基于CiteSpace的碳排放研究文獻知識圖譜分析

郭凱華

上海財經大學

0 引言

減少溫室氣體排放，控制全球氣溫上升，維持生態多樣化是全世界人民的責任，作為世界上溫室氣體排放量最多的國家，我國在控制CO2排放量上有著義不容辭的責任。2020年，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上鄭重宣布，我國力爭在2030 年前實現碳達峰，努力爭取在2060 年前實現碳中和，表達了我國減緩碳排放的決心。實現“雙碳”目標，我國分為2021-2030年實現碳排放達峰、2030-2045 年快速降低碳排放和2046-2060年深度脫碳實現碳中和三個階段。雖然在《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要（草案）》中對降低CO2排放量有明確的要求，還提出制定碳達峰行動方案，采取有力措施實現碳達峰目標，但是關于減緩碳排放的政策和行動，我國已有20 多年的歷史了。2000年，天然林保護工程正式實施，促進了我國森林資源的固碳功能，有效降低了我國碳強度。2001 年，中國第一個LEED 綠色建筑誕生，開啟了中國建筑領域逐綠的先河。2005年，國家循環經濟試點工作正式啟動，根據中國循環經濟協會初步測算，發展循環經濟對我國減少CO2排放的綜合貢獻率超過25%。2007 年，開展低碳省市試點，因地制宜地探索低碳發展路徑。2010年7月，國家發改委發布了《關于開展低碳省區和低碳城市試點工作的通知》，確立了包括廣東、遼寧、云南、天津、重慶、深圳等5省8 市為首批低碳試點，這一舉措也正式將低碳發展引入城市范疇，低碳發展是未來城市發展必經之路。2013年，深圳啟動了全國首個碳交易市場。深圳是全國7 個碳排放權交易試點城市之一，它的開市也體現了中國通過市場手段推動企業自覺節能減排的迫切需要。2016 年，中國正式加入《巴黎協定》，承諾與全球180 余個國家一起，加強對氣候變化威脅的應對，控制全球升溫在2℃以內。2020年，中國提出力爭2030年前碳達峰、2060年前碳中和的“雙碳”目標。2021年，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，對減碳有了明確的目標。

隨著我國高質量發展進程的推進，“雙碳”目標是必經之路。因此，了解碳排放的研究現狀，把握該領域研究熱點和演化軌跡，對實現“雙碳”目標具有重要的理論和現實意義。本文采用CNKI文獻計量分析功能結合CiteSpace軟件可視化分析功能對2011-2021 年知網收錄的碳排放相關理論成果進行系統梳理和分析，并繪制知識圖譜，把握該領域研究熱點和演化軌跡，力圖對已有研究不足加以彌補，為碳排放的后續研究貢獻新思路和有益參考，是本文創新所在。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

本文基于定量分析的方法，采用CNKI 文獻計量分析功能結合CiteSpace軟件可視化分析功能對5 996 篇文獻樣本進行分析，從研究人員、研究機構、研究熱點詞匯以及知識圖譜等信息，發現信息間的相互聯系，通過相關信息的聚類特征分析研究領域的演化趨勢與動向，了解研究的熱點與前沿，從而全面揭示該領域科學知識的發展狀況［1-5］。

1.2 數據來源

本文數據來源于中國知網（CNKI）公開發表的期刊文獻。設置關鍵詞為碳排放，年限為2011-2021年（檢索日期為12月8日），來源類別為CSSCI，得到7 705篇原始文獻，經人工篩選刪除會議綜述、期刊目錄、書評、征稿啟事、專欄介紹等非學術文獻以及相關性較小的條目，最終得到有效文獻5 996篇，構成該研究數據分析的基礎數據庫。

2 文獻現狀分析

2.1 文獻年度分布情況

根據文獻數量年度分布狀況繪制碳排放研究文獻年度分布圖（圖1）。由圖1 可以看出，2011-2021年，學術界關于碳排放的研究數量呈現波動的趨勢，但發文量每年基本都在450篇以上，說明我國學者比較關注碳排放，為降低溫室氣體排放提供理論基礎和政策建議。2011-2013年，碳排放的文章呈現遞增的趨勢，2010 年國家發改委發布《關于開展低碳省區和低碳試點工作的通知》，正式將低碳發展引入城市范疇，是我國實施減排降碳政策的重要舉措，為學者們研究碳排放提供了研究樣本和經驗，因此呈現上升的趨勢。2013-2021 年，以碳排放為關鍵詞的文章呈現波動下降的趨勢，其中2016-2020 年以碳排放量為關鍵詞的文章篇數劇烈下降，從847篇降到453篇。

圖1 2011-2021年碳排放發文量趨勢

2.2 主題發文量統計分析

從主題發文量來看（圖2），選取前30 個主題中，關于碳排放的發文量最多，978 篇，其次是以低碳經濟為主題的發文量，339篇，說明關于碳排放的應用研究，基本是為促進我國低碳經濟發展服務。以實證研究、實證分析和碳減排為主題的發文量皆在150 篇以上，說明關于碳排放基本上是以實證研究和分析為主，理論研究較少，研究碳排放怎樣能夠有效降低，減少溫室氣體排放。接著是以碳交易、影響因素、CO2排放、低碳經濟增長和碳排放強度為主題的發文量較為接近，都在96~100 篇左右。其它的主題發文量在95 篇以下。這表明碳排放、實證研究、實證分析、碳減排、碳交易、影響因素、CO2排放、低碳經濟增長和碳排放強度是碳排放領域中的研究重點。低碳發展、碳排放權等是碳排放研究中的細化與延伸。

圖2 2011-2021年碳排放主題詞發文量趨勢

2.3 作者與機構可視化分析

通過CNKI文獻統計分析功能列出2011-2021年碳排放研究發文量前30 名的作者，認為這前30名的學者為該研究領域的重要核心作者。結合表1和圖3可以看出，就發文量來說，天津理工大學的李健為該領域發文量最多的學者，共計發文量36 篇，接著是華中農業大學的張俊飚，發文量總計35 篇，他們居總被引數和總下載數前10 位發文量學者之首。中國社會科學院的莊貴陽和中南財經政法大學的田云在該領域發文量相同，為34 篇，但是兩位學者的總被引次數相差卻很大，中南財經政法大學的田云文章總被引數為2 000 次，是中國社會科學院的莊貴陽文章總被引數的2.54 倍左右。雖然貴州財經大學的胡劍波發文量為28篇，比天津大學的趙道致少1篇，但是總被引數僅是其的十分之一，說明相對比貴州財經大學的胡劍波，天津大學的趙道致在該領域更具有權威性，對該領域有更為深入的研究。剩下的其他幾位學者發文量差不多，但是總被引次數和總下載次數有所不同，說明各位學者在該領域的研究有所差異。其中，華中農業大學的張俊飚和李波等合作的發表在2011年《中國人口·資源與環境》的《中國農業碳排放時空特征及影響因素分解》被引次數528次，主要研究農業生產所導致的碳排放以及其引起的環境問題，將農業碳排放量變化分為快速增長期（1993-1997）、緩慢增長期（1998-2003）、增速反彈回升期（2004-2007）、增速明顯放緩期（2008-2011）四個階段。根據Kaya恒等式對我國農業碳排放影響因素的分解結果，認為抑制農業碳排放量因素有農業生產效率因素、農業結構因素和勞動力規模因素，而增加農業碳排放量的因素主要有農業經濟發展［6］。2011年，武漢大學的齊紹洲和李鍇合作發表在《經濟研究》上的文章《貿易開放、經濟增長與中國二氧化碳排放》被引次數469 次，首先該文參考IPCC 和發改委能源研究所的方法，對30 省市區的CO2排放量進行測算，其次采用不同模型，并考慮模型的內生性因素，選擇外生變量進行工具回歸，發現貿易開放程度和經濟增長對碳排放量具有顯著的正向作用，且經濟增長與碳排放量之間存在倒U形關系［7］。

表1 2011-2021年碳排放研究發文量前10名作者統計

圖3 2011-2021年碳排放研究作者發文量趨勢

上文對作者發文量趨勢進行了分析，接下來對機構發文量趨勢進行分析。根據圖4 可以看出，清華大學關于碳排放領域的發文量最多，為171篇，緊跟著為天津大學，發文量為167篇，中國人民大學關于碳排放的發文量為163篇，武漢大學、中南財經政法大學、吉林大學、北京大學、西安交通大學關于碳排放的發文量皆在120 篇以上，南京大學發文量也接近120 篇，成為研究碳排放的代表性機構。從研究機構屬性來看，高等院校仍然是碳排放研究的中堅力量。說明現階段關于碳排放的研究，主要是高校在做，但是碳減排與企業和其他科研機構也密切相關。企業和其他科研機構應加強在這方面的研究，共同推進碳達峰和碳中和目標的實現。高校也要注重將碳排放研究的理論與實際相結合，將研究結果與結論落在實處，不能泛泛而談。

圖4 2011-2021年碳排放研究機構發文量趨勢

2.4 期刊來源與學科分布

期刊來源分布在某種程度上可以說明國內哪類期刊對我國碳排放更為關注。根據CNKI文獻統計分析功能列出2011-2021 年碳排放研究發文量的期刊分布，發現《地理研究》期刊和《數量經濟技術經濟研究》的發文量最多，占比最大，分別為32篇和11.03%，說明這兩個期刊在我國所有期刊中，收錄最多關于碳排放主題的文獻?！兜乩硌芯俊肥怯芍袊茖W院地理科學與資源研究所和中國地理學會兩個單位主辦，被北京大學《中文核心期刊總覽》來源期刊、中文社會科學引文索引（2019-2020）來源期刊等收錄，是我國地理學的TOP 期刊，說明關于碳排放的研究主要基于地理學的視角進行研究的?！稊盗拷洕夹g經濟研究》是由中國社會科學院主管和數量經濟與技術經濟研究所兩個單位主辦，被美國經濟學會EconLit、北京大學《中文核心期刊總覽》來源期刊、中文社會科學引文索引（2019-2020）來源期刊等收錄，主要從數量經濟與技術經濟兩個學科視角進行理論、方法和經驗的創新，說明碳排放研究與數量經濟和技術經濟緊密相連，也佐證了碳排放主要是應用研究，利用實證分析方法較多。關于碳排放研究占比較多的期刊還有《中國土地科學》《經濟研究》《中國工業經濟》和《科學學研究》等期刊，因此從期刊類型來看，大部分期刊同地理、經濟、科技等有關，說明近年來碳排放的前沿研究，主要集中在這幾個領域中（圖5）。

圖5 2011-2021年碳排放研究文獻的期刊來源占比

文獻中學科類別可以反映出研究主題主要發生在哪個學科，學科相關文獻越多，說明該領域的研究主要發生在該學科。圖6 呈現了2011-2021年碳排放研究文獻在各學科領域的占比，發現在環境科學與資源利用學科中碳排放文獻占比最高，發文量達4 512篇，占比26.82%。宏觀經濟管理與可持續發展學科是碳排放研究文獻的第二分布學科，發文量為2 363 篇，占比14.04%。碳排放相關文獻在經濟體制改革學科發文量為1 653 篇，占比9.82%。根據碳排放相關文獻在學科的分布，可以看出碳排放與環境、資源、宏觀經濟和可持續發展等學科高度相關，說明研究碳排放的學者基本分布在這幾個學科中。

圖6 2011-2021年碳排放研究文獻的學科分布

3 文獻熱點和趨勢的可視化分析

3.1 關鍵詞共現分析

運行CiteSpace 軟件，在節點類型中選擇關鍵詞（Keyword），生成碳排放關鍵詞共現網絡分析圖譜（圖7），其中節點數53個，連線數為351條，網絡密度值為0.254 7。在關鍵詞共現網絡圖譜中有兩個重要度量，分別為“關鍵詞頻次”和“關鍵詞中心度”，關鍵詞以節點來表示，節點的大小代表該關鍵詞的出現頻次，節點越大表示該關鍵詞在數據文獻出現的次數越多。中心度則反映出該關鍵詞在所有關鍵詞中的地位。同時，可以將關鍵詞的頻次、中心度等數值以表格的形式呈現，繪制碳排放高頻關鍵詞分布表（表2），從而更準確直觀地了解關鍵詞的地位和相互關系。結合表2和圖7可以看出，高頻關鍵詞反映了2011-2021 年我國碳排放研究的主題和熱點，碳排放的研究已經織成相互聯系、錯綜復雜的網絡結構。其中關鍵詞“碳排放”“低碳經濟”“經濟增長”“碳減排”“碳稅”“氣候變化”“碳交易”等關鍵詞出現頻率較高，成為該領域較為顯著的標簽。

表2 2011-2021年碳排放高頻關鍵詞分布

圖7 2011-2021年碳排放研究關鍵詞共現網絡

關鍵詞共現圖譜反映了碳排放的相關文獻涉及領域較為廣泛，研究較為全面，涉及低碳經濟、氣候變化、經濟增長等方面，包括改善產業結構、促進技術進步、建立碳交易市場、設置碳稅等，同時也探討了能源消費、環境規制和碳排放權如何降低碳排放量，以促進低碳經濟增長和提高綠色發展水平等主題。

3.2 關鍵詞聚類分析

根據圖8 可以看出，采用CiteSpace 自動生成以下4 個關鍵詞聚類圖譜，分別為碳排放、經濟增長、碳中和和低碳經濟。圖譜的Q 為0.243，S 為0.644，一般認為S值在0.5以上，聚類是合理的，因此本文的關鍵詞聚類圖譜是合理的。關鍵詞時間分布圖可以直觀地呈現出研究動態與前沿的演變歷程，結合圖9可以看出，碳排放重要文獻聚類團分別如下：#0 碳排放，從時間軸可以看出該聚類以碳排放為主，包括碳足跡、影響因素、能源消耗、隱含碳等，近年來，關于該聚類的研究主要體現在門檻效應、區域差異、土地利用等；#1 經濟增長，從時間軸可以看出該聚類以碳減排為主，包括產業結構、環境規制、綠色發展、碳強度等，近年來，關于該聚類的研究主要體現在技術創新、綠色發展、環境規制等；#2 碳中和，從時間軸可以看出該聚類以經濟增長為主，包括碳交易、城鎮化、氣候變化等，近年來，關于該聚類的研究主要體現在低碳轉型、碳達峰、碳中和等；#3低碳經濟，從時間軸可以看出該聚類以碳排放為主，包括碳排放權、低碳經濟、碳金融、低碳城市、碳稅等，近年來，關于該聚類的研究主要體現在雙重差分和綠色金融等。

圖8 2011-2021年碳排放關鍵詞聚類圖譜

圖9 2011-2021年碳排放關鍵詞時間分布圖

在關鍵詞時間分布圖的基礎上，關鍵詞時空分布圖可以直觀體現出關于碳排放研究的時間進展和研究前沿。碳排放研究的時空分布圖見圖10，可以看出，2011年關于碳排放的研究主要是從碳排放權、低碳經濟、意識形態和瓦斯燈等幾個方面進行的。2012年的相關副主題比較少，主要集中在碳排放。到2013 年，關于碳排放的研究主題呈現井噴式增長，關鍵詞也較多，主要在碳金融、氣候變化、碳交易、低碳發展、節能減排等，2010年國家設立低碳試點城市，第一次將降低碳排放落實在城市層面，為學者們提供了研究樣本，因此在2013年出現關于低碳城市的研究主題，朱婧等（2013）［8］認為低碳城市的研究，首先要對低碳城市有一個科學的評價指標體系，認為該評價體系的最終目標是實現經濟、社會、環境和人的可持續發展。隨著科技發展和經濟全球化的推進，2013年與碳排放相關的研究主題出現國際貿易。2014年，與碳排放相關的研究主題較少，分別為碳強度和能源消費等。2015 年，關于碳排放的研究主要是從碳市場、lmdi、城鎮化、碳生產率和隱含碳等幾個方面進行的，城鎮化第一次出現在相關主題中，說明在2015 年學者們已經意識到碳排放與城鎮化之間的關系。胡建輝和蔣選（2015）［9］基于城市群視角，研究城鎮化對碳排放的影響效應，發現城鎮化進程與碳排放量之間存在顯著的倒U形特征，并且對我國碳排放量存在顯著的促進作用。2016年，關于碳排放的研究主要是從區域差異方面進行的，學者們開始關注碳排放在各個區域中的異質性，提倡因地制宜的政策實施。2017 年，關于碳排放的研究主要是從能源消費、環境規制、綠色發展、能源效率和情景分析等幾個方面進行的，說明2017 年學者們已經開始關注能源效率和能源結構等方面對碳排放的影響，以及碳排放對綠色發展的影響。孫葉飛和周敏（2017）［10］采用Tapioc 脫鉤指數法與Kaya 恒等式和LMDI 因素分解法相結合的方法測算能源消費碳排放與經濟增長的脫鉤現象，發現能源強度是GDP與碳排放脫鉤的主要因素。2018年，關于碳排放的研究主要是從供應鏈和技術創新等方面進行的。2019年，關于碳排放的研究主要是從演化博弈、制造業、門檻效應和土地利用等幾個方面進行的，隨著碳排放的增大和研究樣本多樣化，學者們開始關注碳排放的門檻效應，研究碳排放在各個門檻之間是否存在一定的異質性。2020年，關于碳排放的研究主要是從雙重差分和綠色金融等方面進行的。張華（2020）［11］以我國285 個城市面板數據為研究樣本，采用雙重差分方法檢驗低碳城市試點政策能否降低碳排放，研究發現，低碳城市試點主要通過降低電力消費量和提升技術創新水平路徑降低碳排放。2021年，關于碳排放的研究主要是從碳中和、碳達峰、減污降碳、低碳轉型和生態文明等幾個方面進行的。胡鞍鋼（2021）［12］認為我國實現碳達峰主要分為四個階段：第一階段（2021-2030年）的核心目標為實現碳達峰和高碳經濟轉為低碳經濟；第二階段（2031-2040年）實現碳排放大幅度下降；第三階段（2041-2050年）將能源碳排放降至趨于零；第四階段（2051-2060年）實現碳中和目標。

圖10 2011-2021年碳排放關鍵詞時空分布圖

4 結論與展望

4.1 結論

本文借助CNKI 文獻計量分析功能并結合CiteSpace 軟件可視化分析功能，呈現了2011-2021 年我國碳排放領域的研究現狀、主題分布、學科分布和研究熱點、趨勢與研究前沿，得到以下結論：

1）文獻年度分布情況較為明顯，研究主題以應用型為主

2011-2013年碳排放的文章呈現遞增的趨勢，2013-2021 年以碳排放為關鍵詞的文章呈現波動下降的趨勢，其中2016-2020年以碳排放量為關鍵詞的文章篇數劇烈下降，從847 篇降到453 篇。根據主題發文量來看，150 篇以上的主題分別為碳排放、低碳經濟、實證研究、實證分析和碳減排，說明關于碳排放基本上是以實證研究和分析為主，理論研究較少。

2）作者和機構發文量具有明顯的差異，期刊來源和學科分布相關性較高

碳排放發文量前10 位作者的總被引次數具有明顯的差異，發文量與總被引次數不匹配，即各位學者在該領域的研究有所差異，但研究碳排放的機構基本都在高等院校。從期刊類型來看，大部分期刊同地理、經濟、科技等有關，說明近年來碳排放的前沿研究主要集中在這幾個領域。從學科分布來看，可以看出碳排放與環境、資源、宏觀經濟和可持續發展等學科高度相關，說明研究碳排放的學者基本分布在這幾個學科。因此，無論是期刊來源還是學科分布，碳排放研究主要與經濟、地理環境有關。

3）碳排放研究熱點多樣化，研究前沿動態主要回應政策號召

在碳排放研究關鍵詞中，“碳排放”“低碳經濟”“經濟增長”“碳減排”“碳稅”“氣候變化”“碳交易”等關鍵詞出現頻率較高，成為該領域較為顯著的標簽和研究熱點。碳排放研究前沿關鍵詞的演變過程，前期主要基于宏觀層面，后期向微觀層面發展，2020 年提出“雙碳”目標后，2021 年研究最多的便是碳中和、碳達峰、減污降碳、低碳轉型和生態文明。

4.2 展望

通過對碳排放研究的回顧與梳理，探析碳排放研究時空分布與研究熱點趨勢，發現截止到目前，關于碳排放研究可謂是碩果累累，研究深度和廣度不斷拓展，從宏觀到微觀，從籠統到精細，提出了很多真知灼見，但也存在許多不足和有待突破創新之處，因此后續研究重點從以下兩個方面發力：

1）構建協同研究網絡

碳排放領域的研究者眾多，但是現有研究者的發文量與總被引次數不匹配，研究者所在機構發文量與較多發文量的機構不相同，不利于研究深入推進和做到精而專，且研究機構都在高等院校，企業和應用型科研機構不多，很難將碳排放研究從理論落到實處。因此，應構建理論研究機構、政府和企業等主體參與碳排放研究學術網絡，推動學者之間的學習交流、增進研究機構協作，從而加深碳排放研究，提高研究層次和水平。

2）研究內容應深入拓展

現階段研究前沿和熱點主要集中在碳達峰和碳中和，對我國實現“雙碳”目標停留在理論層面，學者們觀點大同小異。從最初的低碳經濟到今天的碳中和，碳排放研究到底何去何從？能源消費是碳排放的主要因素，那么加強微觀的研究，提高煤炭燃燒率，脫煤脫碳的化工技術如何走向世界前沿？資源型地區如何擺脫對煤炭的依賴？社會是大網絡系統，如何在該網絡中能夠實現經濟增長、經濟高質量發展和實現碳中和等目標協同發展？目前還沒有對此有更好的回答，對上述問題的思考不僅可以深化對碳排放的基礎性認知，也能夠為碳排放的可持續發展帶來新的見解，最終服務于我國綠色發展、經濟高質量發展和實現“雙碳”目標的戰略大局。