宮大鵬 閆 淳郝慎思 郭贊?rùn)?quán)

(1.中國(guó)消防救援學(xué)院，北京 102202；2.森林草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防控應(yīng)急管理部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102202)

森林火災(zāi)作為干擾全球土地植被主要原因之一，目前對(duì)全球植被分布的影響幾乎等同于氣候的影響[1]。我國(guó)真正開(kāi)始全面開(kāi)展森林火災(zāi)相關(guān)研究，是在1987年大興安嶺“5·6”特大森林火災(zāi)發(fā)生后[2]。根據(jù)ISI web of science數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)學(xué)者已發(fā)表163篇森林火災(zāi)研究的SCI論文(截至2018年底)，來(lái)自中國(guó)第一作者的有130篇，其中78篇為中國(guó)作者的獨(dú)立研究，占總數(shù)的60%[3]。我國(guó)有關(guān)森林火災(zāi)的理論研究雖起步較晚，但在近年實(shí)現(xiàn)了快速穩(wěn)步發(fā)展。自1956年至今，中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫(kù)中共收錄以“森林火災(zāi)”或“林火”為主題或篇名的中文文獻(xiàn)15 400余篇。隨著研究成果的不斷積累，梳理我國(guó)森林火災(zāi)研究領(lǐng)域的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀，對(duì)把握研究進(jìn)展、分析未來(lái)研究走向具有重要意義。

1 研究方法

數(shù)據(jù)樣本選取自中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫(kù)中SCI來(lái)源期刊、EI來(lái)源期刊、中文核心期刊、CSSCI和CSCD。綜合考慮文獻(xiàn)的數(shù)量與覆蓋范圍等，以“森林火災(zāi)”或含“林火”為主題詞，檢索時(shí)間為2020年8月27日，共檢索出2 374篇。對(duì)以上文獻(xiàn)進(jìn)行多次逐篇篩查，最終篩選1 810篇有效期刊論文，以Refworks格式導(dǎo)出并對(duì)相關(guān)字段數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換處理。

CiteSpace由于其良好的中文數(shù)據(jù)適用性和可視化效果，成為了目前于醫(yī)藥衛(wèi)生[4]、經(jīng)濟(jì)管理[5]、計(jì)算機(jī)科學(xué)[6]和環(huán)境科學(xué)[7]等多個(gè)領(lǐng)域的主流分析軟件。研究以CiteSpace5.7.R1為分析工具，設(shè)置相關(guān)參數(shù)：時(shí)間切片長(zhǎng)度為1a，其余均為默認(rèn)。選擇作者、機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵詞等節(jié)點(diǎn)，分別繪制作者、機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵詞等共現(xiàn)圖譜。生成的圖譜中，N為節(jié)點(diǎn)數(shù)，E為網(wǎng)絡(luò)中的連線(xiàn)數(shù)，網(wǎng)絡(luò)密度(Density)表示節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系強(qiáng)度。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量分析

1992—2020年，我國(guó)森林火災(zāi)領(lǐng)域研究文獻(xiàn)共計(jì)1 810篇有效核心期刊論文，發(fā)表數(shù)量及占總數(shù)百分比如圖1所示。整體上看，森林火災(zāi)相關(guān)研究文獻(xiàn)發(fā)表總量呈現(xiàn)規(guī)律變化趨勢(shì)，其變化歷程可劃分為3個(gè)階段。第1階段為1992—2000年，國(guó)內(nèi)森林火災(zāi)相關(guān)研究處于探索發(fā)展階段。森林火災(zāi)相關(guān)研究開(kāi)始進(jìn)入大眾視野，但這一階段文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量呈現(xiàn)快速遞減趨勢(shì)。1992—1995年期間共計(jì)發(fā)表國(guó)內(nèi)森林火災(zāi)相關(guān)文獻(xiàn)356篇，其中254篇文獻(xiàn)發(fā)表于《森林防火》期刊，占比達(dá)到71.3%。而在1996年之后，《森林防火》期刊并未被CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中核心期刊收錄，因此這一階段呈現(xiàn)斷崖式遞減。排除《森林防火》相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量，年均文獻(xiàn)發(fā)表量28篇，表明我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究仍處于積極探索階段。

圖1 1992-2020年我國(guó)森林火災(zāi)研究文獻(xiàn)數(shù)量及其占比

第2階段為2000—2010年，國(guó)內(nèi)森林火災(zāi)相關(guān)研究處于快速發(fā)展階段。這一階段年論文發(fā)表首次突破100篇，年均文獻(xiàn)發(fā)表量52篇，較第一階段年均文獻(xiàn)數(shù)量增加85.7%。第三階段為2010年至今，國(guó)內(nèi)森林火災(zāi)相關(guān)研究處于平穩(wěn)發(fā)展階段，年均文獻(xiàn)發(fā)表量80篇(不含2020年)，與第二階段相比增長(zhǎng)53.8%?？傮w而言，在過(guò)去近30年中，我國(guó)森林火災(zāi)研究歷經(jīng)探索、快速發(fā)展和穩(wěn)步推進(jìn)3個(gè)階段，國(guó)內(nèi)期刊中相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量明顯增加。

2.2 作者網(wǎng)絡(luò)圖譜分析

通過(guò)對(duì)森林火災(zāi)研究的作者發(fā)文量及合作網(wǎng)絡(luò)圖譜進(jìn)行分析，可以了解森林火災(zāi)研究的作者分布及合作情況，處理后獲得作者網(wǎng)絡(luò)圖譜(如圖2所示)及相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)。在作者共現(xiàn)圖譜中，節(jié)點(diǎn)數(shù)(N)為432，連線(xiàn)數(shù)(E)為843，網(wǎng)絡(luò)密度(Density)為0.009 1。表明1 810篇林火相關(guān)文獻(xiàn)共涉及432個(gè)署名作者，作者間合作達(dá)到843次。從作者合作程度來(lái)看，研究人員之間的連線(xiàn)較多，相互之間合作強(qiáng)度較高，且形成了以舒立福和田曉瑞等(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院)、胡海清和孫龍等(東北林業(yè)大學(xué))、牛樹(shù)奎和劉曉東等(北京林業(yè)大學(xué))和張貴和張思玉等(中南林業(yè)科技大學(xué))為主的明顯合作網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定的合作群體已經(jīng)形成。從文獻(xiàn)發(fā)表總數(shù)量來(lái)看(表1)，居于前列的作者是舒立福(84篇)、胡海清(60篇)、田曉瑞(57篇)、王明玉(47篇)、趙鳳君(36篇)和孫龍(32篇)等。其中，發(fā)文量大于10篇的作者共有28位，發(fā)文量共計(jì)690篇，即發(fā)文量前6.5%的作者發(fā)文占總發(fā)文量的38.1%，充分體現(xiàn)這些作者在我國(guó)森林火災(zāi)研究領(lǐng)域的核心地位，我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究的核心作者群已基本形成。

圖2 我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究核心作者網(wǎng)絡(luò)圖譜

表 1 發(fā)表文獻(xiàn)10篇及以上的研究作者

2.3 機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖譜分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)第一作者所在機(jī)構(gòu)，分析我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)間合作情況及影響力。結(jié)果如圖3所示，發(fā)文機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖譜共有節(jié)點(diǎn)105個(gè)，連線(xiàn)102條，網(wǎng)絡(luò)密度為0.018 7。表明1 810篇文獻(xiàn)共涉及105個(gè)研究機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)間合作達(dá)到102次。排名前4位的機(jī)構(gòu)分別是東北林業(yè)大學(xué)(179篇)、北京林業(yè)大學(xué)(113篇)、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所(81篇)和中南林業(yè)科技大學(xué)(62篇)，這與作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜結(jié)果較為吻合。其中發(fā)文量大于50篇的前4位研究機(jī)構(gòu)，總發(fā)文量435篇(見(jiàn)表2)，即發(fā)文量前3.8%的機(jī)構(gòu)發(fā)文占總發(fā)文量的24.0%，充分體現(xiàn)這些機(jī)構(gòu)在我國(guó)森林火災(zāi)研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

圖 3 我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖譜

表2 發(fā)表文獻(xiàn)10篇及以上的研究機(jī)構(gòu)

2.4 研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是文獻(xiàn)內(nèi)容的整體凝練和研究主題的高度概括。關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖4所示，關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中共有節(jié)點(diǎn)257個(gè)，連線(xiàn)850條，網(wǎng)絡(luò)密度為0.025 8。關(guān)鍵詞“森林火災(zāi)”在圖譜中占據(jù)中心地位，出現(xiàn)頻次高達(dá)742次。以森林火災(zāi)為中心，代表林火基礎(chǔ)研究及結(jié)合領(lǐng)域的森林防火、大興安嶺、森林可燃物、林火烈度和林火行為等5個(gè)關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高(見(jiàn)表3)，表明我國(guó)森林火災(zāi)研究集中在森林可燃物、林火烈度和林火行為等基礎(chǔ)研究，以及森林防火等相關(guān)預(yù)防工作，且研究區(qū)域主要位于火災(zāi)形勢(shì)嚴(yán)峻的大興安嶺地區(qū)，這些關(guān)鍵詞共同代表了國(guó)內(nèi)森林火災(zāi)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及新的結(jié)合領(lǐng)域出現(xiàn)，時(shí)空分布、GIS、林火干擾、氣候變化、Modis、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和碳排放等關(guān)鍵詞在2000年以后逐步成為新的研究熱點(diǎn)。

圖 4 我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜

表3 我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞

作為關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析的另一重要結(jié)果，中介中心性(Centrality)是測(cè)度節(jié)點(diǎn)在共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中重要性的指標(biāo)，可被看作是該研究領(lǐng)域的關(guān)鍵點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和觸發(fā)點(diǎn)。中介中心性不小于0.1的節(jié)點(diǎn)共6個(gè)，最高中介中心性的關(guān)鍵詞為森林火災(zāi)(0.68)，其他中介中心性較高的關(guān)鍵詞分別是大興安嶺(0.36)、森林防火(0.35)、森林可燃物(0.19)、林火行為(0.11)和林火烈度(0.10)。以上關(guān)鍵詞在共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中具有顯著影響力，對(duì)該領(lǐng)域研究的演進(jìn)具有重要貢獻(xiàn)。同時(shí)，大量的低頻關(guān)鍵詞反映出我國(guó)森林火災(zāi)研究主題的廣泛性，在專(zhuān)題研究的深度方面有所欠缺。

2.5 研究前沿趨勢(shì)分析

突現(xiàn)詞是某一相關(guān)領(lǐng)域較短時(shí)間內(nèi)使用頻次較高或出現(xiàn)次數(shù)較多的關(guān)鍵詞，通過(guò)對(duì)突現(xiàn)詞進(jìn)行分析，可以判斷該領(lǐng)域的預(yù)測(cè)研究趨勢(shì)(見(jiàn)表4)。1992—2002年，林火管理、防火林帶、特大森林火災(zāi)、森林防火、防火線(xiàn)和林火撲救是代表我國(guó)這一階段森林火災(zāi)研究趨勢(shì)的熱點(diǎn)詞匯。研究早期，由于受科學(xué)技術(shù)和經(jīng)費(fèi)投入等影響，國(guó)內(nèi)林火形勢(shì)和相關(guān)政策主導(dǎo)森林火災(zāi)領(lǐng)域的研究趨勢(shì)。2003—2010年，地理信息系統(tǒng)(GIS)、林火蔓延模型、森林保護(hù)學(xué)、Modis、可燃物載量和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是代表我國(guó)這一階段森林火災(zāi)研究趨勢(shì)的熱點(diǎn)詞匯。隨著新興技術(shù)的發(fā)展，這一時(shí)期森林火災(zāi)研究逐漸進(jìn)入分化融合階段，國(guó)內(nèi)外新興科學(xué)技術(shù)主導(dǎo)森林火災(zāi)研究趨勢(shì)，大量研究運(yùn)用地理信息系統(tǒng)[8]、衛(wèi)星遙感[9]和無(wú)線(xiàn)傳感器等技術(shù)[10]，實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)研究的量化和可視化。2011—2020年，碳排放、時(shí)空分布、林火干擾、火燒跡地、北方森林和林火烈度是代表我國(guó)這一階段森林火災(zāi)研究趨勢(shì)的熱點(diǎn)詞匯。這一階段，生態(tài)需求主導(dǎo)我國(guó)森林火災(zāi)研究趨勢(shì)。隨著國(guó)內(nèi)林火研究的不斷深入，對(duì)林火的研究由過(guò)去側(cè)重于火燒面積單一因素，轉(zhuǎn)向運(yùn)用多重屬性來(lái)定量刻畫(huà)野火活動(dòng)的時(shí)空分布[3]，由過(guò)去側(cè)重火災(zāi)撲救和預(yù)防，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)森林結(jié)構(gòu)與功能動(dòng)態(tài)的林火干擾?；鹋c北方森林植被組成和動(dòng)態(tài)的關(guān)系也是研究最為深入的科學(xué)問(wèn)題之一，近年來(lái)，持續(xù)的暖干化氣候以及頻發(fā)的極端氣象事件已導(dǎo)致全球北方針葉林區(qū)多個(gè)地區(qū)的林火情勢(shì)(fire regime)趨向嚴(yán)酷化[11]，而受?chē)?yán)格的林火防控政策影響，我國(guó)林火的發(fā)生面積呈顯著下降趨勢(shì)[12]，大量研究由森林火災(zāi)研究本身轉(zhuǎn)向了火對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，碳排放、林火烈度等成為新的研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

表 4 我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究突現(xiàn)詞

3 結(jié)論與展望

研究結(jié)果表明我國(guó)森林火災(zāi)領(lǐng)域研究文獻(xiàn)呈現(xiàn)規(guī)律變化趨勢(shì)，其變化歷程可劃分為探索、快速發(fā)展和穩(wěn)步推進(jìn)3個(gè)階段。我國(guó)森林火災(zāi)相關(guān)研究的核心作者群已基本形成，森林火災(zāi)研究形成了以舒立福和田曉瑞等(中國(guó)林科院)、胡海清和孫龍等(東北林業(yè)大學(xué))、牛樹(shù)奎和劉曉東等(北京林業(yè)大學(xué))和張貴和張思玉等(中南林業(yè)科技大學(xué))為主的明顯作者、機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定的合作群體已經(jīng)形成。同時(shí)，以森林火災(zāi)這一核心主題為中心，代表林火基礎(chǔ)研究及結(jié)合領(lǐng)域的森林防火、大興安嶺、森林可燃物、林火烈度和林火行為等關(guān)鍵詞發(fā)散形成一系列研究熱點(diǎn)，不同時(shí)間段，研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)存在明顯的規(guī)律變化，火燒跡地、北方森林和林火烈度等關(guān)鍵詞是當(dāng)前森林火災(zāi)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)話(huà)題。總體來(lái)看，森林火災(zāi)研究?jī)?nèi)容呈現(xiàn)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域趨勢(shì)，已成為極具綜合性的研究領(lǐng)域。

受?chē)?yán)格的林火防控政策影響，我國(guó)林火的發(fā)生面積呈顯著下降趨勢(shì)，意味著極端森林大火發(fā)生的可能性也進(jìn)一步增加，因此極端大火的發(fā)生機(jī)制和生態(tài)影響將成為新的關(guān)注點(diǎn)。目前，關(guān)于極端大火的研究剛剛起步，相信未來(lái)一個(gè)時(shí)期，得益于先進(jìn)遙感技術(shù)和人工智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)支持，在極端大火的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和環(huán)境-生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面將有所突破。同時(shí)，隨著相關(guān)機(jī)構(gòu)、學(xué)界以及整個(gè)社會(huì)對(duì)森林火災(zāi)研究的高度重視，必將推動(dòng)我國(guó)林火研究進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段，也必將為我國(guó)森林防火事業(yè)發(fā)展提供更多的引導(dǎo)和規(guī)范作用。