基于CiteSpace的国内石漠化研究知识图谱与可视化分析

莫春梦, 王俊明, 肖俊波, 辛胜林

(1.广西壮族自治区水利科学研究院, 南宁 530023; 2.广西水工程材料与结构重点实验室, 南宁 530023;3.南宁勘测设计院集团有限公司, 南宁 530001)

岩溶区主要集中分布在中国西南部,连片岩溶面积已达到54万km2,占国土面积的1/3。在脆弱的岩溶生态背景下,岩溶石漠化问题十分严重。石漠化已成为影响中国西南地区社会经济发展、生态文明建设的重要限制因素,并引起了社会各界和政府部门的高度关注[1]。长期以来石漠化治理一期工程(2006—2015年)、“十三五”(2016—2020年)的实施使得石漠化面积持续减少并加速减少,但石漠化面积仍然较大,截至2016年底,岩溶地区石漠化面积达到1007万hm2,占岩溶面积的22.3%[2]。在巨大的人口压力下,人地关系严重恶化,导致石漠化贫困,容易形成“贫困-人口过度增长-陡坡开荒-植被退化-水土流失-耕地质量下降-土地石漠化-加重贫困”的恶性循环[3]。岩溶石漠化是中国最重要的生态环境问题之一,是中国西南岩溶地区的灾害和贫困的根源[4-5]。石漠化研究涉及的学科、领域广泛,梳理石漠化相关研究成果进展有助于辨析石漠化研究的热点前沿,对生态文明建设及乡村振兴具有重要意义。

CiteSpace是一款由陈超美教授开发的可视化软件,该软件可用于科学文献分析并显示科学发展动态和趋势。因其具有极强的文献统计和知识图谱可视化功能,成为当前最流行的文献计量工具[6]。石漠化研究涉及多个学科和领域,利用该软件进行文献计量学分析和可视化分析能较好地探索石漠化研究热点。本文基于中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)数据库,借助CiteSpace 6.2.R4软件和文献计量学分析,对石漠化相关文献进行可视化分析,并绘制石漠化研究发文量、关键词时区图、关键词突现图、作者和发文机构等知识图谱,进一步梳理和总结石漠化研究发展至今的研究成果,旨在客观揭示石漠化研究发展过程及演变趋势,挖掘石漠化研究的前沿与热点,以期为石漠化综合治理提供科学参考。

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

以CNKI数据库为数据源,检索主题词为“石漠化”,检索方式为高级检索,检索截止时间为2022年12月31日,共检索到4 088篇相关文献,对检索结果去重、整理,剔除会议征稿、个人学术成果介绍、科研机构介绍及无作者条目等不相关条目,最终得到3 378篇文献,导出格式均为Refworks。

1.2 分析方法

本文对石漠化概念提出来以后的文献进行发文量、关键词、作者群体、发文机构等进行分析及可视化,分析采用的软件为Citespace 6.2.R4。

2 结果与分析

2.1 文献数量分析

分析文献随时间变化可反映研究领域的发展趋势,是研究该领域发展演化的重要指标。如图1所示,1993—2022年,岩溶石漠化领域相关文献发文量呈“平稳-缓慢增长-快速增长-大幅度下降-平稳波动”五个阶段趋势变化。1992—2000年发文量处于平稳不变阶段,年发文量在10篇以下,关注度较小,属于该领域研究的起步阶段;2000—2005年在不断探索中,发文量缓慢增长;2005—2015年进入快速增长阶段,尤其在2015年,年发文量达到264篇;2015—2017年发文量有所下降;随后趋于平稳波动趋势,说明该研究领域仍具有可究性。

2.2 石漠化研究热点及趋势

使用CiteSpace绘制热点关键词时区图(图2),对关键词进行聚类分析并排除较小聚类和无关聚类后,显示了10个聚类。

聚类#2(贵州)、聚类#3(喀斯特)作为聚类主题,表明石漠化研究具有区域特性。石漠化主要发生在西南岩溶区,西南岩溶区山多地少,人口压力大,在生态脆弱的岩溶环境以及不合理的人类活动下,极易发生石漠化。石漠化极敏感区主要分布在贵州的西部、南部等地区[7],贵州省是西南岩溶石漠化面积及潜在石漠化面积分布最大的省份,石漠化现象突出[8-9]。贵州的石漠化分布面积大,石漠化程度极为严峻,因此贵州成为学术界研究石漠化的代表区域。

聚类#1(现状)、聚类#7(遥感)关注了石漠化的空间格局变化及驱动机制。石漠化演变驱动机制是石漠化研究的基础,也是石漠化综合防治和治理的主要依据。基于遥感技术和地理信息系统空间分析方法,可以分析自然环境驱动因子和人为驱动因子对石漠化演变的影响。近年来关于自然环境石漠化演变的定量影响研究发展较快,有研究基于遥感影像分析石漠化与地层岩性、地形坡度、土壤类型以及人文因素的定量关系[10-14]。人类活动对石漠化程度和演化具有重要的影响,人口压力是石漠化演化的重要制约因素,但目前关于人类活动对石漠化演变的定量影响研究还比较薄弱[15-16]。石漠化的自然驱动因素与人为活动会协同影响石漠化的分布及演变,因此石漠化驱动机制研究中更应该注重多因子耦合对石漠化驱动的定量研究。

聚类#4(水土流失)、聚类#6(生态环境)、聚类#8(健康评价)、聚类#9(优势树种)主要关注石漠化区生态环境治理相关的水土流失问题。政府高度重视石漠化综合治理,为此批复了《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲(2006—2015 年)》《岩溶地区石漠化综合治理工程“十三五”建设规划(2016—2020 年)》《滇黔桂石漠化片区区域发展与扶贫攻坚规划(2011—2020 年)》以及《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035 年)》等石漠化治理相关文件。在大规模生态修复背景下,石漠化治理研究快速发展。石漠化治理的核心是水土流失的治理,只有控制石漠化区的水土流失,石漠化过程才能得到有效缓解[17-18]。近年来学术界对石漠化区水土流失特征、土壤侵蚀等级划分、水土流失和石漠化关系、地下水土漏失等石漠化区水土流失相关问题进行了探讨[19-21],对培育具有生态高值功能、市场前景广阔的植物有大量研究[22]。石漠化地区水土流失治理难点和重点在于地下水土流失阻控技术的研究,所以未来应重视关于地下水土流失阻控技术方向的研究,更应关注生物多样性促进石漠化生态系统恢复的研究。

聚类#0(石漠化)、聚类#5(精准扶贫)主要关注岩溶石漠化地区的贫困问题。贫困和石漠化结伴出现,互为因果。在岩溶生态环境治理与科技扶贫的背景下,形成了生态和经济效益双赢的成功模式及体系,包括花江模式、毕节模式、生态移民-异地扶贫模式、植被复合经营及培育生态特色衍生产业等模式体系,为西南岩溶石漠化区的精准扶贫提供了科学参考[23-24]。岩溶石漠化区农村脱贫效果明显,然而西南岩溶石漠化地区仍面临大规模返贫的风险,未来应侧重于提升岩溶生态治理的可持续性来巩固脱贫攻坚成果,防止出现返贫[25]。为建设生态文明和美丽乡村提供科技支撑。

通过热点关键词突现图谱可以分析某领域研究前沿随时间的变化趋势。图3为前15个关键词突现图谱。各突现词整体突现强度较大且强度差异性较高,强度最高的为“生态重建”,强度最低的为“群落结构”。突现词出现时间主要集中在2013—2016年。突现强度大的词包括“生态重建(7.33)”“生态环境(6.03)”“石山地区(5.37)”等关键词,表明石山地区的生态恢复与重建是石漠化研究的重点。“精准扶贫”于2015年首次出现并持续到2022年,与当期内国家脱贫攻坚工作步调一致。突现词出现时间跨度超过五年的有“生态重建”“石山地区”“生态恢复”“石漠化地区”,这说明石漠化地区的生态治理问题受到学术界的持续关注。2020年开始石漠化治理研究结合群落结构、乡村振兴,虽然中国在2020年底实现了全面脱贫,但巩固脱贫攻坚、防止返贫仍是今后要重点关注的内容,故应持续重视石漠化贫困问题的研究。

图3 石漠化研究热点关键词突现

2.3 主要研究机构分析

分析研究机构发文量有利于机构间交流合作。表1为石漠化研究领域发文量排前10的机构,由表1可知发文量由高到低的机构分别是贵州师范大学(448篇)、贵州大学(121篇)、中国科学院地球化学研究所(101篇)。机构合作共现图谱中的节点代表机构,节点间有连线则表示机构间存在合作关系。图4为石漠化领域机构合作共现图谱。由图4可知机构间的合作关系具有明显的地域性,总体上高贡献的研究机构主要集中在贵州省,产生了较高影响力的研究成果。西南岩溶石漠化分布广泛,存在地域差异,面临的问题各异,因此需要主要研究机构发挥引作用,带动其他单位参与研究,从而实现更多成果的突破。

表1 石漠化研究领域发文量排前10的机构

图4 机构合作共现图谱

2.4 主要发文作者分析

表2为石漠化研究领域发文量排前10作者。作者合作共现图谱中节点字体大,说明该作者发文量多,反之发文量少,节点间存在连线说明作者间有合作。图5为石漠化研究领域作者合作共现图谱,由图5可知研究团队主要有熊康宁团队、王世杰团队、谢世友团队、李阳兵团队、周忠发团队、蒋忠诚团队等,其中熊康宁团队是发文量最多的团队。熊康宁和杨晨[26]、熊康宁等[27]常年致力于石漠化综合治理研究以及“中国南方喀斯特”申遗工作,构建了石漠化综合治理技术与衍生产业技术,为申遗工作提供科技支撑,使得贵州成为全国拥有世界自然遗产最多的省份;王世杰等[28]则研究石漠化区生态恢复,创建了高原型、峡谷型以及糙谷型地质地貌类型区石漠化治理恢复模式,为中国岩溶石漠化地区生态恢复提供了示范样板;康清慧和谢世友[29]研究岩溶生态与石漠化治理,在岩溶石漠化地区种植模式研究较多,为石漠化区域生态恢复的经济选种提供了理论支持;Li等[30]、李阳兵[31]在石漠化的形成演化机制及趋势有重要贡献,建立了岩溶石漠化转型演化的理论模型;周患发等[32]、周忠发[33]致力于岩溶地区生态环境与GIS领域研究,研究总结了易地扶贫搬迁安置支持体系为贵州省脱贫攻坚扶贫工作提供了理论支撑;蒋忠诚等[34-35]长期探究岩溶区水土漏失防治,建立了岩溶区水土漏失防治理论与技术方法,并创建了“弄拉模式”和“果化模式”。总体上石漠化研究已形成稳定的研究团队,分别在石漠化驱动机制、空间格局变化、综合治理以及石漠化区精准扶贫等领域开展了丰富的研究。尽管如此,石漠化研究存在驱动因素复杂、修复难度大、地域性强等问题,所以仍需加强各团队间的合作,提升国家尺度石漠化研究队伍的凝聚力。

表2 石漠化研究领域发文量排前10作者

图5 作者合作共现图谱

3 结论与展望

3.1 结论

本文借助CiteSpace对CNKI数据库中1992年至2022年12月31日岩溶石漠化相关文献进行计量统计和可视化分析,展示了岩溶石漠化研究领域发文数量年变化、研究机构、发文团队、关键词聚类分析,得出以下结论。

(1)从发文时间来看,石漠化年度发文量先后经历了“平稳-缓慢增长-快速增长-大幅度下降-平稳波动”五个阶段的变化趋势。2016年以来出现下降趋势,表明该阶段石漠化领域研究朝着更深层次方向发展,正处于关键阶段。

(2)从发文机构及发文作者来看,石漠化研究主要机构包括贵州师范大学、贵州大学、中国科学院地球化学研究所、西南大学、中国地质科学院岩溶地质研究所等,研究机构主要集中在贵州省,研究团队主要有熊康宁、王世杰、谢世友、李阳兵、周忠发等团队。各机构、团队交流较少,今后各机构、学者应加强合作,开拓研究深度,为石漠化研究贡献更多力量。

(3)从关键词聚类分析结果看,石漠化研究主要聚集在贵州省,石漠化空间格局变化、驱动机制、生态治理、石漠化贫困等方向的研究是石漠化领域的研究热点;同时,关键词突现结果表明,生态恢复是未来石漠化领域需要关注的重点。

3.2 展望

综合以上分析,石漠化研究深度和广度均不断拓展,未来石漠化研究还应注重以下几个方面。

(1)加强研究机构及作者间的合作。通过重要科技项目的合作,共建信息技术平台,推动石漠化治理技术的交流以及科技成果的转化,从而促进国内石漠化研究领域的高质量发展。

(2)加强构建西南岩溶区防治石漠化生态补偿法律体系。石漠化造成区域贫困,生态环境恶化,阻碍了经济与生态环境可持续发展。建立完善的生态补偿机制对防止石漠化再扩大以及石漠化区生态修复具有重要意义。用法律法规来规范石漠化区生态补偿问题,确保经济与生态和谐发展。

(3)国内石漠化治理仍应紧密结合贫困问题进行研究。石漠化治理与生态精准扶贫相结合为脱贫攻坚战做出了重要的贡献,但巩固脱贫攻坚成果任务艰巨,防止出现规模性返贫是今后面临的重要问题。未来石漠化治理应走可持续发展道路,因地制宜地实施兼顾经济与生态的治理措施,注重石漠化治理成果巩固,应立足于多学科、多角度研究石漠化区社会经济与生态的平衡发展,助力推进乡村振兴战略。