基于CiteSpace知识图谱分析森林保护学科研究生的科研热点与未来方向

刘 仁，郭春兰，陈伏生，张 扬

基于CiteSpace知识图谱分析森林保护学科研究生的科研热点与未来方向

刘 仁1,2，郭春兰1,2，陈伏生1,2，张 扬1*

（1. 江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045；2. 江西省森林培育重点实验室，江西 南昌 330045）

以中国知网博硕学位论文全文数据库为数据来源，运用知识图谱分析工具CiteSpace对2000年以来我国森林保护研究方向的1 577篇学位论文进行分析，总结其研究热点和发展历程。结果显示，森林保护学硕士研究论文数量呈快速增长而后保持平稳趋势，“生物学特性”、“生物防治”、“松材线虫”、“分类”、“多样性”和“松墨天牛”等关键词频率较高；“基因克隆”、“转录组”和“抗病性”等问题成为学科研究热点。研究结果为森林保护专业研究生培养方案的修订及学位论文选题研究等提供了依据。

森林保护；CiteSpace；研究热点；发展历程

在国家对生态文明建设的背景下，林业及相关科学研究得到迅速发展，科研人员和科研水平有显著提升，林学专业人才培养的数量也逐年增多[1]，林业可促进国家经济发展，改善生态环境，在当前“青山绿水就是金山银山”的发展理念中也具有重要地位。中国是一个林业灾害频发的国家，给林业发展带来了挑战，特别是在全球经济贸易一体化背景下外来林业有害生物入侵形势，给我国林业和生态环境造成了巨大损失[2]。森林保护学科（forest protection）作为林业建设的重要学科，在提高森林资源质量，维护生态安全屏障，增进生态文明示范去建设和打造美丽中国样本等方面扮演着重要角色。森林保护学科是一门研究病虫害等林业有害的发生及流行规律，针对有害生物生物学特性提供防治技术和防控理论的学科，确保国家森林健康和生态屏障安全[3]。自20世纪初我国森林保护学科经过100多年的发展，取得了累累硕果。目前该学科在森林生物灾害预防与持续控制的基础研究方面取得了可喜的成果，创建了一批高水平的科技创新平台，也为国家培养了优秀的专业技术人才[4]。然而，目前有关我国森林保护学科发展历程及研究态势还尚不清晰。CiteSpace能够可视化分析文献，揭示某个学科或某个研究领域的某个时间段的发展趋势和动态，总结相关研究领域的演化进程[5]。本研究通过借助可视化软件CiteSpace分析森林保护学科研究相关的博硕学位论文，绘制森林保护学科的相关科学知识图谱，探寻森林保护学科在时间尺度上的研究内容及现状，揭示该领域的研究态势，挖掘森林保护学科的知识结构、学科建设情况的研究热点与趋势，探讨森林保护学科未来的发展趋势，以期为森林保护学科的建设提供启示。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本文通过检索中国知网数据库收录的与森林保护研究相关的硕博学位论文全文，把“学科专业名称”作为文献检索的筛选条件，再以“森林保护学”和“森林保护”为检索关键词，文献检索时间跨度为2000—2018年，在检索结果中选取硕士论文。该检索结果来源于中国优秀硕士学位全文数据库（CMFD），收录是林业高等院校研究生发表的文章，可代表森林保护学科的研究热点和发展历程。

1.2 分析方法

基于CiteSpace V信息可视化软件分析森林保护学科的发展历程、研究内容以及研究热点[6]。本文主要是将文献的标题、关键词、摘要等相加进行聚类分析及关键词共现分析，基于信息可视化软件分析森林保护目前的研究现状和发展过程。笔者利用中国知网检索发表的森林保护学科有效文献1 577 篇有效文献用Refworks格式导出，使用Excel表格对文献的发表年份、作者、关键词、期刊、机构等维度进行分析。运用CiteSpace V软件转换数据格式，进行时区分割和阈值选择，研究对象时间跨度18年，单个时间分区为1年。进行数据运算并绘制核心作者、关键词时间线知识、发文机构、高频关键词的可视化网络共现图谱。

2 结果与分析

2.1 我国森林保护研究发文情况

在数据库中检索2000—2018年与森林保护研究相关的学位论文共1 577篇论文。由检索结果知，与森林保护研究相关的论文数量在每个年度均有一定起伏，但总体数量呈增长态势（图1）。自从2000年至2006年这6年期间，每年学位论文数量都不超过100篇。2007年开始森保学位论文的数量开始增长，2012年达到了论文最高数量165篇。2013—2018年，森林保护研究的论文数量呈下降的趋势，但相对较平稳态势。

图1 2000—2018年森林保护学硕士学位论文发文数量

2.2 我国森林保护研究内容

2.2.1 关键词共现分析 关键词是反映学位论文中的研究内容高度浓缩词汇，关键词共现是指论文中某些特征项描述的关键信息共同出现的现象[7]，分析在特定时期内某一领域文献中的关键词进行共现产生的高频关键词，可反映某个研究领域的前沿热点。利用可知关键词共现分析将数据进行整合，对关键词进行解析，能够展现出该研究领域的基本研究内容。对数据库里收录2000—2018年的森林保护学位论文进行关键词共现分析后检索出关键词608个。其中高频关键词频次在70次以上有1个，高频关键词频次在50~60次的有2个，高频关键词频次在20~50次的有18个（表 1）。其中“生物学特性”、“生物防治”和“松材线虫”共引的频次最高且首现年份也是最早，说明松材线虫等研究领域一直是森林保护学科研究的核心内容。

表1 关键词共现频次

2.2.2 关键词聚类分析 聚类分析是将研究目标划分为相对的同质群组并进行统计分析，通过主题内容的表现结构，显示研究目标的相关研究热点[8]，而聚类视图主要是突出重要连接和关键的节点，侧重于集群结构特性。通过总结经过聚类分析后得出的知识性子群能分析出该研究领域的出现的若干热点。本研究对所有森林保护学位论文的关键词进行分析后得到的聚类图显示该学科方面研究产生了21个主要子类。从图2可看出，森林保护主要的研究领域松材线虫、分子检测、危害状况和基因克隆等。从最大聚类0华山松到聚类21群体遗传之间联系紧密，其中聚类1中国、聚类5松材线虫、聚类8基因克隆和聚类15分子检测等有一定关联。关键词聚类分析也再次验证了关键词共现分析的结果。从最大聚类0可见，对林业虫害的监控已成为森林保护学科研究的热点，聚类5中可见，松材线虫对林业造成了较大损害，是当前林业保护一个重要的研究主题，并仍将持续下去；聚类8可见，分子生物学手段逐渐应用到森林保护方向，从分子水平上解析了病虫害遗传、发育与进化等诸多难题，这也显示该学科技术上发展增强；聚类15中看出，分子检测技术在林业上发挥着越来越重要的作用，特别是对有害入侵生物的检测，成为了森林保护研究的热点之一。

图2 我国森林保护学位论文关键词聚类网络

2.2.3 森林保护学科研究热点 突现词（burst）是指某一个研究方向中短时期内出现频率突然升高的关键词，可根据关键词频率波动大小及变化趋势判定该学科研究的前沿热点，对监测研究动态有着重要作用和意义[9]。CiteSpace V软件具有探测突现词功能，可较直观地显示研究前沿间的交互关系及演进路径[10]。本文利用CiteSpace V软件对基础数据处理，借助突显词对森林保护学科的研究热点进行归纳和总结，共检测到8个具有高权重的突显词（表2）。结合截止时间可以看出基因克隆、转录组等研究方向可能为今后的研究热点。此外，多数的研究热点呈单峰型，研究的连续性不强，如抗病性、节肢动物、分子检测和生物学特性分别在2009—2010年、2004—2008年、2014—2015年和2006—2008年研究较为集中，表明这些研究方向曾是森林保护学科的研究重点，然而突变截止时间较早，显示出这些方面的相关研究已趋于成熟，关注度有所下降（图3）。从这些突现关键词的突现率和突现时间节点看，森林保护学科研究已经开始从宏观向微观研究转变，这也是紧跟国家方针政策有关，目前在森林重大病虫害防治过程中需要掌握相关致病机制，进而更好地采取有针对性的防治措施，病虫害相关分子机理等问题将成为学者们未来研究的方向。

表2 森林保护学科突显词统计

2.2.4 森林保护学科发展历程划分 关键词聚类网络可用于表示森林保护研究的发展历程，结合图1和图4的内容，可将2000—2018年期间森林保护学科发展历程划分为3个阶段。第一阶段（2000—2005年）：此阶段文献数量不多，主要关注当时发生的病虫害防控问题，也产生不少关键词，如“节肢动物”、“节肢动物群落”等关键词开始突现。第二阶段（2006—2013年）：此阶段文献数量上升迅速，基础理论研究和应用论文都大幅度增加，其中“松材线虫”、“花绒寄甲”、“生物防治”等关键词均在这一阶段出现，成为学术研究热点；第三阶段（2014—2018年）：2014年后文献数量有所下降，在此阶段新产生的关键词“基因克隆”、“分子检测”、“转录组”等均在此阶段突显，并具有较高的突现度，标志着森林保护学研究开始通过利用基因组学的方法来增加对森林病虫害认知，在抗性育种方面也显示广阔应用前景。

图3 突现词与“突现率”

图4 森林保护学科硕士学位论文关键词聚类时区视图

3 结论与展望

本文数据选自中国知网（CNKI）数据库，借助CiteSpace可视化分析软件，对2000—2018年森林保护学科1 577篇博硕士学位论文进行了定量分析，虽然会有一定的限制，却也可以了解森林保护学科研究的发展历程。从近20年间发表的文章来看，森林保护总体研究方向是正确的。森林保护学科是一门森林病虫害防控的应用学科，始终以保障森林健康和维护国家生态安全为目标，这对促进国民经济、林业及生态文明试验区发展都具有重要意义[11]。虽然我国森林保护学科部分的研究成果已经达到国际水平，但整体研究水平与林业发达国家相比还存在较大差距，表现以下几个方面：（1）基础研究的力度有待提升。我国森林保护学科发展的历史相对还比较短，对某些基础研究还不深，该领域获得国家层面的重大基础研究项目立项的还较少。（2）人才培养的方案不够完善。目前学科名师不多，青年人才缺乏，高素质应用型人才也不足。（3）创新平台建设经费要加强。我国的森林保护学科虽然近些年来科技创新平台取得了长足发展，科研实验和野外基地也日渐完善，但是还存在着数量不足，布局不合理，发展还不均衡等问题。（4）国际合作交流有待加强。学科国际合作项目数量还不多，森保学生和青年工作人员参与人数较少，限制了学科的国际化发展。

森林保护学科是一门应用学科，始终紧密结合我国林业发展的最新进展。新时代下的国家需求对林业建设和森林保护事业都提出了更新更高的要求，推进森林保护学科的发展也是推进林业可持续发展、建设生态文明的重要保障措施之一[12]。为确保森林保护学科能稳步前进发展，建议可从以下几个方面关注学科发展。第一，抓住国家重大需求的时机。学科要始终坚持以实现国家需求、行业发展为目标，通过不同形式的决策咨询来服务社会，提升学科在国内外的知名度和影响力，推动本学科的发展。此外，针对国家基本国情下林业领域发展亟需解决的热点问题来进行科学研究，保证科学研究的系统性和持久性，解决国家亟待解决的重大林业有害生物防控问题，进而全面推动林业生态文明建设。第二，加强重大森林病虫害人为调控措施方面的研究。纵观森林保护学科发展历程，维持森林生态系统稳定及健康发展一直是学科研究的热点和重点。通过人为调控措施来确保林木面对不良环境时具有可持续抗逆性，使得森林植物-病虫害-环境因子能处于良好的平衡运行状态[13]。第三，重视外来有害生物风险评估和生物安全。近些年来，外来生物的入侵给我们国家带来了重点经济损失和生态环境的破坏。如松材线虫病虽然在不断的“封锁、控制、压缩”，可仍在大规模的爆发和蔓延[14]。明确外来有害生物的生物学特性，流行规律等方面的研究对我国贸易政策制订提供重要的支持和依据。第四，要多学科交叉融合。要将生态学、分子生物学和遗传学等学科的技术手段应用到森林保护学科的研究中，进而促进学科发展。如应用分子生态学的理论和方法，阐明森林重大病虫害类群的地理分布格局，剖析其形成机制[15]，为防控提供坚实的理论基础。

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Research Hotspot and Future Direction of Forest Protection Discipline for Graduate Students Based on CiteSpace

LIU Ren1,2, GUO Chun-lan1,2, CHEN Fu-sheng1,2, ZHANG Yang1*

(1. College of Forestry, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 2.Jiangxi Provincial Key Laboratory of Silviculture, Nanchang 330045, China)

1 577 master’s degree theses of forest protection from 2000 to 2018 were analyzed using CiteSpace software based on China National Knowledge Infrastructure (CNKI) Database to explore research hotspots and development process. The number of theses of forest protection increased rapidly and then remained stable; keywords analysis and network showed that “biological characteristics”, “biological control”, “pine wood nematode”, “classification”, “diversity” and “pine sawyer” were high frequency and diversified. The hotspots of forest protection were gene cloning, transcript profile and disease resistance. The research results provide reference for the revision of the postgraduate training program and the selection of the dissertation.

forest protection; CiteSpace; research hotspot; development process

S763.3

A

2095-3704（2020）01-0079-06

2020-02-25

江西省学位与研究教育教学改革研究项目（JXYJG-2017-047）和江西林业厅创新专项项目（201711）

刘仁（1995—），女，硕士生，主要从事水土保持方面研究，liuren951106@163.com；*通信作者：张扬，博士，zhangyang0558@163.com。

刘仁, 郭春兰, 陈伏生, 等. 基于CiteSpace知识图谱分析森林保护学科研究生的科研热点与未来方向[J]. 生物灾害科学, 2020, 43(1): 79-84.

10.3969/j.issn.2095-3704.2020.01.16