流域水資源管理研究論文計量分析

王莉亞,張志強,尉永平,熊永蘭

(1.河南工程學院,河南鄭州 451191;2.中國科學院蘭州文獻情報中心,甘肅蘭州 730000; 3.澳大利亞墨爾本大學澳中水資源研究中心,澳大利亞墨爾本 3010)

流域水資源管理研究論文計量分析

王莉亞1,張志強2,尉永平3,熊永蘭2

(1.河南工程學院,河南鄭州 451191;2.中國科學院蘭州文獻情報中心,甘肅蘭州 730000; 3.澳大利亞墨爾本大學澳中水資源研究中心,澳大利亞墨爾本 3010)

為了系統揭示流域水資源管理研究的現狀、趨勢和熱點,以Web of Science數據庫收錄的關于流域水資源管理研究的論文為數據源,利用美國湯森路透公司的數據分析工具TDA,對全世界流域水資源管理研究的論文進行計量分析。結果表明:流域水資源管理研究的論文數量呈穩步增長態勢,1991年以后的論文數量增加迅速;美國、中國、澳大利亞和歐洲國家的論文數量比較多,這些國家在此領域的研究比較活躍;2002年是國際流域水資源管理研究的轉折年,之前的研究主題比較分散,之后的研究主題比較集中。

流域;水資源管理;論文計量分析;熱點主題;數據分析;Web of Science

流域是地球淡水循環的重要組成部分,是與水相關的自然資源與生態系統服務功能的重要載體,是人類經濟社會活動與環境相互作用、相互和諧的基石,已經成為可持續水資源管理的主要對象[1]。人類對水資源流域性的認識是在19世紀中后期逐漸形成的,20世紀以來,隨著水管理實踐和理論研究的深入,多次國際性水資源會議在涉及水管理體制時,均提議以流域為單元管理水資源[2]。流域水資源管理研究涉及領域比較廣,即水資源管理問題的研究廣泛涉及了農業科學、醫學、地球物理科學、社會科學、水法、生態與環境科學以及經濟學等[3-9]。目前關于流域水資源管理方面的研究絕大部分是從專業角度開展的研究,或者綜述此領域的研究狀況,例如全球氣候變化對流域水文循環及水資源管理的顯著影響[10]、水權及初始水權分配研究[11]、跨界水污染治理研究[12]等,從文獻計量學角度開展該領域研究的長序列數據系統定量評價的文獻鮮見。本文從文獻計量學的角度出發,利用美國湯森路透公司的數據分析工具 TDA,對科學網數據庫(Web of Science)收錄的流域水資源管理研究的國際論文進行計量分析,從而深入把握國際流域水資源管理研究的整體進展狀況,揭示國際流域水資源管理研究的現狀與態勢、研究熱點及其布局,為我國流域水資源管理研究提供參考。

1 數據源

為了解全世界流域水資源管理研究的進展,充分反映該領域的發展動態,本文選用Web of Science數據庫中的SCI-E和SSCI引文數據庫,首先根據流域水資源研究方面的主題詞(水資源管理、水資源分配、水資源開發、水資源利用、水資源法律等)進行檢索,然后結合該數據庫中學科領域分類進行精選,從而檢索到數據庫中1921—2012年所有關于流域水資源管理研究方面的文獻。檢索詞分別為river basin、rivers、lake、watershed、catchment、management、distribution、protect、control、measure、develop、governance、exploit、utilize、allocation、policy、law等,檢索日期為2013年6月28日,共檢索到有效數據61739條。

2 論文的分布及對比

2.1 全世界的論文總量年度分布

從1921—2012年,全世界流域水資源管理研究論文總量呈穩步增長趨勢,如表1所示。從表1可以看出,論文總量增長反映了流域水資源管理研究的兩大發展階段:第一階段(1921—1990年)為研究的萌芽期,論文總量較少,平均每年不足7篇,且總量增長緩慢;第二階段(1991—2012年)為研究的較快發展期,論文總量不斷增加,平均每年約2785篇,總量呈明顯上升趨勢。

表1 全世界的論文總量年度分布

2.2 主要國家的論文數量對比

在現有數據基礎上,對不同國家的論文數量進行分析對比,可以看出論文數量排前10的國家分別為美國、中國、加拿大、英國、德國、澳大利亞、法國、西班牙、日本和荷蘭,它們發表的論文數量占總量的66.58%,其他186個國家或地區的論文數量只占33.42%,表明流域水資源管理研究相對集中在這前10個國家,表2為這些主要國家的論文數量對比情況。美國的論文數量占絕對優勢,遠遠高于其他9個國家,說明美國在流域水資源管理方面的科研活動相當活躍,并且具有相當強的研究實力。從整體上來看,其他9個國家的論文數量比例差異不是很大,其中加拿大、中國和英國各占6%以上;德國和澳大利亞各自所占比例比較接近,均超過了4%;西班牙、日本和荷蘭各自所占比例比較少,在3%左右。從累計百分比來看,前8個國家的論文數量累計已經超過了60%。

表2 主要國家的論文數量對比

2.3 主要國家的論文數量年度分布

表3為上述主要國家的論文數量年度分布情況。總體上講,這些國家的論文數量呈上升趨勢,其中美國和中國的論文數量增長速度比較快,而其他國家比較平緩。

表3 主要國家的論文數量年度分布

2.4 研究機構的論文數量年度分布

論文數量超過200篇的研究機構共有18個,其中大學有11所,分布在美國和英國;科研機構有4家,分別是西班牙國家研究委員會、俄羅斯科學院、中國科學院和美國農業部農業研究所;政府研究部門有3個,分別是加拿大環境保護局、美國地質斟查局和美國環境保護局。中國科學院以1327篇的論文數量排在首位。上述研究機構的論文數量主要分布于1990—2012年,如表4所示。總體來看,研究機構的年度論文數量呈上升趨勢,其中中國科學院的論文數量增長速度最快,其他機構變幅不大。雖然美國地質勘查局的論文數量在2000年有明顯的波動,但是總體變幅不大。

2.5 學科領域的論文數量年度分布

根據Web of Science數據庫對期刊的學科領域分類,1921—2012年流域水資源管理研究的論文主要分布在環境科學與生態學、水資源學、海洋和淡水生物、地質學、工程學、農學、海洋學、漁業、化學、氣象與大氣科學等領域,如表5所示。此外,部分論文還涉及自然地理學、地球化學及地球物理和動物學等學科領域,但是大多數論文都集中在環境科學與生態學領域,占22.76%,水資源學、海洋和淡水生物、地質學和工程學也是流域水資源管理研究涉及的主要領域。流域水資源管理研究論文的學科領域分布特點與其學科屬性密切相關。

表4 主要研究機構的論文數量年度分布

表5 流域水資源管理研究論文的主要學科分布

3 研究主題的關聯和分布

3.1 部分國家的研究主題

排名前19位的國家論文數量占全世界論文總量的80%,本文對這19個國家在1921—2012年的研究主題進行關聯程度分析,如圖1所示。圖1中點與點之間的連線及其粗細代表研究主題的關聯程度,連線越粗說明關聯程度越強,反之越弱(下同)[13]。由圖1可見,美國、加拿大、法國、德國、西班牙、瑞士、英國、意大利、荷蘭、比利時和瑞典等國家之間的研究主題關聯程度比較大。采用共詞聚類分析方法,對上述國家發表論文的關鍵詞進行聚類分析可知,它們關注的研究內容主要包括水質、氣候變化、土地利用、水體富營養化、河流的沉積物等。澳大利亞、俄羅斯、土耳其、印度、中國、巴西、日本和新西蘭這8個國家的研究主題相對比較獨立。

3.2 重點機構的研究主題

對上述18個重點研究機構在1921—2012年的研究主題進行關聯程度分析,如圖2所示。可以看出,由于地域的因素,美國大部分研究機構的研究主題關聯程度較強,其中美國農業部農業研究所、美國環境保護局、美國地質勘查局、佛羅里達大學、德州農工大學、科羅拉多州立大學、明尼蘇達大學、北卡羅來納大學和馬里蘭大學這9個機構的研究主題關聯程度比較強;同時英國不列顛哥倫比亞大學、華盛頓大學、科羅拉多州立大學的研究主題關聯程度也比較強。通過上述機構發表論文所包含的關鍵詞進行聚類分析,獲得這些機構關注的熱點問題分別為:水質、土地利用、河流中的沉積物、水體氮和磷含量以及SWAT模型的建模和流域研究等,同時還涉及地表水、水體富營養化、水生生物、徑流、遙感監測和氣候變化等方面的研究。威斯康星大學、加州大學戴維斯分校、亞利桑那大學、西班牙國家研究委員會、俄羅斯科學院、中國科學院、加拿大環境保護局這7個機構的研究主題相對比較獨立。

圖1 部分國家的研究主題關聯程度示意圖

圖2 重點機構的研究主題關聯程度示意圖

表6 流域水資源管理研究熱點主題的年度分布

3.3 熱點主題的年度分布

從整個時間段來看,不同年份的論文數量差異比較大,選取年論文數量超過100篇的時間段(1990—2012年,共計23年)作為分析對象。選擇當年研究主題所包含的論文數量占當年論文總量的比例超過2%的研究主題作為熱點主題,如表6所示,用√表示該主題在當年是熱點主題。利用共詞聚類方法對熱點主題所包含論文的關鍵詞進行分析,最終獲得23年里流域水資源管理研究的熱點主題是水質、氣候變化、河流的沉積物、水體富營養化、河流中氮磷等元素含量、水文建模及其應用、土地利用及其變化、河流湖泊水資源、農業用水和污染、地理信息系統GIS、自然災害(洪水和干旱)、水資源管理、水污染和水生生物等14個主題。水質、河流的沉積物、水體富營養化、河流中氮磷等元素含量、河流湖泊水資源、水生生物、水污染這7個主題一直受到重點關注;土地利用及其變化、地理信息系統GIS和水資源管理這3個主題的研究從2001年開始成為研究的熱點主體;氣候變化作為研究的熱點主題始于2009年;自然災害(洪水和干旱)僅在2002年是研究的熱點主題。

流域水資源管理研究的熱點主題論文數量占當年論文總量的比例如表7所示。顯然,熱點主題的論文數量所占比例呈增長態勢,表明研究主題趨向于集中。2002年的熱點主題論文數量所占比例最高,達到48.43%,是研究主題集中程度的分水嶺; 2002年之前的熱點主題論文數量所占比例小于40%,研究主題相對比較分散;2002年之后的熱點主題論文數量所占比例均高于40%,研究主題相對比較集中。

表7 水資源管理研究熱點主題論文數量占論文總量的比例 %

4 結 論

a.在20世紀90年代以前的70年中,全世界有關流域水資源管理方面研究的論文較少,論文數量增長速度較慢,表明國際學術界對水資源管理研究的關注度不是很高,開展的研究工作很少,這與當時國際上水資源的管理和利用等問題尚不突出有關。

b.自20世紀90年代以來,流域水資源管理研究的論文數量開始大幅增長,從單學科研究走向多學科研究、學科交叉研究,反映了國際上水資源管理研究問題日益突出,水資源管理需求日益顯著。

c.美國、中國、澳大利亞和歐洲等國家和地區的水資源管理研究的論文數量較多,這在一定程度上與這些國家或區域的流域眾多、水資源管理需求強有關;高等院校是該領域研究的主要機構。

d.近23年來流域水資源管理研究的熱點主體是水質、氣候變化、河流的沉積物、水體富營養化、河流中氮磷等元素含量、水文建模及其應用、土地利用及其變化、河流湖泊水資源、農業用水和污染、地理信息系統GIS、自然災害(洪水和干旱)、水資源管理、水污染和水生生物等14個主題,研究的熱點主題趨向于集中,2002年研究主題的集中程度最高。

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Bibliometrical analysis of international research of river basin water resources management//

WANG Liya1,ZHANG Zhiqiang2,WEI Yongping3,XIONG Yonglan2
(1.Henan Institute of Engineering,Zhengzhou 451191,China;2.Lanzhou Library of Chinese Academy of Science,Lanzhou 730000,China;3.Australia China Centre on Water Resources Research, University of Melbourne,Melbourne 3010,Australia)

In order to show the state-of-the-art and trend topics of field research in river basin water resource management, this study selected research articles about the basin water resources management available in the Web of Science database by using the Thomson Data Analyzer(TDA),which is a data analysis tool developed by Thomson Reuters.The results show that the number of research papers on this topic has been increased steadily with a sharp increase since 1991.The scholars who are mainly from the United States,China,Australia and the European countries have published most of the papers,which shows that the research in those countries is more active.From the view of time and the content of research, 2002 is the watershed of the study in the fields of water resource research,because from 1990 to 2001,the subjects of research were scattered while from 2002 to 2011,they are concentrated.

river basin;water resources management;bibliometrics analysis;hot topics;data analysis;Web of Science

TV213.4;G353.1

:A

:1006-7647(2014)04-0034-05

10.3880/j.issn.1006-7647.2014.04.008

2013-0710 編輯:周紅梅)

國家自然科學基金(91125007)

王莉亞(1979—),女,河南平頂山人,講師,博士,主要從事科技戰略與科技政策理論與方法研究。E-mail:wangliya@mail.las.ac.cn