張 威 唐倩玉 趙 賀 李亞鵬 喬靜茹 成 然 孫 波

(遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029)

0 引 言

當(dāng)山地達(dá)到雪線以上高度，地形條件適宜時(shí)就會(huì)有積雪產(chǎn)生，山地越高，地形條件越好，積雪也會(huì)越多，積雪經(jīng)過(guò)壓實(shí)、融化、滲透和凍結(jié)等作用后轉(zhuǎn)化為冰川冰.因?yàn)楸ǖ撞渴艿降募羟辛Υ螅苄源笥趧傂?，所以它的運(yùn)動(dòng)速度快，將整個(gè)冰川拖向下游運(yùn)動(dòng)[1].運(yùn)動(dòng)的冰川不斷地把卷入其中的巖屑從冰川的積累區(qū)搬運(yùn)到消融區(qū)，在搬運(yùn)的過(guò)程中對(duì)巖屑進(jìn)行加工和改造，最后在消融區(qū)的適當(dāng)位置卸下巖屑，形成各種類型的冰川沉積物[2].早期對(duì)冰川沉積物的研究主要包括:通過(guò)冰川沉積物的地貌確定古冰川的作用范圍及其面積[3]；從冰川沉積物的相對(duì)位置和風(fēng)化程度確定相對(duì)新老關(guān)系，進(jìn)而劃分冰期[4]；對(duì)冰川沉積物的類型進(jìn)行劃分，冰川沉積物根據(jù)搬運(yùn)的動(dòng)力不同可以分為2類，一類是由冰川搬運(yùn)堆積形成的冰磧物，另一類是由冰川融水從冰川末端搬運(yùn)形成的冰水沉積物[1，5-7].

對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索和分析，可以了解研究領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)[8].為了能夠了解冰川沉積物在國(guó)際和國(guó)內(nèi)研究和發(fā)展的現(xiàn)狀，本文根據(jù)Web of Science和中國(guó)知網(wǎng)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)(以下簡(jiǎn)稱中國(guó)知網(wǎng))上獲取的數(shù)據(jù)，通過(guò)Bibexcel、Ucinet、Netdraw 和SPSS等軟件對(duì)國(guó)內(nèi)外冰川沉積物2009—2018年的研究狀況及熱點(diǎn)進(jìn)行分析，為以后冰川沉積物的進(jìn)一步研究提供參考.

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文的外文數(shù)據(jù)來(lái)自Web of Science網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的核心合集，對(duì)2009—2018年冰川沉積物相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，通過(guò)高級(jí)檢索對(duì)主題詞“冰川沉積物”進(jìn)行檢索，檢索詞為“glacial sediment”或“glacial deposit”，共獲得8 565條檢索結(jié)果.然后將檢索結(jié)果對(duì)關(guān)鍵詞等信息進(jìn)行下載分析.國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)知網(wǎng)，對(duì)2009—2018年冰川沉積物相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，通過(guò)高級(jí)檢索對(duì)主題詞“冰川沉積物”進(jìn)行檢索，共獲得57條檢索結(jié)果.

1.2 研究方法

采用文獻(xiàn)計(jì)量法對(duì)2009—2018年國(guó)外冰川沉積物的研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)進(jìn)行分析和可視化的處理.首先通過(guò)Bibexcel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取國(guó)外8 565篇文獻(xiàn)中出現(xiàn)的關(guān)鍵詞詞頻并生成相關(guān)矩陣，再使用Excel及其VB編輯器對(duì)相關(guān)矩陣進(jìn)行補(bǔ)全和歸一化處理形成共詞矩陣.共詞矩陣中除對(duì)角線的任意一個(gè)數(shù)字代表的是其所在的橫坐標(biāo)的關(guān)鍵詞和其所在的縱坐標(biāo)的關(guān)鍵詞在同一篇文章中出現(xiàn)的次數(shù)，而共詞矩陣對(duì)角線的數(shù)字代表的是這個(gè)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的詞頻[9-10].本文選擇Ochiia系數(shù)統(tǒng)計(jì)指數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[11]:

經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)通過(guò)Ucinet和Netdraw軟件生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖，通過(guò)SPSS軟件中的聚類分析生成聚類冰狀圖、聚類樹狀圖.2009—2018年國(guó)內(nèi)關(guān)于冰川沉積物的文獻(xiàn)一共有57篇，因?yàn)槠獢?shù)較少無(wú)法使用Bibexcel軟件生成共詞矩陣，所以對(duì)于國(guó)內(nèi)冰川沉積物的文獻(xiàn)通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)的指數(shù)數(shù)據(jù)以及計(jì)量可視化來(lái)分析.

2 2009—2018年國(guó)外冰川沉積物研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)分析

2.1 國(guó)外冰川沉積物總體發(fā)文趨勢(shì)分析

2009—2018年國(guó)際有關(guān)冰川沉積物的發(fā)文數(shù)量如圖1所示，國(guó)際上冰川沉積物的發(fā)文數(shù)量呈上升趨勢(shì)，2009—2012年，發(fā)文量分別為654、772、741和797篇，在這4 a間發(fā)文數(shù)量波動(dòng)較大.在2013—2018年，發(fā)文數(shù)量增速有所放緩，平均發(fā)表論文量增長(zhǎng)了94篇，年平均增長(zhǎng)量為16篇.在2013—2018年的增速減緩，與2013年冰川沉積物發(fā)表的論文突破900篇有關(guān)，較大的基數(shù)使得每年發(fā)表的冰川沉積物領(lǐng)域的論文增速不大，但發(fā)表量卻仍然可觀，處于穩(wěn)定發(fā)展階段.

圖1 國(guó)外有關(guān)冰川沉積物文獻(xiàn)數(shù)量分布

2.2 國(guó)外冰川沉積物高頻關(guān)鍵詞分析

通過(guò)Bibexcel統(tǒng)計(jì)分析了8 565篇文獻(xiàn)，在這些文獻(xiàn)里一共統(tǒng)計(jì)了1 001個(gè)關(guān)鍵詞.為了找到與冰川沉積物研究相關(guān)的熱點(diǎn)問題，本文選取了詞頻≥50的關(guān)鍵詞作為高頻關(guān)鍵詞，對(duì)46個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行進(jìn)一步的分析.因?yàn)椴煌髡邔?duì)同一事物的表述存在一定偏差，以及同一個(gè)關(guān)鍵詞存在縮寫和略寫的不同，例如“Last Glacial Maximum”和“LGM”表示的都是末次冰盛期，只是縮寫和略寫的形式不同，所以統(tǒng)一合并為“LGM”使用，對(duì)合并后的46個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行進(jìn)一步的分析(表1)，這些關(guān)鍵詞可以說(shuō)明2009—2018年與冰川沉積物研究相關(guān)的熱點(diǎn)問題.

表1 國(guó)外有關(guān)冰川沉積物論文中高頻關(guān)鍵詞及詞頻

在詞頻≥50的關(guān)鍵詞中，有8個(gè)是與時(shí)間有關(guān)的，如:第四紀(jì)(Quaternary)、晚第四紀(jì)(Late Quacernary)、更新世(pleistocene)、晚更新世(late Pleistocene)和全新世(Holocene)等，冰川沉積物研究的熱點(diǎn)年代集中在第四紀(jì)，該階段氣候的變化與人類關(guān)系密切，因此研究較多[12]，有6個(gè)是與具體地點(diǎn)有關(guān)的，例如:南極(Antarction)、北極(Arctic)和青藏高原(Tibetan)等.除南極、北極外，青藏高原是最大的現(xiàn)代冰川分布區(qū)[13]，所以南極洲、北極和青藏高原是研究冰川沉積物的主要地區(qū).有8個(gè)是與具體方法有關(guān)的，例如:地球化學(xué)(genchemistry)、穩(wěn)定同位素(stable isotopes)、OSL測(cè)年(OSL dating)、放射性碳測(cè)年(radiocarbon dating)和孢粉學(xué)(pollen)等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段對(duì)冰川沉積物形成的年代進(jìn)行測(cè)定、對(duì)冰川沉積物形成時(shí)期的古氣候、古環(huán)境進(jìn)行分析[14].而研究熱點(diǎn)問題主要是與氣候有關(guān)的，一共有6個(gè)，例如:氣候變化(dimate change)、古氣候(paleoenvironment)和古環(huán)境(paleodimate)等，對(duì)于古冰川的氣候重建，主要從冰川物質(zhì)平衡線高度(equilibriam line altitude，ELA)與氣候波動(dòng)間的關(guān)系入手，冰川ELA的確定是應(yīng)用ELA變化反映氣候波動(dòng)的基礎(chǔ)，可通過(guò)冰川地貌(冰川的侵蝕和沉積地貌)、冰川幾何形態(tài)和冰川物質(zhì)平衡等特征估算ELA[15-16].

2.3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化分析

通過(guò)Bibexcel軟件對(duì)從Web of Science下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取8 565篇文獻(xiàn)中≥50的關(guān)鍵詞詞頻并生成相關(guān)矩陣，為了可以更加清晰地了解高頻關(guān)鍵詞之間的關(guān)系，通過(guò) Ucinet和 Netdraw軟件生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖(圖2).

圖2 國(guó)際冰川沉積物關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖

圖2中節(jié)點(diǎn)越大代表該關(guān)鍵詞的中心度越高，反之越低；而節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間連接線的粗細(xì)代表2個(gè)詞之間聯(lián)系的緊密程度，連線越粗代表2個(gè)詞之間關(guān)系越密切反之則越疏遠(yuǎn)[17].從圖2中可以看出全新世(Holocene)、末次盛冰期(LGN)、花粉分析、古氣候、氣候變化和氣候這6個(gè)詞節(jié)點(diǎn)較大，并且位于網(wǎng)絡(luò)可視圖的中心，其中節(jié)點(diǎn)最大、位于最中心位置的關(guān)鍵詞是第四紀(jì)，說(shuō)明這個(gè)關(guān)鍵詞與其他關(guān)鍵詞聯(lián)系最為緊密、中心度最高.

2.4 關(guān)鍵詞聚類分析

利用SPSS軟件里面的分析工具，對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行相似性的分析，聚類分析的優(yōu)點(diǎn)是不必提前對(duì)數(shù)據(jù)提出劃分的標(biāo)準(zhǔn)，可以從數(shù)據(jù)本身出發(fā)，將數(shù)據(jù)分到不同的簇中[18].通過(guò)SPSS產(chǎn)生的柱狀圖(圖3)和樹狀圖(圖4)，可以將關(guān)鍵詞分成不同的集群.在冰狀圖中關(guān)系密切的關(guān)鍵詞在橫坐標(biāo)上距離較近，關(guān)系越遠(yuǎn)則距離越遠(yuǎn)，并且2個(gè)關(guān)鍵詞之間深灰色的條帶越短則對(duì)2個(gè)詞“阻隔”越小，2個(gè)詞之間關(guān)系越密切；越長(zhǎng)則對(duì)2個(gè)詞“阻隔”越大，2個(gè)詞之間關(guān)系越疏遠(yuǎn).在樹狀圖中，從上往下看與冰川沉積物相關(guān)的關(guān)鍵詞被劃分為了7類，因?yàn)榕R近關(guān)鍵詞的相關(guān)性較大，所以又把這7類合并成為了4個(gè)集群(表2).

圖3 有關(guān)冰川沉積物聚類柱狀圖

圖4 有關(guān)冰川沉積物聚類樹狀圖

表2 冰川沉積物聚類群體劃分

集群Ⅰ里面的關(guān)鍵詞有南極洲(Antarctica)、冰消期(deglaciation)、地貌學(xué)(geomorphology)、冰川地貌學(xué)(glacialgeomorphology)、勞倫太德冰蓋(Laurentide Ice Sheet)、末次冰盛期(LGM)、釋光測(cè)年(luminescence dating)、放射性碳測(cè)年(radiocarbon dating)、沉積學(xué)(sedimentology)、新仙女木期(Younger Dryas)，主要是冰川沉積地貌、測(cè)年方法和冰期序列之間的關(guān)系，是用不同測(cè)年手段對(duì)冰川作用形成的沉積物進(jìn)行測(cè)年和冰期序列的劃分；集群Ⅱ里面的關(guān)鍵詞有北極(Arctic)、碳同位素(carbon isotopes)、冰川(glacier)、火星(Mars)、新元古代(Neoproterozoic)、永久凍土(permafrost)、斯瓦爾巴島(Svalbar)，這個(gè)集群主要是地區(qū)與冰川、凍土之間的關(guān)系，在北極、斯瓦爾巴島這些地區(qū)是研究冰川和凍土的主要地點(diǎn).集群Ⅲ里面的關(guān)鍵詞有氣候(climate)、氣候變化(climate change)、硅藻(diatoms)、冰川(glacial)、全新世(Holocene)、湖泊沉積物(lake sediments)、晚冰期(Late Glacial)、晚更新世(Late Pleistocene)、晚第四紀(jì)(Late Quaternary)、季風(fēng)(monsoon)、古氣候(palaeoclimate)、古環(huán)境(paleoenvironment)、孢粉學(xué)(palynology)、花粉分析(pollen analysis)、海平面(sea level)、地層(stratigraphy)、青藏高原(Tibetan Plateau)，通過(guò)對(duì)沉積物進(jìn)行深入分析，探討古氣候古環(huán)境的演變特點(diǎn)；集群Ⅳ包含的高頻關(guān)鍵詞包括地球化學(xué)(geochemistry)，黃土(loess)，光釋光測(cè)年(OSL dating)，古海洋學(xué)(paleoceanography)、古氣候(paleoclimate)、更新世(Pleistocene)、物源(provenance)、第四紀(jì)(Quaternary)、南海(South China Sea)和穩(wěn)定同位素(stable isotopes)，主要是研究冰川沉積物所采用的具體技術(shù)與方法.

3 2009—2018年國(guó)內(nèi)冰川沉積物研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)分析

3.1 國(guó)內(nèi)冰川沉積物總體發(fā)文趨勢(shì)分析

2009—2018年冰川沉積物的中文發(fā)文數(shù)量如圖5所示，發(fā)文量總體較少，且波動(dòng)較大.在這54篇中文文獻(xiàn)中，僅有24篇論文是發(fā)表到期刊上，還有2篇會(huì)議論文，其余28篇均為博士和碩士畢業(yè)論文.所以每年與冰川沉積物相關(guān)的論文發(fā)文量的多少主要與每年冰川方向畢業(yè)的碩士與博士的數(shù)量相關(guān)，因?yàn)槊磕暝摲较虼T士、博士畢業(yè)生數(shù)量起伏較大所以導(dǎo)致2009—2018年的發(fā)文量呈現(xiàn)出波動(dòng)較大的特點(diǎn).

圖5 國(guó)內(nèi)有關(guān)冰川沉積物文獻(xiàn)數(shù)量分布

3.2 國(guó)內(nèi)冰川沉積物高頻關(guān)鍵詞分析

中國(guó)知網(wǎng)自帶的文獻(xiàn)分析功能對(duì)2009—2018年關(guān)于冰川沉積物的57篇中文文獻(xiàn)進(jìn)行分析，共出現(xiàn)關(guān)鍵詞250個(gè)，其中詞頻≥3的關(guān)鍵詞一共有27個(gè)(表3).這27個(gè)詞可以劃分為4類:第1類與冰川地貌及其形成過(guò)程有關(guān)，包括冰川地貌、冰磧物和冰川沉積；第2類與冰川沉積物的研究區(qū)有關(guān)，包括:青藏高原、螺髻山、阿爾泰、賀蘭山、稻城古冰帽、昆侖山埡口、大理點(diǎn)蒼山、雅魯藏布江、瑪雅雪山、點(diǎn)蒼山、新奧爾松、太白山、北極和他念他翁山，冰川沉積物研究的主要地點(diǎn)位于我國(guó)的青藏高原[19-20]；第3類與具體的技術(shù)手段有關(guān)，包括:ESR測(cè)年、石英砂、光釋光測(cè)年及粒度，ESR(電子自旋共振)和光釋光的測(cè)年對(duì)象石英砂常見且易獲取，因此在第四紀(jì)冰川沉積物測(cè)年中應(yīng)用廣泛[21-23]，冰川沉積物石英砂掃描電鏡通過(guò)觀察石英砂的表面的機(jī)械和化學(xué)特征，對(duì)當(dāng)時(shí)形成的環(huán)境進(jìn)行分析[24-26]；第4類與年代有關(guān)，包括末次冰期、第四紀(jì)冰川、冰期系列、冰期、第四紀(jì)和晚更新世，對(duì)于中國(guó)青藏高原而言第四紀(jì)冰川年齡數(shù)據(jù)分布以第四紀(jì)的末次冰期最多，全新世以來(lái)次之，末次冰期以前最少[25-27]，青藏高原15 ka BP以來(lái)受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及氣候條件的影響，大量冰川發(fā)育，因此冰川沉積物的年代研究主要集中在第四紀(jì)晚更新世[28-30].

表3 國(guó)內(nèi)有關(guān)冰川沉積物論文中高頻關(guān)鍵詞及詞頻

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外冰川沉積物高頻關(guān)鍵詞研究可以發(fā)現(xiàn):對(duì)冰川沉積物研究的熱點(diǎn)年代集中在第四紀(jì)，第四紀(jì)是地球歷史上最冷的一個(gè)時(shí)期之一，全球氣溫下降，冰川大規(guī)模前進(jìn)，因此也稱之為第四紀(jì)大冰期[4]，由于第四紀(jì)期間保留大量的冰川沉積物，所以對(duì)其研究也較多，國(guó)外集中在第四紀(jì)的全新世，國(guó)內(nèi)研究冰川沉積物的主要年代集中在第四紀(jì)晚更新世的末次冰期.熱點(diǎn)地點(diǎn)國(guó)外集中在南極洲、北極、青藏高原，而國(guó)內(nèi)集中在青藏高原，青藏高原是世界上海拔最高的高原，是除兩極外最大的現(xiàn)代冰川作用中心[32].熱點(diǎn)的技術(shù)方法國(guó)內(nèi)外都集中在測(cè)年手段上，對(duì)冰磧物進(jìn)行絕對(duì)年代的測(cè)定，可以進(jìn)行區(qū)域和全球冰期的對(duì)比[4].

3.3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化分析

通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)自帶的文獻(xiàn)分析功能將與冰川沉積物相關(guān)的250個(gè)關(guān)鍵詞生成相關(guān)矩陣(圖6)，節(jié)點(diǎn)越大代表中心度越高，連線代表它們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，這些詞通過(guò)聚類分析可以分為3個(gè)集群:集群Ⅰ節(jié)點(diǎn)最大的幾個(gè)詞是第四紀(jì)冰川、光釋光、測(cè)年、末次冰期、冰川冰，其中第四紀(jì)冰川是中心詞，說(shuō)明冰川沉積物2009—2018年研究最多，與其他關(guān)鍵詞關(guān)聯(lián)最大的是第四紀(jì)冰川沉積物的測(cè)年及冰期序列的建立；集群Ⅱ的詞有:高原隆升、氣候變化、湖相沉積、形成時(shí)代和河流階地，其中中心詞是高原隆升，在這組詞中高原隆升與氣候變化的節(jié)點(diǎn)最大、關(guān)系也最為密切，第四紀(jì)冰川發(fā)育與山體構(gòu)造抬升和氣候條件耦合之間關(guān)系密切，很多山地冰川的作用正是山體構(gòu)造抬升和氣候條件耦合二者共同作用的結(jié)果[33-36]；集群Ⅲ的詞是古海洋學(xué)，古海洋學(xué)這個(gè)詞單成一類較為孤立，古海洋學(xué)與沉積物搬運(yùn)、沉積物粒度和黏土礦物有一定聯(lián)系，主要是通過(guò)沉積物中黏土礦物組成和沉積物中的信息來(lái)研究海洋沉積物的物源、遷移路徑和古環(huán)境的變化[37].

4 結(jié) 論

圖6 國(guó)內(nèi)冰川沉積物關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖

通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量的方法對(duì)2009—2018年冰川沉積物相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)，得出以下結(jié)論:

(1)從發(fā)文趨勢(shì)來(lái)看，國(guó)外分為2009—2012和2013—2018年2個(gè)階段，第1個(gè)階段屬于快速增長(zhǎng)階段，年平均增長(zhǎng)量為36篇；第2個(gè)階段增速有所放緩，年平均增長(zhǎng)量為16篇.國(guó)內(nèi)2009—2018年發(fā)文量總體較少，且波動(dòng)較大.

(2)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外冰川沉積物高頻關(guān)鍵詞對(duì)比發(fā)現(xiàn)，冰川沉積物研究的熱點(diǎn)年代集中在第四紀(jì)，國(guó)外集中在全新世，國(guó)內(nèi)研究冰川沉積物的主要年代集中在第四紀(jì)晚更新世的末次冰期；冰川沉積物研究的熱點(diǎn)地區(qū)國(guó)際上集中在南極洲、北極、青藏高原，國(guó)內(nèi)主要地點(diǎn)位于我國(guó)的青藏高原.

(3)通過(guò)SPSS的聚類分析結(jié)果得出，國(guó)際冰川沉積物的研究?jī)?nèi)容可以劃分為4個(gè)集群，分別為:不同測(cè)年手段對(duì)冰川沉積物進(jìn)行測(cè)年和冰期序列的劃分；研究冰川及凍土的主要地區(qū)；通過(guò)技術(shù)手段對(duì)沉積物進(jìn)行深入分析探討古氣候古環(huán)境的演變特點(diǎn)；研究冰川沉積物所采用的具體技術(shù)與方法.通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)自帶的文獻(xiàn)分析功能將國(guó)內(nèi)冰川沉積物的研究?jī)?nèi)容劃分為3個(gè)集群，分別為:第四紀(jì)冰川沉積物的測(cè)年及冰期序列的建立；高原隆升與氣候變化；古海洋學(xué).