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基于CiteSpace的纺织服装足迹类文献计量分析

2022-02-14丰翔王晓蓬邱笑笑王来力

现代纺织技术 2022年1期
关键词:知识图谱足迹

丰翔 王晓蓬 邱笑笑 王来力

摘 要:为研究纺织服装领域足迹类文献研究进展,总结其研究趋势,选择CNKI数据库和WEB OF SCIENCE数据库,以2011-2020年纺织服装足迹类研究的期刊论文作为数据源,利用CiteSpace可视化文献分析工具,从关键词频次、时区视图、聚类图、时间线视图、突现词等几个角度对纺织服装领域关于足迹的研究进行分析。研究发现:纺织服装领域足迹类研究在碳足迹、水足迹的核算方法、核算数据、案例示范等方面开展了较为全面的研究,形成较为完善的研究网络;针对化学品足迹的研究起步相对较晚,相关研究正在进一步深入和完善;纺织服装足迹类研究的中文文献较多聚焦于工业生产阶段的碳足迹、水足迹核算、评价与应用示范;纺织服装足迹类研究的英文文献侧重于全生命周期视角和全球化产业链视角,量化与评价纺织服装碳足迹和水足迹,并探讨产业可持续发展与资源消耗、环境污染之间的相互关系。

关键词:纺织服装;足迹;CiteSpace;知识图谱

中图分类号:TS101.8

文献标志码:A

文章编号:1009-265X(2022)01-0009-09

Abstract: In order to study the current status and trends of literatures on textile and clothing footprints, this paper selected CNKI database and WEB OF SCIENCE database, and took journal articles on textile and clothing footprints between 2011 and 2020 as the data source. CiteSpace visual literature analysis tool was employed to analyze the keyword frequency, time zone view, cluster diagram, timeline view and burst terms, etc. of research on footprint in the field of textile and clothing. The results showed that: There were abundant studies on the accounting method, accounting data, case demonstration and other aspects of carbon footprint and water footprint, forming a relatively sound research network; research on chemical footprint started late and relevant studies are being further deepened and refined; Chinese literatures on textile and clothing footprints mainly focused on the accounting, assessment and application demonstration in the stage of industrial production; English literatures mainly focused on the perspectives of full life cycle and global industrial chain, quantifying and evaluating the carbon footprint and water footprint of textile and clothing. The relationship between the sustainable development of the industry, resource consumption and environmental pollution were also well investigated.

Key words: textile and clothing; footprint; CiteSpace; knowledge graph

資源过度消耗和环境退化问题是当今社会可持续发展关注的热点,足迹理论被提出并作为评估环境影响的指标,可以为人类活动对资源与环境造成的影响进行量化评估[1-2]。足迹理论的评价指标有碳足迹、水足迹和化学品足迹等,碳足迹是Wackernagel等[3]提出的生态足迹概念的衍生,定义为人类在生产活动中向环境中排放的直接或间接的温室气体的量[4]。水足迹最早是由Hoekstra提出,并将水足迹定义为一个国家、一个地区或一个人,在一定时间内消费的所有产品和服务所需要的水资源数量[5-6]。国际标准ISO14046则将水足迹定义为量化与水相关潜在环境影响的指标[7]。化学品足迹是一种评价化学品使用和污染物排放对环境的影响的工具,其量化指标包括毒性压力、环境空间占用和质量三类[8]。毒性压力指标应用较为广泛,是指在一定时间和空间内,化学品排放对生态系统和人体健康的影响[9]。

纺织服装产品是人们的生活必需品,全球每年生产和使用大量的纺织服装产品,消耗资源并排放污染物,基于足迹理论量化和评价纺织服装产品生产、使用造成的环境负荷受到广泛关注和研究应用[10]。本文采用CiteSpace 5.7.R2(64bit)版本软件对纺织服装足迹类研究文献进行计量分析,绘制科学知识图谱,从关键词频次、时区视图、聚类图、时间线视图、突现词等几个角度对纺织服装领域足迹类的研究进行分析,总结纺织服装足迹类研究进展,揭示该领域的研究热点与发展趋势。

1 数据来源

在CNKI数据库中,选择文献类型为“期刊”,利用高级检索,以主题为“纺织”或“服装”或“织物”或“纤维”并含“足迹”进行检索,获得212条结果,经筛选,删除无关条目,最后得到82篇文献,分布于2011年1月1日至2020年10月11日。

在WEB OF SCIENCE核心数据库中,选择文献类型为“article”,分别以“textile” “cloth*”“garment”“footprint”进行检索,将前三个检索结果以“or”连接词组合,并将组合结果与“footprint”检索结果以“and”连接词组合,得到文献197篇,经筛选,删除无关条目,最后得到78篇文献,同样分布于2011年1月1日至2020年10月11日。

2 结果分析

2.1 关键词词频分析

关键词是一篇文章的高度凝练,展现了一篇文章的核心内容。对关键词词频的研究可以更好地观察选定时间内某一领域的研究热点。将中英文文献数据分别导入CiteSpace中,将时间跨度设置为2011—2020年,时间切片设置为1年,将主题词来源设置为标题(title)、摘要(abstract)、作者关键词(author keywords)和增补关键词(keywords plus)。节点类型选择关键词(keyword),阈值设置选择g指数(g-index),K是g指数的规模因子,可以根据图象生成结果进行调整[11],经过反复试错和比较,最终确定以K=25进行对象选取,可以输出较为理想的图示效果。剪枝设置选择寻径网络法,纺织服装足迹类研究中英文文献关键词词频图谱见图1和图2所示。

由图1可知,2011—2020年纺织服装足迹类研究中文文献关键词词频图谱共有175个节点,329条连接,网络密度为0.0216,其中节点大小与关键词频次成正比,关键词频次越高,节点越大。从图1可知,“碳足迹”出现的频次最高,其频次远高于其他关键词,表明中文文献对纺织服装碳足迹的研究较多。“水足迹”也具有较高的频次,而“化学品足迹”频次相对较少。

图2中共有229个节点,575条连接,网络密度为0.022。从图2可以看出,频次较高的关键词有“life cycle assessment” “textile” “consumption”和“carbon footprint”,各个关键词的频次相差不大。研究主要集中在纺织服装生命周期的资源消耗、污染物排放以及经济的可持续发展方面,聚焦于在纺织服装领域发展经济的同时评价其环境负荷。

2.2 关键词时区视图分析

时区视图是从时间维度上来表示知识演进的视图,它可以清晰地展示出文献的更新和相互影响[12]。图3是2011—2020年纺织服装足迹类研究中文文献的关键词时区视图。从图3可以看出,主要的关键词节点集中分布在2011—2013年,且与后续年份的关键词有比较多的关联。碳足迹与水足迹的研究是纺织服装足迹类研究的热点,自2011年以

来在纺织服装领域受到高度重视。2011—2013年,纺织服装碳足迹、水足迹的研究集中在工业阶段,主要是对纺织服装碳足迹、水足迹概念方法的介绍和对纺织服装行业、产品工业生产阶段的碳足迹、水足迹核算。2014—2018年,随着纺织服装碳足迹、水足迹研究方法论的研究深入,纺织服装碳足迹、水足迹研究开始拓展到纺织原材料种植、纺织服装产品销售、使用和回收阶段。2018—2020年,纺织服装

化学品足迹和水劣化足迹的研究开始受到关注。另外,聚焦环境污染与纺织服装产业经济发展关系的研究也开始增多。

圖3是2011—2020年纺织服装足迹类研究英文文献关键词时区视图。由图4可知,主要的关键词节点集中分布在2012—2013年,后续研究也多围绕这些关键词展开。在2011—2013年,主要研究内容聚焦环境影响评价以及优化纺织服装企业资源配置。2014—2017年,对纺织服装化学品使用和化学品污染物排放造成的环境污染影响受到较多关注,纺织服装化学品足迹理论被提出并开展应用研究。2018—2020年,针对产品创新、工艺优化等以减少纺织服装行业对环境的影响并达到一定经济效益的研究逐渐增多。

2.3 关键词聚类分析

关键词聚类可以将关键词合理分类,形成直观的聚类图。通过聚类图,可以直观观察到某一领域的研究内容。利用聚类模块性指数Q值和聚类轮廓性指数S值来评估图谱聚类效果,一般认为Q>0.3意味着聚类结构显著,S>0.5聚类就是合理的,S>0.7意味着聚类是令人信服的[12]。

图5是2011—2020年纺织服装足迹类研究中文文献关键词聚类图谱,其中Q=0.8023,S=0.9263,说明图谱聚类效果显著。由图5可知,这些关键词一共被聚为10类。聚类0“水足迹”、聚类1“灰水足迹”和聚类4“工业水足迹”是关于纺织服装水足迹的研究,因为纺织工业是典型的高耗水、高废水排放工业,所以对纺织服装水足迹的研究关注度较高。水足迹的研究包括水消耗和水污染两个方面,灰水足迹便是评价水污染程度的重要指标,单独形成一聚类群,说明水污染在水足迹研究中非常重要。聚类2“计算”中全部为纺织服装碳足迹相关文献的研究,和聚类7“碳排放”一样都是针对碳足迹的研究。聚类3“纺织品”主要包括两个内容,一是针对于纺织服装产品在生产、使用过程中对环境的影响,二是在宏观角度分析纺织产业发展状况与环境影响的关系。聚类5“化学品足迹”是纺织服装领域足迹类研究的新成员,主要针对纺织服装化学品使用与化学品污染物排放对人体健康和生态环境的影响进行量化与评价。聚类6“碳足迹认证”与聚类9“规范”是关于纺织服装低碳产品认证标准的研究,该类标准的建立有助于纺织服装企业节能减排,也有利于引导消费者的低碳消费。聚类8“核算软件”是关于简化足迹类研究计算过程的研究,可以方便足迹类数据的收集、处理和保存。

图6是2011—2020年纺织服装足迹类研究英文文献关键词聚类图谱,其中Q=0.7695,S=0.9309,说明图谱聚类效果显著。由图6可知,英文关键词同样被聚为10类。聚类0“sustainable development”和聚类2“sustainability”是针对纺织服装行业可持续发展的研究,通过优化资源配置和污染控制实现行业的可持续发展。聚类1“wood wastes valorization”、聚类3“water efficiency”和聚类5“ecological footprint”是关于纺织服装行业资源消耗和污染物排放的研究,主要是研究纺织行业生产活动过程中对环境造成的负荷。聚类4“consequential life cycle assessment”和聚类7“energy and material flows”是在纺织服装各类足迹核算过程中采用的研究方法。聚类6“globalisation”主要是在全球化的影响下,纺织服装行业环境负荷的变化及其影响因素。聚类8“modal fibres”主要是聚焦工序阶段进行优化,减少其资源消耗和环境污染。聚类9“textile industry”主要是研究纺织工业对生态环境造成的影响,分析其主要影响因素并进行改进。

2.4 关键词聚类时间线视图分析

时间线视图侧重于勾勒出各个聚类之间的关系和某个聚类中文献的历史跨度,通过时间线视图,可以观察到各个聚类之间的主要关键词以及关键词的分布时间与连接关系[12]。图7是2011—2020年纺织服装足迹类研究中文文献关键词聚类时间线视图,由图7可以看出,自2011年以来,中文文献纺织服装领域以“水足迹”“灰水足迹”“计算”和“纺织品”等为关键词的研究较多,尤其是“水足迹”,自2011年出现以来一直保持着高热度。在2011—2014年,各聚类间关键词排列紧密,发文数量较多,而且各个聚类词之间的关键词联系密切。另外,该领域被引频次最高的两篇文献都出自这段时间,分别是王来力等在2012年发表的《棉针织布的工业碳足迹和水足迹实例分析初探》和严岩等在2014年发表的《我国几种典型棉纺织产品的工业水足迹评价》。2015年之后,关于纺织服装水足迹的研究稍有下降,但发文数量仍较为平稳。 “化学品足迹”发文量较少,但在最近3年有了较多发文量,关注度上升。

图8是2011—2020年纺织服装足迹类研究英文文献关键词聚类时间线视图。由图8可知,自2011年以来,英文文献纺织服装领域以“sustainable development”“wood wastes valorization”“sustainability”和“water efficiency”等为关键词的研究较多。主要研究内容与纺织服装企业环境与经济的协调发展有关,更多的是贸易、消费方面的研究。主要关键词节点都出现在2012—2015年,奠定了纺织服装足迹类研究的基础。关于可持续发展、资源消耗、环境污染的文章每年都受到关注,各个聚类都有较高热度,只有“modal fibres”在2013—2016年关注度较高,后续影响力下降,无相关文献发表。

2.5 突现词分析

突现词是指在某一领域内突然出现并且受到研究人员高度关注的词,通过对突现词的研究,可以更好地把握行业研究热点的历史变化,也能更好地观察到研究前沿与热点[12]。图9是2011—2020年纺织服装足迹类研究中文文献突现词图谱。如图9所示,各个突现词自突现至今都保持着较高的热度。值得注意的是,“碳足迹”和“碳排放”在2014年突现,其突现强度分别是2.41和2.67,说明在2014年,纺织服装碳足迹的研究重视程度加大,至今关注度仍然较高。突现强度大于2的突现词还有“核算”,突现强度为2.27,说明数据的核算在纺织服装领域足迹类研究中极为重要。另外,“化学品足迹”与“水劣化足迹”是最近的突发热点,将会是纺织服装足迹类研究的新焦点。

图10是2011—2020年纺织服装足迹类研究英文文献突现词图谱。如图10所示,各个突现词至今都保持着较高热度。其中“carbon footprint”的突现强度为2.36,其他突现词强度都在2以下,说明英文文献对碳足迹的重视程度较高。另外,“decoupling”与“economy”在近三年突现,表明英文文献对纺织服装经济与环境协调发展的重视程度加大,追求在达到一定的经济效益的同时实现环境负荷的下降。

2.6 中英文文献对比分析

对比中英文文献,可以发现,碳足迹、水足迹和化学品足迹是纺织服装足跡类研究的共同焦点,对纺织服装生产、消费活动的资源消耗与环境影响进行客观评估,为社会可持续发展提供参考。

中文文献研究在前期集中在末端的环境影响评价方面,主要涉及纺织服装产品工业生产阶段的碳足迹、水足迹核算,之后拓展到种植、消费、回收等方面,这与中国纺织工业的发展阶段是相适应的。中国是世界第一大纺织品生产国和出口国,纺织服装产品生产加工消耗了大量的能源、新鲜水资源、纺织化学品,同时排放了大量的二氧化碳、废水及化学品污染物,造成严重的环境影响。针对纺织服装产品工业生产阶段的碳足迹、水足迹和化学品足迹研究可以为纺织工业节能减排和绿色生产提供参考。而英文文献在前期涉及范围较广,不仅包括原材料种植、工业生产阶段,而且对经济与环境可持续发展的研究也有涉及,从全球化产业链的视角聚焦纺织服装产品全生命周期内的环境影响。

随着研究的深入,纺织服装原材料获取阶段(种植和养殖)、纺织服装产品销售与使用阶段的能耗、水耗、废水及污染物排放基础数据逐渐丰富,中英文文献中对于纺织服装产品原材料获取、销售和使用阶段的碳足迹、水足迹和化学品足迹研究逐步完善。

3 结 论

基于科学知识图谱,对纺织服装足迹类文献研究进行计量分析,结论如下:

a)纺织服装领域足迹类研究针对碳足迹、水足迹已有较为完善的研究网络,在核算方法、核算数据、案例示范等方面有较为全面的研究,为纺织服装足迹类研究的延续与发展奠定了基础,而针对化学品足迹的研究起步较晚,相关研究正在进一步深入和完善。

b)纺织服装足迹类研究的中文文献聚焦于工业生产阶段的碳足迹、水足迹核算、评价与应用示范,纺织服装足迹类研究的英文文献则侧重于全生命周期视角和全球化产业链视角,量化与评价纺织服装碳足迹和水足迹,并探讨产业可持续发展与资源消耗、环境污染之间的相互关系。

c)运用足迹理论量化与评价纺织工业污染排放的环境影响仍旧是研究热点,并且随着纺织服装工业生产阶段的研究数据积累,进行全生命周期视角的污染物排放环境影响评价研究是纺织服装足迹类研究的趋势。

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