，但不同产业部门的社会生产和消费环节有着不同的低碳技术需求，低碳技术如何兼顾产业特质和社会环节特质，在不同产业部门和社会环节得以顺利地推广和应用，这都为低碳技术研究提供了新的思路。二是低碳技术的研发、应用及推广离不开国际合作，这种跨国家、跨区域的合作需要各国政府的深入合作与交流，美国退出巴黎协定表明当前国际合作仍然困难重重，如何建立低碳技术研发、推广和应用的国际合作机制的研究无疑具有重要意义。此外，对低碳技术研究文献的数量变化以及变化的原因、结果的分析，时间跨度不够，不具有历史阶段性，以后的研究可以尝试从历史的视角展开。