基于CNKI数据库文献计量视角下沙障研究现状

李双立，黄海广，党晓宏，郭跃，万俊华

(1. 内蒙古农业大学沙漠治理学院，内蒙古 呼和浩特 010018；2. 内蒙古自治区林业科学研究院， 内蒙古 呼和浩特 010010；3. 鄂尔多斯市林业和草原事业发展中心，内蒙古 鄂尔多斯 017010；4. 乌审旗林业和草原局，内蒙古 鄂尔多斯 017300)

荒漠化在全球范围内均是需要重点解决的社会环境问题。根据国家林业局第五次荒漠化公报，我国荒漠化土地和沙化土地面积分别为261.16万km和172.12万km，分别占国土总面积的27.02%和17.93%。十九大报告指出，坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念。为满足中国特色社会主义生态文明建设的总体要求，达到“双碳”目标，荒漠化治理问题刻不容缓。

沙障又称机械沙障，即采用柴、草、树枝、黏土、卵石、板条、篱笆等非生命材料，在沙面上设置各种形式的障碍物，以此来控制风沙流动的方向、速度、结构，改变蚀积状况，达到防风阻沙、改变风的作用力及地貌状况等目的。在自然环境状态差的地方，沙障可以在和植被共同生长的过程中改善土壤养分，起到固定沙丘的作用。中国对沙障的研究早在秦汉时期就有记载，但是理论起步较晚，目前我国对沙障的研究主要集中在防风固沙、植被恢复及对土壤性质的影响等方面，为了系统全面地总结我国沙障的研究进展，本文采用文献计量方法，借助VOSviewer和Citespace 可视化分析软件，对中国知网(CNKI)公共信息平台收录的沙障研究文献进行分析，总结我国沙障研究的方向、现状及研究热点，以期为我国沙障的后续研究提供真实有效的参考，为我国荒漠化治理工作提供理论和技术支撑。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本文以中国知网CNKI(https://kns.cnki.net)为数据源，选取中国学术期刊网络出版总库、中国优秀硕士学位论文数据库、中国博士学位论文数据库、中国重要会议论文全文数据库和中国重要报纸全文数据库等5个数据库，以“沙障”为检索词，使用“篇名”字段为检索项，共检索完整文献399篇并导出为Refworks格式。

1.2 研究方法

文献计量可以定量揭示某一学术领域的发展历程、研究热点及发展方向。采用文献计量分析方法，可以高效且全面地了解研究领域的历史、现状及未来的发展趋势，为高质量选题及文章撰写提供了方法。本文基于文献计量视角，按照论文发表的数据库来源、数量及年代分布、基金来源3个指标分别进行数据的统计与分析，同时借助可视化分析软件VOSviewer和Citespace 绘制知识图谱进行辅助研究。

2 统计结果与分析

2.1 文献发表年代分布

特定时期的特定领域研究论文的年代分布及其发文量是文献学特征分析的基础指标。在中国知网数据库中检索得到与沙障相关的论文共计399篇(至2021年12月)，始发年度为1959年。从论文发表的年度及数量上分析，可以得到4个阶段： 1959—1995年(37年)为起步阶段，共计发表16篇，占总发表论文数量的4.01%，年平均发表不足1篇；1996—2005年(10年)为缓慢发展阶段，共计发表50篇，占总发表论文数量的12.53%，年均发表5篇；2006—2016年(11年)为不平稳发展阶段，共计发表论文204篇，占总发表论文数量的51.13%，年均发表20篇；2017—2021年(5年)为成熟阶段，共计发表论文129篇，占总发表论文数量的32.33%，年均发表25篇，可以称之为沙障研究的黄金时期。(图1)

图1 沙障论文发表年份及数量

2.2 数据库来源分布

相关论文主要通过中国学术期刊网络出版总库、中国优秀硕士学位论文数据库、中国博士学位论文数据库、中国重要会议论文全文数据库和中国重要报纸全文数据库等5个数据库进行检索，结果见表1。

表1 论文检索数据库来源分布

由表1可见，检索结果以中国学术期刊网络出版总库为主，约占总发表论文数量的82.96%，其次为中国优秀硕士学位论文数据库，约占总发表论文数量的11.53%，其余以沙障为检索词在中国博士学位论文数据库、中国重要会议论文全文数据库和中国重要报纸全文数据库中检索得到的论文共占约5.51%。

2.3 基金来源分布

检索得到的论文经费来源主要有国家级资助和省部级资助2个渠道，标注的资助单位或机构数量共19个。其中以标注为国家级资助的论文为主，共计156篇，约占总数的78.79%；其次是标注为省部级资助的论文，共计42篇，约占总数的21.21%。

由表2可见，在标注为国家级资助的论文中以国家自然科学基金为主，发表论文80篇，占总数的40.40%；其次为国家重点研发计划(30篇)、国家科技支撑计划(22篇)、国家科技攻关计划(17篇)和国家重点基础研究发展规划(973计划)(7篇)，占比分别为15.15%、11.11%、8.59%和3.54%。省部级资助单位或机构包括教育部、内蒙古自治区、水利部、甘肃省、中国科学院、吉林省等，以三北地区为主。其中标注为内蒙古自治区自然科学基金的论文最多，为12篇，约占6.06%；标注为引进国际先进水利科学技术计划项目(水利部948计划)紧随其后，为8篇，约占4.04%；其次是标注为甘肃省自然科学基金的论文，为4篇，约占2.02%；标注为中国科学院知识创新工程项目、长江学者和创新团队发展计划相同，皆为3篇，各占1.52%；其余各单位均未超过1%。

表2 发表论文研究经费来源标注情况(前10)

2.4 文献作者及其合作网络分析

对文献作者及其合作网络分析，有利于从整体上把握该研究领域的高产作者和学术群体合作关系。检索的399篇论文署名作者共约140人，署名前3的作者分别是高永(内蒙古农业大学)、袁立敏(内蒙古林业科学研究院)及闫德仁(内蒙古林业科学研究院)，分别发表文献36篇、31篇及23篇，这些学者共同组成我国沙障研究的中坚力量。本文利用Citespace 可视化分析软件对文献发文作者分布情况进行分析，参数设置中时间跨度设置为1959年1月—2021年12月，时间切片设置为3年，阈值设置为提取每个时间切片中频次出现排名前5位的作者，绘制出作者合作网络可视化图谱(图2)。

图2 沙障文献作者合作可视化图谱

在作者合作图谱中每个节点表示一个作者，节点的大小代表该作者的发文量，节点越大发文量越多，连线表示不同作者之间的合作关系，网络密度表示合作关系强度。通过图2可知，该图谱的N=140,E=203(Density=0.0209),表示共生成节点140个，连线203个，网络密度为0.020 9。根据图2可以将作者之间的合作关系分为以下4个团队：第一个是由高永、党晓宏和左合君等学者组成的内蒙古农业大学沙漠治理学院团队，主要研究方向为沙障的防风固沙效益；第二个是由刘虎俊、刘开琳、徐先英等组成的甘肃省治沙研究所研究团队，主要研究方向为沙障内的蚀积特征；第三个是由闫德仁、袁立敏和黄海广等组成的内蒙古林业科学研究院研究团队，主要研究方向为流动沙丘及风蚀坑治理；第四个是以丁国栋和孙保平组成的北京林业大学研究团队，主要研究方向为沙障的防风固沙机理和效益。由图2可知，沙障文献发文作者之间的合作联系较密切，已经形成了关系稳定的合作队伍，但是团队与团队之间的合作仍须加强。

2.5 发文机构合作网络分析

对发文机构及其合作关系进行分析，有利于从整体上把握该研究领域机构的主要力量及其合作关系。对检索的数据进行分析总结，得到参与沙障研究的研究机构共计238个，主要由国家、省市区及旗县的科研院所、林业机构构成，合计发表论文250篇。其中研究机构所属省市区出现频率最高的3个分别是内蒙古自治区(33.04%)、甘肃省(26.58%)和北京市(4.22%)，研究机构中署名前5位的是内蒙古农业大学沙漠治理学院、中国林业科学研究院荒漠化研究所、甘肃农业大学林学院、甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站和内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站，所占比例分别为9.07%、8.45%、8.32%、8.07%和7.95%，占署名单位论文发表总数的41.86%。

研究将样本文件导入Citespace 可视化分析软件进行机构合作分析，参数设置中时间跨度设置为1959年1月—2021年12月，时间切片设置为1年，阈值设置为提取每个时间切片中频次出现排名前5位的机构，绘制出机构合作网络可视化图谱。机构合作图谱中每个节点代表一个研究机构，节点越大表示该机构发文量越多，连线代表机构之间合作关系的强弱。该图谱的N=238,E=209(Density=0.007 4),表示共生成节点238个，连线209个，网络密度为0.007 4，属于稀疏型。总结得到，沙障的研究机构形成3个较大的合作网络，主要以内蒙古农业大学生态环境学院、内蒙古自治区林业科学研究院及中国林业科学研究院荒漠化研究所为主，其与相关机构合作紧密形成研究团体，但其余研究机构之间缺乏交流合作，不利于未来沙障研究的发展。

2.6 关键词分析

关键词是对全文内容的凝练，高频关键词则代表了一定时期的研究热点。因此，本文利用VOSviewer和Citespace软件，通过关键词共现和关键词突现来分析我国对沙障研究的重点及研究热点。

2.6.1 关键词共现分析 研究将样本文件导入到VOSviewer软件，设置共现频次大于3，得到关键词聚类图谱(图3)及聚类关键词密度图谱(图4)。关键词共现图谱中，不同的颜色代表不同的聚类，每个节点代表一个关键词，节点越大说明其出现的次数越多，在研究领域中的贡献值越大。连线代表关键词之间的关系性越强，节点与周围的连线越多，说明该关键词在研究领域越核心。

图3 关键词聚类图谱

通过图4可以得到，关于沙障研究的7个聚类，分别为：聚类一(紫色)，以沙障为主要研究对象；聚类二(红色)，围绕库布齐沙漠开展机械沙障和植被恢复的辅助研究；聚类三(绿色)，以防风固沙为中心关键词；聚类四(深蓝色)，主要研究浑善达克沙地和沙障的防风固沙效益；聚类五(天蓝色)，以沙柳沙障为研究中心；聚类六(棕色)，主要研究流动沙地和流动沙丘；聚类七(浅绿色)，围绕着乌兰布和沙漠进行输沙量研究；聚类七(橙色)，以风沙流和数值模拟为主要研究方向。根据图5可以得出，以沙障为中心，关键词共现频次最高，研究热度最高，由中心向四周发散研究热度逐渐降低。

图4 聚类关键词密度图谱

2.6.2 关键词突现分析 突现词是在某一时间内出现频次突然升高的关键词节点，它可以反映该研究领域的热点前沿。本文利用Citespace软件对沙障研究的关键词进行突现性分析，设置最小突现时间为2年，最终得到1959—2021年间前20个频次突然升高的关键词突现情况。结果显示，“腐生真菌”“物种组成”“腐化特性”“阻沙效果”及“蚀积状况”是突现较早的关键词，从1959年开始突现，到1995年结束，是沙障研究领域早期受关注度较高的主题，研究内容主要围绕沙障的固沙效益展开。根据关键词突变时间及突变强度进行排序，1999—2008年陆续出现的突变关键词顺序为“植物再生”“流动沙地”“风洞试验”“沙柳”“防护效益”“沙柳沙障”“活沙障”“粗糙度”“防风固沙”和“黄柳”。从突变时间来说，“沙障”“植被恢复”“流动沙丘”“输沙量”和“数值模拟”5个关键词近几年备受关注。

“防风固沙”“沙障”“流动沙丘”和“数值模拟”从2008年开始陆续突现，突现时间一直持续到2021年，说明这4个主题是近几年沙障研究领域的热点问题，也将是未来一段时间内一直活跃的主题。其中，“沙障”的突现强度最高，突现强度高达9.34。说明从2000年以后，关于沙障的研究主要朝着防风固沙效益、流动沙丘治理及植被恢复等方向发展，并且在2018年开始出现数值模拟方法对沙障进行辅助研究。

3 结论与展望

我国对沙障的研究始于1959年，截至2021年我国关于沙障的研究大致分为4个阶段，其中2017—2021年(5年)为文献发表的黄金时期。从基金支持看，国家对该研究方向保持高度重视。研究经费主要来源于国家资助，其中国家自然科学基金占大多数，省级资助较少，其中以内蒙古自治区为首。从发文作者及其合作关系看，国内与沙障有关的研究团体主要分为以高永、刘虎俊、闫德仁、丁国栋为首的4个研究团队。沙障文献发文作者之间的合作联系较密切，已经形成了关系稳定的合作队伍，但是团队与团队之间的合作仍需加强。从机构及其合作关系看，沙障的研究机构存在3个较大的合作网络，主要以内蒙古农业大学生态环境学院、内蒙古自治区林业科学研究院及中国林业科学研究院荒漠化研究所为主，与其他相关机构合作紧密形成研究团体，但大部分研究机构之间缺乏交流合作，不利于未来沙障研究的发展。从关键词共现及突变分析看，我国相关研究以沙障为中心，朝“沙障防风固沙效益”“植被恢复”“流动沙地治理”等研究方向发展。“防风固沙”“沙障”“流动沙丘”和“数值模拟”4个主题，是近几年乃至未来一段时间内的研究热点及活跃主题。