張燦燦,孫才志,2,*

1遼寧師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,大連　116029 2遼寧師范大學(xué)海洋經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展中心,大連　116029

水資源與人類生存和社會經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān),但是在人類社會的發(fā)展過程中,一些不合理的水資源利用方式,導(dǎo)致了水資源短缺和水污染問題,水資源越來越成為社會經(jīng)濟發(fā)展的限制性因素。水資源危機的逐步顯現(xiàn),使得世界各國對準確測度人類對水資源的實際使用情況的要求越來越迫切。

1993年英國學(xué)者Tony Allan提出虛擬水(Virtual Water)的概念[1],將其定義為在生產(chǎn)產(chǎn)品和服務(wù)中所需要的水資源數(shù)量,即凝結(jié)在產(chǎn)品和服務(wù)中的虛擬水量。2002年荷蘭學(xué)者Hoekstra等人在虛擬水的基礎(chǔ)上提出了“水足跡”概念[2],水足跡(Water Footprint)指的是一個國家、一個地區(qū)或一個人,在一定時間內(nèi)消費的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量。水足跡的概念是對傳統(tǒng)水資源消費統(tǒng)計指標的補充,水足跡概念的形成發(fā)展與在20世紀90年代初加拿大學(xué)者Willian E. Rees提出的生態(tài)足跡[3]類似,衡量的是在一定的物質(zhì)生產(chǎn)標準下,生產(chǎn)一定人群消費的產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源的數(shù)量,是維持人類產(chǎn)品和服務(wù)消費所需要的真實的水資源量。水足跡從消費視角出發(fā)計算人類對水資源的真實占用,將水資源利用與人類消費模式關(guān)聯(lián)起來,同時把水問題的解決思路拓展到社會經(jīng)濟領(lǐng)域,從而成為當前測度人類活動對水資源系統(tǒng)環(huán)境影響的有效指標之一。水足跡概念提出的十幾年來,世界各國學(xué)者對水足跡進行了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用,目前,關(guān)于水足跡的研究主要集中于單個產(chǎn)品的水足跡含量分析[4-5]、水足跡影響因素研究[6-9]、區(qū)域或者國家層面的水足跡分析[10-13]、水足跡結(jié)構(gòu)分析[14]等,其中,也不乏對水足跡研究成果的總結(jié)和綜述[15-18],但大都是在主觀基礎(chǔ)上進行簡單的文獻統(tǒng)計和分析。

文獻計量學(xué)將文獻量、作者數(shù)、詞匯數(shù)等作為主要的計量對象,運用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的方法,對知識載體進行定量分析,而知識圖譜則將文獻計量的結(jié)果可視化的展現(xiàn)出來。美國德雷塞爾大學(xué)(Drexel University)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院陳超美博士開發(fā)的CiteSpace軟件,通過對某一學(xué)科領(lǐng)域研究熱點的分析,并將其可視化的呈現(xiàn)出來,從而成為當下較為流行的可視化科研數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件[19]。該軟件自問世以來,在文獻計量與分析和數(shù)據(jù)可視化方面得到了廣泛的應(yīng)用[20-24]。

有鑒于此,本文試圖通過文獻計量學(xué)的方法,對水足跡相關(guān)文獻進行量化分析,運用CiteSpace文獻計量工具、通過繪制知識圖譜展示水足跡領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,對水足跡概念提出以來的研究成果作進一步的總結(jié)分析,旨在更加客觀地揭示該研究領(lǐng)域的研究態(tài)勢,以期為水足跡領(lǐng)域研究前沿與研究熱點的挖掘提供一種新思路。

1　研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1　研究方法

本文運用CiteSpace軟件,對水足跡概念提出以來中外文文獻進行文獻量、關(guān)鍵詞、作者群體、發(fā)文機構(gòu)、載文期刊的分析,文章數(shù)據(jù)處理采用的CiteSpace版本為5.0.R2.SE版本,其中文分析板塊由大連理工大學(xué)WISE團隊開發(fā)。

1.2　數(shù)據(jù)來源

水足跡的定義較為明確,是指生產(chǎn)某一國家或者區(qū)域內(nèi)人口所消費商品和服務(wù)需要的淡水資源總量。同時考慮到虛擬水是水足跡中的重要組成部分,且水足跡的研究是建立在虛擬水的基礎(chǔ)之上的,因此外文文獻檢索條目確定為“water footprint”和“virtual water”,數(shù)據(jù)樣本選取自WEB OF SCIENCE數(shù)據(jù)庫中WEB OF SCIENCETM核心合集,以“主題”= “water footprint”O(jiān)R“virtual water”AND “文獻類型”= “article”,選擇檢索時間范圍為1993—2016年,共得檢索結(jié)果1029條,對檢索結(jié)果進行去重、刪除無關(guān)條目,最終整理得到803篇相關(guān)文獻,這803篇相關(guān)文獻集中分布于2000—2016年。將中文文獻檢索的條目確定為“水足跡”和“虛擬水”,數(shù)據(jù)樣本選取自中國學(xué)術(shù)期刊出版總庫(CNKI總庫),使用高級檢索,以“主題”或者“關(guān)鍵詞”=“水足跡”或含“虛擬水”,選擇時間為1993—2016年,精確匹配檢索,共得檢索結(jié)果1303條,對檢索結(jié)果去重、刪除無關(guān)條目,最終整理得到911篇相關(guān)文獻,這911篇文獻都分布在2003—2016年。

2　結(jié)果分析

2.1　發(fā)文量的時間分析

將檢索所得文獻按照發(fā)文年份進行文獻數(shù)量的統(tǒng)計,得到研究期間水足跡領(lǐng)域中外文文獻發(fā)文數(shù)量折線圖(圖1),對中外文文獻數(shù)量進行對比分析可知,中文文獻起步晚,但是數(shù)量增長很快,年發(fā)文量僅一年就已超過外文文獻發(fā)文量,究其原因,主要是在水足跡概念興起之初,研究主要集中于地區(qū)與產(chǎn)品水足跡的測算,而中國地域遼闊、產(chǎn)業(yè)類型眾多,因此在這一時期水足跡發(fā)文數(shù)量較多,隨著地區(qū)與產(chǎn)品水足跡測算文獻的飽和,水足跡中文文獻的發(fā)文量增長速度逐漸減緩。其后水足跡研究范圍不斷擴大,外文文獻開始轉(zhuǎn)入水足跡與食品安全、環(huán)境變化等相關(guān)問題的研究,中文文獻則更加側(cè)重于水足跡空間差異及成因的探討。

2.1.1外文文獻發(fā)文量的時間分析

由圖1可以看出,研究期間水足跡領(lǐng)域相關(guān)外文文獻的發(fā)文數(shù)量總體上呈現(xiàn)出上升態(tài)勢,個別年份發(fā)文數(shù)量有小幅波動。其文獻數(shù)量增長情況大致可以分為3個階段：①2000—2006年,水足跡相關(guān)研究的發(fā)文數(shù)量基本上在低位徘徊,自水足跡概念提出以來,相關(guān)的水足跡會議也受到研究人員的密切關(guān)注,2002年在世界水貿(mào)易專家會議上Hokestra首次提及“水足跡”這一概念,隨后2003年日本舉行第三屆世界水論壇、2005年德國發(fā)展研究院召開虛擬水貿(mào)易專家會議,但這一階段水足跡作為脫胎于虛擬水的一個全新概念,并未引起廣泛關(guān)注,其研究尚處于討論階段,因此發(fā)文數(shù)量較少。②2006—2013年,水足跡外文文獻數(shù)量曲折上升,2006年在墨西哥召開的第四屆水資源論壇、2006年在德國波恩由世界水資源系統(tǒng)項目舉辦的主題為“全球水資源政府治理”會議和在法蘭克福由社會經(jīng)濟研究所舉行的“虛擬水貿(mào)易”等會議上都對水足跡開展了討論,這使得水足跡這一概念得到越來越多的專家學(xué)者的關(guān)注,因此自2006年后,水足跡相關(guān)研究得到國際學(xué)界的重視,但這一階段水足跡的研究內(nèi)容與范圍并未得到確定,因此該階段相關(guān)文獻數(shù)量增長較為緩慢。③2013—2016年,文獻數(shù)量快速增長,尤以2013—2015年度文獻數(shù)量增長最為明顯,掀起了水足跡研究的高潮。2015年聯(lián)合國氣候變化大會在巴黎召開,氣候變化是關(guān)乎地球生命生存的重要問題,而水圈作為地球圈層中的重要組成部分,其三態(tài)變化對于氣候變化具有十分特殊的影響作用,因此,應(yīng)對全球氣候變化問題,對于水資源的研究十分重要,這也使得水足跡的研究進入了一個全新的時期。水足跡作為脫胎于虛擬水概念的一個全新領(lǐng)域,仍存在許多不完善的地方,相關(guān)的專家學(xué)者在各種學(xué)術(shù)期刊和學(xué)術(shù)會議上展開對水足跡和虛擬水的討論,盡管這種討論和質(zhì)疑時至今日依然存在,但正是這些質(zhì)疑讓水足跡概念更加快速的完善,成為一個備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。

圖1　2000—2016年水足跡研究領(lǐng)域中外文文獻發(fā)文數(shù)量Fig.1　The number of documents in Chinese and foreign language in the research field of water footprint in 2000—2016

2.1.2中文文獻發(fā)文量的時間分析

由圖1可知,自2003年以來,水足跡中文文獻的發(fā)文數(shù)量除個別年份略有下降外,總體發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)出增長的趨勢。按照發(fā)文數(shù)量的增長趨勢,大致分為三個階段：①2003—2005年,是水足跡中文文獻數(shù)量的迅猛增加階段,該階段的發(fā)文數(shù)量從2003年的3篇躍升至2005年的35篇,中國水資源數(shù)量的時空分布極不均勻,水足跡概念的引入為中國水資源問題的研究提供了新的思路,該階段水足跡作為一個全新的概念,研究尚處于起步階段,發(fā)文量較少但數(shù)量增加很快,說明水足跡作為一個全新的研究領(lǐng)域已經(jīng)引起了相關(guān)專家學(xué)者的關(guān)注,同時也表明中國水資源學(xué)界對于新的研究方法的迫切需要。②2005—2012年水足跡中文文獻發(fā)文量處于波動上升階段,個別年份略有回落,這一時期水足跡中文文獻的研究主要集中于地區(qū)水足跡測算和產(chǎn)品水足跡測算,盡管文獻數(shù)量總體仍在增長,但由于研究范圍相對較窄,嚴重限制了水足跡在解決水資源問題方面的優(yōu)勢,水足跡發(fā)展遭遇瓶頸,亟需開拓新的研究方法與研究內(nèi)容,因此該階段水足跡中文文獻數(shù)量波動較大。③2012—2016年,是水足跡中文文獻發(fā)文數(shù)量的平穩(wěn)增長階段,這一階段的發(fā)文數(shù)量一直很高且逐年穩(wěn)定增長,在該時期,水足跡作為一個有效的水問題解決工具被廣泛應(yīng)用,眾多水資源相關(guān)專家學(xué)者對于水足跡的研究進入了一個新的階段,大部分研究開始轉(zhuǎn)向水足跡時空差異及其成因分析、區(qū)域水資源評價等方面。

2.2　關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞作為作者對文章主題的高度提煉,代表了文章的核心觀點,對某一領(lǐng)域的關(guān)鍵詞進行可視化分析,有助于挖掘相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。將中外文文獻數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入CiteSpace中,將時間跨度設(shè)置為1993—2016年,單個時間切片為1年,將聚類詞來源設(shè)置為標題(title)、摘要(abstract)、作者關(guān)鍵詞(author keywords)和增補關(guān)鍵詞(keywords plus)；聚類詞庫選擇突現(xiàn)詞(burst terms)；節(jié)點類型選擇關(guān)鍵詞(Keyword),選取標準設(shè)置為每個時間切片中被引頻次最高的前50個關(guān)鍵詞,外文文獻數(shù)據(jù)生成的關(guān)鍵詞圖譜如圖2所示,中文文獻數(shù)據(jù)生成的關(guān)鍵詞圖譜如圖3所示。

2.2.1外文文獻關(guān)鍵詞分析

圖2中共有192個節(jié)點,408條連接,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0223,其中節(jié)點越大表示該關(guān)鍵詞在水足跡領(lǐng)域外文文獻中出現(xiàn)的頻次越高。最大節(jié)點是water footprint,與之相關(guān)的關(guān)鍵詞有footprint,green,consumption,blue等,virtual water是該領(lǐng)域研究的第二大重點。在水足跡領(lǐng)域的相關(guān)研究中,主要的關(guān)鍵節(jié)點有6個,分別是water footprint、virtual water、consumption、resource、trade、footprint,通過對相關(guān)關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻次的分析,我們可以發(fā)現(xiàn),在水足跡相關(guān)的外文文獻中,水資源并不僅僅是作為一種資源存在的,水資源在相關(guān)的經(jīng)濟貿(mào)易以及水權(quán)的確定中扮演著重要的角色。由可視化圖譜來看,最大的兩個節(jié)點water footprint和virtual water是水足跡研究領(lǐng)域的兩大絕對熱點,這兩個關(guān)鍵詞的中心度最高,出現(xiàn)頻次最大,與之相關(guān)聯(lián)的各個分支,屬于水足跡研究領(lǐng)域未來的研究重點和新興的發(fā)展方向,應(yīng)當引起該領(lǐng)域相關(guān)科研工作者的關(guān)注。

圖2　2000—2016年水足跡外文文獻高頻關(guān)鍵詞圖譜Fig.2　The high frequency keywords knowledge map of foreign language literature in the research field of water footprint in 2000—2016

為便于分析關(guān)鍵詞的具體內(nèi)容,給出詞頻超過20的高頻關(guān)鍵詞(如表1)。由表可知,在研究內(nèi)容上,詞頻超過100的關(guān)鍵詞中,研究范圍較為明確,研究內(nèi)容較為具體,大都與社會經(jīng)濟生活相關(guān),多涉及貿(mào)易、資源、消費等方面,國際上對于水資源消費和水資源貿(mào)易的研究較為集中,對于虛擬水貿(mào)易的關(guān)注度很高；另外,氣候變化、環(huán)境影響、食品安全、土地利用等高頻關(guān)鍵詞的出現(xiàn),說明水足跡研究與這些方面息息相關(guān)；隨著人類對水資源研究的深入,對于生命周期評估、生物燃料、投入產(chǎn)出分析的研究也逐漸增多,這也是可持續(xù)發(fā)展理念越來越受到科學(xué)研究重視的結(jié)果。

表1　2000—2016年水足跡外文文獻高頻關(guān)鍵詞

2.2.2中文文獻關(guān)鍵詞分析

圖3　2003—2016年水足跡中文文獻高頻關(guān)鍵詞圖譜Fig.3　The high frequency keywords knowledge map of Chinese literature in the research field of water footprint in 2003—2016

圖3中共有171個節(jié)點,94條連接,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0065,其中節(jié)點越大表示該關(guān)鍵詞在水足跡領(lǐng)域中文文獻中出現(xiàn)的頻次越高。同時,表2給出2003—2016年水足跡中文文獻的高頻關(guān)鍵詞。由圖3可以看出,最大的關(guān)鍵節(jié)點是“虛擬水”,主要的相關(guān)研究包括“虛擬水貿(mào)易”“虛擬水戰(zhàn)略”“虛擬水消費”“水資源承載力”“糧食安全”“可持續(xù)發(fā)展”等；“水足跡”是僅次于“虛擬水”的第二大關(guān)鍵節(jié)點,與之相關(guān)的研究主要包括“水資源”“農(nóng)產(chǎn)品”等。由表2可知出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞主要有“虛擬水”“水足跡”“水資源”“虛擬水貿(mào)易”“虛擬水戰(zhàn)略”“農(nóng)產(chǎn)品”“糧食安全”等,由此可見,“虛擬水”與“水足跡”所涉及的并不僅僅是一種自然資源研究,更是一種社會經(jīng)濟研究,它將對于水資源問題的研究從單純的自然資源領(lǐng)域拓展到社會經(jīng)濟領(lǐng)域,拓寬了關(guān)于水資源問題的解決思路,使得可持續(xù)發(fā)展的觀念在水資源問題方面的應(yīng)用變得更加多元化。

結(jié)合圖1中顯示的發(fā)文數(shù)量增長情況,我們把水足跡領(lǐng)域的研究成果數(shù)量增長情況劃分為3個時間段：2003—2005年的迅猛增長階段,2005—2012年的曲折上升階段,2012—2016年的增長趨緩階段。從3個時間段來看,“虛擬水”和“水足跡”的出現(xiàn)頻率都位于前列,是該研究領(lǐng)域內(nèi)的絕對重點,同時,“水資源”和“虛擬水貿(mào)易”這兩個關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率也相當靠前,由此我們可以得知,“虛擬水”和“水足跡”的研究對于解決水資源問題有很大的幫助,同時,虛擬水貿(mào)易又是其中的一個重要方法。由關(guān)鍵詞年輪我們可以看出,水足跡領(lǐng)域中,對于水資源的應(yīng)用性研究逐漸成為熱點,在虛擬水研究中,虛擬水戰(zhàn)略、虛擬水消費、水資源承載力、可持續(xù)發(fā)展逐漸代替虛擬水貿(mào)易和生態(tài)足跡,成為該領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點。

表2　2003—2016年水足跡中文文獻高頻關(guān)鍵詞

對比中外文文獻關(guān)鍵詞圖譜,可以看出,外文文獻研究多集中于貿(mào)易、消費等方面,而中文文獻的研究則更偏重于糧食安全、水資源評價等方面,主要原因是中國是一個人口眾多的農(nóng)業(yè)大國,糧食安全關(guān)乎中國國家安全,且中國水資源時空分布很不均勻,嚴重限制了中國各地區(qū)均衡發(fā)展。另外,外文文獻的高頻關(guān)鍵詞的被引頻次差距較小,使得外文文獻關(guān)鍵詞圖譜呈現(xiàn)出團聚狀態(tài),而中文文獻關(guān)鍵詞被引頻次差距較大,因此圖譜呈現(xiàn)出以“水足跡”和“虛擬水”為中心的枝狀分布。

2.3　文獻作者群體分析

2.3.1外文文獻作者群體分析

使用CiteSpace軟件對水足跡領(lǐng)域外文文獻的發(fā)文作者進行分析,得到作者圖譜(圖4),該圖譜共有193個節(jié)點,173條連接,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0093,發(fā)文次數(shù)越多的作者在圖中顯示的節(jié)點越大。從圖中可以看出,出現(xiàn)次數(shù)最多的作者是Hoekstra AY,出現(xiàn)頻次為58次,Hoekstra AY是水足跡概念的提出者,被稱為“水足跡之父”,其次為Mekonnen MM,出現(xiàn)次數(shù)為18次,發(fā)文量在10篇以上的作者還有Wang YB、Wu PT、Pfister S、Sun SK、Zhao XN、Yang H、Konar M、Liu J、Ridoutt BG,發(fā)文量在10篇以上的作者共有11位。圖4顯示外文文獻3個核心作者群分別是：Univ Twente的Hoekstra AY和Mekonnen MM學(xué)術(shù)團隊；Northwest A&F Univ的Wang YB、Wu PT、Sun SK、Zhao XN學(xué)術(shù)團隊；Swiss Fed Inst Technol的Pfister S和Yang H學(xué)術(shù)團隊,同一團隊的研究人員通常來自于同一科研機構(gòu),從作者群體來看,外文文獻發(fā)文作者群體之間的交流相比于中國學(xué)者之間要更為緊密。

圖4　2000—2016年水足跡外文文獻發(fā)文作者圖譜Fig.4　The authors knowledge map of foreign language literature in the research field of water footprint in 2000—2016

表3給出2000—2016年水足跡外文文獻發(fā)文作者發(fā)文數(shù)量的排名情況,從發(fā)文數(shù)量的排名上看,發(fā)文量在10篇以上的作者共有11人,其中Hoekstra Arjen Y以58篇的發(fā)文數(shù)量遙遙領(lǐng)先,發(fā)文量在10篇以上的作者所發(fā)文獻數(shù)量占研究期間發(fā)文總量的23.7%,表明水足跡領(lǐng)域外文文獻的發(fā)文作者較為集中,少數(shù)高頻次發(fā)文作者的研究對國際水足跡的理論基礎(chǔ)起到奠基作用,其中以水足跡概念的提出者Hoekstra Arjen Y尤為突出,作為水足跡研究領(lǐng)域的奠基人,其對水足跡的研究引領(lǐng)了國際水足跡研究的方向和熱點,結(jié)合圖4也可以看出,其他發(fā)文作者的研究多圍繞Hoekstra Arjen Y的研究展開,對Hoekstra Arjen Y的文獻引用較多。

2.3.2中文文獻作者群體分析

使用CiteSpace對水足跡領(lǐng)域中文文獻相關(guān)發(fā)文作者進行分析,得到發(fā)文量高頻作者圖譜(圖5),圖譜共有224個節(jié)點,72條連接,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0029,發(fā)文次數(shù)越多的作者在圖中顯示的節(jié)點越大。從圖中我們可以看出,出現(xiàn)次數(shù)最多的的作者是孫才志,其次是秦麗杰,發(fā)文數(shù)量分別達到21篇和17篇,發(fā)文數(shù)量在十篇及以上的作者還有田貴良、徐中民、鄒君、楊玉蓉、王新華、王玉寶、韓宇平、吳普特,共有十位作者的發(fā)文數(shù)量在十篇及其以上。從作者群體來看,這種“滿天星”式的作者圖譜表明中國水足跡研究領(lǐng)域處于“大分散、小集中”的狀態(tài),各個團隊內(nèi)部聯(lián)系緊密,而團隊之間的相關(guān)交流比較少,常見的研究團隊通常由同一個機構(gòu)的研究人員組成。如圖5所示,幾個主要的研究團隊分別是孫才志學(xué)術(shù)團隊,秦麗杰學(xué)術(shù)團隊,田貴良學(xué)術(shù)團隊,徐中民、王新華學(xué)術(shù)團隊,鄒君、楊玉蓉學(xué)術(shù)團隊,王玉寶、吳普特學(xué)術(shù)團隊,韓宇平學(xué)術(shù)團隊。不同的學(xué)術(shù)團隊之間通常聯(lián)系較少,這種情況不利于水足跡領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展。

表3　2000—2016年水足跡外文文獻發(fā)文作者

圖5　2003—2016年水足跡中文文獻發(fā)文作者圖譜Fig.5　The authors knowledge map of Chinese literature in the research field of water footprint in 2003—2016

按照水足跡中文文獻作者的發(fā)文量進行統(tǒng)計(表4),發(fā)文量在15篇以上的作者僅有孫才志、秦麗杰、田貴良、徐中民4人,發(fā)文量在10篇以上的作者所發(fā)文獻數(shù)量占到水足跡中文文獻發(fā)文總量的14.8%,說明水足跡領(lǐng)域中文文獻的發(fā)文作者集中于少數(shù)幾位研究人員,核心作者的研究對中國水足跡的發(fā)展起到奠基作用,尤其是最先在中國進行水足跡研究的學(xué)者,如徐中民、王新華、鄒君、楊玉蓉等人,他們的相關(guān)研究對于中國水足跡領(lǐng)域的發(fā)展作出了先導(dǎo)性的突出貢獻。另外,孫才志、秦麗杰等人在前人研究的基礎(chǔ)上,將水足跡進一步深化拓展,開始研究水足跡的空間分布[25-28]、農(nóng)作物水足跡的相關(guān)情況[29-31]以及膳食水足跡[32-33],為水足跡的研究內(nèi)容和研究方向拓寬了思路。

2.4　發(fā)文機構(gòu)分析

2.4.1外文文獻發(fā)文機構(gòu)分析

利用CiteSpace對水足跡相關(guān)外文文獻檢索結(jié)果的發(fā)文機構(gòu)進行分析,得到如圖6所示的圖譜,節(jié)點越大表示該機構(gòu)發(fā)文數(shù)量越多,圖中共有119個節(jié)點,103條連接,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0147,表明國外相關(guān)研究機構(gòu)之間的共被引關(guān)系較多,學(xué)術(shù)交流相比于中國研究機構(gòu)來說更為密切。從地域上看,發(fā)文量較多的機構(gòu)大都處于沿海國家,地域分布并不均勻,發(fā)文量在10次以上的機構(gòu)以中國、美國、日本以及歐洲居多,其中歐洲國家主要包括荷蘭、意大利、瑞士,這些國家的科技水平處于世界前列,對于水資源的需求也十分緊迫,這在一定程度上說明了科研能力和用水需求對于水足跡研究的推動作用是十分強大的。

表4　2003—2016年水足跡中文文獻發(fā)文作者

圖6　2000—2016年水足跡外文文獻發(fā)文機構(gòu)圖譜Fig.6　The institutions knowledge map of foreign language literature in the research field of water footprint in 2000—2016

以發(fā)文量的排名(表5)來看,發(fā)文量在10次以上的機構(gòu)所發(fā)文數(shù)量占總發(fā)文數(shù)量的28.39%,說明國際水足跡研究中科研機構(gòu)之間科研能力差異顯著,在所有水足跡外文文獻的發(fā)文機構(gòu)中,出現(xiàn)次數(shù)在10次以上的研究機構(gòu)共有12個,特文特大學(xué)出現(xiàn)次數(shù)最多,發(fā)文數(shù)量最多,為66次,該校位于荷蘭恩斯赫德,是水足跡之父Hoekstra AY所在的研究機構(gòu),因此對于水足跡以及虛擬水的研究比較深入,其次是中國科學(xué)院,發(fā)文數(shù)量為30篇,所處國家是中國,中國是一個幅員遼闊的大國,水資源數(shù)量時空分布差異巨大,人口眾多,人均水資源量低于世界平均水平,為了緩解缺水問題,對水資源的研究比較深入。

2.4.2中文文獻發(fā)文機構(gòu)分析

使用CiteSpace對水足跡領(lǐng)域911條中文文獻檢索結(jié)果的發(fā)文機構(gòu)進行分析,得到水足跡中文文獻發(fā)文機構(gòu)圖譜(圖7),圖中共有107個節(jié)點,28條連接,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0049,表明水足跡中文文獻發(fā)文機構(gòu)之間的學(xué)術(shù)交流與合作有待加強。合并所有二級機構(gòu),出現(xiàn)次數(shù)最多的機構(gòu)是中國科學(xué)院,其次是河海大學(xué)和遼寧師范大學(xué)。從發(fā)文機構(gòu)所處的地域范圍來看,發(fā)文機構(gòu)在全國的分布并不均勻,其中以沿海高校為主,其次是西北內(nèi)陸等水資源貧乏地區(qū),一定程度上說明了水資源的緊張程度與科研機構(gòu)對水資源問題的研究力度是成正比的。

表5　2000—2016年水足跡外文文獻發(fā)文機構(gòu)

圖7　2003—2016年水足跡中文文獻相關(guān)發(fā)文機構(gòu)圖譜Fig.7　The institutions knowledge map of Chinese literature in the research field of water footprint in 2003—2016

按照發(fā)文數(shù)量排序分析,出現(xiàn)次數(shù)在十次以上的科研機構(gòu)共有十個,如表6所示。其中出現(xiàn)次數(shù)最多的是中國科學(xué)院,共64次,中科院作為中國自然科學(xué)最高學(xué)術(shù)機構(gòu)、科學(xué)技術(shù)的最高咨詢機構(gòu),其研究為中國國家層面的決策提供科學(xué)依據(jù),是中國水足跡領(lǐng)域發(fā)文量最多的機構(gòu),其次是河海大學(xué)與遼寧師范大學(xué),分別出現(xiàn)了46次和32次,河海大學(xué)是一所以水利為特色的重點高校,同時擁有水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點實驗室和水資源高效利用與工程安全國家工程研究中心,是中國水資源研究中的老牌強校,其余這些水足跡中文文獻發(fā)文量較多的科研機構(gòu)一般都有專門的研究團隊作為水足跡領(lǐng)域的研究支撐。

2.5　載文期刊分析

2.5.1外文文獻載文期刊分析

通過CiteSpace軟件統(tǒng)計各外文期刊水足跡研究領(lǐng)域的相關(guān)載文數(shù)量,表7給出1993—2016年期間載文數(shù)量在100篇以上的21個期刊。其中,載文量最多的期刊是由荷蘭Netherlands主辦,Elsevier Science BV出版的《Ecological Economics》,該期刊對于擴大和整合“自然家庭”(生態(tài)學(xué))和“人類家庭”(經(jīng)濟學(xué))的學(xué)習(xí)和管理關(guān)注度較高,其主要的載文領(lǐng)域包括自然資源與評價、可持續(xù)農(nóng)業(yè)與發(fā)展、生態(tài)綜合技術(shù)等,另外載文量較多的期刊還有《Environmental Science & Technology》《Global Environmental Change》《Journal of Environmental Management》《Journal of Industrial Ecology》《Energy Policy》等,可見水足跡是一個與環(huán)境變化、生態(tài)安全、能源安全以及經(jīng)濟發(fā)展有密切關(guān)系的領(lǐng)域。在外文載文期刊中,還有一些主要研究水資源問題的期刊,這表明國外已經(jīng)十分重視水資源的研究,并組織了一批高質(zhì)量的水資源研究的專門期刊。

表6　2003—2016年水足跡中文文獻相關(guān)發(fā)文機構(gòu)

表7　2000—2016年水足跡外文文獻載文期刊

2.5.2中文文獻載文期刊分析

將檢索所得水足跡中文文獻數(shù)據(jù)按照期刊相關(guān)載文數(shù)量進行分別統(tǒng)計(表8),其中《資源科學(xué)》主要刊載水足跡領(lǐng)域的文章,數(shù)量在各期刊中最多,達到34篇。在這19種期刊中,《資源科學(xué)》、《中國人口·資源與環(huán)境》、《生態(tài)學(xué)報》、《自然資源學(xué)報》、《冰川凍土》、《長江流域資源與環(huán)境》、《干旱區(qū)資源與環(huán)境》7種期刊作為復(fù)合影響因子在1.5以上的雙核心期刊,所載相關(guān)水足跡文章一定程度上能夠代表水足跡領(lǐng)域中文文獻研究的核心與前沿?zé)狳c。其中,《資源科學(xué)》《自然資源學(xué)報》《干旱區(qū)資源與環(huán)境》是資源科學(xué)方面的核心期刊,《中國人口·資源與環(huán)境》、《長江流域資源與環(huán)境》是環(huán)境科學(xué)與資源利用方面的核心期刊,《生態(tài)學(xué)報》是生態(tài)方面的核心期刊,《冰川凍土》是地球物理學(xué)方面的核心期刊?？梢?水足跡的研究包含了資源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、資源利用、地球物理科學(xué)等諸多學(xué)科的特點,屬于一個多領(lǐng)域的交叉研究點。

表8　2003—2016年水足跡中文文獻載文期刊

3　討論與展望

本文基于CiteSpace知識圖譜,對國際水足跡研究領(lǐng)域進行文獻計量分析,主要識別水足跡領(lǐng)域的研究熱點、核心作者群、主要科研機構(gòu)以及主要載文期刊,通過對1993—2016年國際水足跡研究相關(guān)文獻的分析,發(fā)現(xiàn)自水足跡概念提出以來,相關(guān)研究成果不斷增長,水足跡和虛擬水在水資源管理方面的作用不斷凸顯。但是國際形勢的變化和水資源的日益緊張都對水資源問題的研究提出了新的挑戰(zhàn),今后水足跡的研究應(yīng)該重點關(guān)注以下幾個方面：

(1)關(guān)注新興的研究方向和未來可能的研究熱點

水足跡概念的提出,把水資源管理與水資源問題的解決引入了一個全新的思路,將單純的自然資源問題轉(zhuǎn)化為社會經(jīng)濟問題,因此,水足跡的研究重心由“水足跡”和“虛擬水”逐漸向“虛擬水貿(mào)易”、“虛擬水戰(zhàn)略”等方面轉(zhuǎn)移,表明國內(nèi)外學(xué)者對于水足跡的研究開始向更加實用的方向轉(zhuǎn)變。當前水資源短缺、糧食安全、能源問題成為困擾世界各國經(jīng)濟社會穩(wěn)定發(fā)展的三大問題,因此“水-糧食-能源”三者的耦合是未來水足跡領(lǐng)域的一個可能的研究熱點問題,水足跡方面的科研工作者應(yīng)該善于把握這一趨勢,把水足跡用于解決水資源問題的獨特優(yōu)勢發(fā)揮出來。

(2)水足跡相關(guān)理論研究與評價體系的建立

自2002年水足跡概念正式提出以來的十幾年里,國內(nèi)外水足跡領(lǐng)域的相關(guān)科研成果十分豐富,已經(jīng)取得了相當大的成就,但是目前來看這些研究成果總體上更偏重于實證研究和基礎(chǔ)應(yīng)用,雖然也有對水足跡相關(guān)研究的產(chǎn)生背景、研究對象與研究特點等方面的探討,但是水足跡仍不能夠作為一個完整的學(xué)科系統(tǒng),并未形成一個較為統(tǒng)一的認識和理論體系,主要的研究內(nèi)容與方向依然很不固定,亟待夯實水足跡領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究。水足跡概念的引入擴大了水資源問題的解決思路,特別是在地區(qū)水資源評價方面,水足跡有相當大的優(yōu)勢,但是水資源評價體系的各自差別較大,沒有形成統(tǒng)一完整的評價體系,使得不同的評價體系對地區(qū)水資源評價的結(jié)果差異較大,因此,需要對水足跡應(yīng)用于水資源評價這一研究熱點進行進一步的探索,盡快制定合理的評價體系,這對于水足跡在水資源問題解決方面的應(yīng)用將大有裨益。

(3)建立和完善廣大農(nóng)村地區(qū)和邊緣產(chǎn)業(yè)的水足跡檔案

目前關(guān)于地區(qū)水足跡的研究多集中于城市地區(qū),而廣大的農(nóng)村地區(qū)擁有大量的水資源,并且進行著大量的水資源消耗,可以考慮著眼于第一產(chǎn)業(yè)進行水資源的優(yōu)化利用,這需要首先對廣大的農(nóng)村地區(qū)進行水足跡檔案的建立。另外,大部分的產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品的水足跡核算主要集中于主流產(chǎn)業(yè)和主要耗水產(chǎn)品,但是隨著社會生產(chǎn)分工的細化,邊緣產(chǎn)業(yè)的水足跡核算也是今后應(yīng)當受到專家學(xué)者高度關(guān)注的重點研究方向。

(4)加強研究機構(gòu)之間的學(xué)術(shù)交流與合作

本研究發(fā)現(xiàn)目前國際水足跡研究中,機構(gòu)內(nèi)部研究團隊合作較密切,而研究團隊之間的合作則較少,這種情況不利于水足跡領(lǐng)域的長遠發(fā)展,各學(xué)術(shù)團隊之間應(yīng)加強交流與合作,通過舉辦相關(guān)的學(xué)術(shù)論壇、學(xué)術(shù)會議等形式,對領(lǐng)域內(nèi)的研究動向和研究現(xiàn)狀進行交流討論,使領(lǐng)域內(nèi)學(xué)者之間能夠互相啟發(fā),促進水足跡研究領(lǐng)域的整合與進步。另外,國際水足跡相關(guān)研究發(fā)文作者的集中度都比較高,這說明水足跡研究工作主要集中于少數(shù)研究人員,這些研究人員奠定了水足跡研究的基礎(chǔ)與方向,但是足夠的后備科研力量是水足跡領(lǐng)域得以長遠發(fā)展的關(guān)鍵因素,加強研究生隊伍培養(yǎng),創(chuàng)立相關(guān)研究生論壇,培養(yǎng)科研后備力量是水足跡領(lǐng)域長遠發(fā)展的重要一環(huán)。

(5)加快專門期刊的組織與創(chuàng)立

水資源是關(guān)乎全人類生存發(fā)展的重要自然資源,被稱為“生命之源”,對于水資源的研究是不可忽視的重要研究領(lǐng)域,但是由于專門期刊的缺乏,相關(guān)水資源研究成果無法及時得到學(xué)界的關(guān)注與討論,嚴重限制了水資源領(lǐng)域研究成果的時效性,因此,組織一批高質(zhì)量的專門期刊對于水足跡領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要,作為學(xué)術(shù)成果的展示平臺,專門學(xué)術(shù)期刊能夠更快更準確的傳遞領(lǐng)域內(nèi)的最新學(xué)術(shù)成果,助力于水足跡的快速發(fā)展。