我国农业温室气体排放研究的文献计量学分析

作者:未知

  摘  要:全球气候变化,尤其是气候变暖已经引起当今国际社会的普遍关注。人类活动所产生的CO2、N2O、CH4等温室气体浓度增高是导致全球变暖的主要原因。为了解我国在农业温室气体排放研究方面的情况,分析其历史过程、发展动向、研究热点,该文基于中国知网数据库,输入主题词“农业温室气体”/“低碳农业”/“农业节能减排”/“土壤固碳”/“稻田甲烷排放”/“氧化亚氮排放”/“畜牧业温室气体排放”/“反刍动物甲烷排放”模糊匹配,共搜索收集我国研究人员中文期刊文献4732篇(1987年1月1日至2017年12月31日),其中包括期刊、教育期刊、特色期刊、博硕士论文和学术辑刊论文。通过运用Citespace软件,对文献年出版量、关键词、作者和机构分布进行计量学分析,可以看出相关文献年发表数量在逐渐增加;以可视化图谱展现了1987—2017年的研究热点、研究动态、主要研究人员和研究机构。
  关键词:全球气候变化;农业温室气体;计量学分析
  中图分类号 S274 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2019)(02-03)-0116-04
  Abstract:Global climate change,especially global warming,has raised the concern of the international community,which is mainly caused by the increasing concentration of such greenhouse gases as CO2、N2O、CH4.To understand the current situation and the historical process as well as development trend of agricultural greenhouse gases emissions in China,the writer searches for all the related 4732 Chinese documents (from 1987.1.1 to 2007.12.31)in our country using the titles such as “agriculture greenhouse gases” /“low carbon agriculture” / “energy saving and emission reduction in agriculture”/“soil carbon sequestration”/"methane emissions from rice fields"/ "nitrous oxide emissions"/"Greenhouse gas emissions from animal husbandry"/"methane emissions from ruminants" and applies the software Cite space to analyze the publishing number of per year,the frequency of key words,the researchers,research organizations,etc,which indicate the publishing number of per year is gradually increasing and show the research hot-spots,research tendency、the main research teams and organizations.
  Key words:Global climate change; Agricultural greenhouse gases; Bibliometric analysis
  世界經济发展和能源的消耗导致全球气候发生了变化,特别是全球变暖已成为当今国际社会普遍关注的热点,温室气体排放过量是气候变暖的主要原因。农业领域是世界上一个重要的温室气体排放源,而我国是世界上最重要的农业大国之一,因此农业温室气体排放研究在我国乃至世界都占有重要地位。据推算,2009年我国农业总计排放温室气体158557.3万tCO2当量,比1980年增长52.03%,年均增长1.46%。其中CH4占总排放的25%,N2O占总排放的52%,CO2占总排放的23%[1]。为应对气候变化,国际社会已进行了大量研究,提出了各种减排措施。中国作为目前农业温室气体排放量最大的国家之一,更是投入了大量的人力、物力、财力,从多个角度研究农业领域的排放源以及减排措施,为应对气候变化、实现中国低碳农业和可持续发展寻求对策。
  文献计量学可视化分析是集绘图、数据采集、分析、整理和展现已有知识结构为一体的新型方法,已经逐渐成为预测各个学科领域发展态势的重要手段[2-4],常用的分析方法有ArnetMiner、Mate-analysis、PaperLens、TDA、Citespace等[5-6]。Citespace较其他软件具有聚类分析、多维尺度分析、社会网络分析等优势,侧重于探测和分析学科研究前沿的演变趋势、研究前沿与其知识基础之间的关系,以及不同研究前沿之间的内部联系[5]。与早期的可视化工具相比,它拥有更高的可视化清晰度和可解释性,能够清晰展示不同论文群体中的知识基础、热点、新兴趋势和关键点等[7]。21世纪以来,文献计量学已被广泛用来研究许多学科或领域前沿进展,如医学、环境学、生物学等,其理论和方法已被广泛用于描述、评价和预测不同研究领域的历史进程、现状、发展趋势和研究热点。针对农业温室气体排放影响因素众多以及对环境和气候变化的影响,研究农业温室气体的排放量对于节能减排、减轻生态和环境压力具有导向作用,故从文献计量学角度对其研究、归纳和预测具有重要意义。   1 资料与方法
  1.1 数据来源 数据来源于中国知网数据库,包括各类期刊论文和博硕论文。检索条件:文献主题词“农业温室气体”/“低碳农业”/“农业节能减排”/“土壤固碳”/“稻田甲烷排放”/“氧化亞氮排放”/“畜牧业温室气体排放”/“反刍动物甲烷排放”模糊匹配,专辑导航,全部数据库,文献跨库检索,共收集分析我国研究人员4732篇文章(1987年1月1日至2017年12月31日)。
  1.2 分析方法 文献计量学是基于文献事实,用数学和统计学的方法,定量分析一切知识载体的交叉科学。应用文献计量学方法,研究某一学科或领域的文献计量学特征,有利于把握该学科或领域研究的发展阶段和规律,揭示研究的发展方向。笔者运用图书馆领域的文献计量学方法和Citespace软件(一种可视化文献分析软件),对我国在农业温室气体排放研究方面的文献数量、关键词频率、研究人员、研究机构进行了分析,用视图来反映该领域的研究状况、研究热点、研究力量及领军人物等,有利于该领域国内外学者的合作交流。
  2 结果与分析
  2.1 每年的出版量 某领域相关文献的年度发表量能客观反映其研究状况、发展阶段及发展速度。根据时间脉络,分析农业温室气体排放研究相关文献的出版时间和年出版量。1987—2006年,我国农业温室气体排放研究刚刚起步,虽然每年都有相关文献在中外期刊上发表,但年均发文量不超过30篇;2007—2009年,农业温室气体研究方面的文献年发表量稳步增加;从2010年至今,文献的发表量呈剧增态势,年平均发文量为450篇以上,2011年最高达491篇。
  2.2 关键词的出现频率 文献关键词是对文章内容的高度概括和总结,关键词和热点词的出现频率可以反映该领域的研究内容和热点。数据源导入Citespace软件后,设置网络节点为关键词,时间间隔为2年,其余为默认值,统计出该领域的高频关键词和热点词。可以看出各阶段的研究热点:
  初始阶段(1987—2006年)出现的高频关键词为稻田、CH4(排放)、N2O(排放)、(农田)土壤、(土壤)有机碳、(土壤)固碳、反刍动物等;热点词是稻(水)田、甲烷(排放),证明此阶段的研究热点是稻(水)田,主要围绕稻(水)田、农田土壤和土壤有机碳来研究温室气体排放和固碳减排措施。扩展阶段(2007—2009年)出现频率较高的关键词和热点词为低碳农业、低碳经济、节能减排;此外,高频关键词中还出现了循环农业、生态农业、森林生态系统等,说明此阶段研究热点是和低碳相关的节能减排措施。巩固和加强阶段(2010—2017年)频繁出现的关键词是碳储量、碳足迹、生物质碳、秸秆还田等,热点词中也出现了这些词语,说明此阶段的热点仍是围绕低碳农业和低碳经济,但是研究角度和减排措施不同,研究人员从碳足迹、碳储量等角度对农业温室气体排放进行研究并提出对策。
  2.3 作者和研究机构分析 通过对作者的分析,可了解该领域的主要研究人员及其研究情况,促进该领域的交流合作。Citespace软件提供了作者和机构分析功能,将网络节点(Node Types)设置为作者(Author),时间间隔(Time slice)为2年,算法选择 Pathfinder,阈值设为9,其余参数均为默认值。利用Citespace软件对作者和作者机构进行网络分析。我国很多研究人员都致力于农业温室气体排放的研究,并为此做出了巨大贡献。
  分析研究机构得知该领域的主要研究团队和研究力量。将网络节点(Node Types)设置为机构(Institution),时间间隔(Time slice)为2年,Top N per slice为20,算法选择 Pathfinder,阈值设为10,其余参数均为默认值,通过Citespace软件绘制出各主要研究机构(图4)。图中节点代表机构,节点的大小以文献中机构出现的频率控制,出现的频率次数越多,节点越大。从图4可以看出,我国在温室气体排放研究方面的主要研究机构有:中国科学院,中国农业大学、南京农业大学、东北农业大学、福建农业科学院等。
  论文被引用的频率在一定程度上可以反映出其对该领域后续研究的影响和参考价值。在发表的所有文献中,按引用量排序依次是:中国科学院南京土壤研究所 赵其国和钱海燕共同发表的“低碳经济与农业发展思考”,共被引用447次;新罕布舍大学地球、海洋与空间研究所、中国农业科学院、中国气象科学院、中国科学院、湖南农业大学、莱斯大学的李长生、肖向明、S.Frokling、邱建军等2003年发表的“中国农田的温室气体排放”,共被引用399次;中国农业科学院的董红敏、李玉娥等2008年共同发表的“中国农业源温室气体排放与减排技术对策”,共被引用329次;潘根兴等人的“固碳土壤学的核心科学问题与研究进展”,被引287次;韩冰、王效科、逯非等人的“中国农田土壤生态系统固碳现状和潜力”,被引次数达256次;中国科学院大气物理研究所黄耀2006年发表的“中国的温室气体排放、减排措施和对策”,共被引用254次;中国科学院南京土壤研究所张玉铭、胡春胜、张佳宝、董文玉等2011年共同发表的“农田土壤主要温室气体(N2O,CH4,CO2)的源/汇强度及其温室效应进展”,共被引用267次;中国科学院的宋文质、王少彬、苏维瀚、曽江海、王智平、张玉铭1996年共同发表的“我国农田土壤的主要温室气体CO2,CH4和N2O排放研究”,共被引用214次。就被引文章作者所在的机构和产生的影响而言,中国科学院系统居于首位。
  3 结论与讨论
  基于1987年1月1日至2017年12月31日国内发表的与农业温室气体排放研究相关的文献,通过计量学分析发现:
  (1)尽管我国农业温室气体排放研究起步较晚,但发展很快,且各阶段每年论文的发表量尤其近几年的发表量迅速增加。由此可知,农业在今后仍是温室气体排放研究的重点。   (2)我国农业温室气体排放研究在不同阶段有不同的研究内容和热点:初始阶段研究的热点是稻(水)田、农田土壤;扩展阶段研究的热点是低碳农业和低碳经济,利用土壤碳源和碳汇的双重功能;巩固和加强阶段研究的内容仍是和低碳相关的碳足迹/碳储量等,秸秆还田和生物质碳因特殊的理化性质和在农业温室气体减排中的作用成为研究热点。尽管各个阶段的研究热点不一样,但最终目的都是为了减少温室气体排放、减轻环境和生态压力、发展低碳农业和低碳经济、实现农业和经济的可持续发展。
  (3)主要研究力量是农业类高校和不同层次的研究所。这些研究机构和研究人员在研究界定排放源、分析影响因素和提出减排对策等方面做出了巨大贡献。从农业温室气体排放研究的历史进程、研究人员、研究机构的发文量和文章被引量可以看出,中国科学院在农业温室气体排放研究方面是中坚力量和引领单位,在此领域取得了巨大的成绩,并得到了国内外学者的认可。
  参考文献
  [1]谭秋成.中国农业温室气体排放:现状及挑战[J].中国人口.资源与环境,2011,21(10):69-75.
  [2]Shiffrin R M,B?rner K.Mapping knowledge domains.[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2004,101 Suppl 1(Supplement 1):5183-5185.
  [3]Fang Y,Yin J,Wu B.Climate change and tourism:a scientometric analysis using CiteSpace[J].Journal of Sustainable Tourism,2017(3):1-19.
  [4]Chen C,Hu Z,Liu S,et al.Emerging trends in regenerative medicine:a scientometric analysis in CiteSpace.[J].Expert Opin Biol Ther,2012,12(5):593-608.
  [5]秦曉楠,卢小丽,武春友.国内生态安全研究知识图谱——基于Citespace的计量分析[J].生态学报,2014,34(13):3693-3703.
  [6]程景民,李欣彤.转基因玉米的科学知识图谱研究——基于Citespace的计量分析[J].中国农学通报,2017(5):128-132.
  [7]Chen C.CiteSpace II:Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature[J].Journal of the China Society for Scientific & Technical Information,2006,57(3):359-377.
  (责编:徐世红)
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