王佳楠,程港椏,劉馨锘,程啟先,張欣怡

（1.山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院,山東濟南250000;2.信陽師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院,河南信陽464000;3.南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇南京210044;4.山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,山西太原030006）

引言

水環(huán)境是自然界中水的形成、分布和轉(zhuǎn)化所處的空間環(huán)境[1]，水環(huán)境質(zhì)量與整體環(huán)境質(zhì)量息息相關(guān)?；诖?，國內(nèi)眾多學(xué)者展開了水環(huán)境質(zhì)量評價文獻綜述的有關(guān)研究：夏星輝[2]等指出全球氣候變化對水環(huán)境質(zhì)量有著深刻影響；劉宇麟[3]對水環(huán)境質(zhì)量評價方法進行總結(jié)和歸納；石代軍[4]認為水環(huán)境質(zhì)量與氣候變化關(guān)系值得深入探討；陳平[5]等就日本的水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測管理模式進行系統(tǒng)性闡述。上述學(xué)者就水環(huán)境質(zhì)量評價的研究進展進行討論，對本研究領(lǐng)域內(nèi)主要的觀點與焦點，以及新興的動態(tài)與趨勢進行總體把握，但對于我國總體水環(huán)境質(zhì)量評價研究領(lǐng)域的熱點與主題等內(nèi)容缺乏深入探討。

基于文獻計量的知識圖譜可視化分析為綜述類研究帶來了全新的技術(shù)手段：毛文山[6]對我國水生態(tài)環(huán)境的知識圖譜進行研究，表明文獻計量與可視化分析是水環(huán)境及其相關(guān)研究領(lǐng)域內(nèi)綜述研究的可靠工具；唐果媛[7]、王耕[8]和李兆耀[9]等學(xué)者先后明確了Bicomb、SA?TI與SPSS、Pajek、Ucinet等軟件相結(jié)合的技術(shù)路徑，并為綜述研究的熱點與主題進行進一步討論與拓展。綜合上述學(xué)者的觀點，本研究擬運用Bicomb、SPSS與Ucinet軟件，結(jié)合CNKI中核心文獻數(shù)據(jù)庫進行我國水環(huán)境質(zhì)量評價的研究熱點可視化分析，以期為我國相關(guān)領(lǐng)域研究提供一定的思路與參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

中國知網(wǎng)(CNKI,China National Knowledge Infrastructure)是世界上最大的中文學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫。本研究選擇CNKI中的中文核心期刊、中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD,Chinese Science Ci?tation Database)、中文社會科學(xué)引文索引(CSS?CI,Chinese Social Sciences Citation Index)以及工程索引(EI,The Engineering Index)中的中文文獻為數(shù)據(jù)庫：“以主題=*水環(huán)境質(zhì)量評價*”為檢索條目，以“時間=*1992-2019年*”為檢索時段，得到442篇相關(guān)文獻并導(dǎo)出其Note-First引文格式，作為本次研究的數(shù)據(jù)來源。

1.2 方法流程

①運用Bicomb 2.0進行數(shù)據(jù)來源的梳理，統(tǒng)計年度、作者、機構(gòu)以及關(guān)鍵詞的頻次；②采用Price公式對機構(gòu)、關(guān)鍵詞等內(nèi)容進行篩選，公式為:Mp=0.749×√Npmax[10]，其中Mp為篩選閾值，Npmax為待篩選內(nèi)容的最大頻次，導(dǎo)出篩選結(jié)果的excel格式文件并繪制統(tǒng)計分析圖或梳理統(tǒng)計分析表(如：圖1~3、表1~2)；③生成詞頻≥4的關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣并導(dǎo)出為txt格式文件，將共現(xiàn)矩陣txt文件保存為Excel文件導(dǎo)入Ucinet 6.6，經(jīng)由其轉(zhuǎn)碼為##h格式文件并生成共現(xiàn)分析圖(如圖4)；④生成詞頻≥6的關(guān)鍵詞詞篇矩陣并導(dǎo)出為txt格式文件，將轉(zhuǎn)碼(UTF-8)后的詞篇矩陣txt文件導(dǎo)入SPSS 23.0，經(jīng)由其系統(tǒng)聚類分析模塊生成“組內(nèi)聯(lián)接-皮爾遜相關(guān)性”的譜系分析圖(如圖5)。

2 年度與期刊分析

2.1 年度分析

年度是學(xué)術(shù)研究的主軸，發(fā)文年度情況是指該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不同年份所發(fā)表的文獻數(shù)量變化情況，進行文獻年度分析能夠?qū)Σ煌甓劝l(fā)表文獻的大體趨勢進行總體把握；一般來說，從事該專業(yè)領(lǐng)域研究的學(xué)者和機構(gòu)數(shù)量越多，其發(fā)表的文獻數(shù)量就越多，反之則較少。依據(jù)不同年份的文獻數(shù)量變化情況繪制發(fā)文年度分析圖(見圖1)，我國“水環(huán)境質(zhì)量評價”專業(yè)領(lǐng)域的核心文獻數(shù)量變化主要有“緩慢增長-迅速增長-快速波動”的3個階段：①“緩慢增長”階段：1992-2000年，該階段內(nèi)發(fā)文數(shù)量在2~11篇之間，表明水環(huán)境質(zhì)量評價的相關(guān)研究緩慢增多，海洋水、地表水(湖泊水)及地下水的質(zhì)量綜合評價等水環(huán)境方面的研究工作逐漸開展；②“迅速增長”階段：2001-2009年，該階段內(nèi)發(fā)文數(shù)量在9~36篇之間，表明水環(huán)境質(zhì)量評價的相關(guān)研究迅速增多，尤其側(cè)重于水質(zhì)狀況與檢測、水質(zhì)類別與級別等水環(huán)境方面的研究工作；③“快速波動”階段：2010-2019年，該階段內(nèi)發(fā)文數(shù)量在15~28篇之間，表明水環(huán)境質(zhì)量評價的相關(guān)研究呈現(xiàn)出“常態(tài)化”趨勢，研究工作的重點也從對象和內(nèi)容逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉椒▌?chuàng)新：區(qū)間數(shù)、熵權(quán)法、灰色聚類法、單因子評價法以及模糊綜合評價法等相繼成為高頻詞，即：從定量分析方法的層面，就水環(huán)境方面的研究工作開展了大量豐富與拓展的嘗試。

圖1 年度分析圖

2.2 期刊分析

期刊是學(xué)術(shù)研究的載體，載文期刊情況是指該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不同期刊所發(fā)表的文獻數(shù)量差異情況，進行文獻期刊分析能夠?qū)Σ煌诳d文獻的大致情況進行總體把握。一般來說，與該專業(yè)領(lǐng)域越相近的期刊、或該專業(yè)領(lǐng)域越“熱”，其刊載的文獻數(shù)量就越多，反之則較少。依據(jù)Price公式(Mp≥3.26)和不同期刊的文獻數(shù)量差異情況梳理刊載期刊分析表(見表1)，我國“水環(huán)境質(zhì)量評價”專業(yè)領(lǐng)域的核心文獻期刊學(xué)科主要有“環(huán)境科學(xué)與資源利用，水利水電工程，農(nóng)業(yè)科技與資源科學(xué)”的3個類型：①“環(huán)境科學(xué)與資源利用”類：主要期刊有環(huán)境工程(19)、環(huán)境科學(xué)與技術(shù)(15)、中國環(huán)境監(jiān)測(15)、水資源保護(11)、海洋環(huán)境科學(xué)(10)等，此類期刊主要從環(huán)境質(zhì)量評價、水環(huán)境與水質(zhì)評價、海洋環(huán)境質(zhì)量評價等方面進行水環(huán)境質(zhì)量評價的研究；②“水利水電工程”類：人民黃河(18)、人民長江(16)、水文(15)、水電能源科學(xué)(7)、水利水電技術(shù)(6)等，此類期刊主要以某一具體河段或流域為例，運用水質(zhì)采樣點(站點)或監(jiān)測斷面的面板數(shù)據(jù)進行區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量評價的研究；③“農(nóng)業(yè)科技與資源科學(xué)”類：主要期刊有安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)(13)、節(jié)水灌溉(11)、干旱區(qū)資源與環(huán)境(11)、水土保持研究(5)等，此類期刊主要以某一具體水庫、濕地或農(nóng)業(yè)用地區(qū)為例，結(jié)合水質(zhì)評價的具體方法進行分析與評價，并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護等工作的開展提供一定的對策方案與決策支持。

表1 期刊分析表

3 作者與機構(gòu)分析

3.1 作者分析

作者是學(xué)術(shù)研究的主體，發(fā)文作者情況是指該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不同作者所發(fā)表的文獻數(shù)量差異情況，進行文獻作者分析能夠?qū)Σ煌髡甙l(fā)表文獻的大體趨勢進行總體把握：一般來說，該專業(yè)領(lǐng)域研究的熱點越多(或越強)，從事該專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)者數(shù)量就越多，反之則較少。依據(jù)Price公式(Mp≥1.67)和不同作者的文獻數(shù)量差異情況梳理發(fā)文作者分析表(見表2，受篇幅限制，僅展示發(fā)文量大于3篇的作者)，我國“水環(huán)境質(zhì)量評價”專業(yè)領(lǐng)域的作者主要呈現(xiàn)出“整體聚集-局部零散”的2個特點：①“整體聚集”特點：核心作者(發(fā)文量≥2)的人數(shù)約為109人，占到總體作者數(shù)量的9.39%，表明該研究領(lǐng)域核心作者整體上是集聚的，尤其是“周金龍+趙江濤”“王宏鵬+王新華+紀炳純”“王鐵良+張欣”等若干核心作者群初具雛形，但上述作者群的規(guī)模較小，仍有待進一步發(fā)展；②“局部零散”特點：核心第一作者(發(fā)文量≥2)的人數(shù)約為17人，占到總體第一作者數(shù)量的4.04%，表明該研究領(lǐng)域核心第一作者局部上是零散的，絕大多數(shù)(84.40%)核心作者以第一作者身份的發(fā)文量不足2篇，僅有汪萬芬、王新華和陳繼光等少數(shù)作者的第一作者身份發(fā)文量達到了3篇，且核心第一作者的發(fā)文數(shù)量約為38篇，只占到總體發(fā)文數(shù)量的8.60%，上述情況也不利于該專業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

表2 作者分析表

3.2 機構(gòu)分析

機構(gòu)是學(xué)術(shù)研究的平臺，發(fā)文機構(gòu)情況是指該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不同機構(gòu)所發(fā)表的文獻數(shù)量差異情況，進行文獻機構(gòu)分析能夠?qū)Σ煌瑱C構(gòu)發(fā)表文獻的大體趨勢進行總體把握：一般來說，該專業(yè)領(lǐng)域研究的熱點越多(或越強)，從事該專業(yè)領(lǐng)域的機構(gòu)數(shù)量也越多，反之則較少。依據(jù)Price公式(Mp≥3.35)和不同機構(gòu)的文獻數(shù)量差異情況繪制發(fā)文機構(gòu)分析圖(見圖2)，我國“水環(huán)境質(zhì)量評價”專業(yè)領(lǐng)域的機構(gòu)主要呈現(xiàn)出“高等院校為主-科研院所為輔”的2個特點：①“高等院校為主”特點：核心機構(gòu)(發(fā)文量≥4)的數(shù)量約為31個，其中高等院校約為24個，占到總體機構(gòu)的77.42%，且核心機構(gòu)發(fā)文數(shù)量約為141篇，表明該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)文機構(gòu)呈現(xiàn)以高等院校為主的特點；②“科研院所為輔”特點：核心機構(gòu)中科研院所的數(shù)量較少、比例較小，其中只有中國科學(xué)院大學(xué)的發(fā)文量較多，達到20篇(含：中國科學(xué)院研究生院、中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所、中國科學(xué)院青海鹽湖研究所，發(fā)文量分別為5、4、4、4、3篇)，其余機構(gòu)如：中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所、北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊和中國環(huán)境監(jiān)測總站等科研院所的發(fā)文量都較少，分別為7、6和6篇,表明該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)文機構(gòu)呈現(xiàn)以科研院所為輔的特點。

圖2 機構(gòu)分析圖

4 關(guān)鍵詞強度、共現(xiàn)與譜系分析

4.1 關(guān)鍵詞強度分析

關(guān)鍵詞是學(xué)術(shù)研究的主題，關(guān)鍵詞強度情況是指該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不同關(guān)鍵詞的強度差異情況，進行關(guān)鍵詞強度分析能夠?qū)Σ煌P(guān)鍵詞的大體趨勢進行總體把握：該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)某一關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越多，該關(guān)鍵詞的強度也越大，反之則較小。依據(jù)Price公式(Mp≥8.10)和不同關(guān)鍵詞的頻次差異情況繪制關(guān)鍵詞強度分析圖(見圖3)，我國“水環(huán)境質(zhì)量評價”專業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵詞主要分為“評價-對象-方法”的3個類型：①“評價”類：指名稱中含有“評價”的關(guān)鍵詞，主要有水質(zhì)評價、水環(huán)境質(zhì)量評價、評價、地下水質(zhì)量評價、綜合評價和環(huán)境質(zhì)量/影響評價等，其強度分別為117、54、28、26、25和22/15次；②“對象”類：指與評價的具體對象有關(guān)的關(guān)鍵詞，主要有水環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境、地下水、水質(zhì)、地表水和富營養(yǎng)化等，其強度分別為70、53、23、12、11和10次；③“方法”類：指與評價的具體方法有關(guān)的關(guān)鍵詞，主要有模糊綜合評價(法)、灰色聚類法、層次分析法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其強度分別為15、10、10和9次。

圖3 關(guān)鍵詞強度分析圖

4.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析是利用關(guān)鍵詞間共同出現(xiàn)的規(guī)律，按照方法流程中構(gòu)建共現(xiàn)矩陣，并生成共現(xiàn)分析圖：一般來說，關(guān)鍵詞的聯(lián)系越緊密，其中心度就越高，反之則較低。本研究中展示詞頻≥4的60個關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析圖(見圖4)。依據(jù)Price公式(Mp≥8.07)和不同關(guān)鍵詞的中心度差異情況梳理關(guān)鍵詞中心度分析表(見表3)。結(jié)合圖(表)能夠得出：①水質(zhì)評價、水環(huán)境質(zhì)量和水環(huán)境是中心度最高的3個關(guān)鍵詞，其中心度分別為116、76和63；②水環(huán)境質(zhì)量評價、地下水質(zhì)量評價、環(huán)境質(zhì)量評價和環(huán)境影響評價等關(guān)鍵詞的強度大于中心度，水環(huán)境、綜合評價、模糊綜合評價和地表水等關(guān)鍵詞的強度小于中心度，水質(zhì)評價、質(zhì)量評價、層次分析法和水環(huán)境評價等關(guān)鍵詞的強度與中心度較為接近；③關(guān)鍵詞的中心度X與強度Y存在函數(shù)關(guān)系式：Y=0.9647X-1.2119(R2=0.9059)，表明關(guān)鍵詞的中心度與強度具有正相關(guān)的線性關(guān)系。

表3 關(guān)鍵詞中心度分析表

圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析圖

4.3 關(guān)鍵詞譜系分析

關(guān)鍵詞譜系分析是利用關(guān)鍵詞間物譜系統(tǒng)的規(guī)律，按照方法流程中構(gòu)建詞篇矩陣，并生成譜系分析圖：一般來說，關(guān)鍵詞的聯(lián)系越緊密，其譜系情況就越相似，分組也越接近。本研究中展示詞頻≥6的30個關(guān)鍵詞的譜系分析圖(見圖5)。我國“水環(huán)境質(zhì)量評價”專業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵詞主要分為3個基類的6個子類：①“水環(huán)境質(zhì)量+環(huán)境影響評價”基類：共有10個關(guān)鍵詞，其中水環(huán)境質(zhì)量、評價、綜合評價、環(huán)境影響評價和水質(zhì)是主要的關(guān)鍵詞，其總排序分別為2、5、7、10和13，該基類有“水環(huán)境質(zhì)量”和“環(huán)境影響評價”2個子類；②“地表水+水環(huán)境”基類：共有10個關(guān)鍵詞，其中水環(huán)境、環(huán)境質(zhì)量評價、質(zhì)量評價、地表水和層次分析法是主要的關(guān)鍵詞，其總排序分別為4、9、12、14和17，該基類有“地表水”和“水環(huán)境”2個子類；③“水質(zhì)評價+水環(huán)境質(zhì)量評價”基類：共有10個關(guān)鍵詞，其中水質(zhì)評價、水環(huán)境質(zhì)量評價、地下水質(zhì)量評價、地下水和模糊綜合評價是主要的關(guān)鍵詞，其總排序分別為1、3、6、8和11，該基類有“水質(zhì)評價”和“水環(huán)境質(zhì)量評價”2個子類。

圖5 關(guān)鍵詞譜系分析圖

5 結(jié)語

（1）本研究結(jié)合CNKI中核心文獻數(shù)據(jù)庫與Bicomb、SPSS、Ucinet等文獻計量軟件，進行了我國水環(huán)境質(zhì)量評價的研究熱點可視化分析，發(fā)現(xiàn)在我國“水環(huán)境質(zhì)量評價”專業(yè)領(lǐng)域的核心文獻中：①年度數(shù)量變化主要有“緩慢增長-迅速增長-快速波動”的3個階段；②期刊學(xué)科主要有“環(huán)境科學(xué)與資源利用、水利水電工程、農(nóng)業(yè)科技與資源科學(xué)”的3個類型；③發(fā)文作者主要呈現(xiàn)出“整體聚集-局部零散”的2個特點；④發(fā)文機構(gòu)主要呈現(xiàn)出“高等院校為主-科研院所為輔”的2個特點；⑤核心關(guān)鍵詞主要分為“評價-對象-方法”的3個類型，其共現(xiàn)分析的結(jié)果表明中心度與強度具有正相關(guān)的線性關(guān)系，其譜系分析則主要分為3個基類的6個子類。

（2）水環(huán)境質(zhì)量評價是整體環(huán)境質(zhì)量評價的重要組成部分，進行水環(huán)境質(zhì)量評價的研究熱點可視化分析，能夠為水生態(tài)保護[11]、水環(huán)境治理[12]等工作的開展提供一定的意見與建議，并為我國大氣環(huán)境[13]、土壤環(huán)境[14]和光環(huán)境[15]等相關(guān)領(lǐng)域研究提供一定的思路與參考。本研究主要存在以下不足：一是僅選取了CNKI的中文核心期刊中的以水環(huán)境質(zhì)量評價為主題的442篇文獻作為數(shù)據(jù)來源，未進行中外數(shù)據(jù)庫比較、選取主題略小且數(shù)據(jù)量較少；二是僅采用了較為基礎(chǔ)的文獻計量與可視化方法，后續(xù)研究有待Citespace[16]、VOSviewer[17]等技術(shù)路徑的進一步豐富與完善。