基于文獻計量的泥石流研究現狀與國際研究態勢分析

摘? 要：泥石流災害點多、面廣，危害嚴重，因此探明國內外泥石流研究現狀對防災減災工作有重要意義。文章以1938—2019年Web of Science核心合集庫收錄的泥石流領域發表的11 466篇文獻為研究對象，借助VOSviewer等軟件繪制知識圖譜，分別從論文數量年度變化趨勢、重點國家發文量、國家/地區合作關系、主要研究機構和篇被引頻次、主要作者、高被引文獻、研究熱點、熱點演化趨勢進行分析，以知識圖譜分析并揭示泥石流研究領域近年來的研究現狀、前沿熱點與演化趨勢。

關鍵詞：泥石流;可視化;文獻計量;知識圖譜

Abstract：There are many disaster points and wide areas of debris flow，and disaster prevention and mitigation work is urgent. Therefore，it is of great significance to the work of debris flow disaster prevention and mitigation. This article takes 11 466 documents published in the field of debris flow included in the core collection of Web of Science from 1938 to 2019 as the research object，draws a knowledge map with the help of software such as VOSviewer，this paper analyzes the annual change trend of the number of papers，the number of papers published by key countries，the cooperation relationship between countries and regions，main research institutions and citation frequency of papers，main authors，highly cited literature，research hotspots，and hot spot evolution trend，respectively，and reveals the research status，frontier hot spots and evolution trend of debris flow research field in recent years with knowledge graph.

Keywords：debris flow;visualization;bibliometrics;knowledge graph

0? 引? 言

我國是山地大國，山地面積占國土面積70%以上，據不完全統計，全國31個省、市和自治區的約950個縣市中分布有8萬余處泥石流活動、其中嚴重的有8 500余處;其活動區域面積約430萬平方千米，其中活動強烈的地區達130萬平方千米[1]。

泥石流災害是我國山區主要的災害之一，自21世紀起，我國泥石流災害造成直接經濟損失約累計80億元[2]。2010年8月8日，甘肅舟曲發生特大泥石流災害，造成1 467人遇難，298人失蹤，泥石流堰塞體堵塞白龍江，江面雍高回水，導致舟曲縣城部分被淹，電力、交通、通訊中斷[3]。2010年8月13日，綿竹清平鄉發生特大泥石流災害，泥石流體淤埋河道，導致岷江改道，共造成9人死亡，5人失蹤，379戶農房受損，農田被毀約20 hm2，直接經濟損失高達4.3億元[4]。

《西部陸海新通道總體規劃》《長江經濟帶發展規劃綱要》等國家戰略的主戰區位于山區，因此，山區安全對于國家戰略的順利實施至關重要。隨著國家戰略的實施，越來越多的重要基礎設施將在山區興建，泥石流災害問題已不容忽視，泥石流防災減災工作迫在眉睫、任重道遠。因此，對國內外泥石流研究現狀及趨勢進行研判，可以為我國泥石流防災減災工作提供借鑒和參考。

本文利用文獻計量法對Web of Science收錄的SCI文獻進行分析，主要從論文數量年度變化趨勢、重點國家發文量、國家/地區合作關系、主要研究機構和篇被引頻次、主要作者、高被引文獻、研究熱點、熱點演化趨勢等方面對國內外泥石流研發現狀進行分析，通過SCI文獻分析探明國際研究發展態勢，以期為我國泥石流防災減災提供有價值的情報信息。1990年以來國際泥石流文獻研究成果的數量增加勢頭明顯，并呈現出定性研究向定量研究轉化的趨勢，可以預見隨著大數據技術的快速發展，未來在泥石流研究領域會涌現出大量的定量模型。

1? 數據來源與分析工具

本文以Web of Science核心合集數據庫中的相關文獻為研究數據，利用關鍵詞檢索法，按照檢索式TS=（mud-rock flow OR mud-slide OR debris flow），對1938—2019年各國在泥石流領域發表的文獻（Article）進行了檢索。數據采集時間為2020年6月16日，共得到有效數據11 466條。

本文分析利用的數據挖掘和可視化工具主要為美國Thomson公司開發的分析工具TDA（Thomson Data Analyzer）和荷蘭萊頓大學科技研究中心于2009年開發的VOSviewer軟件，對1938—2019年泥石流SCI論文進行文獻計量研究和知識圖譜分析。

2? 文獻分析

2.1? 論文數量年度變化趨勢

1938—2019年泥石流研究領域SCI發文量迅速增長，泥石流研究領域的SCI論文從1938年的1篇到2019年的906篇，增長了906倍。1972—2019年的泥石流研究領域SCI發文趨勢如圖1所示（因1938—1971年文獻量較少，僅1938與1969年各1篇，故圖1只截取了1972—2019年的數據展示其發文趨勢）。其中1990—1991年增速較快，這說明，泥石流相關研究從1990年開始獲得廣泛關注，而這一過程正好伴隨著全球對環境問題的關注。根據1938—2019年這81年的數據判斷，未來泥石流研究領域的SCI論文數量還會繼續增加，相關研究仍在繼續。

2.2? 重點國家發文量分析

通過對不同國家的發文量進行統計，1938—2019年泥石流研究領域SCI發文量前十位的國家如圖2所示。可以看出，美國發文量最多，達3 233篇，約占采集到的論文總數的29.9%;中國發文量為1 513篇，居第二，約占論文總數的14.0%;中美兩國的論文數量占總論文數量的43.9%，這說明中美兩國在泥石流研究領域具有較強的實力。位居其后的分別是英國、意大利、法國、加拿大、德國、日本、瑞士和澳大利亞，這些國家分別位居發文量排名的第三到第十位。

上述10個國家論文數量與篇均被引頻次關系如圖3所示（圖中深色線條為均值交叉坐標軸，交叉點是代表均值），可以看出，美國不論論文數量和篇均被引頻次都是最高的，這說明美國在泥石流研究方面具有較強的研發實力，中國雖然在泥石流領域的SCI發文量位居世界第二，但是篇均被引頻次低于發文量位居第三、第四的英國和意大利，說明中國在泥石流研發實力這方面還有待提高。

上述發文量前十位國家近五年發文量隨時間變化趨勢如圖4所示，可以看出，中國對泥石流方面的研究逐年增多。

如表1所示，通過對發文前十國家論文數量占其總發文數量的比例進行分析可以發現，中國最近五年發文章占其總發文量的64.44%，在發文量排名前10位的國家中比例最高，相比之前呈明顯增加態勢。此外還可以看出，美國近五年的發文量占其總發文量比例26.42%，位居前10位國家發文量的第九位，這說明最近五年美國在泥石流研究領域活躍度較之前有所降低，而中國活躍度最高。

2.3? 主要國家/地區合作關系分析

本文選取近20年合作發文的主要國家/地區為研究對象，對象間最大合作關系次數25次、最小合作關系次數5次。如圖5所示，通過對不同國家/地區間的合作網絡進行分析，可以看出，在整個合作網絡中，在1999年左右瑞士的中心性較高，表明瑞士在1999年左右與世界上其他國家/地區廣泛建立了合作關系;在2005年左右，美國、英國、西班牙的中心性較高，說明在這期間這些國家與其他國家/地區開展了廣泛的合作研究;2010年左右，中國、加拿大、法國、新西蘭、挪威、意大利等國中心性較高，說明在這期間，這些國家與其他國家/地區在泥石流研究領域開展了廣泛合作。

2.4? 主要研究機構和篇被引頻次分析

據統計，全球共有6 793個研究機構從事泥石流的研究，圖6（圖中深色線條為均值交叉坐標軸，交叉點是代表均值）為1938—2019年發文前10位的機構，在前10位的研究機構中，中國占據2席，日本占據1席，意大利占據1席，澳大利亞占據1席，瑞士占據1席，英國占據1席，美國占據3席。中國科學院雖然發文量位居首位，但是其篇均被引頻次低于美國地質調查局、意大利水文地質保護研究所、成都理工大學、邁阿密大學、京都大學、美國農業部等;美國農業部雖然發文量最少，但是篇均被引頻次位居第三，這說明美國農業部具有較強的學術影響力，中國科學院在泥石流領域的研發實力有待提高。

本文選取為對象的研究機構最大合作次數100次、最小合作次數10次，利用VOSviewer對發文機構合作關系進行分析，如圖7所示。可以看出，中國科學院在近年來中心度最高，這說明在近年來中國科學院與很多機構開展了密切合作。結合圖6可知，中國科學院無論是發文量還是與世界其他研究機構合作次數，都是最高的。

2.5? 主要作者分析

據統計，1938—2019年11 466篇SCI論文作者有27 211位，發文量前10位作者和所屬機構如表2所示。位居第一位的是瑞士日內瓦大學地球科學系教授馬庫斯·斯托菲爾（Stoffel Markus），發文量98篇，說明馬庫斯·斯托菲爾教授是泥石流研究領域的世界級權威專家;第二位是中國科學院地理科學與資源研究所崔鵬（Cui Peng）院士，發文量86篇，僅次于馬庫斯·斯托菲爾教授。

發文量前10位作者有5位為中國人，分別來自3個機構：中國科學院地理科學與資源研究所、成都理工大學和中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所，占據總發文量前10位作者數量的50%，從側面反映出中國擁有一批泥石流研究領域的國際權威專家。

本文選取為對象的作者近十年最大合作關系次數100次、最小合作關系次數5次，利用VOSviewer對作者合作關系進行分析，如圖8所示。不難看出2013年左右，以瑞士日內瓦大學地球科學系教授Markus Stoffel為關系網絡合作中心;在2015年左右，以中國科學院地理科學與資源研究所崔鵬院士為關系網絡合作中心;在2017年左右，以成都理工大學許強教授為關系網絡合作中心，這也側面反映出他們是泥石流研究領域國際權威專家。

2.6? 高被引文獻分析

如表3所示，通過對文獻的引用次數數據進行分析，選取被引頻次550次及以上作為高頻引用文獻的閾值。其中最高被引頻次的論文為Montgomery D R在《Water Resources Research》期刊發表的文章，其被引頻次高達849次，這說明該作者在泥石流領域的研究成果得到了廣泛關注。從表3不難看出，累計被引頻次550次以上的8篇文章中有2篇第一作者均是哥倫比亞大學的Hungr O，但是從前述分析主要研究機構以及發文量作者中，Hungr O并沒有位列其中，但是其發表論文均是累計高被引頻次論文，這說明該作者發表的均是具有高價值的國際影響力的研究論文，但是該作者發文量數量還比較少。

2.7? 研究熱點分析

如圖9所示，關鍵詞的共現分析可以反映領域研究的熱點。利用VOSviewer對高頻關鍵詞進行共現網絡分析，可以看出，泥石流（debris flow）、淺層滑坡（shallow landslides）、侵蝕（erosion）、前期降雨（antecedent rain-fall）、離散元法（discrete element method）、沖擊力（impact force）、汶川地震（wenchuan earthquake）等是近年來泥石流領域的研究熱點，1990年以前主要是以沖積扇（alluvial fan）、顆粒大小（grain size）、閾值（thresholds）、邊坡水文（hillslope hydrology）等為研究熱點。

2.8? 熱點演化趨勢分析

為詳細分析泥石流文獻熱點主題在不同時期的變化，本文利用VOSviewer軟件對1990年以來文獻研究的關鍵詞出現最小10次以上進行演化趨勢分析，詳見圖10所示。1990—1994年，關鍵詞數量較少，且關聯關系并不緊密，主要關鍵詞有沉積（deposits）、相（facies）、濁流（turbidity currents）、模型（model）等;1994—1999年，關鍵詞數量迅速增加，如動力學（dynamics）、沉降（sedimentation）、流域（basin）、系統（system）等;1999—2004年，關鍵詞數量和關系逐漸增多和加強，如演化（evolution）、泥石流（debris flow）;2004—2009年，關鍵詞演化（evolution）、泥石流（debris flow）、沉積（deposits）和形態（morphology）等中心度較高，說明這一時期這些關鍵詞涉及領域為研究熱點;2009—2014年，演化（evolution）、泥石流（debris flow）、侵蝕（erosion）、動力學（dynamics）、搬運（transport）等中心度較高，說明這一時期這些關鍵詞涉及領域為研究熱點;2014—2019年，增加了崩落（avalanches）、氣候改變（climate-change）、持續（duration control）等關鍵詞，并且泥石流（debris flow）、模型（model）、動力學（dynamics）等關鍵詞中心較高。這側面反映出，泥石流研究從原來的定性研究，逐漸演化為從模型、動力學特征角度出發的定量研究。

3? 結? 論

本文通過對泥石流領域研究現狀與國際研發態勢分析，得出以下結論：

（1）發文趨勢表明，美國在泥石流領域SCI發文量位居第一，中國位居第二，但中國的篇均被引頻次低于位居第三、第四的國家，這說明中國的研發實力還有待加強。

（2）主要國家合作關系表明，隨著時間推移，由原來瑞士的中心性較高發展為美國、英國、西班牙的中心性較高，近十年以來，中心度較高的轉變為中國、加拿大、法國、新西蘭、挪威，說明近十年期間，中國、加拿大、法國、新西蘭和挪威等國家較為重視泥石流災害研究。

（3）研究機構關系分析表明，中國科學院與成都理工學院為石流領域的國際權威機構，并且中國在泥石流研究領域擁有一批國際權威專家。

（4）高被引文獻分析表明，最高被引頻次的論文來自Montgomery D R的《Water Resources Research》期刊文章，這說明該期刊為泥石流領域的權威期刊。

（5）研究熱點和演化趨勢分析表明，泥石流（debris flow）、淺層滑坡（shallow landslides）、侵蝕（erosion）、前期降雨（antecedent rainfall）、離散元法（discrete element method）、沖擊力（impact force）等為近年來研究熱點，泥石流研究正從定性研究向定量研究轉變。

綜上所述，中國是泥石流領域研究的主要國家，擁有一批世界級的權威專家與具備國際權威性的研究機構，并形成了一定核心的作者和權威機構群，能夠為中國未來泥石流防災減災工作提供理論依據和參考。從中國發文量、研究機構和研究者分析結果來看，中國泥石流災害問題已經得到學者的廣泛重視。

參考文獻：

[1] 韓用順，崔鵬，劉洪江，等.泥石流災害風險評價方法及其應用研究 [J].中國安全科學學報，2008，18（12）：140-147+26.

[2] 樂茂華.溝道型泥石流的動力機制及數值模似 [D].北京：中國水利水電科學研究院，2019.

[3] 劉傳正，苗天寶，陳紅旗，等.甘肅舟曲2010年8月8日特大山洪泥石流災害的基本特征及成因 [J].地質通報，2011，30（1）：141-150.

[4] 周德珍，溫姍姍，陳娟.四川省滑坡泥石流成因及思考——以2010年8月13日綿竹市清平鄉特大泥石流災害為例 [J].安徽農業科學，2015，43（26）：219-222+290.

作者簡介：宇巖（1988—），女，漢族，吉林長春人，工程師，博士，研究方向：情報科學、大數據、知識發現。