基于CiteSpace的河套灌区研究知识图谱分析

2021-09-12王丹丹

赤峰学院学报·自然科学版 2021年8期

王丹丹

摘要：目的：国内研究者对河套灌区进行了长期、多方面的研究，本研究对其全面梳理和总结，以期能把握其研究动向。方法：本文在CNKI中选取2000年-2020年间题目为河套灌区的700篇核心期刊为研究对象，借助CiteSpace软件呈现出关键词、作者，机构等知识谱图，探究针对河套灌区研究的热点及研究趋势等内容。结论：河套灌区研究核心文献的发文量整体呈现增长趋势，研究的主题内容涉及多领域，研究者主要分布在以农业研究为主的高校或科研院所，研究群体相对成熟固定各研究机构之间的合作强度不高，该区域的研究的趋势可分2个阶段，研究热点界定为灌溉制度和作物产量两大方面。

关键词：河套灌区;知识图谱;CiteSpace

中图分类号：TV213.4 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2021）08-0048-04

河套灌区指黄河上中游的内蒙古段北岸的冲积平原，其总土地面积达到119万hm2，农业人口100余万，是亚洲最大的一首制灌区。该区域土质深厚、适宜耕作，是我国重要的商品粮油基地。但同时降雨量少且蒸发量大，是典型的没有灌溉就没有第一产业的区域。前人针对河套灌区做了多方面研究并取得了大量成果，借助CiteSpace可视化软件和CNKI数据库，对河套灌区的研究热点和演化路径等内容系统性分析，以此梳理该区域的研究趋势是本文的研究目的。

1 研究設计

基于CiteSpace对河套灌区的研究包含数据的前期获取、数据的分析和可视化呈现等三个主要部门，研究结果用图谱和文字表现。也即包含以下三方面内容：一是依照研究区域限定数据源后将数据导入分析软件;二是从表、里两个维度制作可视化图谱图谱，三是结合可视化图谱进行结果的分析并得出结论和建议。

1.1 研究方法

本文采用知识科学计量学范畴内的图谱分析，该方法以某一领域的文献作为数据来源，借助相应的可视化软件以呈现相关分析和演变来构建该领域的关联图谱。该方法当前被广泛应用在信息科学、医学等领域。本研究采用的CiteSpace是常应用的知识图谱软件，citespace是一款应用于科学文献中识别并显示科学发展新趋势和新动态的软件，可用于寻找某一学科领域的研究进展和当前的研究前沿及其整体发展态势。

1.2 数据采集

本研究的文献均来自CNKI，为有效避免CNKI收录的文献类型多且等级差别大的实际情况，保证更有效的显示该区域的研究内容，特选取CNKI中的“北大核心”“CSSCI”“CSCD”来源期刊为数据。同时为能准确推断该区域的研究发展，更进一步提高文献的分析水准，利用主题检索“河套灌区”，共获取文献700篇。首先将700篇文献以Refworks格式导出，在完成格式转换和去重处理后得到原始文献共700篇，把Refworks格式的文转化成CiteSpace可识别的download格式。依文献作者、关键词等信息进行统计分析并绘制出知识图谱，可以明晰地呈现出河套灌区的研究重点，科学地界定河套灌区研究发展趋势。

2 河套灌区的可视化分析

本研究借助CiteSpace软件对河套灌区进行可视化分析，从“表”“里”两个维度来深入了解河套灌区研究的研究热点。其中“表”涵盖发文量变化、发文作者和机构的内外关联等内容，“里”涵盖聚类和趋势分析。

2.1 文献数量年度统计

利用文献数量的年度统计可以整体上把握年文献数量的及演化趋势（如图1）。研究时间内，河套灌区的研究呈现整体上升，偶有回落的趋势。2000年-2006年对该区域的核心年均量为11篇，总体呈较缓增长。2007年-2019对该区域的核心年均量为41篇，除2010和2018年外整体增幅显著。2020年该区域的核心年均量达到90篇。

2.2 高产出研究者分析

从表1看出针对河套灌区的研究，前三名的研究者史海滨、屈忠义、杨树青都来自内蒙古农业大学，他们是该区域研究中的核心研究者。史海滨共发文101篇，其代表成果《内蒙古河套灌区节水灌溉工程实施后地下水变化的BP模型预测》根据运用模型对河套灌区地下水埋深的变化模拟并预测了灌区节水工程实施后水位变化的情况。总体来看当前针对河套灌区的研究者较少，深入的研究需更多的研究者加入。

借助CiteSpace进行作者共线分析后得到图2。图中研究者以节点表示，字体的大小显示作者的中心性，节点之间的连线表明相互的关联，本分析包括了584个网络节点和916条连线且网络密度为0.0054，整体来看河套灌区的研究者相对紧密。例如以吴普特、赵西宁、王玉宝、孙世坤的研究团队，这些学者组成的研究团队成果较多且学术影响较大。

2.3 研究机构的统计

借助CiteSpace呈现了河套灌区研究的机构合作图谱（如图3）。通过主要研究者所在机构统计，可显示出针对河套灌区研究的机构分布情况。

从图3可以看出河套灌区的研究集中在高校和科研机构。其中内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院以191篇的总量位居首位，排在其后的是武汉大学和西北农林科技大学，可以说这三所高校也呈现了河套灌区的研究力量。其他对该区域研究的高产机构还有内蒙古自治区水利科学研究院等机构（如表2）。

由图3的节点间连线还可以看出，相互间联系较密切的机构整体为以水利研究为主的高校或机构。例内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院、武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室、西北农林科技大学水土保持研究所，内蒙古自治区水利科学研究院等形成了较中坚的研究群。此外针对河套灌区的研究农业类的院校是主要机构。而从机构的合作角度需加强相互交叉，此外对地方性机构参与该区域的研究也较少。

2.4 研究的热点分析

因关键词可集中展现文献的具体研究内容，本研究以关键词的归纳来明晰河套灌区研究的热点。借助CiteSpace得到关键词共现图谱（共得到574个关键词）后进而获得关键词的聚类图谱（如图4）。

如图4所示共提取10个聚类标签。可以看出针对河套灌区的研究呈现多方向-遥感、灌溉制度、农林防护、作物产量等，本文中基于在既往研究者的成果并结合相关知识图谱的研究总结整理了当前学者们对河套灌区的研究涵盖以下两个方面：

灌溉制度：其中主要涉及作物耗水量、非充分灌溉、水足迹等关键词。如吴普特等分析了该区域的粮食生产灰水足迹;史海滨等对该区域进行了耕地-荒地-海子间水盐动态研究;张文鸽等精细模拟该区域渠系引水等水循环与耗水过程并进行了水资源优化配置研究;张瑞喜等研究了不同灌溉下该区域向日葵产量及土壤水盐分布的影响。

作物产量：其中主要涉及水分利用、春玉米、土壤温度等关键词。如孙世坤对探究了农业生产投入因子等因素对该区域春小麦的影响。杨黎等分析了该区域膜下滴灌试验下不同水氮组合对向日葵产量及水氮利用的影响;罗彪等计算了该区域作物干旱指数和土壤相对含水量之间的关系。赵春晓等分析了该区域玉米的生育期内氮动态变化和氮肥利用情况。

2.5 研究前沿变迁

通过对研究区域的文献关键词之间的交互和演化过程分析，能揭示该区域研究的关注和需解决的问题即可以预知研究前沿。借助CiteSpace完成关键词的共现分析后结果用时间线图的方式呈现（如图5）。参考时间线图的相关文献，可知时间线图主要关注聚类之间的相互关系和影响。

由图5可直观呈现该区域在哪些年份出现相关研究的文献，哪些年份成果增多或降低或出现高被引的文献及总体走势。如该区域作物产量的研究主要始于2010年，在近10年内呈现上升到研究趋势，特别是在2020年发文量达到了12篇;土壤水分的研究始于2004年，2012年的发文量为6篇，近10年内发文量呈波动变化;遥感的研究主要始于2009年，在2017年達到最大关注;灌溉的研究主要开始于2004年，在2010年达到最大关注，关注点一直持续至今。

借助Citespace得到河套灌区研究的关键词频次变化高的词后，进而利用Bursts算法获取到该领域内突现词的信息（如表3）。由表3可看到该研究领域突现词多样且突现度均较高，大体看到该领域研究的路径可分2个阶段。

（1）2001年—2010年。这一时期的突现词有“水资源”“富营养化”“地下水位”等。该阶段是河套灌区研究的融合阶段，形成制约该区域农业发展的三个重要因素水资源短缺、土壤盐渍化和肥料利用率低。

（2）2010年—至今。近10年来出现的突现词有“膜下滴灌”“向日葵”“春小麦”“土壤水分”等。补灌作物满足作物生长水分，采取哪种灌溉方式以科学利用地下水、充分发展农业是该区域发展的关注趋势。

3 结论和展望

本文借助citespace软件分析了2000年—2020年河套灌区的核心文献，整理了该区域研究情况得到以下结论：河套灌区研究核心文献的发文量整体呈现增长趋势，研究的主题内容涉及多领域，研究者主要分布在以农业研究为主的高校或科研院所，研究群体相对成熟固定，因河套灌区受地域范围等因素，各研究机构之间的合作强度不高，应促进研究者与各机构从多学科融合，完善该区域的学术深度。通过提取文献的关键词聚类，该区域的研究的趋势可分2个阶段将该区域的研究热点界定为灌溉制度和作物产量两大方面。

国内学者近二十年来对河套灌区从多角度开展广泛、深入的研究。

特别是该区域内的水资源配置和灌溉方式及水肥运筹方式等方面研究取得了丰硕成果。在更新的研究范畴内，针对作物品质的提升、生态安全的灌溉技术和制度将得到更多关注。

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