基于CiteSpace的河流健康研究現狀與趨勢分析

摘 要：河流為人類提供了許多生態服務功能，定期展開河流健康評估可以更好地保護或恢復河流的健康狀況。為明確河流健康研究趨勢，探索研究重點，通過檢索2013—2023年CNKI數據庫的中文核心相關期刊論文數據，以Web of Science核心合集數據庫的SCI論文信息為依據，并將數據可視化技術應用于CiteSpace中進行可視化數據分析，繪制知識圖譜對關鍵詞、發文量、發文機構進行分析。梳理河流健康中外研究相關問題的知識脈絡與關鍵詞，展示該領域近十年來的熱點主題與發展趨勢，為完善和研究河流健康相關問題提供參考。

關鍵詞：河流：河流健康；評價體系；CiteSpace

中圖分類號：TV1 文獻標識碼：A 文章編號：1001-9235（2025）03-0064-09

Status and Trends of River Health Research Based on CiteSpace

ZHANG Zezhong1， ZHANG Xinyu1*， LIU Xu2

（1. North China University of Water Resources and Electric Power， Zhengzhou 450046， China; 2. Qinhuangdao Water Affairs Bureau，"Qinhuangdao 066000， China）

Abstract： Rivers provide many ecological service functions for human beings， and regular river health assessments can better protect or restore the health status of rivers. In order to clarify the trend of river health research and explore the research focus， this paper searched the related paper data in Chinese core journals from the CNKI database from 2013 to 2023 and SCI paper information from the core ensemble database of the Web of Science. The paper visualized the data by applying the data visualization technology in CiteSpace and analyzed the keywords， publication volume， and issuing organization by drawing the knowledge map. The knowledge network and keywords of issues related to river health in China and abroad were sorted out， and the hot topics and development trends in this field in the past ten years were demonstrated， so as to provide references for the improvement and research on issues related to river health.

Keywords： river; river health; assessment system; CiteSpace

河流作為地球上水文循環的重要途徑，對人類生產生活具有重要的意義，從古至今，正是因為河流的存在才使得人類不斷地發展進步，當今世界上眾多城市都分布在河流沿岸或者其流域上。中國幅員遼闊，河流數量較多，單流域面積在100 km2以上的河流就超過5萬條，同時這些河流的流域面積較大，這些都是不爭的事實，但是隨著工業化、城鎮化的發展，中國河流污染問題愈發嚴峻，破壞生態平衡，影響人民正常的生產生活，為了保障河流生態系統的健康，滿足人民日常生活，對河流定期展開健康評價極為重要，在這種背景下，近年來中國對河流健康評價的研究日漸成為熱門研究方向。

中國對于河流健康的研究起步較晚，21世紀初才開展相關研究，國外河流健康理論主要關注于生態系統完整性、兼顧社會服務價值，而國內強調河湖生態系統和經濟社會健康功能之間的相互協調，重視自然環境和經濟社會功能之間的可持續性，從而促進了中國生態文明的構建，注重人水和諧，共同發展。根據《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》規定的到2020年“基本建成水資源保護和河湖健康保障體系”的目標任務，水利部從2010年起組織開展全國重要河湖健康評估試點工作，很多城市都開展了河流健康評估相關工作，出臺了相關規范、細則。國內研究者對河流健康的概念，評價指標，評價方法做出了大量討論實踐和應用。2002年唐濤等［1］首先總結了河流健康的含義，提出通過著生藻類、無脊椎動物、魚類為主要指示生物對河流生態系統健康展開評價的方法。高凡等［2］將河流健康定義為在原有河流健康概念的基礎上，能夠持續地為人類社會需求提供生態服務功能，從而具有了最大化的社會服務功能與意義。彭文啟［3］對河流健康評價指標、體系進行了總結。有關河流健康的研究文獻、綜述已經很多，并取得了豐厚的成果，但是隨著研究的進展，相關熱點發生了改變，采用文獻計量的方法可以快速檢索出研究人員所需求的關鍵信息，現有的文獻計量常用軟件包括BICOMS、SATI、CiteSpace、VOSviewer，本文計算分析選用CiteSpace軟件，其最大特點是以“聚類視圖、時間線和時間區域”3種模式呈現可視化結果，通過CiteSpace軟件進行熱點分析，可以構建可視化的科學知識圖譜，通過建立年度發文量、作者合作網絡、國家合作網絡、機構合作網絡以及中、英文關鍵詞共現、聚類和時間線圖進行研究分析，有助于獲得更有價值的信息，同時本文對近10 a中外高引用文獻進行分析，總結熱點關鍵詞及研究趨勢，指出未來研究的新方向。

1 研究方法與數據來源

1. 1 研究方法

CiteSpace通過分析不同年份出版物數量和增長態勢，可以對作者/機構/國家之間的合作網絡進行分析，利用軟件發現各種CiteSpace可視化知識圖譜中會產生不同的節點和鏈接，中心性高的節點通常被識別為該領域的熱點或轉折點。本文利用CiteSpace軟件采用文獻計量方法進行分析，在聚類時計算中介中心性，分析研究主體在信息傳遞中的作用，中介中心性是指一個節點對其他節點之間的信息傳遞起到的中介作用，節點的中介中心性越高，就表明該節點在信息傳遞中比其他節點具有更高的作用，關鍵詞進行聚類分析，突顯分析，計算節點的中心性，中心性超過0. 1的節點，則說明該節點為中心節點，在研究中較為重要且具有較大的影響力，利用時間線圖進行脈絡上的研究，分析中外研究熱點，通過對比，得出近10 a在河流健康研究中的熱門方向。

1. 2 數據來源

由于本文是對近10 a河流健康相關文獻的回顧與總結，因此為保證數據的準確性，合理性，權威性，本文所使用的中文文獻數據來源為中文檢索平臺CNKI，檢索文獻數據時的主題為“河流健康”，同時在檢索條件中主要主題添加“河流健康評價”“健康評價”“指標體系”，檢索時間為2013年1月1日至2023年12月30日，共得到文獻449篇，用于中文文獻數據庫的建立。本文檢索的英文文獻數據來源于Web of Science，通過以“river health”為主題詞進行檢索，在分析大量現有文獻后，對檢索方式進行改善得到更合理的結果，選擇數據庫為Web of Science核心合集數據庫，引文索引選擇Science Citation Index Expanded（SCI-EXPANDED），檢索時間為2012年1月至2023年12月，語種選為英文，文獻類型選擇論文和綜述論文，提取其中的高被引文獻和熱點文獻共453篇。

2 研究趨勢分析

2. 1 國際研究趨勢分析

2. 1. 1 發文量分析

通過對英文文獻數據進行分析，可以得到有關河流健康的文獻處于快速增長態勢（圖1），由于本次選用數據為高被引文獻，所以在2023年的數據處于下降趨勢，但是通過文獻數量還是可以說明國際對于河流健康的重視。早在1972年美國就提出了“清潔水法令”對河流健康的標準進行了定義，即物理、化學和生物的完整性，其中完整性指的是維持生態系統自然結構和功能的狀態［4］。歐盟在2000年通過歐洲水框架指令將水生態健康管理提升到法律層次，此外南非、澳大利亞、英國等國家紛紛開展基于本國國情的河流健康計劃［5-8］。這說明了保障河流健康已經成為了各國提升人民生活質量，保障社會福祉的熱點問題。美國在20世紀80年代最早提出河流健康這一概念，但是隨著全球對河流健康的研究不斷深入，中國已逐漸成長為河流健康領域發文量最多的國家（圖2），其次是美國、澳大利亞、印度、英國等。統計河流健康相關研究的發文量前十國家，計算中介中心性得出中國的中介中心性為0. 13，大于0. 1，中介中心性排在第四，是關鍵節點，說明在國際上中國的河流健康研究有重要作用，并且有一定影響力。美國排在第一（0. 27），一方面說明美國在河流健康研究具有較大的影響力，另一方面也與美國最早提出“河流健康”這一概念有關。

2. 1. 2 科研合作分析

通過CiteSpace軟件可以進行國家、機構、作者之間的合作情況分析。圖3展示了國家之間的合作情況及發文情況，節點越大表明文獻量越多，連線越多表示國家之間的合作越密切。中國發文量達到了243篇，占據發文總量的39. 97%。由圖4的科研機構合作圖譜中可以得到發文量前5位的機構為中國科學院、長安大學、北京師范大學、埃及知識庫、中國科學院大學等機構，這些機構發表了較多文獻，但是分析圖譜發現各機構之間的合作有待提升，各機構由于研究方向的不同，所以研究內容和研究結果也不盡相同，通過對研究內容進行聚類，主要形成了水資源、生態學、環境工程等聚類。

圖5為科研人員合作知識圖譜，反映了河流健康研究領域學者合作情況，網絡密度為0. 008 5，可見各學者之間的合作有待加強，應積極推動跨界復合研究。相關主要研究團隊有李培月團隊和Eid Mohamed Hamdy團隊，其他團隊論文被引量不強。二者都對地下水河流健康、水質指標、健康風險進行了研究。

2. 1. 3 研究熱點及趨勢分析

通過CiteSpace軟件的關鍵詞分析對高頻重要關鍵詞進行網絡共現分析（詞頻大于等于20），得出河流健康英文研究重要高頻關鍵詞信息統計（表1）和河流健康外文研究關鍵詞聚類圖譜（圖6）。

由表1可知：河流健康風險評估的理論和方法研究依然是研究的重點，其中，關鍵詞“risk assessment”和河流健康風險評估相關性最大，中心度為0. 19；關鍵詞“pollution”和河流健康風險評估相關性較大，中心度為0. 11；關鍵詞 “source identification” 和流健康風險評估相關性最小，中心度為0. 02。出現頻次最大的關鍵詞為“ health risk assessment”（79），出現頻次最小的關鍵詞是“area”（20）。其中“pollution”和“risk assessment”這2個關鍵詞的中心度均大于0. 1，表明在河流健康評價中對污染問題和風險評估問題較為重要，同時這兩個關鍵詞具有較大影響力。此外，“heavy metals”作為關鍵詞被提到了57次，說明重金屬污染情況在河流健康評價體系中已經成為了重點的評估指標之一［9］。通常都是利用底泥的重金屬狀況和地化學元素背景價值的比較，來判斷河流中重金屬的污染情況，中國常用的方式是采用水質指數（Water Quality Index，WQI）對水體不同指標的污染狀況進行水質評價。隨著時代的發展，一些新型的污染物也要引起重視，如微塑料污染［10］、藥物污染［11］等。另外“drinking water”作為關鍵詞被提到了43次，說明對飲用水的安全問題一直是重點研究對象。

關鍵詞聚類分析見圖6，通過對關鍵詞聚類進行分析能夠展示出某一研究領域內各熱點關鍵詞之間的深度關聯關系，從而明確展現該研究領域的知識結構與框架，更加深入把握研究的焦點問題和前沿方向。采用對數似然比（Looarithm Likelihood Ratio，LLR）方法通過聚類得到7個聚類模塊，共有關鍵詞286個，連線1 543條。

2. 2 國內研究趨勢分析

2. 2. 1 發文量分析

中國對河流健康研究較其他國家起步較晚，通過檢索可以發現在2002年唐濤等［1］發表文章《河流生態系統健康及其評價》，這是中國國內河流健康研究的開端，通過圖7可以看出近10 a來中國在河流健康論文產出一直處于高峰期，產出了大量有關河流健康研究方面的論文［12-17］。一方面是因為河流生態問題已經引起了社會層面的廣泛關注，人民群眾迫切需要綠水青山，另一方面也與政府及相關部門制定政策，大力開展相關研究有關，2020年，水利部印發了SL/T 793—2020《河湖健康評估技術導則》，主要從水文水質、形態結構、生物完整性和社會服務功能4項來構建河流健康評價指標體系。

2. 2. 2 科研合作分析

圖8中網絡密度為0. 006 7，節點259，連線224條，從共現頻次和合作網絡來看，中國河流健康研究已經形成了小集中、大分散的特點，在不同高校和機構中形成了相關的研究團隊，從合作強度進行分析發現各研究團隊內部合作密切，但是在各研究團隊之間并沒有互相開展相關合作，仍然處于獨立研究狀態，不利于河流健康研究的可持續發展。由圖8可知國內對河流健康研究影響較大的團隊有楊哲等［18］ 、粟一帆等［19］，二者都對河流健康評價的模型構建、賦權方法和組合權重展開了深入研究，為構建指標權重合理的河流健康評價體系做出了貢獻。

圖9中節點數量為268個，連線為205條，從共現頻次和合作網絡來看，中國各個機構之間的合作也不密集，僅在高校和科研機構內部產生了合作，不利于河流健康研究的發展，因此可以通過合作進一步加強河流健康研究的成果產出。

2. 2. 3 研究熱點及趨勢分析

通過對關鍵詞（圖10）的研究可以展示論文的主要研究方向，對河流健康相關中文文獻進行關鍵詞共現和聚類（圖11、12），可以直觀展現河流健康2013—2023研究熱點。在圖11中提取按頻次排名的前10的關鍵詞，由表2可知：河流健康評價和指標體系依然是研究的重點，其中，按中心度對關鍵詞進行排序：“河流健康”和河流健康風險評估相關性最大，中心度為1. 00；關鍵詞“健康評價”，和河流健康風險評估相關性排在第二，中心度為0. 47；關鍵詞“指標體系”和河流健康風險評估相關性排在第三，中心度為0. 26。

分析中文文獻的TOP10突現關鍵詞可知，在2017—2021年是河流健康評價體系蓬勃發展的時期，其突現強度也較高達到了2. 45，按照強度排序排在了第三位，而與之相關的評價方法［20］，評價標準［21］強度分別為1. 67和1. 73。2010 年，水利部印發《河流健康評估指標、標準和方法》，此后在“十一五”“十二五”期間，通過不斷地實踐總結經驗，初步形成了中國河流健康評價的理論、方法和制度體系。隨著理論的創新和通過實踐發掘不足，涌現出了一大批河流健康評價的方法、模型［22］。從圖10上來看河長制與河流健康相結合是近幾年來興起的話題，強度為2. 59，排在第二位，這表明了河流健康評價與河長制耦合研究已經成為了新興研究方向，同時對水質這一指標的關注和研究在近幾年作為熱點受到了廣泛的關注，強度為2. 33。

分析圖11、12可以得到共產生節點271個，連線662條，網絡密度0. 018 1，其中節點越大證明該關鍵詞在論文中出現的頻率越高，連線越緊密證明相關的關鍵詞在論文中共現次數越多，如圖中所示，CiteSpace軟件利用模塊值（Q值）和平均輪廓值（S值）2個指標用于衡量圖譜聚類效果。圖11、12中模塊值Q=0. 511 9（gt;0. 3），平均輪廓值S=0. 879 8（gt;0. 7），聚類劃分具有較高的一致性和同質性，結構顯著合理。分析圖譜可知河流健康、健康評價、指標體系等關鍵詞出現的頻次最多，證明中國在健康評價指標體系研究建設和應用等方面都處于熱門時期，同時可知對河流健康的關注不單單局限于天然河流，也展開對城市河流健康的分析和研究。熵權法［23］、層次分析法［24］、云模型［25］等關鍵詞首次出現的年份較晚，是近年來河流健康研究的熱點問題。

由圖13，關鍵詞聚類時序共分為3個階段：①階段一展示了2013—2015年的熱點關鍵詞，包含“內涵”“評價指標”“分級標準”等，關注對象為河流健康體系的內涵定義以及評價河流健康的初步探索［26］；②階段二展示了2015—2020年的熱點關鍵詞，包含“實踐”“評價體系”“底棲動物”“整體性”等，關注對象為河流健康評價的實踐應用和如何更好的建設河流健康評價體系［27］；③階段三展示了2020—2023年的熱點關鍵詞，包含“河長制”“幸福河”“指南”“熵權法”等［28］。就研究熱點和研究前沿來看，關注對象為指南的應用和完善、評價方法和模型的創新，對河流健康評價與河長制的耦合研究［29-30］。

3 結論

綜合以上分析，河流健康評價作為保護河流的重要方法，受到了廣泛的關注，專家、學者對其指標、體系、研究方法、應用趨勢的研究從未停止，已經取得了較大的成果，對河流健康的研究已經進入到了更加成熟的深入研究層面。從整體上來看，河流健康評價研究已經進入更深層次的研究。中國河流健康研究開展較晚，但是隨著不斷的發展已經出現了很多成果，隨著中國對水環境檢測的重視，未來河流健康研究依然會是熱門方向。

通過研究可以發現：①從年度發文量分析可知，河流健康評價研究領域仍然處于蓬勃發展的趨勢，這可能與中國重視人與河流的協調發展有著密切的關系；②通過對國內外高引用文獻的分析發現，河流健康評價的方法越來越多，對指標的篩選越來越細致；③通過作者、國家和機構合作圖譜發現，雖然國內關注河流健康評價的研究機構眾多，但是科研機構和高校的合作交流有待加強，暫時沒有形成深度合作的網絡關系；④影響河流健康的新型污染物在增多，如何將新型污染物納入河流健康評價體系是未來需要解決的問題；⑤將河流分級分類，在不同尺度、不同情況下因地制宜地選用正確的方法和指標也是河流健康研究需要解決的問題之一。

綜上所述，本文通過分析2013—2023年的河流健康相關主題文獻進行了可視化分析，提出以下幾點發展趨勢：①河流健康評價方向正從考慮傳統的河流廊道尺度和水質參數轉向以人為本，人與自然和諧共生，從生態系統完整性和人類服務需求出發的河流健康評價；②如何應對不同水文情況，地理情況的河流進行健康評價，因地適宜篩選不同的指標，構建完善的評價體系仍需要加強研究；③探索新型污染物對河流健康評價研究體系的影響；④擴展了評價對象，從單一評價天然河流擴展到城市河流與地下河流展開河流健康評價。所以未來相關研究可以從這幾方面進行探索，分析提出的河流健康評價改進方法，完善相應指標體系建設，充分推動河流健康評價工作與河長制的耦合研究，建立相應的政策，推進河流健康評價工作，以期形成更完善更合理的評價體系。

參考文獻：

［1］唐濤，蔡慶華，劉建康. 河流生態系統健康及其評價［J］. 應用生態學報，2002（9）：1191-1194.

［2］高凡，藍利，黃強. 變化環境下河流健康評價研究進展［J］. 水利水電科技進展，2017，37（6）：81-87.

［3］彭文啟. 河湖健康評估指標、標準與方法研究［J］.中國水利水電科學研究院學報，2018，16（5）：394-404，416.

［4］KARR J R. Defining and measuring river health［J］. Freshwater Biology，1999，41（2）：221-234.

［5］ANNETTE B P ， S?REN E L ， DAGMAR K A ， et al.Headwater streams in the EU Water Framework Directive： Evidence-based decision support to select streams for river basin management plans［J］. Science of the Total Environment， 2018，613/614：1048-1054.

［6］DALLAS H. Ecological reference conditions for riverine macroinvertebrates and the River Health Programme， South Africa［J］. Environmental Science，2000，35（1）：112-132.

［7］LADSON A R ， WHITE L J ， DOOLAN J A ， et al. Development and testing of an Index of Stream Condition for waterway management in Australia［J］. Freshwater Biology， 1999， 41（2）：453-468.

［8］WRIGHT J F . An introduction to RIVPACS［J］. Environmental Science，2000，35（3）：12-23.

［9］SANKHLA M S ， KUMAR R ， BISWAS A . Dynamic Nature of Heavy Metal Toxicity in Water and Sediments of Ayad River with Climatic Change［J］. International Journal of Hydrology， 2019，3（5）：339-343.

［10］XIE H W， HAO H S， XU N ， et al. Pharmaceuticals and personal care products in water， sediments， aquatic organisms， and fish feeds in the Pearl River Delta： Occurrence， distribution， potential sources， and health risk assessment［J］. The Science of the Total Environment， 2019， 659：230-239.

［11］ZHAO A X ， TAO L ， JUN B ， et al. Spatiotemporal"heterogeneity of antibiotic pollution and ecological risk assessment in Taihu Lake Basin， China［J］. The Science of the Total Environment， 2018， 643：12-20.

［12］趙彥偉，楊志峰.河流健康：概念、評價方法與方向［J］.地理科學，2005（1）：119-124.

［13］顧曉昀，徐宗學，劉麟菲，等.北京北運河河流生態系統健康評價［J］.環境科學，2018，39（6）：2576-2587.

［14］邵一奇，嚴敏哲，忻飛，等.城市特征河流水質提升及健康水生態系統構建：以常熟市楓涇河為例［J］.濕地科學與管理， 2023，19（6）：25-29.

［15］夏龍超，袁進，董靜，等.缺水地區城市河流健康評價研究：以太原市區9條河流為例［J］.水生態學雜志，2023，44（6）：27-35.

［16］高小濤，胡麗香，任鵬.“生命共同體”視角下城市河流生態治理思路研究［J］.水利規劃與設計，2022（10）：11-14，124.

［17］鮑艷磊，田冰，張瑜，等.雄安新區河流健康評價［J］.生態學報，2021，41（15）：5988-5997.

［18］楊哲，楊侃，劉朗，等.組合賦權模糊熵-灰云聚類二維河流健康評價［J］.華中科技大學學報（自然科學版），2018，46（5）：90-94.

［19］粟一帆，李衛明，艾志強，等.漢江中下游生態系統健康評價指標體系構建及其應用［J］.生態學報，2019，39（11）：3895-3907.

［20］李浩宇，顏宏亮，孟令超，等.河流-流域生態系統健康評價研究進展［J］.水利科技與經濟，2013，19（9）：1-4.

［21］呂爽，齊青青，張澤中， 等.基于突變理論的城市河流生態健康評價研究［J］.人民黃河，2017，39（4）：78-81.

［22］張澤中，和春華，蘇之鴻，等.改進突變模型在河流健康評價中的應用［J］.人民黃河，2022，44（6）：94-99.

［23］王鳳成.基于熵權法的大凌河河流健康水平評價［J］.中國水能及電氣化， 2018（3）：57-61.

［24］張明月，王立權，趙文超，等. 基于層析分析法的呼蘭河健康評價研究［J］. 水利科技與經濟，2021，27（6）：37-40，47.

［25］方國華，張文慧，郭楓，等. 基于云模型的平原河流生態系統健康評價［J］. 長江科學院院報，2023，40（4）：9-16.

［26］彭勃，王化儒，王瑞玲，等.黃河下游河流健康評估指標體系研究［J］.水生態學雜志，2014，35（6）：81-87.

［27］雷宏軍.遼河流域水質水量多目標優化調度模型研究［D］.鄭州：華北水利水電大學，2014.

［28］韓宇平，夏帆. 基于需求層次論的幸福河評價［J］.南水北調與水利科技（中英文），2020，18（4）：1-7，38.

［29］王景豪，宋剛福，魏懷斌，等.河流健康評估研究及應用：以南排河為例［J］.科技創新與應用，2021，25（9）：186-190.

［30］劉慧穎，宋剛福，王化儒，等.基于B-IBI的寧夏清水河健康評估［J］.環境保護科學，2023，49（2）：137-144.