汶川地震十年國際研究的合作與主題態勢*

李 杰 , 馮長根, 甘 強

(1.上海政法學院 上海全球安全治理研究院，上海 201701；2.上海海事大學 安全科技趨勢研究中心，上海 201306；3.北京理工大學 爆炸科學與技術國家重點實驗室，北京 100081)

0 引言

2008年5月12日14時，我國四川汶川地區發生了M8.0特大地震(矩震級Mw8.3)，烈度達到11度。地震破壞地區超過10萬km2，截至2008年9月18日12時，共造成69 227人死亡，374 643人受傷，17 923人失蹤，是我國開國以來破壞力最大的地震，也是唐山大地震后傷亡最嚴重的一次地震。在汶川地震之后，國內外地震相關學者展開了一系列的研究，產出了大量的研究成果[1-3]，為后續地震的預測、預防和救援提供科學依據。

我國相關科研院所開展了一系列關于汶川地震的研究和分析，涉及的研究內容包含了各個學科，與之相關的單位也包含了醫院、科研院所以及政府部門等。在以往的研究中，多采用科學計量學的方法進行宏觀層面的分析。在過去的研究中， Liu等[4]對1900—2010年全球范圍內地震研究的科學文獻從研究產出(時間、作者、期刊等)和關鍵詞時序分布方面進行了研究，全面展示了該時間段內全球地震研究的概況，屬于宏觀的地震文獻研究；Takn[5]通過土耳其學者的地震科學研究文獻，考察了1999年8月17日馬爾馬拉地震是否對土耳其學者地震的研究貢獻產生了影響，研究顯示該地震發生之后，土耳其學者的地震論文產出和引證都有大的增長；林德明等[6]使用CiteSpace等工具，對國際地震預測預報研究的現狀進行了科學計量分析，展示了全球地震預測預報研究現狀及知識基礎；季婉婧等[7]通過科學計量專門分析了國際地震地質的研究態勢；藍煜昕[8]使用CNKI數據庫對國內汶川地震的現狀進行了綜述；張明偉等[9]在汶川地震發生兩周年之際對國內汶川地震研究的文獻分布進行了調查，梳理了我國2008—2010年汶川地震研究成果的機構、作者等分布。此外，還有大量學者從不同視角對地震文獻進行了科學計量分析[10-13]。相比而言，國際層面的汶川地震特定分析目前還比較鮮見。為了進一步認識汶川地震10年來的研究狀況，本文從國際知名的科技論文數據庫中采集2008—2018年主題為汶川地震的論文，對國際汶川地震研究的合作和主題態勢進行分析。

1 數據來源與方法

1.1 數據來源與統計

科睿唯安Web of Science 核心數據集是目前世界范圍內權威的引文索引數據庫，收錄了各個領域高質量的期刊和會議信息。2018年1月20日，在該數據庫中以汶川地震為檢索主題(TS=“Wenchuan earthquake”)，時間設置為 All years，子數據庫包含了SCI-EXPANDED, SSCI, A&HCI, CPCI-S, CPCI-SSH, ESCI，共檢索到3 158篇主題為汶川地震的文獻，時序產出趨勢如圖1所示。在2018年5月12日汶川地震之后，科研人員在當年發表了40篇研究論文,并在2009年達到了322篇，增長7倍多。在2009—2017年間，雖然2015年之后有所下降，但論文產出整體穩定。該時間段平均論文產出量315篇左右，標準偏差為21。由于數據為2018年年初采集，因此2018年的數據不完整。從累積趨勢上來看，國際汶川地震的研究量呈直線趨勢。

圖1 國際學者汶川地震研究論文趨勢Fig.1 Publication trends of Wenchuan earthquake research

Web of Science中數據庫按照期刊的特征將論文劃分在不同的學科分類中。通過這種宏觀的分類，有助于認識汶川地震研究的主要分布學科及產出情況。在所有的學科中，領域論文產出量在100篇以上的年度產出和總產出如圖2所示。汶川地震在過去10年主要產出領域為“地質科學，多學科”“地球化學和地球物理學” “土木工程” “工程、地質” “水資源” “環境科學” “氣象學和大氣科學” “遙感” “材料科學，多學科” “建筑和建筑技術”以及“精神病學”。排名第10的“精神病學”的研究在近年來增長明顯。汶川地震研究的論文主要刊載在期刊《Chinese Journal of Geophysics Chinese Edition》(266篇，占8.423%)，《Applied Mechanics and Materials》(104篇，占3.293%)，《Tectonophysics》(99篇，占3.135%)，《Journal of Mountain Science》(85篇，占2.692%)以及《Advanced Materials Research》(83篇，占2.628%)上。

圖2 國際汶川地震研究的學科分布Fig.2 Disciplines distribution of Wenchuan earthquake research

1.2 研究方法

本文使用科學計量學的方法，對采集的國際汶川地震科技論文從3個層次上進行合作網絡的構建，并進一步對汶川地震研究的關鍵詞詞頻和共詞進行了分析，以獲取過去10年汶川地震合作研究和主題態勢。

科學合作是指相關領域的學者以創造科學知識為目的而在一起進行的工作[14]，在一定程度上實現了學者之間的優勢互補，也使得研究過程更加高效。在科學計量中，合作網絡的構建基于作者共同發表論文的假設。如1篇論文中存在至少2個以上的作者，就認為這些作者之間存在合作關系。從作者的合作可以進一步衍生出機構、國家/地區的合作網絡分析。在汶川地震的研究中，雖然可以預期我國學者為主體，但國際學術界的參與與合作也是不可缺少的。

在汶川地震研究主題的分析上有2種方法：一種是通過自然語言處理從采集的樣本論文標題、摘要和關鍵詞中進行主題的識別和分析；另一種是直接提取作者提供的關鍵詞進行分析。2種方法各有利弊，前者得到的主題結構更加明顯，但解讀上難度更大；而后者構建的主題網絡更加直觀和易于解讀。因此，本文在研究過程中，通過直接提取作者的關鍵詞來實現對汶川地震研究的主題分析、聚類及態勢分析。

在具體的合作關系和關鍵詞抽取中，采用國際常用的科學計量數據可視化軟件VOSviewer來進行分析。該軟件由科學計量與可視化學者Nees和Ludo開發，并在科學計量和其他專業學科中得到了廣泛的應用[15]。

2 汶川地震合作態勢

2.1 國家/地區分析

國家/地區之間的汶川地震研究顯示了國際社會對這一事件的重視程度，特別是對人類地震預測和預防的意義。通過對國際汶川地震研究文獻的分析，發現共有64個國家或地區參加了汶川地震的科學研究。在這些國家或地區中，提取了發文量不小于5篇的國家/地區，并構建了這些國家/地區之間的合作網絡，如圖3所示。圖中節點的大小反映了對應國家/地區在汶川地震方面的發文量，國家/地區之間的連線代表了合作關系，連線的寬度代表了合作強度。

圖3 汶川地震研究的國家/地區研究合作Fig.3 Countries/Regions collaboration network of Wenchuan Earthquake research

在汶川地震論文產出上，我國以發文量2 744篇居于首位，遠超過其他國家或地區。美國、日本、中國臺灣以及法國等國家/地區的汶川地震研究產出也較為突出。在國際合作中，我國與網絡中的28個國家或地區建立了合作關系，處于合作網絡的核心位置。

美國和日本等也與其他國家/地區建立了比較廣泛的合作關系，合作伙伴數量分別為26個和20個。在整個網絡中，中美、中日、中英關系最強，共同完成了大量汶川地震科學研究工作。

中國大陸、日本、法國以及中國臺灣的論文平均時間比較早，是早期就進行汶川地震研究的國家/地區。美國、澳大利亞、加拿大、德國以及俄國等國家地區的論文平均時間居于中間，近期對汶川地震有研究關注的國家/地區有巴基斯坦、馬來西亞、埃及、沙特阿拉伯、西班牙、土耳其、智利以及伊朗。

在論文總被引次數上，中國、美國、日本、法國、中國臺灣以及荷蘭位于前列，反映這些國家或地區論文的整體影響大。論文的平均被引頻次顯示法國、荷蘭、美國、日本以及德國排在前列，反映了這些國家或地區論文的篇均影響大，機構產出及影響指標如表1所示。我國發文量和總被引居于第一，但我國論文的平均被引頻次在表1中位于最后一位。論文篇均影響較低主要是由于我國論文基數大和研究持續,從而使篇均被引受到影響。

表1 汶川地震研究的國家/地區Table 1 Publications outputs and impacts of different countries/regions

注：度為某個國家/地區在網絡中合作關系的數量;平均被引頻次為被引頻次與論文量的比值;平均出版年為某個國家/地區所有論文發表的平均時間

2.2 研究機構分析

汶川地震研究機構層面的合作網絡如圖4所示，在過去10年，國際汶川地震的高產機構幾乎都來自中國，代表機構有中國地震局、中國科學院、四川大學、成都理工大學等。在合作網絡中，中國科學院和中國地震局與其他機構建立了廣泛的合作關系。其中，中國地震局與網絡中的29個機構有合作關系，中國科學院與33個機構有合作關系。以中國科學院和中國地震局為核心形成了兩大主要群落。與中國科學院更加密切的機構包含了成都理工大學、四川大學、同濟大學、清華大學等；與中國地震局合作更加密切的機構包含了中國地質大學、武漢大學、北京大學、哈爾濱工業大學以及四川省地震局等。此外，中國地質科學院在與中國科學院、中國地質大學等單位合作的基礎上，也形成了自己的研究群落。

圖4 汶川地震研究的機構合作Fig.4 Institutions collaboration network of Wenchuan earthquake research

機構發文的平均時間反映北京師范大學、中國地質大學、中國地質科學院以及成都理工大學是近期汶川地震研究的活躍單位。在被引分布上，通常論文量越多，累計被引頻次也越多。高被引機構排名依次為中國地震局、中國科學院、成都理工大學、中國地質科學院以及四川大學。其中，北京大學雖然論文量處在列表的最后一位，但被引頻次排在第6；四川大學論文量排在第3，但綜合被引排在第5。從論文的平均被引得到，北京大學、成都理工大學、中國科學院以及中國地質科學院位于前列，反映了這些單位的論文平均影響力要高于其他單位的論文。

2.3 學者的分析

隨著10年的發展，在國際汶川地震的研究學者已經形成了一定的規模，組成了世界汶川地震研究的核心研究群落。在文獻計量中，可以通過作者產出論文的多少來判斷作者是否為核心高產作者。關于核心作者的確定有多種方法，本文根據普賴斯定律確定核心作者的數量：

M=0.749Nmax

(1)

式中:M為核心作者的最低發文量，篇;Nmax為所有作者中發表論文最多的論文數量，篇。據統計，發文量最多的作者發文72篇，本文核心作者的最低發文量為M=6篇。進一步對核心作者的合作網絡進行分析，如圖5所示。網絡中發文量大于15篇的作者詳細信息如表2所示。在國際汶川地震的研究中，以我國學者為主形成了核心作者網絡。排名前10的作者論文產量超過了20篇，平均每年有2篇。在這些高產作者中，中國地震局的學者XU Xiwei(徐錫偉)在近10年發表了72篇論文，排名第一。隨后依次是原成都理工大學HUANG Runqiu(黃潤秋)、中國科學院CUI Peng(崔鵬)，發文量都超過了40篇，更多學者的信息見表3，作者在網絡中的度反映了其合作者的關系數量。徐錫偉與網絡中25位學者建立了合作關系，處于網絡的核心位置。除此之外，XU Chong(許沖)、HUANG Runqiu(黃潤秋)、LI Haibing(李海兵)等在網絡中也有廣泛的合作者。

圖5 汶川地震研究的核心作者合作網絡Fig.5 Authors collaboration network of Wenchuan earthquake research

序號機構中文度論文量/篇被引頻次平均被引頻次平均出版年1China Earthquake Adm中國地震局296276 74910.7642013.028 72ChineseAcad Sci中國科學院335356 05311.3142012.777 63Sichuan Univ四川大學172311 4416.238 12013.229 44Chengdu Univ Technol成都理工大學221972 33011.827 42013.487 35ChineseAcad Geol Sci中國地質科學院191341 50511.231 32013.768 76ChinaUniv Geosci中國地質大學19995315.363 62014.090 97Tongji Univ同濟大學11945986.361 72013.425 58Beijing Normal Univ北京師范大學8863373.918 62014.441 99Univ Chinese Acad Sci中國科學院大學14855186.094 12015.117 610Peking Univ北京大學136897614.352 92012.808 8

表3 汶川地震TOP 10高產作者Table 3 Publications outputs and impacts of TOP 10 authors

從作者發文的平均時間來看，ZOU Degao(鄒德高，大連理工大學)、CHEN H X(香港科技大學)、LU Yi(盧毅，四川大學)、FAN Fang(華南師范大學)、SUN Zhiming(孫知明，中國地質科學研究院)、WANG Huan(王煥，中國地質科學研究院)以及LI Haibing(李海兵)的發文量不僅高于10篇，而且論文的平均時間近，說明了這些作者是近期活躍的汶川地震研究學者。作者論文的總被引頻次排在前列的為XU Xiwei(徐錫偉)、HUANG Runqiu(黃潤秋)、XU Chong(許沖)、XU Qiang(許強，成都理工大學)以及Klinger Yann(Inst Phys Globe Paris)等，被引總頻次在與發表的論文量直接相關。進一步對各個作者論文的平均被引次數進行計算，發現Hubbard Judith(Harvard Univ)、WANG Min(王敏，中國地震局)、SHEN Zhengkang(沈正康, 北京大學/ University California Los Angeles)、ZHANG Peizhen(張培震，中國地震局)、CHEN Guihua(陳桂華，中國地震局)以及Klinger Yann的被引頻次都超過了60次，在汶川地震研究中產出了大量的高被引論文。

3 汶川地震主題態勢

論文的關鍵詞是作者在撰寫論文時選擇的能夠高度反映論文主題的詞匯。對汶川地震作者論文關鍵詞的分析，能夠認識過去10年內汶川地震研究的整體態勢。

在汶川地震研究的高頻關鍵詞中，Wenchuan earthquake(汶川地震)和earthquake(地震)排在前兩位，直接反映了本文所分析文本集的核心主題。除此之外，還包含了以下核心主題(關鍵詞詞頻>50次)：landslide(滑坡)、debris flow(泥石流)lushan earthquake(蘆山地震)、posttraumatic stress disorder(創傷后應激障礙)、geographic information system(地理信息系統)、remote sensing(遙感)以及longmen shan(龍門山)。通過這些關鍵詞的共現強度關系，將其劃分在不同的聚類中，如圖6(a)所示。當前，汶川地震研究主要有4個主題聚類，分別為地震對人心理的影響(如創傷后應激障礙)、地理信息系統和遙感技術在汶川地震中應用、汶川地震引起的地質災害和數值分析、龍門山斷裂帶與汶川和蘆山地震的相關分析。

關鍵詞的平均時間反映相關主題的研究活躍程度，如圖6(b)所示。在汶川地震的研究中，早期的研究集中在汶川地震的地質災害和分析上，也是關鍵詞聚類的核心。早期的研究包含的主題有landslide(滑坡)、debris flow(泥石流)、numerical simulation(數值模擬)、landslide dam(堰塞湖)、seismic damage(地震損傷)、post-disaster reconstruction(災后重建)、aftershocks(余震)、geohazards(地質災害)以及risk assessment(風險評估)。近年來，在汶川地震研究上出現了更多地震對人的影響分析。經歷汶川地震而有幸存活的人，在這次地震中經歷了嚴重的心理創傷。代表性的關鍵詞有posttraumatic stress disorder(創傷后應激障礙)、depression(抑郁)、adolescents(青少年)、social support(社會支持)、anxiety(焦慮)、posttraumatic growth(創傷后成長)、mental health(心理健康)、quality of life(生活質量)、stress(壓力)以及trauma(創傷)等。汶川地震發生5 a后，于2013年4月20日在四川的蘆山發生了地震(稱雅安地震)，這一地震的發生使得科學研究以蘆山地震為核心連接了汶川地震和龍門山地震帶，形成了新的研究主題群落。這一群落中的主要關鍵詞有lushan earthquake(蘆山地震)、longmen shan(龍門山)、longmenshan fault zone(龍門山斷裂帶)、tibetan plateau(青藏高原)、longmenshan fault(龍門山斷裂)、seismic hazard(地震危害性)、surface rupture(地表破裂)以及focal mechanism(震源機制)。

圖6 汶川地震研究的關鍵詞聚類及趨勢Fig.6 Keywords clusters and trends of Wenchuan earthquake

4 結論

1)2008年至今，以我國為核心的汶川地震研究整體呈平穩態勢。2008年汶川地震之后，我國學者及時展開了汶川地震相關問題的研究。僅在2008年產出的國際論文就達到了40篇，并在后續9年時間中，年均產出315篇反映了國際社會特別是我國學者對汶川地震的關注以及汶川地震對國內外地震研究的影響。

2)我國在汶川地震的國際研究中處于核心地位，論文總產出量位于世界第一，遠高于其他國家或地區。在國際汶川地震的合作層面上，我國與美國、日本以及英格蘭合作密切。

汶川地震的高產機構幾乎都來自我國，中國科學院和中國地震局在汶川地震研究中處于核心地位，不僅具有高的論文產出量，而且在機構間的合作上處于核心的地位。四川大學、成都理工大學以及中國地質科學院在產出上也較高。

汶川地震研究學者主要來自我國，其中，徐錫偉、黃潤秋、崔鵬、徐玖平、許沖以及許強的論文產量每年平均都在3篇以上。中國地震局的徐錫偉論文年產量達到7篇，并在汶川地震的國際論文的合作中處于核心位置。

3)經過10年的積累，汶川地震主題結構基本形成。10年的研究熱點主要為滑坡、泥石流、蘆山地震、創傷后應激障礙、地理信息系統、遙感以及龍門山等方面。形成了“地震對人心理的影響(例如PTSD)”、“地理信息系統和遙感技術在汶川地震中應用”、“汶川地震引起的地質災害和數值分析”以及“龍門山斷裂帶與汶川和蘆山地震”4大主題聚類。最近幾年的汶川地震已經明顯轉移到了地震對人的心理影響和最新地震的關聯研究上。