國內水足跡研究的知識圖譜可視化分析

王丹丹

摘 要：采用文獻計量學方法對近二十年來國內水足跡研究文獻特征進行分析，總結此領域近期研究方向及梳理知識結構，為相關研究提供參考。檢索CNKI平臺關于水足跡的相關文獻，利用CiteSpace軟件生成水足跡領域相關文獻的作者、研究機構和關鍵詞的共現圖譜并進行分析。證明研究熱點是綠水足跡、水資源生態足跡等領域。

關鍵詞：水足跡;知識圖譜;可視化分析

中圖分類號：F062.2;TY211.1 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1673-260X（2021）06-0061-04

水資源作為基礎性資源，是影響國家生態和糧食安全的重要因素。當前水資源需求量的不斷增長，對水資源的保護和利用提出嚴峻考驗。全球約7億人面臨水資源短缺的困境，我國水資源時空分布不均，供需矛盾突出[1-3]。當前可通過相關政策或大型水利項目來調配水資源，以調整水資源的空間分配，但在實際操作中會因成本高而影響實質需求，可借助商品貿易來彌補消費需求。僅依靠當地生產生活用水來是不能全面反映水資源的利用和消費情況。水足跡的概念最早提出于2012年，用以評價水資源的承載力和依存度，科學認知水安全是量化分析水資源的一種方法[4-6]。近年來我國學者從多角度對水足跡做了大量工作，如從時間和空間差異、農作物產量結構、生態補償、消費模式的關系等多方面進行了不同的研究[7-12]。總體上國內學術界對水足跡的研究逐漸形成體系，從多方面進行了深入的探索，但對水足跡圖譜的研究鮮有見刊。為了把握國內水足跡研究熱點和趨勢，本文借助CiteSpace對CNKI中涉及水足跡的文獻可視化，探索國內水足跡研究的發展狀況，探討國內水足跡研究前沿，以期能夠為我國水資源可持續發展提供理論支撐。

1 研究設計

1.1 研究工具

本研究采用的分析軟件CiteSpace，能真實識別文獻的關鍵詞等信息，進而分析研究領域的熱點和前沿，成為近年來在信息分析中具有特色的可視化軟件[13，14]。利用該軟件將在CNKI中檢索出的水足跡領域的文獻，對其進行相關核心作者、機構等內容可視化分析。

1.2 數據來源

本文的數據均來自CNKI，為保證數據的可靠性，在CNKI的高級檢索中按主題檢索，檢索條件為“水足跡”，時間跨度為2000年1月1日至2020年12月30日，條件設置為精確后檢索出624篇文獻（2021年1月檢索）。手工刪除相關非研究型文獻，得到有效文獻共計604篇，以Refworks格式導出，經CiteSpace格式轉換為download_***.txt。

1.3 研究的問題

本文擬針對國內水足跡的研究成果，嘗試總結以下幾個問題：（1）研究有什么特點，其發展狀況如何;（2）主要研究者和機構;（3）研究的熱點和未來發展趨向。

2 結果分析

2.1 水足跡研究時間分布圖譜

發文量隨年代分布情況：圖1顯示了我國水足跡研究性文獻在中國知網發文量隨年代變化的情況。由圖可看出，2000—2008年發文量較少，自 2008年發文量呈現波動上升趨勢，表明水足跡的研究逐漸引起國內學者的重視。

2.2 水足跡研究空間分布圖譜

CiteSpace憑借共引網絡分析來完成對研究領域發展脈絡的總結，將所研究的時間段切分為不同分區。為每一分區提取共引網絡，再綜合后形成全景共被引網絡。這樣漸進的分析法可以獲取并實時地呈現在一定時間內某個研究領域的研究前沿、趨勢和演進歷程[15]。

2.2.1 作者分布

設置CiteSpace的時間跨度為2000-2020年，時間切片設為1年，節點類型為作者，其他參數為默認設置，共獲得153個節點總數，173條連線數，密度為0.0149的知識圖譜，如圖1所示。由圖1看出節點數最大的學者為吳普特，操信春、王玉寶、龍愛華、孫才志等排列在其后。因研究者的相互交叉與合作，從而構成了相關研究生者的子網絡結構，其中最為凸顯的是以吳普特教授為首的網絡結構。從圖中顯示幾位高產作者與其他發文量較大的學者合作較少，也有單獨節點的學者，表明我國學者在水足跡的研究上溝通合作意識還亟待加強。

2.2.2 機構分布

設置CiteSpace的時間跨度為2000-2020年，時間切片為1年，節點類型為機構，TOPN設為50，其他參數為默認設置，共獲得110個節點總數，79條連線數，密度為0.0132的知識圖譜，如圖3所示。因節點數的大小可直觀呈現發文量，由圖3可知河海大學、西北農林科技大學、中國水利水電科學研究院有較大的節點，代表在國內水足跡研究中該幾個單位發文量多，研究層次較高。因連線數可呈現節點之間的關聯，連線數越多表明節點間的聯系越緊密[16]，由圖2可直觀看到各節點之間的連線數較少，也即國內水足跡研究的各單位間的聯系不密切，合作關系有待提升。

2.3 研究熱點

在一定時間內存在相互關聯、數量較多的一系列論文的關注重點代表了該領域的研究熱點，探究研究領域的熱點對于準確把握其研究內容有重要作用[17]。文獻的關鍵詞反映了其核心內容，雖不一定是出現次數最頻繁，但一定是對該領域文獻內容的整體凝練和集中總結。可借助對文獻關鍵詞的分析來探究研究領域的關注熱點。以關鍵詞共現分析為起點構建關鍵詞的聚類分析，即將關鍵詞的共現網絡關系化簡為數量相對較少聚類的步驟。本文利用關鍵詞聚類分析方法，以探究和追尋國內水足跡領域的研究熱點和主題。

設置CiteSpace的節點類型為關鍵詞，其他參數設置與前述機構設置相同，在獲得關鍵詞知識網絡圖譜上選取LLR算法，得到如圖4關鍵詞聚類網絡圖譜。通過聚類分析得出，國內水足跡研究主要聚焦七個主題，分別為綠水足跡、水資源生態足跡、足跡家族、藍水、黃河流域、影響因素、生命周期等七個方面。反映了我國水足跡領域的研究熱點。

如圖4所示研究的基礎上，繼而得到關鍵詞共現聚類見，如表1所示。可以看出，國內水足跡研究聚類內容存在互相交叉，總體上可將我國水足跡研究歸納為藍綠水足跡和水資源生態足跡兩個主題領域。“藍、綠水足跡”主題包含了綠水足跡、藍水足跡、通徑分析、農作物水足跡和農田灌溉等關鍵詞。研究普遍認為“藍水”的機會成本遠高于“綠水”，但“綠水”受土壤和氣候等多因素的影響，即儲存能力和土壤的物理性質方面，當前國內水足跡研究也多設計“綠水”。“水資源生態足跡”研究主題主要包括生態足跡、生態赤字、生態承載力和時空格局等關鍵詞，這一研究領域是通過水資源消費、消納水污染等主題進行研究。

2.4 研究前沿

在結合相關高突現值文獻的基礎上，預知國內水足跡研究所關注前沿和演進方向。從圖5中可看出，在2000年至2013年間的突現詞為“灰水足跡”“農作物水足跡”;2005年至2013年間的突現詞為“虛擬水”“虛擬水貿易”;2009年至2010年間突現詞為“生態足跡”;2017年至2020年間突現詞為“藍水”，且突現率一直延續至今。

某一研究主題隨時間變化還可以用關鍵詞時序圖來呈現，關鍵詞時序圖也能表示某一時間內的研究趨勢，運行CiteSpace，在關鍵詞共線分析之后依照時間片段構成的關鍵詞時序圖譜，如圖6所示。

從圖6得出，國內水足跡研究可分為基礎時期、繁榮時期、新時期幾個歷程。2000—2007年為基礎時期，這一階段國內水足跡研究處在發展階段，研究不聚焦。2007—2016年為繁榮時期，這一階段研究逐漸增多，研究方向和研究區域多元化。藍綠水足跡、農作物水足跡等是這段時間研究的熱點。2016年至今為新時期，這一階段對其進行了深層次化的研究，更多結合并關注水足跡與生態和糧食安全等研究。

3 討論與結論

本研究基于CiteSpace軟件，從作者合作、研究機構合作、關鍵詞共現和關鍵詞聚類等方面，對近二十年來CNKI期刊數據庫中關于水足跡的624篇中文文獻進行分析，揭示該領域的研究狀況。結果表明，在該領域發文的作者較多，形成了以河海大學、西北農林科技大學、中國水利水電科學研究院3個核心團隊并引領該領域的研究方向，與此同時其他機構也開展了大量工作，但在總體上機構之間的合作相對不夠密切。綜合關鍵詞共現和聚類分析發現，藍綠水足跡和水資源生態足跡成為國內水足跡領域的熱點，研究地域范圍較廣，研究內容趨于系統化。

近二十年來國內學者對水足跡內容從多角度開展廣泛深入地研究。但當前的研究還較缺乏大范圍的小空間尺度分析和時間維度的劃分，欠缺對經濟欠發達地域和第二、三產業的研究研究，分析結果也尚未形成統一口徑。今后在針對國內水足跡的研究中，時空差異以及相關評價研究有待完善，要強化對落后區域及水資源承載能力的評價研究。

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