基于WOS数据库国际桉树木材研究（2011—2020）文献计量分析

卢翠香，刘 媛，蒋汇川，梁星星

（1．广西优良用材林资源培育重点实验室 广西壮族自治区林业科学研究院，广西南宁 530002；2．农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室 中国热带农业科学院橡胶研究所，海南海口 571101）

桉树（Eucalyptusspp．）是桃金娘科（Myrtaceae）杯果木属（AngophoraCav．）、伞房属（CorymbiaK． D．Hill& L．A．S．Johnson）和桉属（EucalyptusL’Herit．）树种的统称[1]。桉树原产于澳大利亚、巴布亚新几内亚、印度尼西亚和菲律宾等国家，已被全球95 个国家引种栽培[2]。桉树已成为全球热带地区最主要的造林树种，是世界上栽培范围最广的人工林树种[3]。目前，全球桉树种植总面积超2 275 万hm2，桉树人工林面积占世界桉树人工林面积比例最大的国家是巴西、中国和印度，分别为22%、20%和17%[2]。按照桉树人工林平均生长量32 m3·hm-2·a-1估算[4]，全球桉树人工林的年生长量可达8 亿m3，每年由桉树提供的木材约2．4 亿m3，桉树已成为全球重要的木材资源。世界各国出产的桉树木材是制浆造纸和人造板（胶合板、纤维板和刨花板）的主要原料[4-5]，也是优质的可再生生物质能源[4]。桉树产业的快速发展，对维护世界木材安全、促进国民经济发展及发挥生态防护作用等起到非常重要的作用[5]。

文献计量学作为一个专业术语，由Pritchard 在1969年提出[6]，是科学计量学的一个概念，仅限于对出版物及其属性的分析。文献计量学可定量分析学科发展趋势、文献量变规律及文献情报科学管理等[7]。随着文献计量学的迅速发展，其理论知识、研究方法和研究手段都越来越完善[8]。

Citespace 是美国德雷赛尔大学陈超美教授开发的一款科学文献分析工具，是一款着眼于分析科学文献中蕴含的潜在知识，并在科学计量学、数据和信息可视化背景下逐渐发展起来的多元、分时、动态的引文可视化分析软件。随着Citespace 的不断更新，它不仅能挖掘引文空间的知识聚类和分布，还能提供其他知识单元间的共现分析，如作者、机构及国家/地区的合作等[9]。

本研究对美国科技信息研究所的科学引文数据 库（Science Citation Index，SCI）中 的SCI-EXPANDED 库有关桉树木材研究的SCI 论文进行分析，主要利用Citespace 可视化分析软件进行文献计量学分析，从侧面分析国际桉树木材的研究概况、主要研究力量分布、研究水平和研究热点及未来发展趋势，为相关研究提供借鉴和参考。

1 数据来源与研究方法

以SCI-EXPANDED 库为SCI 论文文献来源，检索式为TS =（eucalypt* AND wood），检索时间范围为2011—2020年，检索语种为英语（English），检索时间为2021年8月20日，文献检索类型为论文（Article）和综述（Review）。

为保证SCI 论文文献数据的准确性，进一步排除重复文献，除去会议论文和其他数据资料等，最终获得2 842 篇文献，包括研究论文2 741 篇和综述101 篇。从文献年度分布、学科主题分布、主要研究结构分布及研究热点和趋势等方面进行详细的分析并进行综述。

该研究主要采用科睿唯安（Clarivate Analytics）公司的Web of Science（WOS）数据库自带的分析功能、Citespace 可视化分析软件（V5．8．R3(64-bit)）、中国科学院文献计量在线分析平台Bibliometric（https://bibliometric．com）及统计分析软件Origin Pro 2021（9．8．0．200，64-bit）对数据进行处理。

2 结果与分析

2．1年度分布

由于SCI 数据库收录文献受出版物上传影响，存在一定滞后性，故检索时间截至2020年12月31日。2011 — 2020年，10年间总体产出论文2 842篇，共有109 个国家和地区产出了论文成果。桉树木材研究一直是科研工作者研究的热门课题。2011— 2020年，每年论文数量均超过200 篇，呈增加趋势，从2011年的207 篇增至2019年的367 篇（图1）。

图1 2011—2020年桉树木材研究论文出版年度数量分布Fig.1 Annual distribution of eucalypt wood research publications published from 2011 to 2020

2．2 国家和地区分布

根据WOS数据库统计，发表有关桉树木材研究的SCI 论文数量位列前20 的主要国家和地区有巴西、澳大利亚和中国等（图2）。其中，巴西发表的SCI 论文数量最多（840 篇），占总相关文献的29．56%；其次为澳大利亚（365篇）、中国（354篇）、美国（311 篇）、西班牙（269 篇）和葡萄牙（213 篇），这6个国家的论文发表数量远高于其他国家，说明这6个国家在桉树木材研究方面具有较强的实力。

图2 2011—2020年桉树木材研究论文国家和地区分布（前20）Fig.2 National and regional distributions of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020(Top 20)

2．3 学科分布

以WOS学科类别分类方法为依托，对检索所得文献进行分类，论文数量在200 篇以上的学科分别为林学（Forestry）、材料科学：纸与木材（Materials science: paper & wood）、能源与燃料（Energy fuels）、化学工程（Engineering chemical）和生物技术和应用微生物学（Biotechnology & applied microbiology）（表1）。涉及林学和材料科学：纸与木材的论文占有绝对优势，这也是桉树木材所属领域所决定的。

表1 2011—2020年桉树木材研究学科分类（前12）Tab.1 Classification of eucalyptus wood research subjects from 2011 to 2020(Top 12)

2．4 研究机构分布

在WOS发文量位居前10的研究机构中，巴西的维索萨联邦大学、圣保罗大学和拉夫拉斯联邦大学位列前3，占比分别为7．21%、5．10%和4．08%；中国的北京林业大学和中国林业科学研究院的发文量位列第4和第9，占比分别为2．67%和2．22%；澳大利亚的墨尔本大学和塔斯马尼亚大学的发文量位列第5和第6，占比分别为2．57%和2．50%（表2）。该数据表明，中国与澳大利亚有关桉树木材研究的发文量相当，但与巴西还存在较大差距。

表2 2011—2020年桉树木材研究发文量前十的机构Tab.2 Top 10 research institutions of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020

2．5 国家间合作关系分析

基于中国科学院文献计量在线分析平台Bibliometric，可得到世界各个国家和地区之间的项目合作关系（图3）。图中半椭圆面积越大，表示该国与其他国家的合作越多，国家间的连线越粗表示两个国家间的合作项目越多[8]。2011—2020年间，巴西（BRAZIL）参与的国际合作项目最多，其次是澳大利亚（AUSTRALIA）、中国（CHINA）和美国（USA）。在众多合作国家中，巴西、澳大利亚和中国与美国之间的合作项目均较多，这反映出美国在桉树木材研究方面拥有强大的实力。法国、西班牙、智利、葡萄牙、南非和日本等国也比较重视国际项目合作。

图3 国家间合作关系Fig.3 Cooperations among countries

2．6 期刊和引文分析

基于中国科学院文献计量在线分析平台Bibliometric，本研究分析的论文共发表在588 种期刊上；其中Bioresources 的发文量最多（181 篇），占比6．37%，总被引次数排名第1（406次），平均被引次数为2．24；其次为Forest Ecology and Management、Bioresource Technology 和Industrial Crops and Products，总被引次数分别为360、325 和286 次，平均被引次数分别为3．60、4．45和4．03（表3）。平均被引次数最高的是New Phytologist（6．17）。

表3 2011—2020年桉树木材研究发文量前十的期刊Tab.3 Top 10 journals of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020

2．7 研究热点分析

运用Citespace（V5．8．R3(64-bit)）对关键词进行分析，合并16 个相近词并删除21 个无关词后，得到关键词共现知识图谱，共有482 个节点，1 847 条连线（图4）。其中，“eucalyptus wood”和“eucalyptus”的频次最高，节点最大，分别为733 和579。但是本研究检索使用的主题词为“eucalypt*”和“wood”，因此不再讨论与此相关的关键词。去除“eucalyptus wood”和“eucalyptus”两个相关检索主题词后，根据关键词和中心性两项指标选择排名前20 的关键词进行排序（表4）。

表4 2011—2020年桉树木材研究高频关键词分布Tab.4 Distributions of high-frequency keywords of eucalypt wood research from 2011—2020年

图4 高频关键词共现网络图谱Fig.4 High-frequency keyword co-occurrence network graph

高频关键词为生物量（Biomass）、生长发育（Growth）、密度（Density）、木质素（Lignin）和纤维素（Cellulose）等，说明这些关键词是有关桉树木材发展的基础性研究方向。研究发现，并不是所有的高频关键词都具有较高的中心性，仅依靠高频关键词并不能非常精确地确定研究热点[10]。一般认为，中心性高的关键词（Centrality ≥0．1）常被看作关键词词频知识图谱的拐点，在一定程度上代表本领域的研究热点。从中心性来说，中心性的值越大，其关键词对网络的有效支撑性越大。桉树木材研究领域的热点包括细胞壁（Cell wall）、赤桉（E. camaldulensis）、平衡（Balance）、管理（Management）、生物炭（Biochar）、变异性（Variability）、高温分解（Pyrolysis）、热处理（Heat treatment）、密度（Density）、强度（Strength）、含水率（Moisture content）和木质素含量（Lignin content）等。

2．8 研究前沿趋势分析

关键词突现指数能够探测出频次变化率高的关键词，从而确定研究领域的前沿内容。关键词突现分析可发现在一定时间内受到相关科学界特别关注的关键词，在分析研究前沿、预测研究趋势和挖掘研究热点方面有重要价值。本研究通过关键词突现分析得到桉树木材研究领域中排名前24 位的突现关键词。微纤丝角（Microfibril angle）、糖化（Saccharification）、木材成型（Wood formation）、水分含量（Moisture content）、生物油（Bio oil）和 质量（Quality）反映了桉树木材研究领域的研究前沿（图5）。

图5 2011—2020年桉树木材研究关键词突现图谱Fig.5 Keyword emergence of eucalypt wood research from 2011 to 2020

除进行关键词突发性检测外，还可通过设置适当的阈值得到2011—2020年桉树木材研究前沿领域的关键词时区分布（TOP N 为30，thresholds 中c、cc 均为7）。时区视图是从时间跨度上表示知识演进的视图，展现一个主题或领域的关键词在不同时间段上的分布和变化情况，根据热点主题的交互关系和演进路径，可以看到关键词在不同年代的活跃程度，展现各时间段的知识基础及其对应的研究前沿依序更换、逐渐演进的过程[11]，有助于从时间维度上把握桉树木材研究领域的热点主题及其演化过程[12]，有助于捕获该研究领域的前沿方向。2011—2020年桉树木材研究领域关键词的连线较紧密（图6）。桉树木材物理力学性质（density、quality、performance、mechanical property 和moisture content 等）和化学性质（cellulose、lignin、chemical property/composition/structure、autohydrolysis 和extraction 等）一直是桉树木材研究领域的热点主题。右上角显示的是最新热点研究关键词构成的研究前沿，可以看出研究前沿与研究热点之间有千丝万缕的联系。这些研究前沿的主题有生物炭（Biochar）、纳米复合材料（Nanocomposite）、木质纤维材料（Lignocellulosic material）、耐久性（Durability）、化学变化/结构/性质（Chemical change/structure/property）、木材质量（Wood quality）和热处理（Heat treatment）等。

3 结论与展望

本研究主要基于Citespace 可视化分析软件和中国科学院文献计量在线分析平台Bibliometric，根据科睿唯安公司的Web of Science 数据库对桉树木材研究文献进行计量分析，从年度分布、国家和地区、学科分类、研究机构、国家间合作关系以及主题分布等方面，分析近十年国际桉树木材研究的概况及研究热点和前沿趋势。

2011 — 2020年，有关桉树木材研究的论文数量呈增加趋势，巴西、澳大利亚、中国和美国等国在桉树木材研究方面具有较强的实力，巴西、澳大利亚、中国和美国等国家参与的国际合作项目最多。

通过关键词共现分析发现，2011 — 2020年桉树木材研究的热点主要集中在细胞壁（Cell wall）、赤桉（E. camaldulensis）、平衡（Balance）、管理（Management）、生物炭（Biochar）、变异性（Variability）、高温分解（Pyrolysis）、热处理（Heat treatment）、密度（Density）、强度（Strength）、含水率（Moisture content）和木质素含量（Lignin content）等方面。

通过关键词突现及热点时区图分析，当前桉树木材研究的前沿主题包括生物炭（Biochar）、纳米复合材料（Nanocomposite）、木质纤维材料（Lignocellulosic material）、耐久性（Durability）、化学变化/结构/性质（Chemical change/structure/property）、木材质量（Wood quality）和热处理（Heat treatment）等。

基于以上分析，未来桉树木材的研究可能主要集中在木材的形成与质量（Wood formation and wood quality）、木材结构与材性（Structure and property）、纳米复合材料和木质纤维材料（Nanocomposite, lignocellulosic material）和生物炭（Biochar）等方面。

本研究采用主题词检索，虽然进行了一些人工筛选，但一些非相关文献可能为研究结论带来了一些误差；通过关键词共现推测目前研究的一些热点和趋势，主观性偏强，研究结论存在一定的局限性。基于此，在未来的研究中，需继续关注桉树木材未来的研究发展，跟踪热点和预测研究趋势。