畢 陳

（云南森林自然中心，云南昆明 650225）

林業(yè)的價(jià)值觀、定義和實(shí)踐因國(guó)家而異，并且一直在變化。最早的林業(yè)定義之一出現(xiàn)在1916年，將林業(yè)定義為森林目的（用于木材供應(yīng)和森林影響）連續(xù)管理森林的科學(xué)和藝術(shù)。該定義在20世紀(jì)被多次修訂。1998 年，美國(guó)林業(yè)協(xié)會(huì)（SAF）將林業(yè)（由IUFRO 采納，2000 年）定義為以可持續(xù)的方式創(chuàng)造、管理和保護(hù)森林及相關(guān)資源以滿足預(yù)期目標(biāo)、需求的科學(xué)、藝術(shù)、商業(yè)、價(jià)值觀[1]。數(shù)字林業(yè)一詞是在1998 年提出數(shù)字地球計(jì)劃之后出現(xiàn)的。在過(guò)去的幾年里，數(shù)字林業(yè)的框架和定義受到了廣泛關(guān)注。中國(guó)學(xué)者就數(shù)字林業(yè)定義、如何將傳統(tǒng)林業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字林業(yè)、數(shù)字林業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向等進(jìn)行了討論。

CiteSpace 是一個(gè)基于Java[2-3]的應(yīng)用程序，用于分析和可視化科學(xué)文獻(xiàn)的趨勢(shì)和模式，包括計(jì)量學(xué)、共現(xiàn)分析和聚類(lèi)分析。本研究采用CiteSpace，從共同作者、國(guó)家和機(jī)構(gòu)的合作網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)合引用文獻(xiàn)情況，共現(xiàn)關(guān)鍵詞與聚類(lèi)以及關(guān)鍵詞爆發(fā)方面探索了數(shù)字林業(yè)的研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)。鑒于CNKI 的收錄刊物繁多，期刊差異很大，為了更好地體現(xiàn)我國(guó)數(shù)字林業(yè)研究情況，以“數(shù)字林業(yè)”為主題進(jìn)行搜索，時(shí)間設(shè)置“1991—2022 年”。檢索后有748 篇文獻(xiàn)符合篩選條件，刪除與數(shù)字林業(yè)無(wú)關(guān)的研究。審查標(biāo)題和摘要后，剩余551 篇文獻(xiàn)。

1.2 研究方法

采用Citespace[2-3]分析每年出版物的數(shù)量和增長(zhǎng)趨勢(shì)，探索作者、機(jī)構(gòu)、國(guó)家之間的合作網(wǎng)絡(luò)，確定共同引用的參考文獻(xiàn)以及隨著時(shí)間的推移捕獲引用強(qiáng)度高的關(guān)鍵詞，探討數(shù)字林業(yè)的研究前沿和新興趨勢(shì)。各種可視化知識(shí)圖中存在不同的節(jié)點(diǎn)和鏈接，高中心性的節(jié)點(diǎn)通常被識(shí)別為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)或轉(zhuǎn)折點(diǎn)。本研究下載了CNKI 檢索到的記錄，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成純文本格式并導(dǎo)出，包括完整的記錄和引用，命名為download_xxx。最后導(dǎo)入到CiteSpace 5.8.R3，用于文獻(xiàn)計(jì)量和可視化分析。使用CiteSpace 進(jìn)行共現(xiàn)關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)聚類(lèi)，顯示主要主題。剪影函數(shù)通常用來(lái)評(píng)估簇的大小。通常，如果聚類(lèi)的輪廓值大于0.7，說(shuō)明聚類(lèi)成員具有較高的同質(zhì)性，聚類(lèi)結(jié)果有意義；如果輪廓值大于0.5，聚類(lèi)通常被認(rèn)為是合理的。

2 研究概況

2.1 年度發(fā)文量

文獻(xiàn)數(shù)量變化的時(shí)間圖可以直觀地反映學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。圖1 為1991—2022 年數(shù)字林業(yè)研究領(lǐng)域發(fā)表的論文數(shù)量和論文引用次數(shù)的時(shí)間分布。從整體上看該領(lǐng)域的發(fā)文量可以分為3 個(gè)階段：1991—2006 年，發(fā)文量處于增長(zhǎng)狀態(tài)，說(shuō)明數(shù)字林業(yè)領(lǐng)域的研究尚處于快速發(fā)展階段；2007—2010年，該領(lǐng)域的發(fā)文量呈快速下降趨勢(shì)，2010 年出現(xiàn)了低谷，說(shuō)明這一階段學(xué)者對(duì)數(shù)字林業(yè)領(lǐng)域的關(guān)注度降低；2010—2022 年，發(fā)文量處于平穩(wěn)狀態(tài)，但發(fā)文量在減少，說(shuō)明數(shù)字林業(yè)領(lǐng)域的研究達(dá)到了飽和狀態(tài)。

圖1 年度發(fā)文量統(tǒng)計(jì)

2.2 研究機(jī)構(gòu)

通過(guò)CiteSpace 對(duì)551 篇文獻(xiàn)的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，獲得研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，見(jiàn)圖2。圖譜中研究機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)越大，說(shuō)明研究機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的次數(shù)越多，線條越粗，說(shuō)明機(jī)構(gòu)間的聯(lián)系越緊密。圖譜中共有392 個(gè)節(jié)點(diǎn)。發(fā)文量較多的是東北林業(yè)大學(xué)、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所、遼寧省林業(yè)廳信息中心，分別為16、14 和7 篇，其余機(jī)構(gòu)出現(xiàn)次數(shù)較少，并且機(jī)構(gòu)間的線條少且細(xì)。表明數(shù)字林業(yè)領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)間的聯(lián)系與合作較弱，學(xué)術(shù)合作次數(shù)較少，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)術(shù)間的交流與合作。

圖2 研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字林業(yè)研究領(lǐng)域發(fā)文量在5 篇及以上的共有8 所（表1），其發(fā)文量占所統(tǒng)計(jì)論文總數(shù)的11.4%。表明在數(shù)字林業(yè)研究領(lǐng)域，發(fā)文機(jī)構(gòu)集中度較高。

2.3 發(fā)文作者

利用CiteSpace 對(duì)論文作者進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，獲得了1991—2022 年數(shù)字林業(yè)領(lǐng)域作者共現(xiàn)圖譜，見(jiàn)圖3。圖中的結(jié)點(diǎn)數(shù)量表示論文作者的共現(xiàn)頻次，而線條多少和粗細(xì)則體現(xiàn)了論文作者間的學(xué)術(shù)關(guān)系和協(xié)作程度[3]。該圖譜共有565 個(gè)節(jié)點(diǎn)、480 個(gè)鏈接，網(wǎng)絡(luò)密度為0.003。從研究領(lǐng)域作者共現(xiàn)圖譜可以看出，作者之間的聯(lián)系比較集中，形成了幾個(gè)核心的研究團(tuán)隊(duì)。

圖3 發(fā)文作者合作網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字林業(yè)研究領(lǐng)域中發(fā)表論文數(shù)量在4篇以上的研究者共計(jì)12名作者，如表2所示。這12名作者發(fā)表的論文數(shù)量約占統(tǒng)計(jì)論文總量的14.0%。這也說(shuō)明在數(shù)字林業(yè)領(lǐng)域中，發(fā)文者集中度很高。

表2 發(fā)文量4篇以上的作者

3 研究熱點(diǎn)與前沿

3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表數(shù)字林業(yè)研究的一個(gè)關(guān)鍵詞，出現(xiàn)的頻次越多，節(jié)點(diǎn)就越大[4]。由圖4 可知，圖譜中共有439 關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間的連線代表關(guān)鍵詞的彼此關(guān)聯(lián)，有1 052 條連接線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.008 7。圖譜中的節(jié)點(diǎn)越大，代表關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻率越高，圖中線條越粗，代表關(guān)鍵詞的彼此聯(lián)系越密切。其中代表關(guān)鍵詞“數(shù)字林業(yè)”的節(jié)點(diǎn)數(shù)量最大，共現(xiàn)頻率也最高。此外，從表3 可以看出，關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次在10 個(gè)以上的有：“數(shù)字林業(yè)”256次、“林業(yè)”29次、“森林資源”26次、“gi”24次、“應(yīng)用”19次、“智慧森林”18次、“3s技術(shù)”15次、“林業(yè)管理”15次等，表明進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)數(shù)字林業(yè)研究熱點(diǎn)主要集中在以上8個(gè)方面，其中關(guān)鍵詞“數(shù)字林業(yè)”“林業(yè)”和“森林資源”的關(guān)注度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他關(guān)鍵詞。僅僅分析關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻次容易造成焦點(diǎn)交叉和問(wèn)題遺漏，因此，需要開(kāi)展更深入的問(wèn)題分析。

表3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次表（30次以上）

3.2 研究前沿——關(guān)鍵詞突變與時(shí)間線圖譜分析

關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖是指關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率在特定時(shí)間或節(jié)點(diǎn)內(nèi)突然變高，并且變化熱度又延續(xù)了很久，在關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖中以紅線作為突變的時(shí)間長(zhǎng)度，綠線則表示時(shí)間間隔[5]。利用關(guān)鍵詞突變分析能夠看出當(dāng)前研究主題的發(fā)展態(tài)勢(shì)，可以回顧這些關(guān)鍵詞在哪個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)形成了熱點(diǎn)，并延續(xù)了多長(zhǎng)時(shí)間，而且還能夠預(yù)見(jiàn)未來(lái)的研究發(fā)展趨勢(shì)。有關(guān)數(shù)字林業(yè)相關(guān)研究排名前4 位的關(guān)鍵詞突現(xiàn)如圖5所示，1991 年首次出現(xiàn)引用爆發(fā)的關(guān)鍵詞有“數(shù)字地球”“gi”“智慧林業(yè)”和“退耕還林”等。從關(guān)鍵詞突現(xiàn)強(qiáng)度來(lái)看，“智慧林業(yè)”一詞的突現(xiàn)程度最高，達(dá)到7.37，之后是“gi”“退耕還林”和“數(shù)字地球”分別為5.38、3.71 和3.67。這些關(guān)鍵詞在一定程度上代表了數(shù)字林業(yè)相關(guān)的研究熱點(diǎn)及前沿內(nèi)容。

圖5 關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞時(shí)線圖譜能夠揭示研究主題的時(shí)間跨度與發(fā)展途徑，并由此能夠找到什么關(guān)鍵詞將進(jìn)一步成為前沿研究的熱門(mén)話題[6-7]。綜合關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖和關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜，可以將2012—2022 年森林資源研究劃分為4 個(gè)階段。關(guān)鍵詞時(shí)間線如圖6所示。

圖6 關(guān)鍵詞時(shí)間線

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

（1）研究概況。通過(guò)CiteSpcace 軟件系統(tǒng)對(duì)1991—2022 年的中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)“數(shù)字林業(yè)”文獻(xiàn)的全面知識(shí)圖譜分析，通過(guò)對(duì)各研究學(xué)者的關(guān)聯(lián)分析以及研究機(jī)構(gòu)的關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)各研究學(xué)者與研究機(jī)構(gòu)多為獨(dú)立研究，并且彼此間的合作密度較低。為了營(yíng)造更好的學(xué)術(shù)氛圍，未來(lái)有望加強(qiáng)各學(xué)者以及研究機(jī)構(gòu)之間的學(xué)術(shù)交流與合作。

（2）研究熱點(diǎn)。通過(guò)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析與關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖譜分析，1991—2022 年數(shù)字林業(yè)研究熱點(diǎn)主要集中在“數(shù)字林業(yè)”“林業(yè)”和“森林資源”等研究主題。通過(guò)聚類(lèi)和突現(xiàn)圖譜分析，關(guān)于林業(yè)的研究大多仍集中在智慧林業(yè)和退耕還林這2個(gè)主題。并且在該研究領(lǐng)域一直都是研究熱點(diǎn)。

4.2 展望

基于上述圖譜的分析，筆者認(rèn)為未來(lái)數(shù)字林業(yè)研究的熱點(diǎn)主要集中在數(shù)字林業(yè)、智慧林業(yè)等方面。

（1）數(shù)字林業(yè)不是數(shù)字森林或三維森林信息系統(tǒng)，而是維護(hù)森林種植、管理、使用和保護(hù)的數(shù)字化框架。數(shù)字林業(yè)是促進(jìn)森林可持續(xù)發(fā)展的管理學(xué)科。

（2）數(shù)字林業(yè)在很大程度上仍然是一個(gè)概念，還有很多工作要做。隨著21世紀(jì)的發(fā)展，預(yù)計(jì)數(shù)字林業(yè)概念將為林業(yè)教育、研究和實(shí)踐的發(fā)展提供概念基礎(chǔ)。

（3）聚焦數(shù)字林業(yè)技術(shù)，通過(guò)為森林清查、規(guī)劃、管理和保護(hù)提供新的學(xué)科整合機(jī)制和虛擬環(huán)境，幫助林農(nóng)實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)和價(jià)值方向。

（4）數(shù)字林業(yè)最終將改變我們傳統(tǒng)林務(wù)員的思維、工作和文化。

（5）可視化技術(shù)在森林管理中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)可視化技術(shù)，系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)系、多維空間的實(shí)時(shí)狀態(tài)變化等信息直觀地呈現(xiàn)給用戶。此外，用戶還可以通過(guò)與系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互并將結(jié)果可視化，簡(jiǎn)單高效地分析大量復(fù)雜數(shù)據(jù)。目前，空間數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，例如GoogleEarth。林業(yè)數(shù)據(jù)可視化能力是林業(yè)大數(shù)據(jù)框架的重要功能?？梢暬闹饕康氖菍⒋髷?shù)據(jù)系統(tǒng)計(jì)算和分析的結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。通過(guò)與林業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和林業(yè)決策支持系統(tǒng)相結(jié)合，為林業(yè)數(shù)據(jù)分析和林業(yè)管理提供了極大的便利。