張紅燕，周宇峰，張 媛，徐小軍，李 翀，徐 林

（1.浙江農(nóng)林大學圖書館，浙江 杭州311300；2.省部共建亞熱帶森林培育國家重點實驗室，浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點實驗室，浙江農(nóng)林大學，浙江 杭州311300）

全球氣候變暖已成為世界所面臨的最具挑戰(zhàn)性的問題之一［1］，森林具有良好的固碳釋氧功能，是減緩氣候變化的重要途徑，通過“森林增匯”的方式以減緩溫室效應。竹林是一種特殊的森林類型，具有爆發(fā)式可再生生長特性，蘊含著巨大的固碳潛力，是林業(yè)應對氣候變化不可或缺的重要戰(zhàn)略資源［2］。竹子廣泛地分布于亞洲、非洲和拉丁美洲的亞熱帶和熱帶地區(qū)。雖然許多國家的森林總面積急劇減少，但竹林卻以每年3%的速度增長。中國擁有世界上最豐富的竹子資源，有39屬500余種［3］。竹林資源不僅是自然資源，能向社會提供經(jīng)濟效益，同時也是環(huán)境資源，承擔調節(jié)溫室氣體排放的生態(tài)功能［4］。因此，竹林碳匯越來越受到世界各國學者的關注。學者們積極開展竹林碳匯的研究，以應對氣候變化、森林恢復和減少貧困等方面提供技術支撐。

文獻計量學可以系統(tǒng)地分析某一研究領域的整體發(fā)展情況，把握該領域的研究熱點與趨勢，為科研工作提供參考依據(jù)［5］。已有學者在森林碳匯的文獻計量學研究，如張哲等［6］通過CiteSpace軟件對以知識圖譜的方式梳理了森林碳匯研究領域文獻的國內(nèi)外重要學術機構、學術文獻及人物、研究熱點等。Huang等［7］人基于文獻計量學分析的樣本數(shù)據(jù)源方法，開展了1 284項與森林固碳有關的學術工作，確定基本特征、研究力量、知識基礎和該領域的研究熱點。在竹子方面，采用文獻統(tǒng)計方法分析竹文獻的發(fā)表年代、研究機構、來源期刊、及學科分布等情況，探討了國內(nèi)外研究動態(tài)和重點研究領域［8-9］。查閱文獻發(fā)現(xiàn)在竹林碳匯領域方面還未見報道。研究基于文獻計量學方法，從發(fā)文量、總被引頻次、篇均被引頻次評價指標分析竹林碳匯研究領域的國家/地區(qū)、研究機構、期刊來源、高被引文章，構建了國家/地區(qū)、研究機構間的合作關系。重點分析了國內(nèi)外不同時間段的關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡譜圖，揭示了不同時期竹林碳匯領域的高頻關鍵詞或者中心度較高的關鍵詞的變化情況，旨在更好地了解過去近30 a在這一領域出現(xiàn)的發(fā)展趨勢，為以后的研究提供參考。

1 研究設計

1.1 數(shù)據(jù)來源

以Web of Science核心合集中的科學引文索引擴展版Science Citation Index Expanded（SCIE）數(shù)據(jù)庫（選擇Article和Review類型的文獻）為數(shù)據(jù)源，以（sequestration* or sink* or biomass* or flux* or accumulation or stock* or cycle* or“global change”）and carbon* and（bamboo* or Phyllostachys*）為主題進行檢索。時間跨度為1996-2019年，檢索時間為2020年1月2日。經(jīng)過篩選，刪除與主題詞無關的文獻，最終得到有效文獻891篇。

1.2 研究方法

利用Incites數(shù)據(jù)庫對國際竹林碳匯文獻進行國家/地區(qū)、機構、研究人員、研究方向以及資助機構等方面分析，從而得出學科規(guī)范化影響力、引文影響力、國際合作百分比以及相對于全球平均水平的影響力等指標，從而全面揭示國際竹林碳匯研究的進程。此外，借助于VOSviewer軟件對國際竹林碳匯文獻繪制知識圖譜進行可視化分析。VOSviewer軟件是由雷登大學科學技術中心（The Centre for Science and Technology Studies，CWTS）研究機構的相關人員專門開發(fā)利用可視化軟件，用于可視化分析科學領域的文獻［10］。利用VOSviewer軟件對國際竹林碳匯文獻進行關鍵詞共現(xiàn)分析，從而得出該領域研究的熱點。

2 結果與分析

從WOS數(shù)據(jù)庫中搜集信息看，學術界關于竹林碳匯研究文獻最早出現(xiàn)于1996年［11］。印度巴納拉斯大學2位學者Tripathi，SK和Singh，KP于1996年就比較了印度熱帶地區(qū)一種竹種（Dendrocalamusstrictus）的近熟林和成熟林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量估算及分布和竹林年凈碳匯量［1］。然而，在相當長的一段時間內(nèi)，該研究一直處于緩慢增長的狀態(tài)。近10 a以來，尤其是2014年后，國際對竹林碳匯研究的熱度不斷提升，受到越來越多學者的關注，相關文獻數(shù)量呈井噴式增長（圖1）。

圖1 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量趨勢Fig.1 The number of publications on bamboo forest carbon sequestration during 1996-2019

2.1 論文產(chǎn)出國家及機構分析

根據(jù)表1可以看出，1996-2019年，中國、美國、日本竹林碳匯文獻發(fā)表量居世界前3位，共發(fā)表論文744篇，占文獻總量83.5%。中國竹林碳匯的發(fā)文量多達551篇，占文獻總量61.8%，是第2位美國發(fā)文量的5.3倍。H-Index值基于以“被引頻次”計數(shù)降序排列的出版物列表。中國竹林碳匯研究的發(fā)文量遙遙領先，H指數(shù)為54，每項平均引用次數(shù)為21.86，總被引頻次為12 047次。發(fā)文量排在第2位的美國，H指數(shù)為23，每項平均引用次數(shù)為18.84，總被引頻次為1 959次。發(fā)文量排在第3位的日本，H指數(shù)為20，每項平均引用次數(shù)為13.98，總被引頻次為1 244次。

表1 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量排名前25位國家（地區(qū)）Tab.1 The top 25 countries/regions ranked by the number of bamboo forest carbon sequestration literatures during 1996-2019

對1996-2019年國際竹林碳匯發(fā)文量排名前25位機構（圖2）研究發(fā)現(xiàn)，中國16個，日本3個，加拿大3個，中國臺灣2個，國際組織1個。其文獻發(fā)表量均在9篇以上。從圖2可以看出，大學是研究國際竹林碳匯的主體，發(fā)文量前25位機構中，大學有17個。國際竹林碳匯發(fā)文量前10位機構中中國占了7個，浙江農(nóng)林大學、中國科學院和浙江大學竹林碳匯發(fā)文量居世界前3位，分別是140篇、88篇和37篇。浙江農(nóng)林大學竹林碳匯研究的發(fā)文量居于首位，H指數(shù)為26，總被引次數(shù)為2 501次，學科規(guī)范化影響力為1.76，相對于全球平均水平的影響力0.89。排在第2位的中國科學院，H指數(shù)為23，總被引次數(shù)為2 017次，學科規(guī)范化影響力為2.02，相對于全球平均水平的影響力1.15。排在第3位的浙江大學，H指數(shù)為16，總被引次數(shù)為891次，學科規(guī)范化影響力為2.34，相對于全球平均水平的影響力1.20。由此可見，浙江農(nóng)林大學雖在發(fā)文總量占有一定的優(yōu)勢，但在學科規(guī)范化引文影響力、引文影響力、相對于全球的影響力等指標上都不及中國科學院和浙江大學。北京大學在竹林碳匯研究上產(chǎn)出量小，僅有15篇論文，但其H指數(shù)為16，排在第4位，相對于全球平均水平的影響力為2.61，遠超浙江農(nóng)林大學、中國科學院和浙江大學，說明在該領域的研究有較好的深度和廣度。

圖2 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量排名前25位研究機構Fig.2 The top 25 organizations ranked by the number of bamboo forest carbon sequestration literatures during 1996-2019

表2 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量排名前10位研究機構Tab.2 The top10 organizations ranked by the number of bamboo forest carbon sequestration literatures during 1996-2019

排名Rank機構Institutions篇數(shù)Number學科規(guī)范化的引文影響力Category Normalized Citation Impact被引頻次Total Citations引文影響力Citation Impact h指數(shù)H-Index相對于全球平均水平的影響力Impact relative to world國際合作論文百分比International collaborations/%國際合作論文International collaborations 7 南京林業(yè)大學Nanjing Forestry University 22 2.24 317 14.41 9 0.72 45.45 10 8 阿爾伯塔大學University of Alberta 20 2.59 355 17.75 10 0.89 100.00 20 9 北京林業(yè)大學Beijing Forestry University 20 1.16 313 15.65 11 0.78 25.00 5 10 中國科學院土壤研究所Institute of Soil Science，CAS 16 1.66 376 23.50 8 1.17 31.25 5

2.2 作者分析

對1996-2019年國際竹林碳匯發(fā)文量排名前10位作者（圖3）研究發(fā)現(xiàn)，9位作者來自浙江農(nóng)林大學，1位作者來自阿爾伯塔大學。這10位作者共發(fā)表論文總量254篇，占總量的28.5%。來自浙江農(nóng)林大學的周國模在發(fā)文量和影響力居于領先的地位，發(fā)文量為57篇，學科規(guī)范化影響力1.45，H指數(shù)19；排在第2位的浙江農(nóng)林大學的作者杜華強，發(fā)文量為31篇，學科規(guī)范化影響力1.21，H指數(shù)13；排在第3位的浙江農(nóng)林大學的作者姜培坤，發(fā)文量為29篇，學科規(guī)范化影響力1.53，H指數(shù)11（表3）。從數(shù)據(jù)可以表明，浙江農(nóng)林大學在竹林碳匯研究方面形成了良好的態(tài)勢，在國際上處于領先的水平和地位。

圖3 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量排名前10位作者Fig.3 The top10 researchers ranked by the number of bamboo forest carbon sequestration literatures during 1996-2019

表3 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量排名前10位作者Tab.3 The top10 researchers ranked by the number of bamboo forest carbon sequestration literatures during 1996-2019

2.3 研究內(nèi)容分析

對1996-2019年國際竹林碳匯發(fā)文量排名前10位研究方向（表4）發(fā)現(xiàn)，在這10個學科領域中，環(huán)境科學排名首位，發(fā)文總量為161篇，其次為能源與燃料、林學、材料科學與多學科、土壤科學等學科，說明國際竹林碳匯的研究更偏向于環(huán)境科學、林學等研究。從被引頻次看，能源與燃料、環(huán)境科學、材料科學與多學科更受學者的關注。

表4 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量排名前10位研究方向Tab.4 The top10 research areas ranked by the number of bamboo forest carbon sequestration literatures during 1996-2019

2.4 資助機構分析

對1996-2019年國際竹林碳匯發(fā)文量排名前10位資助機構發(fā)現(xiàn)，共有117個機構資助了848篇論文，其中排在前10位的資助機構發(fā)文量為571篇，占總數(shù)的67.3%。發(fā)文量排名前10位資助機構中，中國有7個，日本有3個，由此可見，東亞國家對竹林碳匯研究尤為重視和關切。中國國家自然科學基金資助論文總數(shù)為354篇，居于首位，被引頻次7 371，學科規(guī)范影響力為2.03，H指數(shù)為43，相對于全球平均水平的影響力為1.04（表5）。由此可見，國家自然科學基金助力于論文發(fā)表發(fā)揮了重要的作用，其影響力也較高。

表5 1996-2019年國際竹林碳匯研究發(fā)文量排名前10位資助機構Tab.5 The top10 Funding Agencies ranked by the number of bamboo forests carbon sequestration literatures during 1996-2019

2.5 基于VOSviewer軟件對國際竹林碳匯進行研究熱點分析

將根據(jù)檢索式在WOS上搜索到的891條信息導入VOSviewer，選取被引次數(shù)在20次以上的關鍵詞節(jié)點，篩選出符合要求的關鍵詞共189個，分別所屬于4個聚類（每1種顏色代表1個聚類）。聚類1：紅色區(qū)域（包含56個關鍵詞），主要包括的關鍵詞為碳儲量（carbon stock or carbon storage）［12］、碳儲量估算（estimation）以及區(qū)域性竹林碳匯研究如中國［13］等。聚類2：綠色區(qū)域（包含50個關鍵詞）主要包括的關鍵詞為生物炭吸附（biochar absorption）［14］、產(chǎn)量（yield）［15］以及環(huán)境影響因子如（temperature）等［16］。聚類3：藍色區(qū)域（包含45個關鍵詞），主要包括的關鍵詞以竹生物炭新型功能性材料［17-19］以及碳循環(huán)（cycle）等為主。聚類4：黃色區(qū)域（包含38個關鍵詞），主要包括的關鍵詞為竹子種植（bamboo plantation）［20］、竹林碳匯經(jīng)營方式（management practice）［18］、竹林生物炭（bamboo biochar）、土壤有機碳（soil organic carbon）等［21-22］（圖4）。

圖4 關鍵詞共現(xiàn)知識圖譜（聚類視圖）Fig.4 Key words co-occurrence knowledgemap（Network Visualization）

圖5 關鍵詞共現(xiàn)知識圖譜（標簽視圖）Fig.5 Key words co-occurrence knowledgemap（Overlay Visualization）

2.6 1996-2019年不同時期國際竹林碳匯研究的特點分析

將1996-2019年國際發(fā)表竹林碳匯的論文分為3個時間段：1996-2009年、2010-2014年、2015-2019年。利用VOSviewer構建不同時期關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜，并分析圖譜結果。

1996-2009年，該階段發(fā)文量較少，共78篇論文?！疤純α浚╟arbon stock）”［23］“生物量（biomass）”［24］和“碳積累（carbon accumulation）”［25］等關鍵詞出現(xiàn)頻次較高（圖6a），該階段是竹林碳匯研究從萌芽到創(chuàng)立竹林碳匯研究發(fā)展方向的過程。

2010-2014年，該階段發(fā)文量逐漸增加，共207篇論文?！爸窳痔紖R的影響機制（influencemechanism of bamboo forests carbon）”“竹林碳匯的估算（estimation of bamboo forests carbon）”和“土壤有機碳（soil organ carbon）”［26］等關鍵詞出現(xiàn)頻次較高（圖6b）。該階段，竹林碳匯的估算研究取得了重大的進展，出現(xiàn)了一些不同技術監(jiān)測碳含量和竹林碳匯估算方法，利用元素分析儀測定不同年齡段竹子的碳含量和生物量，為構建竹林碳儲量模型奠定基礎［27］，建立威布爾分布函數(shù)異速生長模型，為任意尺度竹林碳儲量的計量提供了理論和方法基礎，利用K最近鄰法和神經(jīng)網(wǎng)絡法等方法解析遙感影像，實現(xiàn)大尺度竹林碳儲量估算［28］，從機理上揭示了竹林生態(tài)系統(tǒng)碳時空分布格局。

2015-2019年，該階段發(fā)文量迅速激增，共606篇論文。“竹林生物質炭新型材料（bamboo biochar as a new purposematerial）”“竹林碳匯的精準監(jiān)測（Accuratemonitoring of bamboo forests carbon）”“土壤微生物碳（Microbial of soil carbon）”等關鍵詞出現(xiàn)頻次較高（圖6c），是該階段研究的是研究前沿和熱點領域。Zhang等［29］提出把從竹子提取的活性生物質炭作為一種高效電容器電極材料，竹子制成竹生物質碳后能存儲在竹碳中，意味著將竹子光合作用固定的二氧化碳轉移到竹產(chǎn)品中長久封存。竹林碳匯的精準監(jiān)測領域，將無人飛機、無線傳感技術及碳通量塔引入到竹林資源碳循環(huán)研究中，在竹林碳儲量估測和變化監(jiān)測上取得了技術突破［30-31］。在土壤微生物碳領域，Chen等［32］闡明了土壤微生物對不同竹林經(jīng)營措施碳循環(huán)的影響機制。

圖6 3個不同時期關鍵詞共現(xiàn)知識圖譜Fig.6 Key words co-occurrence knowledgemap at three stages

3 結論

通過利用Web of Science數(shù)據(jù)庫中的Science Citation Index Expanded數(shù)據(jù)計量分析1996-2019年國際竹林碳匯領域的相關文獻數(shù)據(jù)，并利用VOSviewer等分析工具對作者和關鍵詞進行共現(xiàn)分析，從中得出以下結論：①2010年后，該領域發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，尤其2015年后，發(fā)文數(shù)量呈迅猛發(fā)展的良好態(tài)勢。這說明國際上越來越重視對竹林碳匯的研究，也越來越受到學者們的青睞。②竹林碳匯研究主要集中于中國、美國、日本3個國家，研究作者群體呈現(xiàn)“大分散、小聚集”；③竹林碳匯研究方向呈現(xiàn)多元化趨勢，以環(huán)境科學為最多；④竹林碳匯研究的資助機構以中國國家自然科學基金為最多，資助文獻達到354篇，H指數(shù)最高。

通過近30 a國際竹林碳匯文獻關鍵詞研究熱點網(wǎng)絡分析，國際上竹林碳匯時空分布特征、竹林碳匯的精準監(jiān)測，竹林碳匯的影響機制，竹林增碳減排技術等方面取得重大進展。竹林碳匯目前研究內(nèi)容逐漸多樣化：從分子微觀機理到全球宏觀層面不同尺度的延展，從毛竹等重要竹種到其他上千種不同竹種碳匯研究，從亞洲主要竹產(chǎn)區(qū)擴展到非洲、美洲等不同地區(qū)，從竹林培育經(jīng)營到竹材產(chǎn)品全生命周期碳循環(huán)［33］過程。竹林碳匯領域的研究熱點與未來研究方向：竹生物質炭在新興材料學上的應用，竹林爆發(fā)式生長的機理［34］，竹林植硅體碳［35-36］形成機理，竹林土壤微生物驅動機制，竹林地下根鞭系統(tǒng)網(wǎng)絡與地上部分相作機制，不同竹種對全球氣候變化的響應，在社科方面開發(fā)適用于國際竹林碳匯交易的方法學，竹材產(chǎn)品碳足跡和碳標簽的研究。

中國在竹林碳匯領域研究顯現(xiàn)出一定的實力和影響力，但在學科規(guī)范影響力、國際合作等方面有待進一步提升，因此應注重高質量論文的發(fā)表，加強和其他高水平研究機構的合作，進一步提升國際竹林碳匯研究的總體水平。