基于CNKI數據庫文獻計量視角下沙障研究現狀

李雙立，黃海廣，黨曉宏，郭躍，萬俊華

(1. 內蒙古農業大學沙漠治理學院，內蒙古 呼和浩特 010018；2. 內蒙古自治區林業科學研究院， 內蒙古 呼和浩特 010010；3. 鄂爾多斯市林業和草原事業發展中心，內蒙古 鄂爾多斯 017010；4. 烏審旗林業和草原局，內蒙古 鄂爾多斯 017300)

荒漠化在全球范圍內均是需要重點解決的社會環境問題。根據國家林業局第五次荒漠化公報，我國荒漠化土地和沙化土地面積分別為261.16萬km和172.12萬km，分別占國土總面積的27.02%和17.93%。十九大報告指出，堅持人與自然和諧共生，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念。為滿足中國特色社會主義生態文明建設的總體要求，達到“雙碳”目標，荒漠化治理問題刻不容緩。

沙障又稱機械沙障，即采用柴、草、樹枝、黏土、卵石、板條、籬笆等非生命材料，在沙面上設置各種形式的障礙物，以此來控制風沙流動的方向、速度、結構，改變蝕積狀況，達到防風阻沙、改變風的作用力及地貌狀況等目的。在自然環境狀態差的地方，沙障可以在和植被共同生長的過程中改善土壤養分，起到固定沙丘的作用。中國對沙障的研究早在秦漢時期就有記載，但是理論起步較晚，目前我國對沙障的研究主要集中在防風固沙、植被恢復及對土壤性質的影響等方面，為了系統全面地總結我國沙障的研究進展，本文采用文獻計量方法，借助VOSviewer和Citespace 可視化分析軟件，對中國知網(CNKI)公共信息平臺收錄的沙障研究文獻進行分析，總結我國沙障研究的方向、現狀及研究熱點，以期為我國沙障的后續研究提供真實有效的參考，為我國荒漠化治理工作提供理論和技術支撐。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文以中國知網CNKI(https://kns.cnki.net)為數據源，選取中國學術期刊網絡出版總庫、中國優秀碩士學位論文數據庫、中國博士學位論文數據庫、中國重要會議論文全文數據庫和中國重要報紙全文數據庫等5個數據庫，以“沙障”為檢索詞，使用“篇名”字段為檢索項，共檢索完整文獻399篇并導出為Refworks格式。

1.2 研究方法

文獻計量可以定量揭示某一學術領域的發展歷程、研究熱點及發展方向。采用文獻計量分析方法，可以高效且全面地了解研究領域的歷史、現狀及未來的發展趨勢，為高質量選題及文章撰寫提供了方法。本文基于文獻計量視角，按照論文發表的數據庫來源、數量及年代分布、基金來源3個指標分別進行數據的統計與分析，同時借助可視化分析軟件VOSviewer和Citespace 繪制知識圖譜進行輔助研究。

2 統計結果與分析

2.1 文獻發表年代分布

特定時期的特定領域研究論文的年代分布及其發文量是文獻學特征分析的基礎指標。在中國知網數據庫中檢索得到與沙障相關的論文共計399篇(至2021年12月)，始發年度為1959年。從論文發表的年度及數量上分析，可以得到4個階段： 1959—1995年(37年)為起步階段，共計發表16篇，占總發表論文數量的4.01%，年平均發表不足1篇；1996—2005年(10年)為緩慢發展階段，共計發表50篇，占總發表論文數量的12.53%，年均發表5篇；2006—2016年(11年)為不平穩發展階段，共計發表論文204篇，占總發表論文數量的51.13%，年均發表20篇；2017—2021年(5年)為成熟階段，共計發表論文129篇，占總發表論文數量的32.33%，年均發表25篇，可以稱之為沙障研究的黃金時期。(圖1)

圖1 沙障論文發表年份及數量

2.2 數據庫來源分布

相關論文主要通過中國學術期刊網絡出版總庫、中國優秀碩士學位論文數據庫、中國博士學位論文數據庫、中國重要會議論文全文數據庫和中國重要報紙全文數據庫等5個數據庫進行檢索，結果見表1。

表1 論文檢索數據庫來源分布

由表1可見，檢索結果以中國學術期刊網絡出版總庫為主，約占總發表論文數量的82.96%，其次為中國優秀碩士學位論文數據庫，約占總發表論文數量的11.53%，其余以沙障為檢索詞在中國博士學位論文數據庫、中國重要會議論文全文數據庫和中國重要報紙全文數據庫中檢索得到的論文共占約5.51%。

2.3 基金來源分布

檢索得到的論文經費來源主要有國家級資助和省部級資助2個渠道，標注的資助單位或機構數量共19個。其中以標注為國家級資助的論文為主，共計156篇，約占總數的78.79%；其次是標注為省部級資助的論文，共計42篇，約占總數的21.21%。

由表2可見，在標注為國家級資助的論文中以國家自然科學基金為主，發表論文80篇，占總數的40.40%；其次為國家重點研發計劃(30篇)、國家科技支撐計劃(22篇)、國家科技攻關計劃(17篇)和國家重點基礎研究發展規劃(973計劃)(7篇)，占比分別為15.15%、11.11%、8.59%和3.54%。省部級資助單位或機構包括教育部、內蒙古自治區、水利部、甘肅省、中國科學院、吉林省等，以三北地區為主。其中標注為內蒙古自治區自然科學基金的論文最多，為12篇，約占6.06%；標注為引進國際先進水利科學技術計劃項目(水利部948計劃)緊隨其后，為8篇，約占4.04%；其次是標注為甘肅省自然科學基金的論文，為4篇，約占2.02%；標注為中國科學院知識創新工程項目、長江學者和創新團隊發展計劃相同，皆為3篇，各占1.52%；其余各單位均未超過1%。

表2 發表論文研究經費來源標注情況(前10)

2.4 文獻作者及其合作網絡分析

對文獻作者及其合作網絡分析，有利于從整體上把握該研究領域的高產作者和學術群體合作關系。檢索的399篇論文署名作者共約140人，署名前3的作者分別是高永(內蒙古農業大學)、袁立敏(內蒙古林業科學研究院)及閆德仁(內蒙古林業科學研究院)，分別發表文獻36篇、31篇及23篇，這些學者共同組成我國沙障研究的中堅力量。本文利用Citespace 可視化分析軟件對文獻發文作者分布情況進行分析，參數設置中時間跨度設置為1959年1月—2021年12月，時間切片設置為3年，閾值設置為提取每個時間切片中頻次出現排名前5位的作者，繪制出作者合作網絡可視化圖譜(圖2)。

圖2 沙障文獻作者合作可視化圖譜

在作者合作圖譜中每個節點表示一個作者，節點的大小代表該作者的發文量，節點越大發文量越多，連線表示不同作者之間的合作關系，網絡密度表示合作關系強度。通過圖2可知，該圖譜的N=140,E=203(Density=0.0209),表示共生成節點140個，連線203個，網絡密度為0.020 9。根據圖2可以將作者之間的合作關系分為以下4個團隊：第一個是由高永、黨曉宏和左合君等學者組成的內蒙古農業大學沙漠治理學院團隊，主要研究方向為沙障的防風固沙效益；第二個是由劉虎俊、劉開琳、徐先英等組成的甘肅省治沙研究所研究團隊，主要研究方向為沙障內的蝕積特征；第三個是由閆德仁、袁立敏和黃海廣等組成的內蒙古林業科學研究院研究團隊，主要研究方向為流動沙丘及風蝕坑治理；第四個是以丁國棟和孫保平組成的北京林業大學研究團隊，主要研究方向為沙障的防風固沙機理和效益。由圖2可知，沙障文獻發文作者之間的合作聯系較密切，已經形成了關系穩定的合作隊伍，但是團隊與團隊之間的合作仍須加強。

2.5 發文機構合作網絡分析

對發文機構及其合作關系進行分析，有利于從整體上把握該研究領域機構的主要力量及其合作關系。對檢索的數據進行分析總結，得到參與沙障研究的研究機構共計238個，主要由國家、省市區及旗縣的科研院所、林業機構構成，合計發表論文250篇。其中研究機構所屬省市區出現頻率最高的3個分別是內蒙古自治區(33.04%)、甘肅省(26.58%)和北京市(4.22%)，研究機構中署名前5位的是內蒙古農業大學沙漠治理學院、中國林業科學研究院荒漠化研究所、甘肅農業大學林學院、甘肅民勤荒漠草地生態系統國家野外科學觀測研究站和內蒙古杭錦荒漠生態系統國家定位觀測研究站，所占比例分別為9.07%、8.45%、8.32%、8.07%和7.95%，占署名單位論文發表總數的41.86%。

研究將樣本文件導入Citespace 可視化分析軟件進行機構合作分析，參數設置中時間跨度設置為1959年1月—2021年12月，時間切片設置為1年，閾值設置為提取每個時間切片中頻次出現排名前5位的機構，繪制出機構合作網絡可視化圖譜。機構合作圖譜中每個節點代表一個研究機構，節點越大表示該機構發文量越多，連線代表機構之間合作關系的強弱。該圖譜的N=238,E=209(Density=0.007 4),表示共生成節點238個，連線209個，網絡密度為0.007 4，屬于稀疏型。總結得到，沙障的研究機構形成3個較大的合作網絡，主要以內蒙古農業大學生態環境學院、內蒙古自治區林業科學研究院及中國林業科學研究院荒漠化研究所為主，其與相關機構合作緊密形成研究團體，但其余研究機構之間缺乏交流合作，不利于未來沙障研究的發展。

2.6 關鍵詞分析

關鍵詞是對全文內容的凝練，高頻關鍵詞則代表了一定時期的研究熱點。因此，本文利用VOSviewer和Citespace軟件，通過關鍵詞共現和關鍵詞突現來分析我國對沙障研究的重點及研究熱點。

2.6.1 關鍵詞共現分析 研究將樣本文件導入到VOSviewer軟件，設置共現頻次大于3，得到關鍵詞聚類圖譜(圖3)及聚類關鍵詞密度圖譜(圖4)。關鍵詞共現圖譜中，不同的顏色代表不同的聚類，每個節點代表一個關鍵詞，節點越大說明其出現的次數越多，在研究領域中的貢獻值越大。連線代表關鍵詞之間的關系性越強，節點與周圍的連線越多，說明該關鍵詞在研究領域越核心。

圖3 關鍵詞聚類圖譜

通過圖4可以得到，關于沙障研究的7個聚類，分別為：聚類一(紫色)，以沙障為主要研究對象；聚類二(紅色)，圍繞庫布齊沙漠開展機械沙障和植被恢復的輔助研究；聚類三(綠色)，以防風固沙為中心關鍵詞；聚類四(深藍色)，主要研究渾善達克沙地和沙障的防風固沙效益；聚類五(天藍色)，以沙柳沙障為研究中心；聚類六(棕色)，主要研究流動沙地和流動沙丘；聚類七(淺綠色)，圍繞著烏蘭布和沙漠進行輸沙量研究；聚類七(橙色)，以風沙流和數值模擬為主要研究方向。根據圖5可以得出，以沙障為中心，關鍵詞共現頻次最高，研究熱度最高，由中心向四周發散研究熱度逐漸降低。

圖4 聚類關鍵詞密度圖譜

2.6.2 關鍵詞突現分析 突現詞是在某一時間內出現頻次突然升高的關鍵詞節點，它可以反映該研究領域的熱點前沿。本文利用Citespace軟件對沙障研究的關鍵詞進行突現性分析，設置最小突現時間為2年，最終得到1959—2021年間前20個頻次突然升高的關鍵詞突現情況。結果顯示，“腐生真菌”“物種組成”“腐化特性”“阻沙效果”及“蝕積狀況”是突現較早的關鍵詞，從1959年開始突現，到1995年結束，是沙障研究領域早期受關注度較高的主題，研究內容主要圍繞沙障的固沙效益展開。根據關鍵詞突變時間及突變強度進行排序，1999—2008年陸續出現的突變關鍵詞順序為“植物再生”“流動沙地”“風洞試驗”“沙柳”“防護效益”“沙柳沙障”“活沙障”“粗糙度”“防風固沙”和“黃柳”。從突變時間來說，“沙障”“植被恢復”“流動沙丘”“輸沙量”和“數值模擬”5個關鍵詞近幾年備受關注。

“防風固沙”“沙障”“流動沙丘”和“數值模擬”從2008年開始陸續突現，突現時間一直持續到2021年，說明這4個主題是近幾年沙障研究領域的熱點問題，也將是未來一段時間內一直活躍的主題。其中，“沙障”的突現強度最高，突現強度高達9.34。說明從2000年以后，關于沙障的研究主要朝著防風固沙效益、流動沙丘治理及植被恢復等方向發展，并且在2018年開始出現數值模擬方法對沙障進行輔助研究。

3 結論與展望

我國對沙障的研究始于1959年，截至2021年我國關于沙障的研究大致分為4個階段，其中2017—2021年(5年)為文獻發表的黃金時期。從基金支持看，國家對該研究方向保持高度重視。研究經費主要來源于國家資助，其中國家自然科學基金占大多數，省級資助較少，其中以內蒙古自治區為首。從發文作者及其合作關系看，國內與沙障有關的研究團體主要分為以高永、劉虎俊、閆德仁、丁國棟為首的4個研究團隊。沙障文獻發文作者之間的合作聯系較密切，已經形成了關系穩定的合作隊伍，但是團隊與團隊之間的合作仍需加強。從機構及其合作關系看，沙障的研究機構存在3個較大的合作網絡，主要以內蒙古農業大學生態環境學院、內蒙古自治區林業科學研究院及中國林業科學研究院荒漠化研究所為主，與其他相關機構合作緊密形成研究團體，但大部分研究機構之間缺乏交流合作，不利于未來沙障研究的發展。從關鍵詞共現及突變分析看，我國相關研究以沙障為中心，朝“沙障防風固沙效益”“植被恢復”“流動沙地治理”等研究方向發展。“防風固沙”“沙障”“流動沙丘”和“數值模擬”4個主題，是近幾年乃至未來一段時間內的研究熱點及活躍主題。