姚 赫，高 曉 飛，張 航 宇，白 大 勇，汪 海 波，張 勇

(1.長江水利委員會(huì) 長江流域水土保持監(jiān)測中心站，湖北 武漢 430010； 2.西藏青藏石油管道有限公司，西藏 拉薩 850000； 3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430070 )

0 引 言

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，石油和天然氣作為兩種重要的能源，在經(jīng)濟(jì)日益增長的當(dāng)今社會(huì)，其需求仍將持續(xù)增加。截至 2020 年底，中國長輸油氣管網(wǎng)總里程達(dá)到約 16.5萬km，其中原油管道 3.1萬km，成品油管道 3.2萬km，天然氣管道 10.2萬km[1]。但是，長輸管道的施工會(huì)對(duì)道路沿線的地貌環(huán)境、土壤結(jié)構(gòu)以及生態(tài)景觀方面造成很大影響，極易引起嚴(yán)重的水土流失，造成水土流失危害。[2]。加強(qiáng)水土流失預(yù)測，布設(shè)水土流失防治措施，控制水土流失，降低水土流失對(duì)環(huán)境的破壞已成為當(dāng)前社會(huì)的焦點(diǎn)[3-4]?；诖?，本研究以中國知網(wǎng)(CNKI)為數(shù)據(jù)庫，采用CiteSpace 軟件繪制知識(shí)圖譜，厘清中國油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持研究動(dòng)態(tài)、熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢，以期為中國長輸管道建設(shè)水土保持提供科學(xué)參考和依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)源于中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫，檢索發(fā)文時(shí)間為1995～2020年。檢索關(guān)鍵詞包括：土壤侵蝕、水土流失、土壤流失、水土保持、濺蝕、細(xì)溝、細(xì)溝間、溝蝕、面蝕、坡面徑流、地表徑流、徑流、入滲、土壤分離、產(chǎn)沙、泥沙、土壤可蝕性、團(tuán)聚體、抗沖性、抗蝕性、邊坡穩(wěn)定性、產(chǎn)流、匯流、管道。通過人工篩選，獲得輸油氣管道有關(guān)的文獻(xiàn)263篇，每份文獻(xiàn)包括了標(biāo)題、作者、摘要、關(guān)鍵詞、機(jī)構(gòu)。最早的文獻(xiàn)出現(xiàn)于1995年，且2001年之前僅有9篇文章，因此，本文重點(diǎn)針對(duì)2001～2020年間的文章進(jìn)行圖譜分析。

1.2 研究方法

CiteSpace是由陳超美博士應(yīng)用Java研發(fā)的一款信息可視化軟件[5]，對(duì)特定領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量，探尋特定領(lǐng)域演化的關(guān)鍵路徑，顯示學(xué)科或知識(shí)領(lǐng)域一定時(shí)期內(nèi)的發(fā)展趨勢和動(dòng)向。本文利用Citespace 5.8.R1關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析、突變檢測等功能分析油氣管道建設(shè)水土流失和水土保持的研究熱點(diǎn)、演化及發(fā)展前沿。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量及時(shí)間分布特征

某一領(lǐng)域發(fā)文量隨時(shí)間的變化關(guān)系，可以反映該領(lǐng)域研究的活躍程度，一定程度上揭示其發(fā)展的特點(diǎn)。由圖1可知，油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題的文獻(xiàn)量隨時(shí)間整體呈先上升后下降的趨勢。2000年前發(fā)文量很少，每年僅1篇；之后文獻(xiàn)量逐漸增加，至 2010年發(fā)文量最多，達(dá)到25篇；2011年后文獻(xiàn)量波動(dòng)中有所減少，2018～2020年每年有9篇。

圖1 油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題發(fā)文量Fig.1 Numbers of published articles of the theme of water and soil erosion and soil and water conservation in oil and gas pipeline construction

文獻(xiàn)被引用是對(duì)研究成果的一種肯定，也是評(píng)價(jià)其學(xué)術(shù)及社會(huì)影響的指標(biāo)之一。由表1可知，2003年梅云新發(fā)表的《馬惠寧管道地質(zhì)災(zāi)害類型及水工保護(hù)問題》被引量最高，達(dá)37次[6]；高啟晨等發(fā)表的《西氣東輸工程沿線陜西段區(qū)域生態(tài)安全格局設(shè)計(jì)研究》被引量為34次[7]。分析發(fā)現(xiàn)高引用文獻(xiàn)具有以下共性：① 發(fā)表時(shí)間整體較早，有4篇分布在2000～2003年；② 研究區(qū)域比較集中，主要分布在中國西北地區(qū)；③ 論文內(nèi)容主要以分析和探討為主，理論和技術(shù)研究不足。此外，該主題的引用率相對(duì)不高，一方面，可能與該主題為開發(fā)(生產(chǎn))建設(shè)項(xiàng)目，參與或開展相關(guān)項(xiàng)目的單位較少；另一方面，工程人員更多關(guān)注工程建設(shè)，對(duì)將有關(guān)成果轉(zhuǎn)化成論文不夠關(guān)注。

表1 油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題高 被引文章(頻次>18次)Tab 1 High cited article of the themes of soil and water erosion and soil and water conservation in oil and gas pipeline construction(frequency>18)

2.2 發(fā)文作者及機(jī)構(gòu)

作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析可用來反映研究領(lǐng)域核心人物及研究人員之間的合作關(guān)系。油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題發(fā)文最多的作者是高照良，其次是姜昌亮、王甲山、孫東曉等，圖中Density網(wǎng)絡(luò)密度僅有2.93%，說明該主題領(lǐng)域人數(shù)眾多，但是核心網(wǎng)絡(luò)的雛形沒有形成，作者之間的連線較少，大多數(shù)作者是獨(dú)立研究(見圖2)。通過對(duì)油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題發(fā)文機(jī)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)中心度均為0，研究機(jī)構(gòu)處于獨(dú)立狀態(tài)，沒有形成合作網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)未標(biāo)明)；對(duì)發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)主要為油氣管道建設(shè)單位和生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持業(yè)務(wù)單位。

圖2 油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題作者共現(xiàn)圖譜Fig.2 Author co-occurrence map of the theme of soil and water erosion and soil and water conservation in oil and gas pipeline construction

2.3 研究熱點(diǎn)與趨勢

2.3.1研究熱點(diǎn)

關(guān)鍵詞是對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容的高度概括和總結(jié)，關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次和中介中心性是判斷研究領(lǐng)域熱點(diǎn)的重要指標(biāo)。通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，發(fā)現(xiàn) “水土保持”“管道工程”“長輸管道”“防治措施”“水工保護(hù)”“西氣東輸”“工程建設(shè)”高頻關(guān)鍵詞和高中心性關(guān)鍵詞，是油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持研究熱點(diǎn)(見圖3和表2)。

圖3 油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜Fig.3 Keywords co-occurrence map of the theme of soil and water erosion and soil and water conservation in oil and gas pipeline construction

表2 排序前10位的標(biāo)志點(diǎn)與轉(zhuǎn)折點(diǎn)

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，節(jié)點(diǎn)越大說明此關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高。由圖3和表2可知，共現(xiàn)頻次排名前5的依次是“水土保持”“水土流失”“管道工程”“長輸管道”“防治措施”，而中介中心性排名前5的依次是“水土保持”“輸氣管道工程”“長輸管道”“防治措施”“水工保護(hù)”“。進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)高頻關(guān)鍵詞主要集中在2006年以前，高中心性的關(guān)鍵詞跟中國油氣管道建設(shè)進(jìn)程緊密相關(guān)，2006年以后，出現(xiàn)了“西氣東輸二線”“川氣東送”“陜京二線”，2014年出現(xiàn)了“中緬油氣管道”。隨著GB 50433-2008《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》和《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)審查要點(diǎn)》(〔2014〕水保監(jiān)58號(hào))發(fā)布，2008年和2014年即相繼出現(xiàn)了“開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目”和“生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目”關(guān)鍵詞。

將上述主體進(jìn)一步聚類，發(fā)現(xiàn)形成了“防治措施”“管道工程”“西氣東輸工程”“生態(tài)環(huán)境”“水土保持措施”“環(huán)境保護(hù)”“水工保護(hù)”“西氣東輸”聚類(見圖4)，說明管道工程的水土流失與水土保持是貫穿始終的主題，但隨著中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和戰(zhàn)略需求牽引下油氣管道建設(shè)的不斷發(fā)展，工程涉及西氣東輸、西氣東輸二線，川氣東輸、陜京二線及中緬油氣管道等，研究區(qū)域也逐步拓展輻射，覆蓋范圍更廣，涉及中國西北、東北、西南、華中等區(qū)域的省市縣[1]。防治措施聚類主要是研究輸油輸氣管道邊坡穩(wěn)定性、工程設(shè)計(jì)、水土保持方案、水土保持監(jiān)測及水保工程；管道工程聚類主要是研究管道工程新增水土流失、生態(tài)與環(huán)境、設(shè)計(jì)方案、水土保持工程；西氣東輸聚類主要研究西氣東輸工程土壤侵蝕與水土流失、邊坡穩(wěn)定性及安全系數(shù)；生態(tài)環(huán)境聚類主要是研究輸油氣管道建設(shè)環(huán)境影響、生態(tài)環(huán)境問題及水土保持補(bǔ)償費(fèi)和水土流失防治。

2.3.2研究趨勢與前沿

圖4 油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題演變圖譜Fig.4 Theme evolution map of soil and water erosion and soil and water conservation in oil and gas pipeline construction

突發(fā)性(Burst)反映文獻(xiàn)在一定時(shí)期被引頻次的增長情況，通過突發(fā)性的檢測，可知特定時(shí)間內(nèi)的研究前沿。利用CiteSpace突發(fā)性檢測算法，發(fā)現(xiàn)“西氣東輸”“西氣東輸工程”“環(huán)境保護(hù)”“長輸管道”2001年就出現(xiàn)(見圖5)，2002年西氣東輸工程開始施工前，2001“西氣東輸”即成為熱點(diǎn)詞，且“環(huán)境保護(hù)”“西氣東輸”研究時(shí)間較長(10 a)，說明中國一直以來比較重視環(huán)境治理和保護(hù)。2005年，長江水利委員會(huì)長江流域水土保持監(jiān)測中心站以“西氣東輸支干線工程項(xiàng)目”開展了水土保持監(jiān)測[8]，管道工程建設(shè)水土流失問題越來越受到重視。2006～2010年之間關(guān)注的前沿是“輸油管道”和“成品油管道”的“水土保持”。隨著2007年十七大報(bào)告“生態(tài)文明”理念的提出，工程建設(shè)者的理念，由“環(huán)境保護(hù)”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤吧鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)”；2011年開始更加重視管道工程水土保持，相關(guān)工作由治理、水土流失預(yù)測、水土保持監(jiān)測逐漸向植被恢復(fù)、邊坡穩(wěn)定性、防治措施、水土保持措施拓展；建設(shè)單位越來越重視管道工程建設(shè)過程中水土流失防治工作，措施越來越細(xì)化，更有針對(duì)性，出現(xiàn)了“生態(tài)袋”“生物磚排水溝”等關(guān)鍵詞，并逐步形成了“對(duì)策—預(yù)測—監(jiān)測—防治的水土保持措施體系。

圖5 油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持主題 關(guān)鍵詞突發(fā)性分析Fig.5 Keywords burst analysis of the theme of soil and water erosion and soil and water conservation in oil and gas pipeline construction

隨著生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持工作受到越來越多的關(guān)注。2011年以后，植被恢復(fù)、防治措施、邊坡穩(wěn)定性涌現(xiàn)至今，不僅是現(xiàn)階段的研究前沿，更是未來一段時(shí)間內(nèi)活躍的主題。2016年以后，天然氣、油氣管道、水土保持措施涌現(xiàn)至今，成為現(xiàn)階段的研究前沿和持續(xù)關(guān)注熱點(diǎn)，說明隨著油氣管道工程的建設(shè)，水土保持設(shè)計(jì)單位研究也越來越細(xì)致，從水土保持工程治理、水土保持植物防治、水土保持臨時(shí)防護(hù)開展水土保持措施研究，以做好管道工程建設(shè)的水土保持工作，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞及影響，促進(jìn)油氣管道行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

3 結(jié) 論

本文以中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫中中文期刊為數(shù)據(jù)源，借助CiteSpace軟件對(duì)“油氣管道水土流失和水土保持”領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化挖掘和分析。研究結(jié)果表明：

(1) 從發(fā)文量、發(fā)文作者和機(jī)構(gòu)來看，自1995年有關(guān)油氣管道水土流失與水土保持研究的論文發(fā)表至今，該領(lǐng)域受到越來越多的研究人員關(guān)注，已經(jīng)從最早的水土流失防治對(duì)策和水土保持政策探討走向邊坡穩(wěn)定性、水土保持措施等研究。發(fā)文量2000前緩慢增長，2001～2010年快速發(fā)展，2011年至今穩(wěn)中有降，但研究關(guān)注點(diǎn)更加廣泛、更加多樣、更加細(xì)化。

(2) 從研究作者和發(fā)文機(jī)構(gòu)來看，多為油氣管道的規(guī)劃和建設(shè)單位與生產(chǎn)(開發(fā))建設(shè)項(xiàng)目水土保持業(yè)務(wù)單位，專門從事科學(xué)研究的單位相對(duì)較少。作者之間合作疏松，研究團(tuán)隊(duì)較少，未形成核心研究團(tuán)隊(duì)，研究機(jī)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，沒有形成合作網(wǎng)絡(luò)。

(3) 從研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢來看，圍繞熱點(diǎn)油氣長輸管道工程如西氣東輸、西氣東輸二線、川氣東輸?shù)?，環(huán)境保護(hù)、水土保持、植被恢復(fù)、生態(tài)環(huán)境影響、防治措施、治理措施、水土保持措施是不同時(shí)期油氣管道建設(shè)水土流失與水土保持領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)；油氣管道建設(shè)的邊坡穩(wěn)定性和水土保持措施是目前的研究前沿；隨著中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展及需求，研究熱點(diǎn)從最初的環(huán)境保護(hù)政策向生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策轉(zhuǎn)變，從最初的水土保持對(duì)策探討向水土流失預(yù)測-水土保持監(jiān)測-水土保持措施一體化體系轉(zhuǎn)變。