張洪偉, 李 華, 未碧貴, 周添紅, 貢 力, 楊 浩

(1.蘭州交通大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070; 2.城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100044; 3.中國(guó)科學(xué)院 蘭州化學(xué)物理研究所,甘肅 蘭州 730000; 4.蘭州交通大學(xué) 土木工程學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070)

基于WoS平臺(tái)的中外水土保持研究計(jì)量學(xué)比較分析

張洪偉1,2, 李 華1, 未碧貴1, 周添紅3, 貢 力4, 楊 浩1

(1.蘭州交通大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070; 2.城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100044; 3.中國(guó)科學(xué)院 蘭州化學(xué)物理研究所,甘肅 蘭州 730000; 4.蘭州交通大學(xué) 土木工程學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070)

[目的] 對(duì)比分析中外水土保持研究的文獻(xiàn)增量趨勢(shì)、學(xué)科分布、機(jī)構(gòu)和作者的合作網(wǎng)絡(luò)以及水土保持研究熱點(diǎn)，為中國(guó)相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者、科研機(jī)構(gòu)以及政府管理部門在加強(qiáng)國(guó)際科研合作以及關(guān)注農(nóng)業(yè)農(nóng)學(xué)問(wèn)題研究等方面提供科學(xué)有益的參考。[方法] 以Web of Science(WoS)數(shù)據(jù)庫(kù)1986—2015年中外水土保持文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為對(duì)象，以知識(shí)圖譜的方式，運(yùn)用CiteSpace計(jì)量學(xué)分析軟件對(duì)引文數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和處理。[結(jié)果] 中外水土保持研究文獻(xiàn)總量均呈穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)；美國(guó)、中國(guó)、澳大利亞占據(jù)了文獻(xiàn)產(chǎn)出國(guó)家排名的前3位，歐洲高產(chǎn)國(guó)家最多；總體學(xué)科領(lǐng)域跨度較大，新興學(xué)科增長(zhǎng)明顯；中外機(jī)構(gòu)合作聯(lián)系緊密，樹狀圖譜枝杈豐滿，形成了以中國(guó)、美國(guó)為重要產(chǎn)出節(jié)點(diǎn)的合作生態(tài)鏈；比利時(shí)的佩森(Poesen J)、戈韋爾(Govers G)等學(xué)者產(chǎn)出最多，且在各國(guó)學(xué)者合作中起到了重要的橋接作用。[結(jié)論] 中外在水土保持研究熱點(diǎn)上十分接近，土壤侵蝕、徑流和建模是中外頻次最高的研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞。

水土保持; CiteSpace; 知識(shí)圖譜; 計(jì)量學(xué)分析

文獻(xiàn)參數(shù)： 張洪偉, 李華, 未碧貴, 等.基于WoS平臺(tái)的中外水土保持研究計(jì)量學(xué)比較分析[J].水土保持通報(bào)，2017,37(1)：212-218.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.038； Zhang Hongwei, Li Hua, Wei Bigui, et al. A literature comparative analysis on soil and water conservation between China and foreign countries based on Web of Science[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(1)：212-218.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.038

聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織《世界土壤資源現(xiàn)狀2015》報(bào)告顯示，每年因水蝕造成的土壤流失達(dá)2.00×109～3.00×109t，因耕作侵蝕造成的土壤流失每年達(dá)5.00×108t，水土侵蝕導(dǎo)致2.30×107～4.60×107t年通量氮和1.46×107～2.64×107t年通量磷從農(nóng)業(yè)用地流失，按美國(guó)農(nóng)場(chǎng)化肥價(jià)格計(jì)算每年因肥料補(bǔ)充需要花費(fèi)77～140億美元[1]。水土保持問(wèn)題已逐漸成為全球?qū)W者研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，也逐漸得到世界各國(guó)政府的關(guān)注和重視[2-5]。

經(jīng)過(guò)作者檢索，僅Web of Science(簡(jiǎn)稱WoS)數(shù)據(jù)庫(kù)在1986—2015年就發(fā)表水土保持相關(guān)學(xué)術(shù)論文近25 000條，由于水土保持研究的跨學(xué)科性和氣候、人為環(huán)境對(duì)研究方向的驅(qū)動(dòng)，科研人員很難掌握和梳理水土保持研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)成果產(chǎn)量分布、學(xué)者貢獻(xiàn)分布、研究關(guān)鍵熱點(diǎn)等信息。因此，本研究擬從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)角度，運(yùn)用知識(shí)圖譜分析軟件，將中外水土保持研究的基本現(xiàn)狀、科研合作、研究熱點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)直觀的分析，以期為水土保持研究人員和管理決策人員提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

采用近年來(lái)知識(shí)圖譜可視化分析領(lǐng)域具有一定特色和影響力的軟件CiteSpace作為數(shù)據(jù)分析工具[6]，它不僅提供了引文空間的挖掘，還提供了關(guān)鍵詞、主題詞的共詞分析和作者、機(jī)構(gòu)、國(guó)家/地區(qū)的共現(xiàn)分析，并且具有豐富的圖譜輸出功能，同時(shí)也可在一定程度上避免研究人員主觀判斷對(duì)分析結(jié)果的影響，進(jìn)而增強(qiáng)結(jié)果的客觀性[7]。本研究采用CiteSpace軟件的4.4.R1版本對(duì)中外水土保持研究文獻(xiàn)進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。

本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于自然科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)科學(xué)網(wǎng)(Web of science, WoS)。文獻(xiàn)檢索時(shí)間跨度為1986—2015年，文獻(xiàn)類別選擇article(文章)和proceedings paper(會(huì)議論文)。由于文獻(xiàn)收集是否全面將直接影響數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，筆者從4大類對(duì)水土保持相關(guān)論文主題(Term)進(jìn)行了檢索，一類是對(duì)含水土流失、水土保持、水土綜合控制管理等顯著語(yǔ)句的文獻(xiàn)主題進(jìn)行搜索，檢索語(yǔ)句為(“soil and water”or “water and soil”)and (loss or conservation or prevention or “comprehensive control”or “comprehensive management”or “erosion control”)；第二類是根據(jù)侵蝕、沙化、耕作等土壤保持研究典型成因熱點(diǎn)關(guān)鍵詞，結(jié)合水土流失、保護(hù)等語(yǔ)句進(jìn)行文獻(xiàn)搜索，語(yǔ)句為(erod*or erosi*or denud*or desertification or sandification or rockification or degradation or terrace or infiltration or landslide or tillage or “crop rotation”or runoff or “small watershed”or “l(fā)and use”or “l(fā)and preparation”or “slope stabilization”or “slope protection”or “bank protection”or “check dam”or “l(fā)andslide”or “debris flow”or “agro-forestry”or “covering cultivation”or “no-tillage”or “non-tillage”or “surface erosion”or “spraying glass-seeds with net”)and (“soil loss”or “soil conservation”or “water conservation”or “water detention”)；由于“water loss”語(yǔ)句會(huì)產(chǎn)生很多干擾文獻(xiàn)，所以去掉該語(yǔ)句后筆者將蓄水、節(jié)水灌溉等作為第3類主題進(jìn)行了補(bǔ)充檢索，語(yǔ)句為(irrigat*or “water cellar”or “water storage pool”or pond or “deposition pool”)and (“water detention”or “water saving”)；第4類重點(diǎn)參照了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水土保持術(shù)語(yǔ)》(GB-T20 465-2006)中的基本術(shù)語(yǔ)進(jìn)行搜索，包括土壤侵蝕、風(fēng)蝕、水蝕、免耕等，語(yǔ)句為“soil erosion”or “soil denudation”or “soil conservation”or “Hydraulic erosion”or “gravit*erosion”or “wind erosion”or “water erosion”or “rainfall erosi*”or “natural erosion”or “erosion caused by human”or “gully erosion”or “l(fā)eaching erosion”or “tillage erosion”or “rill erosin”or “wave erosion”or “headward erosion”or “freeze*erosion”or “soil antierosivity”or “slope collapse”or “no-tillage”or “non-tillage”or “water detention and soil conservation”，再用或(or)語(yǔ)句對(duì)以上條件進(jìn)行連接得到綜合檢索語(yǔ)句。最終，檢索到國(guó)外文獻(xiàn)21 945篇，中國(guó)文獻(xiàn)4 226篇，累計(jì)文獻(xiàn)共計(jì)24 959篇，其中中外合作文獻(xiàn)1 202篇在國(guó)外、國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中均進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，采用WoS數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)分析功能提取了文獻(xiàn)的出版年、國(guó)家/地區(qū)、機(jī)構(gòu)、研究方向以及WoS學(xué)科分類等信息數(shù)據(jù)。具體檢索信息如表1所示。

表1 水土保持研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)檢索條件

2 中外水土保持研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)產(chǎn)出情況

2.1 總體產(chǎn)出情況比較

圖1為中外水土保持研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)總體產(chǎn)出情況，并對(duì)文章和會(huì)議論文進(jìn)行了分別比較。可見，從1986年以來(lái)，中外水土保持研究文獻(xiàn)中文章總量均呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，國(guó)外文章總量由1986年的71篇增加到2015年的1 514篇，國(guó)內(nèi)文章總量由1987年的1篇增加到2015年的512篇；而文獻(xiàn)中會(huì)議論文數(shù)量則均呈現(xiàn)出先上升再下降的倒U型曲線，不同的是國(guó)外會(huì)議論文數(shù)量從2001年的264篇開始逐年遞減，在近3 a略有回升，而中國(guó)起步于1992年，在2012年以前一直處于曲線上升階段，近3 a才呈現(xiàn)了逐年下降的趨勢(shì)，也說(shuō)明在水土保持研究領(lǐng)域國(guó)

際會(huì)議的全球數(shù)量和影響力有所降低，學(xué)者更加關(guān)注于高質(zhì)量期刊文章的發(fā)表。

2.2 國(guó)家產(chǎn)出情況比較

本文對(duì)產(chǎn)出數(shù)量排名前15名的國(guó)家進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，前3名分別是美國(guó)、中國(guó)和澳大利亞，其文獻(xiàn)產(chǎn)出分別為7 336,4 226和1 459篇。其中，歐洲國(guó)家占了7席，接近1/2，而非洲國(guó)家無(wú)緣1席。中美2國(guó)文獻(xiàn)總量超過(guò)了國(guó)際總量的1/3，中國(guó)在文獻(xiàn)產(chǎn)出數(shù)量上僅次于美國(guó)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其他國(guó)家，在國(guó)際上占據(jù)了重要地位，成為水土保持研究領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)國(guó)家。

圖1 中外水土保持研究文獻(xiàn)產(chǎn)出情況

2.3 學(xué)科分布情況比較

根據(jù)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)WoS學(xué)科分類數(shù)據(jù)，繪制了排名前10的中外學(xué)科分布對(duì)比表格(如表2所示)。可見，中外水土保持研究的學(xué)科分布情況較為相似，前10個(gè)學(xué)科中有7個(gè)學(xué)科相同，且排名前6的學(xué)科基本一致，國(guó)外文獻(xiàn)產(chǎn)出最高的學(xué)科為土壤科學(xué)，中國(guó)為環(huán)境科學(xué)，占比分別達(dá)到了28%和27%。學(xué)科差異較大的是國(guó)外的植物科學(xué)、農(nóng)業(yè)工程和農(nóng)業(yè)綜合學(xué)科3個(gè)學(xué)科均進(jìn)到了前10，而國(guó)內(nèi)沒(méi)有1個(gè)，說(shuō)明國(guó)外在水土保持領(lǐng)域農(nóng)業(yè)、植物等方面的研究多于國(guó)內(nèi)，而國(guó)內(nèi)在環(huán)境工程、材料綜合學(xué)科以及土木工程等方面的研究相對(duì)更多。

表2 中外水土保持研究文獻(xiàn)學(xué)科分布對(duì)比情況

從圖2中能夠看出國(guó)內(nèi)外水土保持研究的學(xué)科的年度跨度情況，國(guó)外從1986年的37個(gè)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展到2015年的127個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，而國(guó)內(nèi)從1987年的2個(gè)發(fā)展到2012年的93個(gè)，近3 a學(xué)科領(lǐng)域跨度略有下降，但整體均呈現(xiàn)了緩慢遞增的趨勢(shì)，說(shuō)明國(guó)內(nèi)外水土保持研究的跨學(xué)科性逐漸增強(qiáng)，新興學(xué)科日益繁榮。受中國(guó)與國(guó)外文獻(xiàn)總量的影響，中國(guó)學(xué)科年度數(shù)明顯低于國(guó)外。

圖2 中外水土保持研究文獻(xiàn)學(xué)科年度數(shù)量變化情況

3 中外水土保持研究的科研合作情況

3.1 中外研究機(jī)構(gòu)合作情況

在CiteSpace軟件中將“Node Type”參數(shù)選擇為Institution，即機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析選項(xiàng)；時(shí)間切片“Time Slicing”分割值設(shè)定為3 a，將1986—2015年文獻(xiàn)分析時(shí)間以每3 a為1個(gè)時(shí)間段進(jìn)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)出頻次統(tǒng)計(jì)；每個(gè)時(shí)間切片“Selection Criteria”閾值選擇為Top120，即只對(duì)3 a中頻次排序前120的機(jī)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)合作分析；網(wǎng)絡(luò)裁剪使用Pathfinder +Pruning the merged network +Pruning the sliced networks組合模式進(jìn)行優(yōu)化，運(yùn)行得到水土保持研究領(lǐng)域科研機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜(如附圖7所示)。具有高的中心性的文獻(xiàn)通常是連接2個(gè)不同領(lǐng)域的關(guān)鍵樞紐[8]，在網(wǎng)

絡(luò)合作中發(fā)揮著重要的聯(lián)結(jié)媒介作用。分區(qū)內(nèi)代表性機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)產(chǎn)出頻次(數(shù)量)、中介中心性大小以及機(jī)構(gòu)中外文名稱如表3所示。表3中列出了產(chǎn)出排名前10和中心性大小排名前10的機(jī)構(gòu)。

產(chǎn)出排名前3的機(jī)構(gòu)分別是中國(guó)科學(xué)研究院、美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)局和比利時(shí)天主教魯汶大學(xué)，產(chǎn)出頻次分別為2 312，2 025，532，特別是中科院?jiǎn)蝹€(gè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)出數(shù)量超過(guò)了中國(guó)文獻(xiàn)總產(chǎn)出數(shù)量的1/2；中心性排名前3的分別是美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)局、美國(guó)懷俄明大學(xué)、法國(guó)海外科技研究辦公室，中介中心性大小分別為0.59，0.52，0.4。

分區(qū)中，Z1分區(qū)為以中科院為中心的中國(guó)分區(qū)，代表性機(jī)構(gòu)包括北京師范大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)以及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等，從表3中能夠看出北京師范大學(xué)在文獻(xiàn)產(chǎn)出頻次和中心性兩方面都有著不俗的表現(xiàn)，分別達(dá)到380，0.31，西北農(nóng)林科技大學(xué)則在產(chǎn)出頻次上取得了第6名的不俗成績(jī)；W1，W2分區(qū)為以美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)局和科羅拉多州立大學(xué)為重要產(chǎn)出機(jī)構(gòu)的美國(guó)分區(qū)，W1分區(qū)代表性機(jī)構(gòu)還包括普渡大學(xué)、華盛頓州立大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)等眾多名校，該分區(qū)枝狀樹繁盛，機(jī)構(gòu)間合作較多，W2分區(qū)代表性機(jī)構(gòu)包括科羅拉多州立大學(xué)、佐治亞大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)以及印度理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)；W3分區(qū)為以比利時(shí)天主教魯汶大學(xué)、澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織為重要節(jié)點(diǎn)的國(guó)外機(jī)構(gòu)合作分區(qū)，代表性機(jī)構(gòu)還包括比利時(shí)根特大學(xué)、英國(guó)康奈爾大學(xué)、西班牙高等科研委員會(huì)以及埃塞俄比亞默克萊大學(xué)等，該分區(qū)匯集了眾多歐洲和澳洲名校；W4分區(qū)由于內(nèi)部所有機(jī)構(gòu)頻次均較低，所以機(jī)構(gòu)標(biāo)簽沒(méi)能顯示出來(lái)，但從該分區(qū)鏈接線顏色以藍(lán)色、藍(lán)綠色為主可以判斷該分區(qū)機(jī)構(gòu)間合作的時(shí)間大體在1986—1992年，由于時(shí)間久遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)文獻(xiàn)產(chǎn)出數(shù)量較少，加之部分機(jī)構(gòu)已更名等原因?qū)е略摲种?biāo)簽均未能顯示。

表3 中外水土保持研究重點(diǎn)產(chǎn)出和高中心性機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)產(chǎn)出排名TOP10和文獻(xiàn)中心性排名TOP10

J1至J10是中介中心性排名前10的節(jié)點(diǎn)，如圖中紫色箭頭指向所示。從美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)局開始，一直到中國(guó)北京師范大學(xué)結(jié)束，J1至J10節(jié)點(diǎn)通過(guò)一條完整的鏈接線，搭起了美國(guó)和中國(guó)合作的橋梁。之所以以上節(jié)點(diǎn)為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)且中心性較高，筆者分析主要原因是鏈接線兩端的中美機(jī)構(gòu)具有極高的產(chǎn)出頻次，與其自身頻次基本無(wú)關(guān)，如美國(guó)懷俄明大學(xué)、法國(guó)海外科技研究辦公室、英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院等機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)產(chǎn)出頻次很低，卻具有較高的中心性，可見中心性的計(jì)算主要看節(jié)點(diǎn)在臨近節(jié)點(diǎn)以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮的作用大小。

綜上，中外機(jī)構(gòu)合作圖譜生長(zhǎng)樹枝杈豐滿，形成了以中國(guó)、美國(guó)部分國(guó)家機(jī)構(gòu)為重要產(chǎn)出節(jié)點(diǎn)，美國(guó)、英國(guó)部分機(jī)構(gòu)為重要媒介聯(lián)結(jié)點(diǎn)的完整合作生態(tài)樹，說(shuō)明中外主要科研機(jī)構(gòu)合作緊密，具有良好的合作生態(tài)鏈。

中國(guó)以中科院為代表的水土保持研究機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)產(chǎn)出數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯，在整個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)以及總體文獻(xiàn)產(chǎn)出貢獻(xiàn)上均發(fā)揮了重要作用；國(guó)外以美國(guó)農(nóng)業(yè)部文獻(xiàn)產(chǎn)出數(shù)量最多，且中心性排名第1，在產(chǎn)出貢獻(xiàn)和媒介聯(lián)結(jié)上均發(fā)揮了較好的作用。

3.2 中外作者合作情況

CiteSpace功能與參數(shù)設(shè)置區(qū)的“Node Type”選擇為Author，時(shí)間切片閾值選擇為Top60，其他參數(shù)同機(jī)構(gòu)合作設(shè)置，運(yùn)行得到中外作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，如附圖8所示。分區(qū)內(nèi)代表性作者論文產(chǎn)出及來(lái)源機(jī)構(gòu)情況如表4所示。

表4 作者合作網(wǎng)絡(luò)分區(qū)及代表性作者

國(guó)外合作分區(qū)中，A1是論文高產(chǎn)出作者數(shù)量最多的分區(qū)，代表性作者均來(lái)自比利時(shí)，其中佩森的論文產(chǎn)出數(shù)量達(dá)到235篇之多，戈韋爾、德克斯、尼森、韋斯特恩產(chǎn)出頻次也分別達(dá)到145，85，65，54，排名均在11名之前，不僅如此，佩森、戈韋爾、韋斯特恩和頻次不高的奧斯特的中介中心性排名均比較靠前(紫色圓環(huán)較粗)，說(shuō)明以上作者在水土保持研究領(lǐng)域多國(guó)作者合作中起到了較好的聯(lián)結(jié)媒介作用，由于分區(qū)內(nèi)代表性作者大多來(lái)自比利時(shí)，可見比利時(shí)的學(xué)者團(tuán)隊(duì)在水土保持研究上處于世界的領(lǐng)先地位；A2分區(qū)枝繁葉茂，高產(chǎn)出作者較多，代表性作者以來(lái)自中國(guó)的為主，論文產(chǎn)出頻次最多的作者是中科院的傅伯杰院士，頻次達(dá)到70，中介中心性最高的是北京師范大學(xué)的張光輝教授，中心性達(dá)到0.14第7名，與中國(guó)科學(xué)院的張建輝、陳利頂?shù)仍谡麄€(gè)分區(qū)多國(guó)合作網(wǎng)絡(luò)中起到了重要鏈接紐帶作用；A3分區(qū)的代表性作者以美國(guó)學(xué)者為主，包括產(chǎn)出頻次148排名第2的俄亥俄州立大學(xué)的拉爾，以及美國(guó)國(guó)家土壤侵蝕實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)部牧草地研究實(shí)驗(yàn)室的尼爾林、弗拉納根、張勛昌等學(xué)者，他們無(wú)論在論文頻次和中心性上均具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但該分區(qū)樹狀網(wǎng)絡(luò)較簡(jiǎn)單，說(shuō)明作者合作并不廣泛；A4分區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔，但代表性作者十分突出，以來(lái)自英國(guó)的為主，包括產(chǎn)出頻次排名第4的英國(guó)?？巳卮髮W(xué)的沃林以及中介中心性排名第1，第2的奎因、張渝生等學(xué)者，為中英以及其他國(guó)家學(xué)者之間的合作發(fā)揮了重要的鏈接作用。

總體來(lái)看，4個(gè)分區(qū)內(nèi)具有較清晰的合作脈絡(luò)，分區(qū)間也存在著一定的合作聯(lián)系，中外作者間形成了較好的合作生態(tài)鏈。中國(guó)分區(qū)中絕大部分為中國(guó)作者，說(shuō)明中國(guó)本土間合作更多，而國(guó)際間合作需要進(jìn)一步加強(qiáng)；國(guó)外分區(qū)中以比利時(shí)、美國(guó)、英國(guó)國(guó)家間作者合作最為集中，而其他國(guó)家大部分作者由于低產(chǎn)出和低中心性未能在圖中得以顯示。從單個(gè)作者論文產(chǎn)量看，產(chǎn)出最多的國(guó)家排序?yàn)楸壤麜r(shí)、美國(guó)、英國(guó)和中國(guó)。

4 中外水土保持研究熱點(diǎn)比較分析

用詞頻分析方法來(lái)研究某領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向和研究熱點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)外廣泛采用的方法，就是在文獻(xiàn)信息中提取能夠表達(dá)文獻(xiàn)核心內(nèi)容的關(guān)鍵詞或主題詞頻次，依頻次高低分布來(lái)確定學(xué)科的熱點(diǎn)內(nèi)容、主題分布以及學(xué)科結(jié)構(gòu)[8-9]。這里，筆者采用CiteSpace的強(qiáng)大關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析功能來(lái)分析中外水土保持研究的熱點(diǎn)。首先將軟件“Node Type”參數(shù)選擇為Keywords“Time Slicing”設(shè)置為1，閾值選擇為Top100，即對(duì)每1 a中頻次排序前100的關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析。再通過(guò)軟件“Network Summary Table”功能導(dǎo)出關(guān)鍵詞表格數(shù)據(jù)，截取頻次排名前20的關(guān)鍵詞進(jìn)行中外研究熱點(diǎn)比較，如表5所示。

表5 中外水土保持研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞

從表5可知，中外在水土保持研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞上比較接近，前20個(gè)關(guān)鍵詞中有16個(gè)相同，這與前面學(xué)科相似恰恰呼應(yīng)。

共同排在前幾位的關(guān)鍵詞分別是土壤侵蝕(soil erosion)、徑流(runoff)和建模(model)。其中土壤侵蝕是造成水土流失的主因，具體包括水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕等，而地表徑流、地下徑流等徑流的沖刷搬運(yùn)又是水力侵蝕的重要致因。所以這2個(gè)關(guān)鍵詞與水土保持相關(guān)性最大，而建模則是各類侵蝕研究預(yù)測(cè)的重要方法，包括USLE，RUSLE，CSLE經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约癝WAT物理模型等。從國(guó)外關(guān)鍵詞起始年可以看出，這幾個(gè)關(guān)鍵詞大多產(chǎn)生在1988—1991年，均是早期研究的熱點(diǎn)方向。

其他關(guān)鍵詞，如農(nóng)業(yè)耕作(tillage)、免耕(no tillage)均出現(xiàn)在中外的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞中，國(guó)外還包括保護(hù)性耕作(conservation tillage)，這與前面學(xué)科方向中國(guó)內(nèi)外在農(nóng)學(xué)方面的研究較多相對(duì)應(yīng)。由于沉積與侵蝕密不可分，雨水、河流沖刷沉積物也是造成濺蝕、溝蝕等的主因[10-12]，所以沉積物(sediment)、沉積量(sediment yield)兩個(gè)關(guān)鍵詞也相應(yīng)成為中外共同的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞。

氣候變化(climate change)造成的水土流失近年來(lái)成為國(guó)際研究關(guān)注的熱點(diǎn)[13-15]，這也將是未來(lái)水土保持研究領(lǐng)域永恒持續(xù)的課題。由于黃土高原(Loess Plateau)的土壤特性更加容易造成水土流失，所以中國(guó)在此方面的研究較為活躍，而國(guó)外針對(duì)土壤有機(jī)碳(carton)、碳通量的研究較多[16-18]，這也成為中外水土保持研究的最大區(qū)別。此外，國(guó)內(nèi)外在水土保持管理(management)、土地利用(land use)變化、風(fēng)蝕(wind erosion)、植被(vegetation)覆蓋、氮素(nitrogen)流失、土壤有機(jī)質(zhì)(organic matter)、流域(catchment)侵蝕等關(guān)鍵詞的研究較多，均出現(xiàn)在前20個(gè)熱點(diǎn)關(guān)鍵詞中。

從起始年的整體分布來(lái)看，國(guó)外高頻關(guān)鍵詞的研究大多出現(xiàn)在1990年左右，而國(guó)內(nèi)大多出現(xiàn)在1997年，說(shuō)明國(guó)內(nèi)對(duì)以上熱點(diǎn)領(lǐng)域的研究相對(duì)滯后于國(guó)外，但要注意的是關(guān)鍵詞共現(xiàn)年并不代表該關(guān)鍵詞的研究起始年。

5 結(jié) 論

本文利用CiteSpace文獻(xiàn)計(jì)量軟件對(duì)中外1986—2015年WoS收錄的水土保持相關(guān)的科技文獻(xiàn)進(jìn)行了比較分析，結(jié)果表明：

(1) 文獻(xiàn)產(chǎn)出及引文方面。從文獻(xiàn)產(chǎn)出數(shù)量看，國(guó)內(nèi)外期刊文章數(shù)量均呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)，會(huì)議論文數(shù)量均呈現(xiàn)倒U型下降趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者更加關(guān)注于高質(zhì)量期刊文章的發(fā)表；中國(guó)文獻(xiàn)總體產(chǎn)出數(shù)量占到國(guó)際的1/5，對(duì)水土保持國(guó)際研究貢獻(xiàn)較大。

(2) 國(guó)家產(chǎn)出方面。美國(guó)、中國(guó)、澳大利亞占據(jù)了產(chǎn)出國(guó)家排名的前3位，中美兩國(guó)分別以7 336篇和4 226篇占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；前15個(gè)國(guó)家中歐洲國(guó)家占據(jù)了7個(gè)，無(wú)非洲國(guó)家，說(shuō)明歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家的學(xué)者對(duì)水土保持研究的關(guān)注程度更高。

(3) 學(xué)科分布方面?？傮w學(xué)科領(lǐng)域跨度較大，新興學(xué)科增長(zhǎng)明顯，國(guó)外由1986年的37個(gè)增加到2015年的127個(gè)，中國(guó)則從沒(méi)有發(fā)展到86個(gè)；中外學(xué)科研究領(lǐng)域十分接近，主要是土壤科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、水資源和地球科學(xué)綜合學(xué)科等，國(guó)外在農(nóng)業(yè)和植物學(xué)科方面的研究多于國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi)在環(huán)境工程、材料科學(xué)綜合學(xué)科、土木工程等方面的研究較多。

(4) 科研合作方面。機(jī)構(gòu)合作方面，中外機(jī)構(gòu)合作聯(lián)系緊密，樹狀圖譜枝杈豐滿，形成了以中國(guó)、美國(guó)部分國(guó)家機(jī)構(gòu)為重要產(chǎn)出節(jié)點(diǎn)，美國(guó)、英國(guó)部分機(jī)構(gòu)為重要媒介聯(lián)結(jié)點(diǎn)的完整合作生態(tài)樹，說(shuō)明中外主要科研機(jī)構(gòu)合作緊密，具有良好的合作生態(tài)鏈。中國(guó)中科院、美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)局和比利時(shí)天主教魯汶大學(xué)是產(chǎn)出最多的3個(gè)機(jī)構(gòu)；作者合作方面，比利時(shí)的佩森、戈韋爾等學(xué)者是水土保持研究領(lǐng)域個(gè)人產(chǎn)出較多的學(xué)者，同時(shí)也在世界各國(guó)學(xué)者合作中起到了重要的橋接作用，可見比利時(shí)的學(xué)者團(tuán)隊(duì)在水土保持研究上處于世界的領(lǐng)先地位，中國(guó)高產(chǎn)出作者較多，但以中國(guó)本土間合作最為緊密，國(guó)際間合作可以進(jìn)一步加強(qiáng)。

(5) 熱點(diǎn)領(lǐng)域研究方面。中外在水土保持熱點(diǎn)關(guān)鍵詞研究上十分接近，這與前面學(xué)科分析結(jié)果一致。排在前幾名的共同關(guān)鍵詞分別是土壤侵蝕、徑流和建模；而中國(guó)在黃土高原研究、國(guó)外在土壤有機(jī)碳等研究上較為活躍，成為中外水土保持研究的最大特色和區(qū)別；國(guó)內(nèi)相關(guān)熱點(diǎn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)間大多晚于國(guó)外，說(shuō)明國(guó)內(nèi)對(duì)以上研究具有相對(duì)滯后的特點(diǎn)。

以上分析研究，理清了國(guó)內(nèi)外水土保持研究的文獻(xiàn)產(chǎn)出現(xiàn)狀、國(guó)家及學(xué)科產(chǎn)出分布、機(jī)構(gòu)及作者間合作以及國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)關(guān)注的研究領(lǐng)域等問(wèn)題，為中國(guó)相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者、科研機(jī)構(gòu)以及政府管理部門在引文頻次提升、加強(qiáng)國(guó)際科研合作以及關(guān)注農(nóng)業(yè)農(nóng)學(xué)問(wèn)題研究等方面提供了科學(xué)有益的參考。

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A Literature Comparative Analysis on Soil and Water Conservation Between China and Foreign Countries Based on Web of Science

ZHANG Hongwei1,2, LI Hua1, WEI Bigui1, ZHOU Tianhong3, GONG Li4, YANG Hao1

(1.SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou，Gansu
730070,China; 2.KeyLaboratoryofUrbanStormwaterSystemandWaterEnvironment,MinistryofEducation,Beijing100044,China; 3.LanzhouInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou,Gansu730000,China; 4.SchoolofCivilEngineering,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou,Gansu730070,China)

[Objective] This study intended to compare the literature incremental trend of international studies on soil and water conservation, discipline distributions, cooperation network of institutions and authors, and research hot spots between China and foreign countries. It aims to provide a scientific and practical implication for scholars in the related fields, research institutions and government departments to enhance the citation frequency, strengthen international cooperation and pay attention to the research of agricultural science and so on. [Methods] Based on literature from 1986 to 2015 from the Web of science databases, CiteSpace visualization analysis software was used to analyze and process the citation data in the way of mapping knowledge domains. [Results] The literature on soil and water conservation increased steadily. United States, China, and Australia were ranked as the top three countries in the document output. European countries were the most high-yielding. The literatures span more disciplines, new disciplines emerged significantly. The cooperation between China and foreign institutions was closer; The tree diagram showed that an important cooperation ecological chain was established by China and America as an important output node. The most productive researchers were Belgian Poesen and Govers etc. who played an important role in bridging the academic cooperation between China and foreign countries. [Conclusion] The international research focus was similar. The soil and water conservation, soil erosion, runoff and model were the highest frequency hot keywords.

soil and water conservation; CiteSpace; mapping knowledge domain; literature analysis

2016-08-10

2016-10-13

教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助“黃河上游水環(huán)境綜合整治技術(shù)體系研究”(IRT_14R25); 甘肅省科技計(jì)劃資助(1604ZCRA014,1606RJZA039)

張洪偉(1979—),男(漢族),吉林省公主嶺市人,博士研究生,講師,主要從事水土保持及水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)研究。E-mail:38047@163.com。

李華(1978—),女(漢族),吉林省公主嶺市人,博士研究生,工程師,主要從事水土保持及濕地水處理研究。E-mail:41245363@qq.com。

B

1000-288X(2017)01-0212-07

S157.9