基于知網(wǎng)大數(shù)據(jù)檢索的環(huán)境科學熱點研究

劉 偉，王立志

(1.臨沂市機電工程學校，山東 臨沂 276400；2山東省水土保持與環(huán)境保育重點實驗室，臨沂大學 資源環(huán)境學院，山東 臨沂 276005 )

1 引言

科技的不斷發(fā)展使人類躋身數(shù)字信息時代，面對著巨大的信息量，大數(shù)據(jù)滲透在人類生產(chǎn)和生活中的方方面面，影響著人們的工作、學習和生活[1]。大數(shù)據(jù)在科學領(lǐng)域和生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，合理科學地利用大數(shù)據(jù)，有助于促進社會發(fā)展和科學進步[2]。大數(shù)據(jù)相關(guān)研究正在火熱開展，中國在大數(shù)據(jù)方面的研究水平也位于世界前列。但是，對于大數(shù)據(jù)主題檢索的科學研究熱點分析這方面的研究情況來說，仍然有很大的研究空間，對其進行分析很難做到全面，目前國內(nèi)外學術(shù)界對于大數(shù)據(jù)檢索下科學研究熱點的研究相對薄弱，大多數(shù)比較淺顯，有關(guān)期刊論文數(shù)量比較有限[3]。新中國成立以來，科學研究蓬勃發(fā)展，各研究領(lǐng)域成果顯著，由此衍生出各類科學研究熱點。未來，大數(shù)據(jù)領(lǐng)域和科學研究領(lǐng)域的聯(lián)系將愈發(fā)緊密?；诖?，通過中國知網(wǎng)主題檢索的大數(shù)據(jù)對近年來的科學研究關(guān)鍵詞進行分析，找出近些年科學研究熱點并分析其發(fā)展歷史，把握其發(fā)展動向[4]。對科學研究熱點進行大數(shù)據(jù)分析，可以判斷此類研究在何時開始，何時達到高峰，在何時飽和并呈現(xiàn)出下降的趨勢，有利于使此類研究的歷史進程更好的展現(xiàn)在大眾面前，還可以判斷此類研究的發(fā)展形勢。

2 研究背景與意義

2.1 大數(shù)據(jù)的含義

信息的高速發(fā)展帶領(lǐng)人類走入數(shù)據(jù)時代，使得海量數(shù)據(jù)應運而生，數(shù)據(jù)增長速度飛快，呈現(xiàn)出爆炸姿態(tài)，影響著人類的方方面面。目前，對于大數(shù)據(jù)尚未有一個公認的定義,不同的定義基本是從大數(shù)據(jù)的特征出發(fā),通過這些特征的闡述和歸納試圖給出其定義[5]。

通常來說，大數(shù)據(jù)所包含的信息量巨大，對所有的數(shù)據(jù)進行分析，數(shù)據(jù)中真正有價值的信息需要仔細甄別。在巨大的信息量中暗含著事物發(fā)展的的歷史與前景。大數(shù)據(jù)的特點可以總結(jié)為4個V，即Volume (體量浩大) 、Variety (模態(tài)繁多) 、Velocity (生成快速) 和Value (價值巨大但密度很低)[6]。

2.2 大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢

21世紀以來，社會經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展致使數(shù)據(jù)增長速度突破新高，據(jù)統(tǒng)計，近年來增長的數(shù)據(jù)甚至超過了過去5000年之和。大數(shù)據(jù)成為被國內(nèi)外廣泛關(guān)注的新技術(shù)，對國家經(jīng)濟實力和綜合國力起著廣大而深遠的影響。大數(shù)據(jù)并不能直接促進經(jīng)濟增長，而是通過技術(shù)手段對大數(shù)據(jù)進行處理和剖析，提高企業(yè)生產(chǎn)的效率[7]。適當利用有效數(shù)據(jù)，可以為探索科學研究熱點提供依據(jù)，對社會保障制度、社會經(jīng)濟、政治等方面都有促進作用。在中國知網(wǎng)(CNIK)數(shù)據(jù)庫中以“大數(shù)據(jù)”為主題詞檢索發(fā)現(xiàn)，截至2019年，相關(guān)的論文共發(fā)表了167980篇。

截至目前，對于研究機構(gòu)來說，在中國知網(wǎng)(CNIK)數(shù)據(jù)庫中以“大數(shù)據(jù)”為主題詞檢索發(fā)現(xiàn)，發(fā)表文章數(shù)量的前三名依次為：武漢大學(1054篇)，中國人民大學(887篇)，北京郵電大學(867篇)。對于高產(chǎn)作者來說，重慶理工大學的程平副教授以發(fā)表相關(guān)文章74篇的數(shù)量位居第一。他的研究領(lǐng)域是云會計、會計與審計大數(shù)據(jù)、財務決策。以大數(shù)據(jù)為關(guān)鍵詞進行檢索，他被引用次數(shù)最多的文章是《大數(shù)據(jù)時代財務共享服務中心云平臺的構(gòu)建及其應用》，共被引用153次；被下載次數(shù)最多的文章是《大數(shù)據(jù)時代基于云會計的財務共享中心績效管理》，共被下載9785次。檢索發(fā)現(xiàn)，他的文章大部分來源于《財會月刊》?？v觀程平在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域方面的研究時間與論文發(fā)表數(shù)量的關(guān)系，可以看出2017年和2018年是他在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究的黃金時期，分別發(fā)表21、24篇文章，而在2019年只發(fā)表了一篇相關(guān)領(lǐng)域的文章，可以判斷他在此研究領(lǐng)域已經(jīng)達到了飽和狀態(tài)[8]。

從關(guān)鍵詞詞頻來分析，有關(guān)大數(shù)據(jù)的研究比較集中在大數(shù)據(jù)時代、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算、數(shù)據(jù)挖掘、互聯(lián)網(wǎng)+等。云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的計算，它向計算機和其他設(shè)備按需提供共享計算機處理的資源和數(shù)據(jù)[9]。云計算面臨著安全性與隱私性的挑戰(zhàn)，要采取措施以保障云平臺用戶的隱私，數(shù)據(jù)中心應該采用多種方法確保數(shù)據(jù)可以被恢復，以確保平臺數(shù)據(jù)的安全性[10]。

目前我國民眾尚未形成全民數(shù)據(jù)的意識，應加強認識。生活中接收到的大量信息的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，只有數(shù)據(jù)被民眾意識到它的重要之處，了解數(shù)據(jù)的含義，才會知道數(shù)據(jù)在哪些方面起到了巨大的作用，才能更合理地利用數(shù)據(jù)。

3 相關(guān)科學研究熱點的分析

在中國建設(shè)的過程中，水污染問題比較明顯，水生態(tài)問題是最嚴重的生態(tài)問題之一，急需要去解決。本章通過中國知網(wǎng)(CNIK)數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)采集，以“大數(shù)據(jù)”“富營養(yǎng)”“水生態(tài)”“水生植物”“沉水植物”“磷循環(huán)”“水華”“藍藻”等水環(huán)境問題為關(guān)鍵詞，時間跨度為1826～2019年。結(jié)合文獻和關(guān)鍵詞進行提煉和選擇，判斷某一研究熱點的發(fā)展歷史以及未來的趨勢與動向。

3.1 富營養(yǎng)

3.1.1 概念及分類

湖泊富營養(yǎng)化是指水體中氮、磷等植物生長所必需的生命元素大量增加,使得水生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力(或者是光合作用速率)增加。在全球范圍內(nèi)，水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為了比較嚴重的環(huán)境問題。影響藻類生長的外部因素不僅包括物理、化學和生物等因素,如陽光、營養(yǎng)鹽類、透明度、水溫和pH值等,同時也包括水體中的水動力條件,如流速、流量和水體擾動等。

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,以及近年來我國城市和工業(yè)的發(fā)展、農(nóng)藥施用化肥,加上植被被破壞造成的水土流失沖刷入湖,排入水體的營養(yǎng)物質(zhì)不斷增加,水體的富營養(yǎng)化趨勢日益嚴重。

根據(jù)營養(yǎng)鹽特征及湖泊自生屬性的不同，湖泊富營養(yǎng)化的表現(xiàn)也不相同。由此，富營養(yǎng)化具體可以分為藻型、草型、草藻結(jié)合型及非響應型4種典型表現(xiàn)。

3.1.2 研究發(fā)展歷程

以富營養(yǎng)為主題在中國知網(wǎng)(CNIK)數(shù)據(jù)庫中進行檢索，截至2019年，依據(jù)發(fā)表年份及其相對應的發(fā)表文章數(shù)量繪制圖表，以判斷富營養(yǎng)這一科學研究熱點的發(fā)展趨勢。依據(jù)發(fā)表作者及其相對應的文章數(shù)量判斷在這一領(lǐng)域造詣較深的學者。依據(jù)發(fā)表機構(gòu)及相對應的文章數(shù)量判斷在富營養(yǎng)這一科學研究領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位的研究單位。

從圖1中可以判斷在2001年之前，對于富營養(yǎng)的研究呈緩慢增長狀態(tài)，到2001年開始出現(xiàn)明顯提升，到2011年達到最高峰，此項研究呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，2011年論文發(fā)表數(shù)量開始回落，由此可以判斷富營養(yǎng)問題已經(jīng)得到了相對有效的治理，未來對于富營養(yǎng)的研究會逐漸減少。

圖1 以富營養(yǎng)為主題的論文發(fā)表數(shù)量與發(fā)表年份的關(guān)系

截至目前，圖2選取了一些具有代表性的作者，從圖2中可以看出在富營養(yǎng)研究領(lǐng)域，發(fā)表文獻排前三名的作者分別是：第一名李暢游(52篇)、秦伯強和嚴少華并列第二名(51篇)、第三名劉德富(44篇)。

對機構(gòu)的發(fā)表數(shù)量進行排序后，在富營養(yǎng)領(lǐng)域研究較為超前發(fā)表文章數(shù)較多的三個機構(gòu)是：中國科學院水生生物研究所(373篇)、暨南大學(407篇)、中國科學院南京地理與湖泊研究所(494篇)。

圖2 作者發(fā)表的以富營養(yǎng)為主題的論文數(shù)量統(tǒng)計

3.2 水生態(tài)

3.2.1 概念

水生態(tài)就是指水因子對水中生物的影響以及水中生物對水環(huán)境的適應。

3.2.2 水生態(tài)文明建設(shè)

建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計，其中，水生態(tài)文明是生態(tài)文明的重要組成部分。建設(shè)生態(tài)文明的基礎(chǔ)是構(gòu)建與生態(tài)文明相適應的發(fā)展方式,因發(fā)展所依賴的自然資源始終是有限的,故走可持續(xù)發(fā)展路線越來越重要。

自《水利部關(guān)于加快推進水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見》正式印發(fā)以來，水生態(tài)文明被認為是根據(jù)人類遵循人水和諧理念，以實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，支撐經(jīng)濟社會和諧發(fā)展，保障生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)為主題的人水和諧文化倫理形態(tài)。工業(yè)的發(fā)展在促進經(jīng)濟增長的同時也帶來了一系列的環(huán)境污染，但隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對于良好生態(tài)環(huán)境的愿望也在日益加深。實現(xiàn)這一目標的過程無法一蹴而就，需要經(jīng)由多個非連續(xù)進程實現(xiàn)階梯式發(fā)展，并且在各個建設(shè)階段呈現(xiàn)出具有差異的工作內(nèi)容與重點。

當前,水患、水荒、水臟、水渾等問題也是我國全面建成小康社會所面臨的最為嚴重的生態(tài)環(huán)境問題之一,不解決好水問題,就無法克服人與自然在發(fā)展中的各種矛盾,生態(tài)文明也將無從談起[15]。

3.2.3 研究發(fā)展歷程

以水生態(tài)為主題詞在中國知網(wǎng)(CNIK)數(shù)據(jù)庫中進行檢索，截至2019年，依據(jù)發(fā)表年份及其相對應的發(fā)表文章數(shù)量繪制圖表，以判斷水生態(tài)這一科學研究熱點的發(fā)展趨勢。依據(jù)發(fā)表作者及其相對應的文章數(shù)量判斷在這一領(lǐng)域造詣較深的學者。依據(jù)發(fā)表機構(gòu)及相對應的文章數(shù)量判斷在水生態(tài)這一科學研究領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位的研究單位。

從圖3中可以看出2008年對于水生態(tài)的研究出現(xiàn)了一個小高峰，但2008年之后有所回落，2013年又開始飆升，到2019年為止仍然呈上升趨勢，由此可以推斷未來的幾年間，水生態(tài)依舊是科學研究的熱點學科。

圖3 以水生態(tài)為主題的論文發(fā)表數(shù)量與發(fā)表年份的關(guān)系

從圖4中可以看出陳雷、張遠發(fā)表40篇相關(guān)文章，徐宗學發(fā)表27篇，左其婷發(fā)表24篇。這幾個人在水生態(tài)研究領(lǐng)域造詣較高，處于領(lǐng)先地位。

對機構(gòu)的發(fā)表數(shù)量進行排序后，在水生態(tài)領(lǐng)域發(fā)表文章數(shù)較多的三個機構(gòu)是：河海大學(226篇)、中國水利水電科學研究院(111篇)、北京師范大學(94篇)?？梢耘袛噙@三所機構(gòu)在我國的水生態(tài)研究領(lǐng)域為領(lǐng)頭羊。

4 結(jié)論

大數(shù)據(jù)在世界范圍內(nèi)越來越受重視，一個國家的大數(shù)據(jù)技術(shù)成熟度愈加成為衡量綜合國力的一項重要指標，大數(shù)據(jù)在生產(chǎn)和生活中的地位很重要。在大數(shù)據(jù)時代，合理利用大數(shù)據(jù)，有利于促進生產(chǎn)生活的發(fā)展，促進

圖4 作者發(fā)表的以水生態(tài)為主題的論文數(shù)量統(tǒng)計

科學研究的順利進行。同時還要合法地利用大數(shù)據(jù)，相關(guān)平臺應該尊重和維護用戶的隱私權(quán)，使大數(shù)據(jù)在法律允許的范圍內(nèi)發(fā)揮最大的作用。在我國，大數(shù)據(jù)研究的領(lǐng)先單位是武漢大學，根據(jù)分析，未來關(guān)于大數(shù)據(jù)的研究依舊火熱，相關(guān)部門應該為大數(shù)據(jù)的發(fā)展制定相應的發(fā)展計劃與規(guī)則。關(guān)于富營養(yǎng)的研究，在2011年論文發(fā)表數(shù)量開始回落，由此可以判斷富營養(yǎng)問題已經(jīng)得到了相對有效的治理，未來對于富營養(yǎng)的研究會逐漸減少。中國科學院水生生物研究所是富營養(yǎng)研究的領(lǐng)先單位。水生態(tài)、水生生物研究在未來的幾年內(nèi)仍然將處于熱點地位。河海大學、中國海洋大學分別為其領(lǐng)先單位。由此可見，大數(shù)據(jù)技術(shù)為人們提供了新的研究方法，開拓了新的研究思路。