基于CiteSpace 的碳排放研究可視化分析

梅曉紅 鄒文文

（1.南京特殊教育師范學院管理學院,江蘇 南京 210038；2.江蘇共享發(fā)展研究基地,江蘇 南京 210038）

2005年，中國二氧化碳排放總量超過美國，成為全球第一大二氧化碳排放國。2011年以后，中國開始實行較為嚴格的環(huán)保政策，加上節(jié)能減排技術(shù)的應用以及居民環(huán)保意識的增強，碳排放增速開始下降，基本保持在5%以下。從黨的十八大報告確定低碳發(fā)展作為生態(tài)文明的三大特征之一，到《巴黎協(xié)定》提出的2030年左右碳達峰，再到第75屆聯(lián)合國大會上提出2060年前力爭實現(xiàn)“碳中和”，可以看出，中國政府在逐步提高氣候行動的力度，加速推動中國經(jīng)濟和能源結(jié)構(gòu)朝零碳排放目標轉(zhuǎn)型。

與碳排放相關(guān)的議題已從環(huán)境領(lǐng)域擴展到經(jīng)濟、金融等領(lǐng)域，國內(nèi)的研究成果在2008年后急劇增加，尤其是“雙碳”目標提出之后，與碳排放相關(guān)的議題更是備受關(guān)注。現(xiàn)有的研究更多集中于碳排放權(quán)、低碳經(jīng)濟、碳減排、碳交易等應用研究，但鮮有相關(guān)文獻計量學的報道，僅有的一些計量文獻也主要聚焦于某一維度，如碳稅、碳市場等方面。因此，本研究借助CiteSpace可視化文獻分析軟件，對中國碳排放研究的發(fā)文量、研究機構(gòu)、研究領(lǐng)域等進行知識圖譜分析，全面揭示碳排放研究的知識基礎(chǔ)、研究熱點以及未來的研究趨勢，為后續(xù)碳排放的研究提供借鑒。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

本文以“主題名=碳排放”在CNKI中國學術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫中進行檢索，設(shè)定時間跨度為2016年—2021年。對檢索結(jié)果進行挑選，共檢索出6 873篇核心期刊文獻，構(gòu)成本研究的文獻樣本。本研究的納入標準：（1）與碳排放相關(guān)的文獻；（2）發(fā)表于2016年—2021年。本研究的排除標準：（1）重復發(fā)表的文獻；（2）經(jīng)驗交流、評論、報紙等文獻。

本文的主要研究工具是CiteSpace可視化文獻分析軟件。CiteSpace是用Java語言開發(fā)的可視化軟件，筆者借助CiteSpace對碳排放研究領(lǐng)域的文獻集合進行計量，探尋該研究領(lǐng)域演變的關(guān)鍵路徑，并通過繪制一系列可視化圖譜來分析該研究領(lǐng)域的演化潛在動力機制和發(fā)展前沿[1]。

2 數(shù)據(jù)結(jié)果及分析

2.1 研究力量分布

2.1.1 發(fā)文量

在特定時期內(nèi)，論文的刊載量在某種意義上可反映該研究領(lǐng)域的發(fā)展特征。本文研究樣本為6 873篇論文，根據(jù)年度發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得出2016年—2021年與“碳排放”主題相關(guān)的發(fā)文量趨勢。根據(jù)表1顯示的發(fā)文數(shù)量，關(guān)于碳排放的研究主要分成兩個時期：逐年遞減（2016年—2018年），逐年遞增（2019年—2021年）。

表1 2016年—2021年論文發(fā)表數(shù)量統(tǒng)計匯總

2016年—2018年，有關(guān)碳排放的研究，年均發(fā)文數(shù)量基本維持在1 000以上。巴黎氣候大會上中國的承諾使得“碳減排”議題引起人們的關(guān)注，因此2016年發(fā)文量較大，后緩慢遞減；2019年，全球碳排放增長勢頭未扭轉(zhuǎn)，但增速趨緩；2020年，我國提出“雙碳”目標，對于碳排放的關(guān)注度又開始上升。

2.1.2 研究者

借助CiteSpace軟件對6 873個節(jié)點類型（Node Types）進行分析（見圖1）。圖1左邊的字符表示有關(guān)的資料，其中“N=425，E=308”，“N”表示節(jié)點數(shù)量，即作者出現(xiàn)的位置節(jié)點，作者姓名的字號越大，表示該作者在6 873個數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的次數(shù)越多；“E”表示作者之間聯(lián)系的節(jié)點之間的連線，連線越粗，表明他們在同一文獻中同時出現(xiàn)的頻率越高，表明作者之間的合作越緊密。作者合作圖譜中出現(xiàn)了425個節(jié)點，連線為308條，密度（Density）值為0.003 4，表明共出現(xiàn)作者425位，作者之間合作數(shù)量308次，但密度值較小，說明作者之間雖有合作但不緊密。

圖1 作者共現(xiàn)圖譜

借助CiteSpace中顯示的有關(guān)作者的分析數(shù)據(jù)，截取發(fā)文量排在前10的作者數(shù)據(jù)，可得到如表2所示的結(jié)果，即高產(chǎn)作者信息。2016年—2021年發(fā)文量排在前3的作者，年均達4～5篇。除了這10位作者以外，其他作者發(fā)文數(shù)量基本在年均2～3篇。從圖1可以看出，有關(guān)碳排放的研究有其獨特的發(fā)展模式，高產(chǎn)作者聚焦于碳排放的研究，可以視為碳排放領(lǐng)域的核心成員，發(fā)揮著重要作用。

表2 高產(chǎn)作者信息

2.1.3 研究機構(gòu)

2016年—2021年所選取的有關(guān)碳排放的研究機構(gòu)近300家，選擇節(jié)點類型為機構(gòu)（Institution），運行CiteSpace，可獲得圖2所示的機構(gòu)共現(xiàn)圖譜。類似地，機構(gòu)名字的字號越大，表示這個機構(gòu)在6 873個數(shù)據(jù)中的出現(xiàn)次數(shù)愈多，“E”代表連線，節(jié)點間的連接表示各機構(gòu)的聯(lián)系，連線越粗，表明他們在同一文獻中的出現(xiàn)的次數(shù)越多，根據(jù)左上角描述的“N=278，E=0”可以看出各個機構(gòu)間幾乎沒有合作。

圖2 機構(gòu)共現(xiàn)圖譜

為了直觀地展現(xiàn)在碳排放研究領(lǐng)域具有代表性的研究機構(gòu)，本文按發(fā)文量由高到低進行排序，列出了前10家核心機構(gòu)，如表3所示。表3中的機構(gòu)多為高等院校，且以經(jīng)濟或管理學科為主。

表3 重要機構(gòu)研究信息

2.2 研究熱點分布

2.2.1 研究領(lǐng)域

通過可視化分析選擇CiteSpace中的節(jié)點類型作為關(guān)鍵詞（keyword），得到了如表4所示的數(shù)據(jù)，顯示出前10個出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞。在表4中，按相應的算法對關(guān)鍵詞進行匯總，得到如圖3所示的關(guān)鍵詞集合。聚類圖重點展示了反映聚類間結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征、關(guān)鍵節(jié)點和重要關(guān)系。主要學科界與碳排放相關(guān)的主要研究領(lǐng)域可以通過兩個圖表中給出的關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)進行分析。

表4中出現(xiàn)了碳排放、碳減排、碳中和、影響因素、碳交易等這些出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞。出現(xiàn)頻次較低的關(guān)鍵詞，如氣候變化、碳足跡、低碳經(jīng)濟、中國、碳稅等，雖有關(guān)注，但目前來看并不是國內(nèi)學者主要的研究主題。

表4 關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次

表4中只截取了出現(xiàn)頻次較高的前10個關(guān)鍵詞，為了提高搜索字段合成的準確性，本文利用CiteSpace關(guān)鍵詞聚類功能對表4中密切相關(guān)的關(guān)鍵詞進行了匯總，形成了聚類，得到了如圖3所示的關(guān)鍵詞聚類圖。基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和集群清晰度，CiteSpace提供了兩個指標：模型值（Q值，即模塊化Q）和平均邊界值（S值，即平均輪廓）。當Q值＞0.3時，可以認為聚類結(jié)構(gòu)顯著；當S值接近0.7時，可以認為聚類是高效率令人信服的。圖3左上角的數(shù)據(jù)顯示值Q=0.367 9，值S=0.699 4。因此，聚類圖的聚類結(jié)構(gòu)顯著，結(jié)果可信。

圖3 關(guān)鍵詞聚類圖譜

2.2.2 研究主題

為了了解關(guān)鍵詞聚類的時間變化趨勢，進一步探索碳排放研究的時間演化趨勢，本文分析了基于聚類的時間線圖，選擇“時間線視圖”優(yōu)化后得到圖4。圖4顯示了6個聚類：#0經(jīng)濟增長、#1碳中和、#2碳排放、#3影響因素、#4碳稅、#5遺傳算法、#6溫室氣體。

圖4 關(guān)鍵詞時間線圖

在了解不同階段主要研究話題的基礎(chǔ)上，借助CiteSpace關(guān)鍵詞突現(xiàn)操作，可以了解到不同時段有關(guān)碳排放研究的重點和熱點，如圖5所示。結(jié)合歷史背景和關(guān)鍵詞爆發(fā)點圖，本文將研究熱點分為以下幾個階段。

圖5 關(guān)鍵詞爆發(fā)點圖

2016年—2017年，中國政府在《“十三五”規(guī)劃綱要》中提出要積極應對全球氣候變化，至2020年碳排放強度在2005年基礎(chǔ)上降低40%～45%。此外，中國政府在巴黎世界氣候大會上也明確提出，將于2030年左右實現(xiàn)碳達峰，2030年碳排放強度比2005年降低60%～65%[2]。人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、新能源和節(jié)能減排技術(shù)的開發(fā)與應用等被提上了日程[3]。這一時期研究的重點是通過投入產(chǎn)出構(gòu)建產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。

2018年—2019年，此時正處于低碳技術(shù)研究階段，在研究演化路徑上，伴隨著低碳經(jīng)濟的興起，有關(guān)低碳技術(shù)的研究也隨之不斷發(fā)展，研究熱點不斷變化。從宏觀到微觀，從理論到實踐，從簡單到復雜，低碳技術(shù)的研究正沿著興起、發(fā)展和創(chuàng)新的道路邁進，逐步形成多元化和體系化的特征，所以這一時期的研究熱點關(guān)注生命周期、碳會計、博弈論、碳預算[4]。

2020年—2021年，此時正處于低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型階段，將完善碳中和立法融入實現(xiàn)“雙碳”目標的全過程，以完備的法律體系為“雙碳”目標的實現(xiàn)提供法治保障，并借此解決影響“雙碳”目標實現(xiàn)的深層次矛盾和體制性障礙[5]。要實現(xiàn)碳中和，必須要進行低碳技術(shù)革命，以推進能源生產(chǎn)和消費朝低碳化發(fā)展[6]，該階段的研究核心是合作減排、路徑優(yōu)化、生態(tài)補償、多式聯(lián)運。因此，該時期的研究注重通過科技創(chuàng)新來促進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，堅定向綠色、低碳、多能融合方向轉(zhuǎn)型發(fā)展[7]。

3 討論

從整體上看，國內(nèi)碳排放研究仍有以下問題亟待解決。（1）作者和研究機構(gòu)間的合作與聯(lián)系較少，未能形成廣泛的聯(lián)系，科研合作存在一定的壁壘。（2）我國碳排放研究的知識基礎(chǔ)集中在碳排放及影響因素、碳減排路徑、碳交易等領(lǐng)域，并形成了6個聚類，代表了具體的研究分支：經(jīng)濟發(fā)展與碳排放、碳中和的實現(xiàn)路徑、碳排放的效率、碳稅及定價、碳排放的測算、碳排放的協(xié)同效應，研究熱點存在較大差異。（3）現(xiàn)有的研究雖較好地指出了低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的問題，但研究較為分散不成體系，且較少提出對策。

針對以上問題，建議做到以下幾點：（1）從研究者角度看，國內(nèi)研究者之間需要加強合作，打破區(qū)域限制和科研壁壘，形成跨領(lǐng)域、跨學科的廣泛合作，圍繞目前亟待解決的問題，如基于新發(fā)展理念建立促進經(jīng)濟、社會全面實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型[8]，基于“雙碳”目標推進經(jīng)濟和社會全面實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型[9]等內(nèi)容，進行交流合作，提出切實可行的對策。（2）從研究主題來看，領(lǐng)域內(nèi)的研究主題較多。（3）從頻次來看，碳排放、碳減排、碳中和、影響因素、碳交易、低碳經(jīng)濟、碳稅等出現(xiàn)頻率很高。未來可以圍繞碳中和、各個行業(yè)在低碳背景下的轉(zhuǎn)型以及與之相匹配的政策框架等三個方面展開集中研究，從宏觀分析到解決實際問題的微觀討論著手[10]。例如，通過分析我國碳排放變化與經(jīng)濟發(fā)展之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間的聯(lián)系[11]，從而圍繞國內(nèi)生產(chǎn)總值增長與碳排放量的關(guān)系，尋求產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、行業(yè)轉(zhuǎn)型的路徑，使碳排放強度呈逐漸下降的趨勢[12]。隨著更高目標的提出，碳排放研究將更深入全面，向跨行業(yè)、跨國界合作的方向發(fā)展。

4 結(jié)語

本文使用CiteSpace可視化文獻分析軟件對國內(nèi)碳排放主題研究的發(fā)展概況進行了探究，厘清了國內(nèi)碳排放研究的力量分布和熱點變化，發(fā)現(xiàn)學者和機構(gòu)之間應加強合作，經(jīng)濟增長與碳排放、碳減排路徑、碳市場的發(fā)展、碳排放的影響因素等熱點方向，但在碳排放相關(guān)問題上，還有許多尚未解決的理論問題與實踐問題，未來仍有很大的探索空間[13]。本文的研究對今后碳排放研究的主題選擇和尋找新的研究方向具有借鑒意義。