基于科學知識圖譜的綠洲城市文獻計量分析

許金花，阿里木江·卡斯木，賽迪古麗·哈西木，如克亞·熱合曼

(1. 新疆師范大學 a. 地理科學與旅游學院；b. 學報編輯部，烏魯木齊 830054；2. 絲綢之路經濟帶城市發展研究中心，烏魯木齊 830054；3. 新疆干旱區湖泊環境與資源重點實驗室，烏魯木齊 830054)

綠洲是干旱和半干旱區獨特的自然景觀，是干旱區生態系統的重要組成部分，它提供了良好的小氣候環境，是干旱地區人類活動的主要場所，是綠洲生態系統發展的搖籃[1].城市是人類社會活動空間集聚形成的地理實體，其動態演化特征反映了城市化過程的規律[2].城市形態是城市地理實體所表現出來的具體空間物質形態，城市空間的變化對人們的生產生活有直接的影響，城市形態的改變也會導致城市治理的碎片化[3].綠洲城市是從城市自身和綠洲角度來考慮的，它既符合城鎮的特征也符合干旱地區綠洲的特點，包括農業、工業、交通業節點城市以及工礦城市等資源型城市[4].隨著經濟社會的發展和國家政策對西部地區的大力扶持，綠洲城市發展迅速，主要表現為城市土地的擴張和生態環境的破壞[5].我國正在經歷快速的城市化階段，這直接了導致城市空間的擴張，這種現象與地理學中的格局-結構-過程-機制研究有關[6].

目前，眾多學者對綠洲城市的各方面均展開了研究.在園林工程設計建設中，張文英[7]以高密度城市中心區為研究出發點，探討了美國口袋公園理論與實踐的起源與發展；在綠洲城市綜述研究層面，杜宏茹等[4]于2005 年在回顧我國不同時期研究重點和研究歷程的基礎上，對我國干旱區綠洲城化機理、區域生態響應和水資源約束下的綠洲城市開展了相關研究；王一航等[8]于2019年梳理了土地利用/覆蓋變化的相關文獻，從文獻數量和被引頻次方面對中國綠洲城市的土地利用/覆蓋的變化進行了描述，探討了現有研究的不足并作出了展望.在綠洲城市土地利用層面，李松等[9]通過分析城市土地利用和城市發展綜合分值，土地利用與城市發展的協調性和耦合性，以及空間差異，衡量兩者之間的和諧關系；哈尚辰等[10]利用“壓力—狀態—響應”(PSR)模型測算了土地集約利用水平及PSR 協調度；阿依吐爾遜·沙木西等[11]探討了城市土地利用轉型中生態環境的變化；Wu 等[12]從區域景觀到城市內部層面，對北京、天津和石家莊的城市擴展進行了多尺度分析.在資源利用層面，傅茜等[13]通過構建城市水資源、燃氣普及率和工業企業能源消費指標分析了城鎮化質量與規模的耦合協調關系.在景觀生態服務價值層面，朱增云等[14]用空間統計方法，結合CA-Markov 模型，對干旱區綠洲土地利用空間格局和生態服務價值進行分析，討論兩者的自相關性；Zhang 等[15]分析了干旱區綠洲城市烏魯木齊市的總懸浮顆粒物(TSP)來源.自1989 年以來，南極極地的變暖程度是全球平均水平的3 倍，這主要是由自然熱帶氣候變化驅動的，并可能隨著溫室氣體的增加而加劇[16-17].Zhang 等[18]在探討塔里木盆地綠洲演化的原因中也指出，氣候變化對綠洲的影響是宏觀的、連續的，氣候變化引起的水資源變化對塔里木盆地演化是致命的.由此可知，以綠洲為依托發展起來的綠洲城市此刻正面臨著嚴峻挑戰.

關于綠洲城市的研究成果雖然較為豐富，但從大數據可視化角度來進行分析的比較少見.鑒于此，本文運用可視化軟件Citespace、VOSviewer和知網計量可視化分析功能，梳理海量綠洲城市的發展脈絡和研究趨勢，旨在從大數據文本挖掘及可視化角度，對發表在中國知網的文獻進行知識圖譜分析，直觀地反映出以往研究的重點、方法和視角，并在吸納前人研究的基礎上，對綠洲城市未來的研究方向進行展望，以期為開展干旱區綠洲城市研究的學者提供參考.

1 數據來源和研究方法

1.1 文獻檢索和數據來源

本文以綠洲城市為主題，對知網2000—2020年的文獻進行檢索，得到近400 篇論文，其中280篇為學術論文，62 篇為學位論文，25 篇為會議及其他形式的論文.以干旱區綠洲城市相關的文獻和綜述為基礎，參考杜宏茹等[4]的《我國干旱區綠洲城市研究進展》和趙瑞東等[19]的《城市韌性研究進展與展望》，總結出與主題研究相關的文獻和研究趨勢.

1.2 文本和主題挖掘

本研究采用文本和主題挖掘的文獻計量學方法，探索全部統計文獻的研究主題及其相互間的聯系.首先，為了解釋最突出的主題，從所有統計文獻中的標題、摘要、關鍵詞和主題短語，得到與主題相關的關鍵詞列表，并將其可視化為單詞元；其次，運用VOSviewer、Citespace 可視化軟件對從近400 篇文獻挖掘出的文本主題和作者進行可視化聚類分析.

1.3 研究路徑

為了探明綠洲城市研究在多學科領域的發展情況，本文分別以抽樣文獻集在知網數據庫中的被高引頻次和在同領域中的被高引頻次作為切入點展開分析；為了更科學有效地探索干旱區綠洲城市研究的發展現狀，根據總體的研究目標和思路，運用visio 設計出研究路線圖，如圖1 所示.

圖1 綠洲城市發展研究路徑

2 結果與分析

2.1 研究興趣呈現增加趨勢

對檢索到的近400 篇綠洲城市相關文獻進行定量概述，結果如表1 所示.為了形成明顯的對比，以5 a 為1 個基本周期進行比較.由表1 可知，從發文總量上看，自2000 年以來，有關綠洲城市的研究總體呈現增加趨勢，并于2014 年達到最高峰，全年共發表文獻35 篇，其后趨于穩定增長狀態(見圖2).其中，關于綠洲城市群研究的典型文獻是西北大學題目為《綠洲城市群空間發展動力機制研究——以烏魯木齊城市群為例》[20]的碩士論文.該論文從區域的視角，運用城市地理學和區域經濟學的有關理論方法，對烏魯木齊城市群發展的動力機制進行了深入研究.

圖2 2000—2020 年綠洲城市發文趨勢

表1 綠洲城市主題文獻定量指標

2.2 研究呈現跨學科領域趨勢

對抽樣文獻所屬的學科門類作出甄別，所占百分比排前15 位的分別屬于城市經濟、城鄉規劃與市政、環境、農業經濟、地理、區域經濟、水利工程、測繪、林學、觀賞園藝與園林、國民經濟、建筑科學、數量經濟、社會和旅游經濟學科門類，見圖3.由圖3 可知，現有研究以城市規劃、經濟與環境等自然經濟科學類居多，社會文化類較少，這說明自然社會科學的相關研究更受關注，且其研究內容較為傳統，也從側面說明了“人與社會”的研究具有較大發展潛力.

圖3 綠洲城市文獻前15 類學科

以抽樣文獻在知網數據庫的高被引頻次作為切入點進行分析，結果見表2.由表2 可知，綠洲城市研究在園林、城市空間形態、經濟脆弱性、土地利用/覆被、土地利用效益、城市化和生態耦合關系中的被引量是最多的，這說明該領域研究較為全面.在前10 篇高被引頻次的文獻中，其作者基本上是從事城市規劃與區域發展、城市土地利用、城市與可持續利用發展以及資源環境與遙感研究方面的學者.高被引頻次文獻期刊以地理學類的自然科學學報為主.因此，地理學科類在綠洲城市研究中較為深入、全面和系統.

表2 綠洲城市文獻被引頻次最高的文獻清單

2.3 研究主題的變化趨勢

為了確定研究主題詞，分別從所選論文的題目、摘要和關鍵詞中抽選詞組制作主題詞云，其可視化結果如圖4 所示.其中，相同顏色僅代表同類型研究；相位大小與每個相位出現的相對頻率成比例；單詞云之間的位置代表文獻同時被引的出現概率.

圖4 文獻樣本主題詞云的可視化結果

由圖4 可知，綠洲城市研究的主題詞云大致可被劃分為3 類：綠洲城市生態環境相關的可持續發展；城市生態研究、經濟評價及模型預測研究；城市發展空間過程、土地利用結構和水資源要素研究.其中，以水資源、生態與經濟發展為區域議題的同時，人居環境、城市建設和農業等主題日益向“人”的方向靠攏，以具體城市為案例的研究也逐漸豐富起來.由此可見，綠洲城市研究的主題經歷了從理論、模型研究不斷向可控性與實踐指導性方向靠攏[3]的轉變.

進一步對所選文獻的題目、摘要和關鍵詞的共同主題詞進行聚類分析和標簽視圖分析，結果如圖5 所示.圖5 中的結果表明，綠洲城市研究主要有10 個主題群，即綠洲城市土地利用、生態風險及協調度分析；城市化、生態環境及生態脆弱性研究；以烏魯木齊為主要研究區的景觀格局變化和城市綜合規模的研究；干旱區水資源和人居環境研究；綠洲城市生態環境變化及樹種種植研究；中國城市擴展及驅動力因素的研究；西北干旱區綠洲城市的演變研究；城市可持續發展和指標體系的綜合評價分析；遙感手段下城市擴展和空間結構的研究；與城市景觀、公園相關的規劃設計分析.這充分說明，近20 a 來，綠洲城市研究主題豐富，涉及生物、化學、規劃、生態和地理等各類學科；同時，在以綠洲城市為主題的研究中，以城市及城市化為中心的研究逐漸轉向了城市土地利用、景觀格局和人居環境等與人相關的研究方向.

圖5 文獻樣本主題詞聚類分析結果

2.4 文獻作者合作共現

為了清晰地看出綠洲城市研究者之間的關聯性，對樣本文獻的作者頻次出現4 次以上的文獻進行引用分析，生成作者共現的可視化分析結果如圖6 所示.

圖6 樣本文獻作者共現分析

其中，作者間的合作路徑用不同圓圈間的線條相連，相連的作者表示其文獻有相互引用關系；節點圓圈的大小與論文被其他樣本引用的總量成比例，圓圈越大，表示作者出現的次數越多.

3 干旱區綠洲城市研究進展

3.1 綠洲城市土地利用景觀研究

在過去30 a 內，中國的城市在規模、人口和影響力方面都呈爆炸式增長[23].綠洲城市作為干旱區人地關系最為敏感的區域，是土地利用變化急劇且具有特色的區域.綠洲城市土地利用研究對于揭示綠洲城市土地利用的時空變化及其變化規律，以及探討綠洲城市的可持續性發展有著十分重要的意義[20].近20 a的綠洲城市土地利用研究主要集中在城市擴展時空動態變化及驅動機制分析[21-22]、城市土地利用景觀格局時空演化預測研究[23]、城市可持續發展[24]和城市土地利用可持續發展[25-26].

1)城市擴展時空動態變化及驅動分析.其主要是通過空間分析技術和地理探測模型、Markov模型及土地利用變化空間模型等方法解釋城市空間形態演變與驅動力之間的關系[27].空間形態研究以城市分形維數和緊湊度，以及擴展強度和速度為主探討其變化.干旱區綠洲城市特有的地理地貌除了受自然因素影響外，政府決策對城市的發展也起到很大作用.因此，在借鑒其他發達地區的城市發展演變規律的基礎上，對合理的城市擴展不應給予絕對地否定，也不盲目地追隨“緊縮城市”等相關理念.找準城市的定位，合理地開發利用荒漠區的城鎮用地，科學地進行建設才是綠洲城市研究的重點.

2)城市土地利用景觀格局變化及其驅動力分析.新疆地區的城市是綠洲城市的典型代表，其土地利用景觀格局演變過程有其獨特的演變規律，土地集約利用與區域發展的協調也顯得尤為重要[28].從近20 a 的文獻研究中可以看出，綠洲城市土地利用景觀總體上呈現上升的趨勢，且主要受到自然和人文因素的雙重作用.已有大量研究表明，人文因素是造成綠洲城市土地利用景觀多樣性、均勻性和優勢性演變的主要驅動因素.在今后針對城市土地利用的研究中，要在把握城市整體性發展趨勢的基礎上，同時關注綠洲城市研究的差異性.

3)綠洲城市的可持續發展分析.此類研究著重探討綠洲城市化與生態環境的關聯及其耦合機制[29].其作用機理是綠洲城市化與生態環境關系研究的核心內容，是制定綠洲城市化戰略和實施可持續發展調控對策所必需的基礎性認識[30]，對推進綠洲城市生態建設、協調城市化與生態環境間的關系起到啟示作用[31].西部地區的生態環境耦合正處于緩慢變化階段，城市化與生態環境的矛盾相對比較突出，相較于發達地區，其人口活躍程度較低，因此有關加強城鎮化與生態環境耦合的動態調控研究，雖不是迫在眉睫但也是至關重要的.

3.2 綠洲城市發展與水資源

綠洲城市發展加速了水資源的開發利用，城鎮化對水資源利用系統具有脅迫和優化作用，而水資源利用對城鎮化也具有支撐和約束的功效[32-33].因此，在可利用水資源條件下的城市適宜發展速度與發展方式在保障城市發展健康和水資源的合理開發利用中顯得尤為重要[34-35].水資源的開發利用情況主要基于定性分析和定量計算[36]，同時借以構建預警系統仿真模型、水資源開發利用潛力綜合評價模型及其指標體系和協調評價模型[37-38]等相關模型的構建，來對水資源供需平衡下的綠洲穩定性進行評價.在綠洲城市水資源的評價中主要以仿真模型為主，未有效緩解人地矛盾和人與資源的關系問題，這對于嚴重受水土資源制約的綠洲地區，或多或少略顯單一.

3.3 綠洲城市與生態安全評價

基于城市化與生態化2 大子系統的作用機理[39]，構建一套包括資源環境壓力、資源環境狀態和社會經濟響應與評價的指標體系，結合生態環境和土地利用相互關系[40]，探討城市化進程與環境響應的耦合關系，剖析干旱區綠洲城市化與土地生態環境間的交互脅迫機制[41-42]，這是對綠洲城市建設和生態安全保護的科學探索.生態安全可通過調控人類活動進行改善和修復.目前，大部分研究僅對城市生態安全的整體水平、存在的問題和產生的原因進行評價，未針對性提出能引導城市生態朝更理想、更安全的方向發展的實踐措施，因此應加強其實踐性和可操作性研究.

4 結論與展望

本文以知網相關主題文獻為研究數據，從政策、科學研究及大數據等視角出發，考察綠洲城市發展的總體演變趨勢，給出了一些關于綠洲城市未來研究可供參考的建議，進一步豐富了綠洲城市可持續發展的理論.

1)利用大數據、文本挖掘和計算機技術的優勢，綜合分析綠洲城市人居環境、城市活動等相關研究，揭示其背后的因果關系和內在聯系，進一步指導未來的綠洲城市研究工作.

2)將綠洲城市建設與新時代生態文明建設的大政方針緊密結合，根據當地社會經濟發展的實際情況，多學科交叉融合，多角度、系統地展開研究，優化要素，為綠洲城市健康可持續發展提供有效的指導.

3)結合綠洲城市發展的新環境與新政策，在通過實例探索新技術、新方法的基礎上，緊跟時代步伐不斷開創新的出發點，構建具有實踐意義的屬于綠洲城市特殊地貌研究的理論框架.

4)注重人本化的發展維度，在原有的城市時空動態變化研究基礎上，轉化為以人本需求為導向，開展綜合性應用性較強的新型范式研究.

本研究雖從宏觀角度對綠洲城市的研究發展趨勢進行了分析，但未對綠洲城市研究本身的分類、特征及時空發展情況等作具體論述，缺乏定性分析，且僅以“綠洲城市”為主題在知網中文數據庫中進行文獻搜索，樣本覆蓋度不夠，在今后的研究中應予以改進.