水庫碳源效應的國內外研究進展對比
——基于WOS和知網

◇費縣水利工程保障中心 彭建梅

為探究水庫與二氧化碳的研究進展，采用文獻計量的方式，利用WebofScience（WOS）和知網兩大文獻數據庫，從發文量整體趨勢、涉及學科、研究機構、國際影響力、研究熱點等方面，對“水庫及其碳源效應”的相關文獻進行了計量分析，通過對國內外文獻進行比較分析，研究發現，對水庫及其碳源效應的研究雖逐年遞增，但總量仍然較少，尚未形成集中、統一的研究熱點領域，方向較為分散。我國科研機構在該領域具有一定的國際影響力，未來環境、氣象、信息、經濟等學科交叉需重點關注。

1 引言

2020年9月22日，中國在第75屆聯合國大會上正式提出2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和的目標（下文簡稱“雙碳目標”）。自雙碳目標提出以來，國家在農業、交通運輸業、制造業等多個行業領域紛紛布局減碳計劃，學術界也響應國家號召，在各自的領域開展低碳路線制訂的研究工作。在水利領域，“水利碳中和”的概念被頻頻提起[1-2]，2022年的中國水利學會專設了一場“水利與碳中和”分會場。在這個概念下，水庫作為重要的水利基礎設施，引起了水利領域學者專家的廣泛關注。2021年我國大中小型各類水庫總量超過9.8萬座[3]，國家相關部門將水庫的作用定位于防洪、供水、農業灌溉、改善民生以及生態效益。對防洪、供水和灌溉的研究一直是水庫研究中的重點，但在當前雙碳目標的背景下，一些新的熱點話題逐步涌現。例如，早前國內外學者對水庫是碳匯還是碳源的問題就有不同看法[4-5]，最終大多數人意見趨于統一，認為水庫是碳源而非碳匯[6]。這一重要論斷對研究人員此后的研究方向及國家的政策制訂、雙碳路線的制訂都有重大影響。

因我國水庫數量眾多，投資也較大，水庫和其碳源效應是“水利碳中和”的重要研究問題，但現有的綜述類文獻仍較為集中在水庫防洪調度、大壩加固除險、大壩安全評價等方面[7-9]，尚未有學者對水庫及其碳源效應作系統性梳理。為更好地了解這一研究熱點的國內外現狀和發展趨勢，本文采用文獻計量可視化的方式，通過對中國知網和WebofScience（WOS）上的相關文獻進行總結與分析，并結合作者的實務工作經驗，提出針對性的思考與建議，對政府政策制訂、研究人員選題、企業投資決策具有一定的參考價值。

2 研究方法與數據

本文所采用的方法為文獻計量與對比分析[10]。文獻計量是采集某個領域所有文獻的數據特征，然后利用統計學手段評價該領域的發展現狀并預測未來趨勢；對比分析是將兩個或兩個以上相關的主體進行橫向、縱向或綜合的對比，以探究不同主體之間的異同。

本文所用的文獻數據均來源于中國知網和WOS兩大權威文獻數據庫，前者是國內最大、最權威的中文期刊數據庫，后者則是全球使用人數最多、收錄最廣的國際權威期刊數據庫，兩者的文獻數據具有極強的代表性，最適用于作文獻計量分析。在檢索過程中，作者在兩大數據庫中設定主題為“‘水庫’和‘二氧化碳’”，對應的英文為“'damreservoir'AND'carbon dioxide'”。“AND”表示主題中同時含有“水庫”和“二氧化碳”。經過檢索和剔除不符合調查范圍的文獻，最終在知網得到中文論文112篇，在WOS得到外文論文145篇。因本文將所得到的文獻全部用于計量分析，除特別提及的文獻，其他文獻不再于參考文獻中列出。

3 文獻計量分析

3.1 整體趨勢分析

分析整體發文數量可以大體估計該領域的研究現狀和發展勢頭，也反映了這一領域知識量的變化趨勢。本文檢索了知網和WOS上收錄的公開發表的有關大壩水庫與二氧化碳的文獻，圖1呈現了2008-2021年近15年上述文獻的發表情況及趨勢。由圖可知，國內外研究大壩水庫與二氧化碳的論文數量呈波上升趨勢。其中，2008-2009年WOS上沒有相關文獻的收錄，而知網在這一時期有7篇，表明國內針對大壩水庫與二氧化碳的研究早于國外。國際上對該領域的研究雖起步較晚，但從2013年開始國際發文數量逐漸多于國內，并呈現穩步增長的趨勢。在2018年，國內外相關研究的論文數量達到頂峰，此后近三年略有減少。

圖1 相關主題下知網與WOS發文數量比較

總體來看，學界對這一問題的關注起步較晚，15年來有所發展但研究力度仍不夠大。

3.2 涉及學科分析

分析文獻涉及的相關學科有助于發現哪些學科對本文所討論的領域研究最為深入，一方面可以挖掘自己所在學科與之相關的熱點問題，另一方面可以探索利用交叉學科來研究該問題。本文將WOS和知網論文的學科分布可視化，見圖2（a）和圖2（b），WOS和知網對學科分類的表述略有差異，但不影響本文的最終結論。總體來看，WOS和知網在該領域的論文分布學科較為相近，主要集中在環境科學、地球科學、氣象學、環境資源等學科。而兩者也具有明顯差異，WOS中水庫二氧化碳文獻在“生態學”、“湖泊學”有較多關注，而知網中的文獻則在“水利水電工程”有所側重，這說明國際和國內研究人員在“環境科學與資源”之后所關注的次重點是不同的，前者側重于從水庫生態、湖泊等角度探討碳源效應，后者則考慮水庫大壩工程對碳的影響，這符合我國興建水利工程的特點。

圖2 （b）知網文獻學科分布

圖2 （a）WOS文獻學科分布

3.3 研究機構分析

分析文章署名單位有助于了解國內外對水庫二氧化碳研究的領軍科研隊伍，這對開展國際合作與交流、把握研究方向具有借鑒意義。圖3將WOS和知網在1950年至今的水庫二氧化碳相關文獻機構發文量作一統計。圖3（a）呈現了WOS收錄的國際范圍內相關文獻的研究機構發文量，從中可以看出中國科學院以31篇遙遙領先其他研究機構，對這一研究問題發文量較多的機構集中在中國、法國和巴西；圖3（b）呈現了國內各研究機構在知網發表的相關中文文獻，上海大學、重慶大學以13篇并列第一，三峽集團是唯一的企業單位，位列第二。從全球范圍看，無論國際國外，對水庫二氧化碳的研究工作主要集中在高校和研究院所，其中上海大學在國際國內發文量表現亮眼。

圖3 （b）知網文獻學科分布

圖3 （a）WOS文獻學科分布

同時，本文將發文機構之間的合作關系以所在國家為主題進行可視化，其中色彩面積表示發文量，線條表示不同國家的研究機構合作署名。圖4可以看出中國、巴西、美國、法國、澳大利亞在該領域發文最多，有趣的是我國與這幾個國家的科研機構在水庫二氧化碳這一研究問題上合作并不緊密，與意大利、印度、新西蘭、瑞士等國家有過相關合作。

圖4 知網文獻學科分布

圖5 相關文獻的歷年關鍵詞數量變化

3.4 機構和作者國際影響力分析

本文將WOS所有期刊進一步篩選，保留WOS核心刊物，根據文獻數量和被引用次數分析研究機構和研究人員在國際的影響力，以把握我國在水庫二氧化碳研究中的國際地位。

表1和表2是機構被引用表和作者被引用表，分別以“總被引次數”和“文章總數”排序。從表中可以看出，在水庫二氧化碳這一研究問題上，中國科學院仍是全國乃至世界范圍內的科研主力軍，前五名中法國和巴西各有2所大學；在所有文章的作者中，前五名僅有一位中國學者，為上海大學汪福順教授，這也是3.3中上海大學亮眼表現的一個體現。總體來說，我國科研機構和研究人員在國際中的影響力可圈可點，有望打造國際型領軍人才。

表1 發文機構被引信息表

表2 發文作者被引信息表

3.5 期刊與研究熱點分析

表3中按“總被引用次數”排序列出了刊發水庫二氧化碳相關文獻的核心期刊，這些期刊集中于環境科學、地球科學、生態學等學科，未有信息科學、經濟管理類的期刊。其實，當前生態補償、碳市場建設、智慧基建、人工智能+等已滲透各個研究領域，未來可在水庫二氧化碳研究的基礎上，結合上述領域進行交叉應用，以將科學研究轉化為實踐成果。

表3 刊發相關文獻的SCI期刊

從所有WOS核心期刊文獻的歷年關鍵詞數量變化統計圖中可以看出，多年來在水庫二氧化碳的研究上并未固定住某一個或某幾個研究重點，研究方向較為分散，極具研究潛力。

4 結論與啟示

利用WOS和知網兩大文獻數據庫，本文從發文量整體趨勢、涉及學科、研究機構、國際影響力、研究熱點等方面，對“水庫及其碳源效應”的相關文獻進行了計量分析。通過以上分析，本文得到以下結論：第一，對水庫及其碳源效應的研究雖逐年遞增，但總量仍然較少，多數圍繞“水庫建設及其碳排放”的主題進行，對其影響程度、影響路徑、減排機制的研究幾乎為空白；第二，得益于水庫大壩工程量大、數量多，我國研究機構與研究人員在該方面的研究在國際上屬于較為領先的地步，國際學術影響力較大，但研究主力主要在個別單位和研究者；第三，目前對水庫二氧化碳的研究仍局限在環境科學、氣象學、生態學等學科，環境經濟學、信息科學、管理學等未能與之形成交叉，現有研究的可實踐性有待探討；第四，現有的該領域所有研究工作尚沒有形成統一、集中的研究熱點，研究方向較為分散，亟待研究人員在某些重點問題上進行系統化研究。

我國中小水庫數量繁多，是水利行業碳中和路徑設計不可忽視的部分，未來在水庫碳源效應的研究中也必將發揮重要作用。對此，結合實務經驗，本文提出以下建議：第一，在大型水電站試點建立碳排放監測系統，收集水庫及周邊土壤、植被的碳信息，為將來精準碳源或碳匯核算作支撐；第二，為全國中小水庫提供碳監測設備，作為水利行業碳中和路徑設計的基礎設施，但限于人才與設備條件，可建立集中統一的數據分析中心，或將數據直接提供給對接科研單位，中小水電站只負責維護設備正常運轉；第三，積極開展水利與其他學科的交叉研究，吸收或培養更多的碳中和型人才進入水利行業，為水利行業實現碳中和進行人才儲備。