林沛榕，翟麗妮，馬麗梅，姚 玲，鄒 瑾

(湖北省水利水電科學研究院 湖北省水利水電科技情報中心，湖北 武漢 430070)

0 引 言

近幾十年來，以變暖為主要特征的氣候變化及其對自然、經(jīng)濟和人類生活的影響已成為各國政府、社會和學術界共同關心的全球性話題[1]。受全球氣候變化影響，中國干旱、洪水等自然災害發(fā)生頻率增加，強度愈加劇烈，不斷威脅和損害人類社會的生產(chǎn)生活與安全[2-3]。為應對未來水旱災害可能造成的巨大危害，積極開展水旱災害防治工作相關研究意義重大[4-5]。

目前，已有學者利用文獻計量學的理論和方法，分析了水庫大壩安全評價研究[6]、水文連通性研究[7]和水生態(tài)治理研究[8]等領域的熱點和前沿。本文借助國內的中國知網(wǎng)(CNKI)、國際WOS(Web of Science)數(shù)據(jù)庫，利用知識圖譜分析方法對2018～2019年度國內外水旱災害防治領域各方向的發(fā)文量、下載量、被引量、高頻關鍵詞等關鍵性指標進行梳理和分析，挖掘相關學科的研究熱點和前沿，有助于相關學者和從業(yè)人員了解國內外水旱災害防治領域研究熱點，以確定重點研究方向。

1 方法與數(shù)據(jù)

1.1 研究方法

科學知識圖譜是以各類科學知識為研究對象，以引文分析、共現(xiàn)分析等為理論基礎，借助可視化工具，繪制出展示學科領域發(fā)展進程與結構關系的網(wǎng)絡圖形或圖像，既是可視化的知識圖形，又是序列化的知識譜系，可對知識單元或知識群體之間存在的網(wǎng)絡結構及其互動、交叉、衍化等諸多復雜關系進行表達和描述[9-10]。

本研究在綜合分析Hist Cite，Citespace，VOSviewer等目前常用的圖譜分析軟件優(yōu)劣的基礎上，選擇Citespace進行輔助分析。與其他軟件相比，Citespace 能夠同時滿足該研究分析CNKI 和WOS兩大數(shù)據(jù)庫的需要；且具有圖譜比較直觀，可視化效果好，易于用戶對圖譜進行后期解讀等優(yōu)勢[11-13]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

在對水利行業(yè)研究內容、機構和學者進行文獻調研的基礎上，確定了目前水旱災害防治領域重點關注的防洪、治澇、模型方法、水資源、抗旱五大研究領域。采用布爾邏輯算符、臨近算符、通配符等確定關鍵詞的檢索式，在CNKI和WOS數(shù)據(jù)庫中抓取相關文獻數(shù)據(jù)，時間范圍設置為2018年1月1日至2019年12月31日。

2 結果與分析

2.1 產(chǎn)出和影響力

本研究以發(fā)文量和篇均被引頻次作為學術產(chǎn)出和影響力大小的評判指標。圖1展示了各方向總發(fā)文量和篇均被引量的分布情況?？梢钥闯?，國內產(chǎn)出最多的是“水資源”，影響力最高的方向是“模型方法”；國際上產(chǎn)出最多的方向是“模型方法”和“水資源”，影響力最高的方向是“治澇”。

圖1 2018～2019年水旱災害防治領域產(chǎn)出和影響力分布Fig.1 Distribution of output and influence in the field of flood and drought disaster prevention and control in 2018～2019

2.2 熱點和前沿

采用Citespace軟件對水旱災害防治領域中防洪、治澇、模型方法、水資源、抗旱五大方向2018～2019年CNKI庫和WOS庫論文題錄中的關鍵詞進行可視化圖譜分析，結果見圖2～6。關鍵詞節(jié)點分別用兩種色環(huán)表示，不同顏色的色環(huán)代表了關鍵詞出現(xiàn)的不同時段，圓點的大小代表了作者關鍵詞出現(xiàn)的頻次，而節(jié)點標簽的大小則代表了關鍵詞的中心度大??；中心度越大，關鍵詞標簽越大，在一定程度上代表著此時段的研究熱點。

(1) 防洪。對防洪領域2018～2019年CNKI論文題錄中的1 804個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為50，保留每年文獻被引頻次高的前50個關鍵詞作為樣本，獲得78個有效關鍵詞節(jié)點和194條關鍵詞連線。對防洪領域2018～2019年SCI論文題錄中的17 626個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為80，保留每年文獻被引頻次高的前80個關鍵詞作為樣本，獲得90個有效關鍵詞節(jié)點和344條關鍵詞連線。

Citespace圖譜分析結果見圖2。其中，CNKI庫中的核心關鍵詞主要包括防洪調度、洪水預報、小流域等，說明國內防洪領域更關注事前的預報和調度，在大江大河的防洪體系不斷完善的背景下，防洪研究區(qū)域的選擇正逐步轉向小流域和山區(qū)；而WOS庫中的核心關鍵詞主要包括river(河流)、climate change(氣候變化)、impact(影響)、model(模型)、management(管理)等，可以看出國際上對防洪領域的研究更注重通過模型模擬的手段分析氣候變化對洪水風險的影響，并提出相應的管理措施。

圖2 防洪方向關鍵詞可視化圖譜Fig.2 Flood control direction keyword visualization graph

(2) 治澇。對治澇領域2018～2019年CNKI論文題錄中的1 386個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為60，保留每年文獻被引頻次高的前60個關鍵詞作為樣本，獲得98個有效關鍵詞節(jié)點和264條關鍵詞連線。對治澇領域2018～2019年SCI論文題錄中的7 478個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件，保留文獻被引頻次高的前80.0%作為節(jié)點，獲得193個有效關鍵詞節(jié)點和774條關鍵詞連線。

Citespace圖譜分析結果見圖3。其中，CNKI庫中的核心關鍵詞主要包括城市內澇、海綿城市、排水能力、排水管網(wǎng)等，說明國內治澇領域目前主要關注海綿城市建設，注重提高城市排水能力；而WOS庫中的核心關鍵詞主要包括nitrogen(氮)、graphene(石墨烯)、catalyst(催化劑)、water quality(水質)、performance(性能)等，說明國際上的研究側重通過材料上的改進以增強調蓄水的能力。

圖3 治澇方向關鍵詞可視化圖譜Fig.3 Waterlogging control direction keyword visualization graph

(3) 模型方法。對模型領域2018～2019年CNKI論文題錄中的2 917個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為60，保留每年文獻被引頻次高的前60個關鍵詞作為樣本，獲得82個有效關鍵詞節(jié)點和201條關鍵詞連線。對模型領域2018～2019年SCI論文題錄中的24 808個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為30，保留每年文獻被引頻次高的前30個關鍵詞作為樣本，獲得32個有效關鍵詞節(jié)點和123條關鍵詞連線。

Citespace圖譜分析結果見圖4。其中，CNKI庫中的核心關鍵詞主要包括水文模型、水動力模型、氣候變化、水質評價等，可以看出，水文模型研究在國內熱度很高，其次是水動力模型、水質模型等；而WOS庫中的核心關鍵詞主要包括：model(模型)、impact(影響)、climate change(氣候變化)、temperature(溫度)、runoff(徑流)等，國際上模型研究側重通過模型模擬分析氣候變化對徑流等因素產(chǎn)生的不確定性影響。

圖4 模型方法方向關鍵詞可視化圖譜Fig.4 Model and method direction keyword visualization graph

(4) 水資源。對水資源領域2018～2019年CNKI論文題錄中的5 352個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件，保留文獻被引頻次高的前30.0%作為節(jié)點，獲得144個有效關鍵詞節(jié)點和574條關鍵詞連線。對水資源領域2018～2019年SCI論文題錄中的23 948個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為40，保留每年文獻被引頻次高的前40個關鍵詞作為樣本，獲得43個有效關鍵詞節(jié)點和147條關鍵詞連線。

Citespace圖譜分析結果見圖5。其中，CNKI庫中的核心關鍵詞主要包括水資源、水資源開發(fā)利用、可持續(xù)發(fā)展、水資源保護等，說明國內在水資源領域更關注水資源的可持續(xù)利用發(fā)展，注重水資源的保護；而WOS庫中的核心關鍵詞主要包括optimization(優(yōu)化)、management(管理)、model(模型)、resource(資源)、system(系統(tǒng))等，可以看出國際上水資源領域更關注優(yōu)化調度和水資源管理方向。

圖5 水資源方向關鍵詞可視化圖譜Fig.5 Water resources direction keyword visualization graph

(5) 抗旱。對抗旱領域2018～2019年CNKI論文題錄中的1 958個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為50，保留每年文獻被引頻次高的前50個關鍵詞作為樣本，獲得74個有效關鍵詞節(jié)點和275條關鍵詞連線。對抗旱領域2018～2019年SCI論文題錄中的11 337個關鍵詞進行可視化處理。設置Citespace軟件的文獻被引頻次閾值為88，保留每年文獻被引頻次高的前88個關鍵詞作為樣本，獲得100個有效關鍵詞節(jié)點和383條關鍵詞連線。

Citespace圖譜分析結果見圖6。其中，CNKI庫中的核心關鍵詞主要包括節(jié)水灌溉、灌溉技術、栽培技術等，可見國內對于節(jié)水灌溉技術的研究較深入；而WOS庫中的核心關鍵詞主要包括drought(干旱)、climate change(氣候變化)、model(模型)、growth(生長)、yield(產(chǎn)量)等，國際上更關注氣候變化的影響，通過模型研究作物生長機理及干旱對作物產(chǎn)量的影響。

圖6 抗旱方向關鍵詞可視化圖譜Fig.6 Drought resistance direction keyword visualization graph

根據(jù)Citespace對水旱災害防治領域五大方向的聚類和分析，結果如表1所示?？梢钥闯觯篮榉较?，國內更關注洪水預報和防洪調度工作，國際則更關注洪水風險分析；治澇方向，城市內澇是國內的關注熱點，而國際對調蓄演算的關注度更高；模型方法領域，水質模型、水動力模型是國際、國內共同的關注熱點，水文模型是國內的關注熱點；水資源方面，國內外的共同關注熱點是水資源配置，水資源承載力是國內的關注熱點，水優(yōu)化調度是國際的關注熱點；抗旱領域，國際上對極端干旱有較高的關注度，國內則更關注節(jié)水灌溉。

表1 水旱災害防治領域五大方向的前沿熱點

3 結 論

通過產(chǎn)出和影響力分析可以發(fā)現(xiàn)，水資源、模型方法和抗旱是中國水旱災害防治領域投入和產(chǎn)出的重點方向，水資源、水文模型是國內外主要發(fā)文方向，且在國際水旱災害防治領域上具有較高的影響力?；贑itespace的圖譜綜合對比發(fā)現(xiàn)，國內外水旱災害防治領域的研究熱點和前沿不同，各個熱點聯(lián)系緊密程度及研究側重點存在差異。

(1) 產(chǎn)出方面。國內熱點研究方向是洪水預報、城市內澇、水文模型、水資源利用、節(jié)水灌溉技術；國際熱點研究方向有河道治理、洪水風險、調蓄演算、水動力模型、水優(yōu)化調度、節(jié)水、極端干旱。

(2) 影響力方面。國內未來潛在的產(chǎn)出熱點有山洪災害預報預警技術、城市內澇、作物生長模型、水資源承載能力、干旱形成機理、極端干旱；國際上潛在的產(chǎn)出熱點有洪水風險、河道治理、調蓄演算、灌區(qū)水文模型、水優(yōu)化調度、極端干旱、節(jié)水。

(3) 高頻關鍵詞方面。國內的產(chǎn)出熱點包括洪水預報、防洪調度、城市內澇、海綿城市、水文模型、水動力模型、水資源承載力、水資源開發(fā)利用、節(jié)水灌溉；國際的產(chǎn)出熱點包括氣候變化、洪水預報、洪水風險、調蓄演算、水動力模型、水質模型、水資源配置、水優(yōu)化調度、極端干旱、節(jié)水。