基于Web of Science数据库和CiteSpace文献计量的高位滑坡研究综述

摘 要：高位滑坡地质灾害严重威胁生命线交通工程和人民生活居住环境，已逐渐成为地学、环境学和工程学等多学科交叉研究热点问题。以Web of Science数据库为文献数据源，利用CiteSpace文献计量学软件分析了2010—2021年以高位滑坡为主题的期刊学术论文，从多个角度分析了其研究现状、热点和趋势。结果表明：（1）高位滑坡文献从2017年起，发文量突破600篇/年，呈现“井喷”现象。（2）中国是该领域发文量最多的国家（2045篇），并与17个国家和地区开展合作研究，其中与意大利和美国合作研究成果相对较多；国内研究机构以中国科学院、成都理工大学和中国地质大学（武汉）等科研院校为主，国外机构则以法国科学研究院和美国地调局等为主。（3）Landslides、Engineering Geology和Journal of Mountain Science等工程地质灾害领域知名期刊发文量较多。（4）研究热点主要聚焦于滑坡孕灾机制、远程动力成灾、风险评估和监测预警等方面。高位滑坡研究服务川藏铁路等国家重大建设需求，需要在高位滑坡动力冲击力理论、动力冲击防护装置和灾害链应急抢险措施研究等方面进一步加强。

关键词：高位滑坡；孕灾机制；滑坡动力学；早期识别；文献计量；研究进展

中图分类号：P642.22 文献标志码：A 文章编号：1673-5072（2024）06-0613-09

高位滑坡是指滑坡的前缘与剪出口的高差通常大于50 m，等效视摩擦系数为0.33～0.60，滑体的最大运动速度大于20 m·s-1［1］。近年来，受极端气候和构造运动等因素影响，高位滑坡地质灾害频发［2］，由于高位滑坡具有孕灾隐蔽、动能大和成灾范围广等特点，其发生的全过程运动时间较短，且多发生在高山峡谷地区，很难通过监控视频来获取相关记录资料。加强对高位滑坡的研究，进一步预防和减轻滑坡灾害风险损失，有利于交通生命线工程和水电工程等重大基础设施建设免受高位滑坡地质灾害侵扰［3］。

开展高位滑坡研究的文献计量分析有利于为研究提供基础和指明方向。文献计量分析主要是基于统计学和数学等方法，对围绕研究主题的文献出版物进行统计分析，并从国家/地区、研究机构、学科领域和重要期刊等多个维度来分析高位滑坡的研究现状和趋势［4］。目前，被运用到文献计量分析的软件众多，比如CiteSpace、VOSviewer和Bibexcel等软件，其中CiteSpace软件可以支持多种数据格式、采用人机交互界面和多种分析算法，其结果可以较好地分析学科课题的研究现状［5］。同时，围绕高位滑坡研究的综述主要围绕“成灾机理、动力学和地貌学”等某一具体研究方向开展，缺乏从文献角度入手来进行分析［6-8］。

基于此，本研究拟运用CiteSpace文献计量分析技术，对发表在Web of Science核心数据库（2010—2021年）的高位滑坡相关文献进行综述，梳理文献的发文国家/地区、研究机构、主要期刊以及涉及学科等情况，分析高位滑坡的关键词及研究热点，重点讨论高位滑坡研究的发展趋势，为高位滑坡灾害研究提供参考。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源

本文的数据来源于Clarivate Analytics（科睿唯安）公司研发的Web of Science（WOS）平台，中文文献数据以中国科学引文数据库为数据源，以“主题”为检索项，以“高位滑坡”为检索词，英文文献数据以Web of Science核心合集中的Science Citation Index Expanded（SCI-EXPANDED）数据库为数据源，以“High landslide、High locality landslide、High level landslide、High position landslide和Ridge-top landslide”等词汇为主题检索词，检索时间跨度为2010-01-01至2021-12-31。文献类型选取为研究论文和综述论文两种，并通过人工筛选方式进行复核，剔除无作者、会议纪要、书评、专利、广告等与研究主题不相关的文献。最后得到中文文章30篇，英文文章6900篇，累计用于计量分析的文献数据为6930篇。

1.2 研究方法

CiteSpace是由美国德雷塞尔大学陈超美博士研发的一款用于文献计量和分析的可视化软件［9］。该软件通过对文献重要信息的采集和整理，实现了对国家地区、研究机构、作者、学科领域和研究热点等多个维度进行分析。本研究将CiteSpace软件的时间跨度设置为2010-01至2021-12，时间切片间隔为2年，选用Cosine网络节点强度计算方法，阈值设置为Top 25，结果以静态聚类显示。

2 结果分析

2.1 文献总体情况

近10年以来，围绕高位滑坡主题的论文发表数量处于持续增长阶段，其一直是地球科学领域的热点研究之一。从文献类型来看，综述论文138篇（2%），研究论文6792篇（98%），从图1中可见，2010—2016年论文发表量在200～600篇/年，但是从2017年起，年论文发表量突破600篇，呈现“井喷”现象，主要是由于2017年四川新磨滑坡［10］、2018年西藏白格滑坡［11-12］、2019年贵州水城滑坡等［13-14］高位滑坡地质灾害造成了巨大的人员伤亡和财产损失，同时提供了典型的研究案例，是工程地质防灾减灾急需解决的关键难题。在科研工作者的持续努力下，围绕高位滑坡的早期识别、孕灾机制、运动学过程、动力学成灾、灾害堆积地貌特征、防治和监测预警等方面［15-19］的研究硕果累累，强有力地推动了高位滑坡研究。

2.2 国家/地区和研究机构分析

2.2.1 国家/地区分析

通过统计，参与高位滑坡研究的国家或地区总计为139个，其中图2展示发文量前15的国家或地区。从图2中可知，中国和欧美国家是高位滑坡研究的主力军，这主要与其所处地理环境密切相关。亚洲的青藏高原地区、北美洲的洛基山地区、欧洲的阿尔卑斯山区和亚平宁地区等皆为地质构造运动活跃区，内外地质营力的相互作用使得高位滑坡岩体结构发生改变，在降雨、地震和人类工程活动等作用下诱发滑坡［6］。从图3可知，中国大陆是该领域发文量最多的地区，共发文2045篇，占29.51%，并与17个国家和地区开展合作研究，其中与意大利和美国合作研究成果相对较多，这些都说明中国在该研究领域的话语权稳步提升。各个国家/地区围绕高位滑坡研究紧密协作，这主要得益于各国/地区对于地质灾害研究及防治的重视，以及国际工程地质与环境协会（IAEG）和国际滑坡协会（ICL）等国际科研合作组织的大力推动［20］。

2.2.2 研究机构分析

参与高位滑坡研究的机构累计为90个，图4展现了发文量前10名的机构，主要为大学和科研院所。从地域分布来看，以中国和欧美等国家的研究机构为主，其中我国以中国科学院、成都理工大学和中国地质大学（武汉）为主要研究力量。中国科学院的研究主题较为广泛，包括高位滑坡成灾机制、滑坡灾害链、滑坡动力学和风险评价等方面；成都理工大学的研究主要在强震区高位滑坡灾害机理、动力学和监测预警方面；中国地质大学（武汉）的研究主要集中在三峡库区高位滑坡成灾机理及防治方面。法国国家科学院和美国地质调查局的研究多集中在高位滑坡成因、灾害监测、评价和应急救援等方面。

2.3 学科领域和主要期刊分布

2.3.1 学科领域分析

高位滑坡研究涉及学科众多，图5展现了排名前10的主要学科。高位滑坡是在地表关键带中发生的一种灾害现象，是由内外地质营力相互作用而成，因此地球科学是高位滑坡研究的基石和发端，发文量最多。由于人类工程活动和气候变化，高位滑坡研究开始涉及环境科学、水资源、工程地质、自然地理学和大气科学等领域，主要由于高位滑坡灾害与人类生活环境存在互馈机制，并深刻影响生态环境的演化，成为制约人地和谐发展的重要难题之一［21-22］。随着电子计算的高速发展，科研人员借助合成孔径雷达干涉（Synthetic Aperture Radar Interferometry，InSAR）、探地雷达、航空摄影等遥感科学、地理物理学技术手段来开展高位滑坡的早期识别与监测预警工作［23］。对于处于临滑状态的高位滑坡，工程人员采用抗滑桩和锚索等土木工程技术开展治理工作。由此可见，高位滑坡研究需要借助多学科交叉领域的发展，才能有效解决孕灾-成灾-监测-防治等各个环节的关键科学技术难题，减少高位滑坡灾害损失，实现人地协调与可持续发展。

2.3.2 主要期刊及分级

发表高位滑坡相关研究成果的期刊多达796个，图6展现了发文量前10名的重要期刊。Landslides的发文量最高，主要关注高位滑坡灾害的动力学、成灾机制及运动过程等方面。其次是Geomorphology，主要围绕高位滑坡灾害的地质构造成因和地形地貌演化等方面。Natural Hazards主要侧重于高位滑坡的风险评价和管理等方面。Engineering Geology重点关注高位滑坡的防治新技术和新理论方面的应用研究。Remote Sensing则关注利用遥感技术开展高位滑坡的早期识别和监测预警等方面。我国的Journal of Mountain Science主要刊发围绕西南高山峡谷地区和四川盆地的高位地质灾害相关研究。

根据JCR分区方法，将高位滑坡地质灾害文章分为Q1～Q4四个级别，其中Q1期刊属于优质TOP期刊。研究结果表明：发表在Q1级别文章占比11.01%，Q2占比13.53%、Q3占比12.38%，Q4占比63.08%。其中，Landslides与Engineering Geology属于工程地质学术领域的TOP期刊，一直关注和发表工程地质灾害领域的学术前沿论文。

2.4 关键词分析

高位滑坡文献的关键词累计为48个，其中主要的关键词呈现在图7中，出现频次较高的关键词有Landslide（滑坡）、Model（模型）、Hazard Assessment（灾害评估）、Debris Flow（碎屑流）等。对这些高频关键词进行梳理分析发现，围绕高位滑坡孕灾机制、动力学冲击及链式灾害的研究相对较多。此外，除了与高位滑坡相关的关键词外，还出现了Logistic Regression（逻辑回归）、Random Forest（随机森林）等与机器学习算法相关的高频词汇，这些都被广泛运用在高位滑坡灾害风险评价与监测预警等研究中。

2.5 研究热点

根据对关键词的梳理分析，高位滑坡灾害研究目前主要聚焦于以下4个方面。

2.5.1 高位滑坡孕灾机制

由于受极端降雨天气、人类工程活动和长期的地质构造营力作用，高位滑坡地质灾害存在频发趋势［24-26］。同时，高位滑坡多分布于高山峡谷地区，其滑源区裂缝发育和演化过程受植被覆盖等影响，致使滑坡孕灾过程十分隐蔽［27-28］。研究表明，全球气候变暖加剧冰川消融，引发高位冰崩-滑坡地质灾害，极易形成远程链式灾害，如印度查莫利冰川崩裂灾害损毁了两座水电工程，造成群死群伤［29-30］。工程建设改变原有坡体地应力分布场，破坏了地下水入渗通道和改变了岩土体结构的完整性，也是高位滑坡地质灾害发生的重要因素［31］。此外，易滑地质结构（如“软弱结构带和锁固段”等）是控制高位滑坡发生的主控因素，其决定了滑坡启动模式，比如“平面滑动、阶梯型滑动、楔形体滑动、旋转型滑动和复合型滑动”等［32-33］。然而，针对高位滑坡在地质构造和易滑地质结构等多因素耦合作用下，从微观-细观-宏观等多尺度阐释高位滑坡孕灾机理的深入研究依然不足。

2.5.2 高位滑坡远程动力冲击效应

由于高位滑坡的高差大，经过势动转化之后，滑体可以运移较远距离，其等效视摩擦系数一般为0.33～0.60。围绕高位滑坡远程动力性，主要存在空气润滑模型、颗粒流磨碎、摩擦熔融和超孔隙水压力等动力学模型［34-36］，这些模型从不同角度揭示了滑体在运动过程中摩擦系数降低，进而实现远程滑动的机制［38］。在远程停积的过程中，滑坡堆积物形成了丘体、侧脊和横向脊等特殊堆积地貌结构，阐释了滑体之间的相互碰撞、散体和挤压剪切力学行为［37-39］。此外，由于这种强大的碰撞冲击力对于各种防护设施及工业建筑带来巨大威胁，其极易铲刮坡面松散堆积物，加剧了滑坡的体积规模效应，极易形成滑坡坝，诱发滑坡坝溃决-堰塞湖-洪水等链式灾害［40-41］。然而，目前对于多因素耦合作用下的高位滑坡远程的动力学模型及内部能量转化形式的相关研究依然缺乏。

2.5.3 高位滑坡风险评估

由于重大基础工程设施建设和国土空间规划编制的需要，这使得高位滑坡灾害风险评估工作尤为重要。目前较为通用的方法是通过滑坡编录和制图，开展区域性高位滑坡灾害易发性、危险性和易损性评估等工作［42-43］。随着机器语言和地理信息系统的快速发展，卷积神经网络、逻辑树模型和随机森林模型等众多的计算方法被运用到区域滑坡的风险评估研究中，进一步提高了评估精度［44-45］。对于单个滑坡的成灾空间预测，科研工作者基于动力学模型研发了众多滑坡运动学模拟软件，主要分为连续体模型软件（DAN-3D、LS_RAPID、MASSFLOW）和离散元模型软件（PFC、EDEM、MATDEM），上述模型软件将滑体等效成连续体或颗粒集合体，基于力学物理平衡运动方程来求解滑体的运动速度、运动距离和堆积体厚度等运动特征参数，并预测滑坡风险范围和影响区域，为地方政府开展土地规划提供了相应支撑［37，46-52］。然而，在滑坡风险评估和空间预测等研究中，受岩土体强度、气候降雨和地形地貌等评价因子和参数选取的影响较大，存在一定的评估偏差。

2.5.4 高位滑坡监测预警

由于高位滑坡地处高山峡谷地区，地势险峻，其孕灾演化过程十分隐蔽，常规的群测群防技术已逐渐不能适应预警需求。目前，“天-空-地”一体化监测预警已被广泛运用到西部高位滑坡地质灾害预警中，有效地整合了合成孔径雷达干涉技术、光学遥感和探地雷达等监测预警技术，可以较好地掌握滑坡裂缝演化过程和分布区域，初步确定滑坡运动趋势和潜在致灾影响区［53-54］。同时针对重大潜在的高位滑坡灾害，适当安装裂缝计、位移计、加速度计、测斜仪等监测仪器，通过建立多场多源实时监测与智能风险预警平台，可以有效防范灾害风险［55-56］。同时，也有很多专家借助人工智能技术，建立典型地质灾害特征库和样本库，开展了滑坡特征识别和区域灾害风险预判［57-60］。然而，目前智能化发展的高位滑坡监测预警技术需要不断增加训练样本，以此提高灾害预警计算精度，提升灾害预警的准确性。

围绕高位滑坡灾害的孕灾机制、远程动力冲击效应、风险评估研究及监测预警等各领域成果分别占高位滑坡灾害总成果的13%、24%、27%和36%。由此可见，监测预警逐渐成为高位滑坡灾害研究的焦点和痛点，其关系到灾害防治成败。

3 讨 论

由于高位滑坡地质灾害的巨大危害性，其一直是工程地质研究领域的焦点问题。国外通常用Avalanche、Debris flow、High-speed and long-runout landslide等词组来描述这一灾害，但是多用来表征碎屑流状态、速度快和运动距离远等特点［61］，而忽视了高位滑坡的隐蔽性这一重要因素，故用High-locality landslide这一概述性词组来表征高位滑坡灾害更为恰当。受全球气候变暖影响，高位滑坡灾害研究对象已由常规的土质滑坡、岩质滑坡等类型进一步扩充至冰-岩碎屑流、雪岩崩碎屑流等［62-63］，呈现出更加明显的急剧启动、撞击破碎、侵蚀铲刮、散落堆积、溃决洪水的链式灾害特征［64］。由于运动过程中的冰（雪）岩相互作用机制复杂，使得链式灾害各阶段中的能量耗散规律不清，固体-碎屑流-液体等相变转换机制更加复杂［65］，已不能用针对单一固体（碎屑流）、液体（泥石流）的计算模型来刻画冰岩高位滑坡地质灾害的动力学过程，而应该采取多相耦合、多场耦合等方式来进行［66］。

此外，在高位滑坡灾害监测预警方面，常规的物理监测仪器由于高海拔的缘故无法安装到位，以及遥感影像技术受限于地形坡度、大气和植被等因素，造成了InSAR技术在观测领域、形变梯度和重复频率等方面存在不足，这种技术制约对于在高山峡谷地区的地质灾害监测尤为明显。随着我国高分卫星升空，北斗组网成功和监测技术升级，坡向形变投影、解缠误差探究改正和升降轨数据联合对比监测分析等一大批新技术正逐步运用在高山峡谷地质灾害监测预警中，有效提高了高位地质灾害识别精度［67］。同时也需要将传统的工程地质分析与人工智能、大数据等多学科融合交叉，进一步加强高位滑坡的早期识别监测研究，真正回答“隐患点在那里”和“什么时间可能发生”的问题［68］。此外，高位地质灾害监测预警还需要聚焦工程地质学、水文学、气象学等多学科交叉，如2023年8月11日西安市长安区鸡窝子高位滑坡-泥石流地质灾害造成死亡、失联27人，灾害区域地处地质灾害隐患点与山洪灾害危险区的叠加区域，极易形成灾害扩大效应。目前，我国西南地区正开展川藏铁路重大基础建设，工程穿越三江构造带和川西高原等高山峡谷地区，由于构造运动活跃，高位地质灾害频发，极易堵塞江河，形成滑坡链式灾害，对山区交通工程建设和运营造成威胁。加强高位滑坡防治措施研究，提升灾害预警精度，加快动力冲击防护装置和灾害链应急抢险装备研发，对于保障山区城镇和重大工程建设地质安全具有重要意义。

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A Review of High-locality Landslide ResearchBased on Web of Science Databases and CiteSpace Biliometrics

YANG Long-wei1，XU Yang-qing1，JIANG Qiang-qiang1，SHI Feng1，YAN Guo-qiang2

（1.Wuhan Design & Research Institute Co.，Ltd.of China Coal Technology & Engineering Group，Wuhan Hubei 430064，China;2.China Three Gorges Corporation，Chengdu Sichuan 610000，China）

Abstract：As high-locality landslide has seriously threatened the lifeline traffic engineering and people’s living environment，it has gradually become a hot interdisciplinary research issue of geoscience，environmental science，and engineering.Taking Web of Science database as the literature data source，this paper analyzes journal academic papers on the theme of high-locality landslides published from 2010 to 2021.CitesSpace bibliometrics software is employed to do the analysis from the multiple angles of research status，hot spots and trends.The study reveals the following findings：（1）The publication of high-locality landslide literature has exceeded 600 papers per year since 2017，forming a blowout phenomenon.（2）China has the largest number of publication in this field，with a total of 2045 papers；in addition，China has carried out collaborative research with 17 countries and regions，and the cooperation with Italy and the United States has produced relatively more research results；the domestic research institutions are led by Chinese Academy of Sciences，Chengdu University of Technology and China University of Geosciences （Wuhan） while foreign institutions are dominated by French Academy of Sciences and the U.S.Geological Survey.（3） The number of papers published by well-known journals in the field of engineering geological hazards is relatively large，mainly including Landslides，Engineering Geology and Journal of Mountain Science.（4） Research hotspots are mostly centered on landslide disaster-forming mechanism，long-runout landslide，risk assessment，monitoring and early warning，etc.Research on high-locality landslide should be further strengthened in the aspects of dynamic impact theory，protection devices of dynamic impact and rescue measures of disaster chain emergency to serve the needs of major national construction such as Sichuan-Tibet railway.

Keywords：high-locality landslide;disaster-forming mechanism;landslide dynamics;early identification;bibliometric analysis;research progress