基于Citespace的水旱灾害防治前沿热点分析

林沛榕，翟丽妮，马丽梅，姚 玲，邹 瑾

(湖北省水利水电科学研究院 湖北省水利水电科技情报中心，湖北 武汉 430070)

0 引 言

近几十年来，以变暖为主要特征的气候变化及其对自然、经济和人类生活的影响已成为各国政府、社会和学术界共同关心的全球性话题[1]。受全球气候变化影响，中国干旱、洪水等自然灾害发生频率增加，强度愈加剧烈，不断威胁和损害人类社会的生产生活与安全[2-3]。为应对未来水旱灾害可能造成的巨大危害，积极开展水旱灾害防治工作相关研究意义重大[4-5]。

目前，已有学者利用文献计量学的理论和方法，分析了水库大坝安全评价研究[6]、水文连通性研究[7]和水生态治理研究[8]等领域的热点和前沿。本文借助国内的中国知网(CNKI)、国际WOS(Web of Science)数据库，利用知识图谱分析方法对2018～2019年度国内外水旱灾害防治领域各方向的发文量、下载量、被引量、高频关键词等关键性指标进行梳理和分析，挖掘相关学科的研究热点和前沿，有助于相关学者和从业人员了解国内外水旱灾害防治领域研究热点，以确定重点研究方向。

1 方法与数据

1.1 研究方法

科学知识图谱是以各类科学知识为研究对象，以引文分析、共现分析等为理论基础，借助可视化工具，绘制出展示学科领域发展进程与结构关系的网络图形或图像，既是可视化的知识图形，又是序列化的知识谱系，可对知识单元或知识群体之间存在的网络结构及其互动、交叉、衍化等诸多复杂关系进行表达和描述[9-10]。

本研究在综合分析Hist Cite，Citespace，VOSviewer等目前常用的图谱分析软件优劣的基础上，选择Citespace进行辅助分析。与其他软件相比，Citespace 能够同时满足该研究分析CNKI 和WOS两大数据库的需要；且具有图谱比较直观，可视化效果好，易于用户对图谱进行后期解读等优势[11-13]。

1.2 数据来源

在对水利行业研究内容、机构和学者进行文献调研的基础上，确定了目前水旱灾害防治领域重点关注的防洪、治涝、模型方法、水资源、抗旱五大研究领域。采用布尔逻辑算符、临近算符、通配符等确定关键词的检索式，在CNKI和WOS数据库中抓取相关文献数据，时间范围设置为2018年1月1日至2019年12月31日。

2 结果与分析

2.1 产出和影响力

本研究以发文量和篇均被引频次作为学术产出和影响力大小的评判指标。图1展示了各方向总发文量和篇均被引量的分布情况。可以看出，国内产出最多的是“水资源”，影响力最高的方向是“模型方法”；国际上产出最多的方向是“模型方法”和“水资源”，影响力最高的方向是“治涝”。

图1 2018～2019年水旱灾害防治领域产出和影响力分布Fig.1 Distribution of output and influence in the field of flood and drought disaster prevention and control in 2018～2019

2.2 热点和前沿

采用Citespace软件对水旱灾害防治领域中防洪、治涝、模型方法、水资源、抗旱五大方向2018～2019年CNKI库和WOS库论文题录中的关键词进行可视化图谱分析，结果见图2～6。关键词节点分别用两种色环表示，不同颜色的色环代表了关键词出现的不同时段，圆点的大小代表了作者关键词出现的频次，而节点标签的大小则代表了关键词的中心度大小；中心度越大，关键词标签越大，在一定程度上代表着此时段的研究热点。

(1) 防洪。对防洪领域2018～2019年CNKI论文题录中的1 804个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为50，保留每年文献被引频次高的前50个关键词作为样本，获得78个有效关键词节点和194条关键词连线。对防洪领域2018～2019年SCI论文题录中的17 626个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为80，保留每年文献被引频次高的前80个关键词作为样本，获得90个有效关键词节点和344条关键词连线。

Citespace图谱分析结果见图2。其中，CNKI库中的核心关键词主要包括防洪调度、洪水预报、小流域等，说明国内防洪领域更关注事前的预报和调度，在大江大河的防洪体系不断完善的背景下，防洪研究区域的选择正逐步转向小流域和山区；而WOS库中的核心关键词主要包括river(河流)、climate change(气候变化)、impact(影响)、model(模型)、management(管理)等，可以看出国际上对防洪领域的研究更注重通过模型模拟的手段分析气候变化对洪水风险的影响，并提出相应的管理措施。

图2 防洪方向关键词可视化图谱Fig.2 Flood control direction keyword visualization graph

(2) 治涝。对治涝领域2018～2019年CNKI论文题录中的1 386个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为60，保留每年文献被引频次高的前60个关键词作为样本，获得98个有效关键词节点和264条关键词连线。对治涝领域2018～2019年SCI论文题录中的7 478个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件，保留文献被引频次高的前80.0%作为节点，获得193个有效关键词节点和774条关键词连线。

Citespace图谱分析结果见图3。其中，CNKI库中的核心关键词主要包括城市内涝、海绵城市、排水能力、排水管网等，说明国内治涝领域目前主要关注海绵城市建设，注重提高城市排水能力；而WOS库中的核心关键词主要包括nitrogen(氮)、graphene(石墨烯)、catalyst(催化剂)、water quality(水质)、performance(性能)等，说明国际上的研究侧重通过材料上的改进以增强调蓄水的能力。

图3 治涝方向关键词可视化图谱Fig.3 Waterlogging control direction keyword visualization graph

(3) 模型方法。对模型领域2018～2019年CNKI论文题录中的2 917个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为60，保留每年文献被引频次高的前60个关键词作为样本，获得82个有效关键词节点和201条关键词连线。对模型领域2018～2019年SCI论文题录中的24 808个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为30，保留每年文献被引频次高的前30个关键词作为样本，获得32个有效关键词节点和123条关键词连线。

Citespace图谱分析结果见图4。其中，CNKI库中的核心关键词主要包括水文模型、水动力模型、气候变化、水质评价等，可以看出，水文模型研究在国内热度很高，其次是水动力模型、水质模型等；而WOS库中的核心关键词主要包括：model(模型)、impact(影响)、climate change(气候变化)、temperature(温度)、runoff(径流)等，国际上模型研究侧重通过模型模拟分析气候变化对径流等因素产生的不确定性影响。

图4 模型方法方向关键词可视化图谱Fig.4 Model and method direction keyword visualization graph

(4) 水资源。对水资源领域2018～2019年CNKI论文题录中的5 352个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件，保留文献被引频次高的前30.0%作为节点，获得144个有效关键词节点和574条关键词连线。对水资源领域2018～2019年SCI论文题录中的23 948个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为40，保留每年文献被引频次高的前40个关键词作为样本，获得43个有效关键词节点和147条关键词连线。

Citespace图谱分析结果见图5。其中，CNKI库中的核心关键词主要包括水资源、水资源开发利用、可持续发展、水资源保护等，说明国内在水资源领域更关注水资源的可持续利用发展，注重水资源的保护；而WOS库中的核心关键词主要包括optimization(优化)、management(管理)、model(模型)、resource(资源)、system(系统)等，可以看出国际上水资源领域更关注优化调度和水资源管理方向。

图5 水资源方向关键词可视化图谱Fig.5 Water resources direction keyword visualization graph

(5) 抗旱。对抗旱领域2018～2019年CNKI论文题录中的1 958个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为50，保留每年文献被引频次高的前50个关键词作为样本，获得74个有效关键词节点和275条关键词连线。对抗旱领域2018～2019年SCI论文题录中的11 337个关键词进行可视化处理。设置Citespace软件的文献被引频次阈值为88，保留每年文献被引频次高的前88个关键词作为样本，获得100个有效关键词节点和383条关键词连线。

Citespace图谱分析结果见图6。其中，CNKI库中的核心关键词主要包括节水灌溉、灌溉技术、栽培技术等，可见国内对于节水灌溉技术的研究较深入；而WOS库中的核心关键词主要包括drought(干旱)、climate change(气候变化)、model(模型)、growth(生长)、yield(产量)等，国际上更关注气候变化的影响，通过模型研究作物生长机理及干旱对作物产量的影响。

图6 抗旱方向关键词可视化图谱Fig.6 Drought resistance direction keyword visualization graph

根据Citespace对水旱灾害防治领域五大方向的聚类和分析，结果如表1所示。可以看出，防洪方向，国内更关注洪水预报和防洪调度工作，国际则更关注洪水风险分析；治涝方向，城市内涝是国内的关注热点，而国际对调蓄演算的关注度更高；模型方法领域，水质模型、水动力模型是国际、国内共同的关注热点，水文模型是国内的关注热点；水资源方面，国内外的共同关注热点是水资源配置，水资源承载力是国内的关注热点，水优化调度是国际的关注热点；抗旱领域，国际上对极端干旱有较高的关注度，国内则更关注节水灌溉。

表1 水旱灾害防治领域五大方向的前沿热点

3 结 论

通过产出和影响力分析可以发现，水资源、模型方法和抗旱是中国水旱灾害防治领域投入和产出的重点方向，水资源、水文模型是国内外主要发文方向，且在国际水旱灾害防治领域上具有较高的影响力。基于Citespace的图谱综合对比发现，国内外水旱灾害防治领域的研究热点和前沿不同，各个热点联系紧密程度及研究侧重点存在差异。

(1) 产出方面。国内热点研究方向是洪水预报、城市内涝、水文模型、水资源利用、节水灌溉技术；国际热点研究方向有河道治理、洪水风险、调蓄演算、水动力模型、水优化调度、节水、极端干旱。

(2) 影响力方面。国内未来潜在的产出热点有山洪灾害预报预警技术、城市内涝、作物生长模型、水资源承载能力、干旱形成机理、极端干旱；国际上潜在的产出热点有洪水风险、河道治理、调蓄演算、灌区水文模型、水优化调度、极端干旱、节水。

(3) 高频关键词方面。国内的产出热点包括洪水预报、防洪调度、城市内涝、海绵城市、水文模型、水动力模型、水资源承载力、水资源开发利用、节水灌溉；国际的产出热点包括气候变化、洪水预报、洪水风险、调蓄演算、水动力模型、水质模型、水资源配置、水优化调度、极端干旱、节水。