基于文献计量的长江洪水研究态势分析

万洪秀，吴 昊2，郭 娅

(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所 湖泊与环境国家重点实验室，南京 210008； 2.信阳师范学院 生命科学学院，河南 信阳 464000)

1 研究背景

长江是世界第三大河流，也是中国的第一大河流。干流全长6 300多km，流域面积约180万km2，占全国陆地总面积的18.8%，居住着全国约1/3的人口，贡献了全国40%以上的经济总量，在国民经济发展中具有十分重要的地位[1]。与此同时，长江流域面积广袤，跨越多个不同季侯区，降雨时空分布变化很大，是洪涝灾害比较严重的地区，尤其20世纪以来长江流域洪水暴雨灾害事件频发，对流域内人民生活造成了严重的影响，而三峡工程的建设和运行在缓解洪水压力的同时，也带来了新的环境和生态问题，使得长江流域成为全球洪水研究中的热点关注区域[2-6]。

采用文献计量分析方法分析论文的各项数量特征，以数理统计等手段研究文献信息的结构分布、数量关系、变化规律等，可以有效确定某一阶段内某一领域的研究动态，评价和预测学科发展趋势，具有显著的客观性、定量化等优势[7]，已被广泛应用于多个领域[8-13]。然而鲜有人利用文献计量学方法分析长江洪水研究文献，只是对长江洪水研究的某一方面进行分析[14-18]，不能使读者全面了解长江洪水研究及与之相关的研究概况。鉴于此，本文基于Web of Science(WOS)中的科学引文索引扩展版(Science Citation Index Expanded，SCIE)和中国科学引文数据库(Chinese Science Citation Database，CSCD)中的文献，从文献计量视角对长江洪水研究进行分析，揭示长江洪水研究的现状、热点问题和发展态势，为相关研究人员提供洪水研究的学术动态，为长江流域洪水防治提供情报参考。

2 数据与方法

研究数据来源于美国科学信息研究所(Institute for Scientific Information, ISI)Web of Science中的SCIE和CSCD。运用文献计量学的理论和方法，采用主题检索，检索时间为2018年5月21日，文献类型为Article和Review。因长江流域支流和湖泊众多，检索结果复杂，本文仅以出现“长江”和“洪水”的文献作为数据源。SCIE数据库编写英文检索式：TS=(Yangtze River AND flood) OR TS=(Changjiang AND flood)，检索时段为1900—2017年，检索到文献957篇；CSCD数据库编写中文检索式：TS=(长江 AND 洪水)，检索时段为1989—2017年，检索到文献467篇。以检索到的文献为研究对象，使用数据库平台中的分析功能、Excel软件的绘图和统计功能以及Derwent Data Analyzer(DDA)软件等进行数据合并、去重等清洗，结合文献阅读和咨询相关领域专家建议，对检索结果进行定量分析。

3 结果与分析

3.1 发文量年际变化趋势

长江洪水研究文献SCIE收录的时间为1992—2017年，CSCD收录时间为1995—2017年。长江洪水研究发文量年际变化过程如图1所示。

图1 长江洪水研究发文量年际变化过程Fig.1 Changes in the article number of Changjiang(Yangtze) River flood research

根据年发文量的变化(图1)，可以将长江洪水研究文献的发文量大致分为3个阶段:

(1)第1阶段是1998年之前，长江洪水研究的初步发展时期，发文量较少，SCIE收录了18篇，平均每年2.57篇，CSCD只收录了6篇，平均每年1.5篇。研究初期SCIE发文最早的是Yuan H W, Wen Y H, Dudgeon D三人分别在1992年各发表1篇英文文献；CSCD发文最早的是陈小红、叶锦昭、杨德林在1995年共同发表1篇中文文献。

(2)第2阶段是1999—2005年，这一阶段论文发文量增长较快，尤其CSCD的发文量明显提升，7 a共发文177篇，平均每年发文量达25.29篇，年增长率为5.18篇；而SCIE文献增长较CSCD缓慢，共发文143篇，平均每年发文量为20.43篇，年增长率为2.64篇。

(3)第3阶段是2006—2017年，这一阶段SCIE论文发文量迅速增加，一共发表796篇文献，占全部阶段1992—2017年SCIE总发文量的83.18%，年均发文量66.33篇，是长江洪水SCIE论文的快速发展时期；而CSCD论文发文量趋于平稳发展，共发表284篇文献，占总发文量的60.81%，年均发文量23.67篇，是长江洪水中文核心论文的成熟发展时期。1998年之后长江洪水研究发文量增长较快，这与1998年长江流域遭遇的特大洪水有关；2005年后SCIE发文量迅速增加而中文发文量趋于平稳，这与中国评价指标体系有明显关联，多数学者都积极将文献发表于SCIE，以期在学术界得到更多认可。

总体上，目前有关长江洪水研究的SCIE文献数量呈现出快速增长的趋势，表明长江洪水研究已逐步成为国际关注的热点，预测长江洪水研究还没有进入成熟期，相关论文数量可能会进一步增长。

3.2 国家和地区分布及国际合作分析

SCIE中有关长江洪水研究的文献来自于49个国家和地区。发文量前30的国家和地区如表1所示，其余还有19个国家和地区各发表1篇文献。

表1 长江洪水研究的国家和地区分布Table 1 Major cooperative nations of research onYangtze River flood

表2 长江洪水研究中、外文文献主要机构
Table 2 Major institutions contributing research papers on Changjiang(Yangtze) River flood

长江洪水研究文献主要来自于中国，因为中国具有地域研究优势；美国、德国、澳大利亚、英国是国外研究长江洪水较多的国家。中国大陆发表的长江洪水研究文献数量最多，共854篇，占SCIE总发文量的89.24%；中国台湾和中国香港分别发表30篇和3篇，各占总发文量的3.14%和0.31%。由于长江是中国内陆河，研究者以中国人为主，去掉中国大陆、中国台湾、中国香港，剩余46个国家和地区共发表568篇文献，其中有70篇文献由国外学者独立完成，498篇文献是与中国学者的合作研究，占总文献量的52.04%，显示了长江洪水研究的国际化水平。CSCD的467篇文献中，中国学者完成的占99.79%，国外学者与中国学者合作完成的占1.50%，其中德国3篇，美国、加拿大、法国和韩国各1篇。

3.3 研究机构分布

SCIE中有关长江洪水研究的文献有787个机构参与，CSCD的文献有226个机构参与。长江洪水研究文献被SCIE和CSCD收录的前10位参与机构如表2所示。发文机构分析显示SCIE和CSCD的前6位研究机构非常集中，重合率达83%，文献集中于中国科学院、南京大学、武汉大学、华东师范大学、河海大学等高校和研究机构。中国科学院被SCIE和CSCD收录文献均居于领先，为长江洪水研究做出了重要贡献。

国外机构研究长江洪水相对较少，主要包括奥斯陆大学、德州农工大学、新加坡国立大学等，这些机构是国外长江洪水研究的核心机构。国外前10机构中，包括5个美国的机构、2个荷兰机构、1个挪威、1个新加坡和1个德国的机构，说明美国比较关注长江洪水研究，这也与国外发文量国家和地区分布相吻合。CSCD收录的研究长江洪水的国外研究机构仅包括德国吉森大学地理研究所和日本国立环境研究所2个机构。

3.4 核心作者分布

核心作者是对本学科研究的发展具有较大贡献的科研人员，同时也是期刊学术影响力、竞争力的重要贡献者。本文综合考虑作者发文量和被引量，借鉴普赖斯定律来确定核心候选人的最低发文量和最低被引量，只要符合以上之一要求的作者即可作为核心作者，计算公式为:M=0.749(Nmax)1/2。其中：M为统计时段内核心作者至少发表的论文数(篇)或发文累积最低被引量(次)；Nmax是统计时段内发表论文最多的作者发表的论文数(篇)或发文被引频次累积最高次数(次)，只有当发文量在M篇以上或发文累积被引M次以上的作者，才能称为核心作者。

统计SCIE收录的957篇文献第一作者共有757名，总被引频次累计达16 889次；CSCD收录的467篇第一作者共有377名，总被引频次累计达2 204次。SCIE第一作者发文最多的和被引频次累积最高的均为中山大学的张强教授，共21篇文献，累计被引857次；CSCD第一作者发文最多的是中国科学院南京地理与湖泊研究所的姜加虎研究员。被引频次累积最高的是国家海洋局第一海洋研究所的王保栋研究员。将SCIE和CSCD的最多论文数或被引频次累积最高次数分别代入M的计算公式，得到SCIE的M=3.432 3篇或M=21.926 6次；CSCD的M=2.368 5篇或M=7.49次。按照取整原则，SCIE中发表4篇或发文累积被引22次及以上的作者为核心作者；CSCD中发表3篇或累积最低被引8次及以上的作者为核心作者。对符合以上2个标准的核心作者进行统计并查重，最终确定SCIE中核心作者候选人为206名，占作者总数的27.21%，这些核心作者共发表论文347篇，占总发文量36.26%，论文累积被引频次为13 825次，占长江洪水研究文献总被引频次的81.86%；CSCD中核心作者候选人为78名，占作者总数的20.69%，这些核心作者共发表论文149篇，占总发文量31.9%，论文累积被引频次为1 786次，占文献总被引频次81.03%。

表3列出了排名前10的长江洪水研究的核心作者，反映了以这些作者为首的团队对长江流域洪水研究领域的重要贡献。张强教授是中山大学水资源与环境系主任，主要从事流域气候变化与水文水资源等方面的研究。姜加虎研究员是中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊流域过程与调控研究室主任，主持过 “长江中下游洪水孕灾环境变化、致灾机理与减灾对策”等课题。王保栋研究员在国家海洋局第一海洋研究所工作，主要研究方向为近海和大洋生源要素循环及其生态环境效应。姜彤教授是中国气象局气候与气候变化评估首席专家，长期从事气候变化对水文水资源的影响研究。

3.5 研究期刊分布

对所刊载论文的来源出版物进行统计，找出长江洪水研究的核心期刊。SCIE收录的文献发表在268种期刊，CSCD收录文献发表在123种期刊。长江洪水研究前10出版物如表4所示。前10位出版物SCIE收录文献共243篇，占总数的25.39%，其中刊物出版地中国占30%，荷兰、美国和英国各占20%，瑞士占10%，期刊影响因子在0.915～3.483间。荷兰的 《Journal of Hydrology》期刊发表的SCIE文献最多，占4%以上，且也是影响因子最高的期刊。前10位出版物CSCD文献共201篇，占总数的43.04%，这些期刊是长江洪水研究的核心期刊，其中《长江流域资源与环境》和《长江科学院院报》的文献最多，各占7%以上。

表4 长江洪水研究前10期刊

3.6 热点关键词分析

关键词是对文献的研究内容、方法、对象等的高度概括，某个关键词在文献计量学研究的一定时期内高频出现，表明该关键词可能是当时的热点、发展趋势或重点研究领域。对关键词的统计分析可以发现某一学科研究的重点和热点。

SCIE收录的957篇长江洪水研究文献共3 058个关键词，平均每篇关键词3.2个；CSCD的467篇长江洪水研究文献共2 010个关键词，平均每篇关键词4.3个。经过清理，分别选取出现频次>20的热点关键词如表5所示。

表5 长江洪水研究热点关键词Table 5 Keywords of Changjiang (Yangtze) Riverflood research

根据表5，结合相关文献的研究内容[2-6,19-23]可以看出：

(1)除了长江、洪水2个基本对象外，三峡、降水、气候变化、沉积、洪涝灾害等是SCIE与CSCD文献共同关注的热点内容，其中SCIE长江洪水研究文献更多地关注了水动力、季风、遥感和人类活动影响方面，CSCD长江洪水研究文献对生态环境、防洪、水资源、河道演变等更为关注，尤其是对洞庭湖的关注更多一些，而SCIE对鄱阳湖的关注更多。

(2)受厄尔尼诺影响，梅雨期长江流域降水集中、强度大，暴雨洪水恶劣，是引起中下游地区严重洪涝灾害的重要因素。长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖两湖水系支流经常发生大洪水，支流洪水的入汇造成长江干流水位持续居高不下，部分地区内涝也十分严重。

(3)三峡水库的建设和运行极大地缓解了长江中下游洪水威胁，因此三峡水库的防洪调度对长江中、下游超额洪量、改善中、下游防洪形势、保护长江水资源和生态环境以及河湖演化等方面具有重要作用。

4 结 论

本文基于Web of Science的SCIE数据库和CSCD数据库，用文献计量学方法客观分析长江洪水研究的过程与现状，揭示了长江流域洪水研究的发展态势和研究热点，并预测发展趋势。得出如下结论：

(1) 长江洪水研究中、英文发文量在1998年后都有大幅度增加，尤其是SCIE文献增长迅速，与美国、德国等合作较多，表明长江洪水研究已逐步成为国际关注的热点，从合作与关注的国家来看，主要以科技较为发达的国家为主，未来可以加强与洪水威胁程度不同的大型国际河流研究的对比。

(2) 中国科学院的中、英文文献数量居于领先水平，说明该机构为长江洪水研究做出了重要贡献。长江洪水研究核心作者发表的SCIE与中文文献分别约占总发文量的36%和32%，并且论文累积被引频次均占总被引频次的80%以上，为本领域研究的发展做出了较大贡献。SCIE数据库《Journal of Hydrology》期刊发文量最多，CSCD数据库《长江流域资源与环境》和《长江科学院院报》期刊文献量最多，是长江洪水研究的核心期刊。

(3) 热点关键词反映了长江洪水研究的一些新态势，主要是由传统的洪水发生机制的基础研究向洪水灾害的预测预警、灾害缓解等方面的发展，尤其是科学调度管理三峡水库、协调和优化江湖关系、长江水资源和生态环境的综合研究方面有望进一步加强。同时，可基于遥感和GIS等新技术，建立和健全长江流域基础信息平台和监测系统，预测预警暴雨与洪水发生，研究流域上、下游以及江湖关系的协调发展。