唐　霞， 張志強

1 中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所，蘭州　730000 2 中國科學(xué)院蘭州文獻情報中心，蘭州　730000 3 中國科學(xué)院大學(xué)， 北京　100049

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基于文獻計量的綠洲研究發(fā)展態(tài)勢分析

唐霞1,2,3,*， 張志強2

1 中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所，蘭州730000 2 中國科學(xué)院蘭州文獻情報中心，蘭州730000 3 中國科學(xué)院大學(xué)， 北京100049

摘要:以SCIE論文數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，采用美國湯森路透集團開發(fā)的專業(yè)數(shù)據(jù)分析工具TDA(Thomson Data Analyzer)和UCINET軟件對1985—2014年(數(shù)據(jù)庫更新時間為2014年11月30日)綠洲研究論文進行數(shù)據(jù)挖掘和定量分析。結(jié)果表明：(1)近30年來，綠洲研究論文數(shù)量逐年持續(xù)增長，年均增長率達19%；(2)從學(xué)科分類來看，研究論文主要涉及的學(xué)科包括地球化學(xué)與地球物理學(xué)、生物多樣性保護、植物科學(xué)、生態(tài)學(xué)、地球科學(xué)等；(3)高頻主題關(guān)鍵詞分析得出，綠洲研究具有典型的地域性，GIS、遙感等技術(shù)手段應(yīng)用于綠洲研究，更加關(guān)注干旱區(qū)水資源的開發(fā)利用；(4)中國的研究機構(gòu)在綠洲研究方面非?；钴S，特別是中國科學(xué)院，其論文量遙遙領(lǐng)先于澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)、美國加州大學(xué)等其他機構(gòu)，但研究水平、影響力以及國際合作能力仍有待提升。

關(guān)鍵詞：綠洲；文獻計量；態(tài)勢分析

綠洲是干旱地區(qū)、荒漠地帶特有的地理現(xiàn)象[1]，集中分布在西南亞、中亞、北非、西南非、南北美洲西部和澳大利亞等區(qū)域。其中，亞洲綠洲面積最大，大約1.3×108hm2[2]。我國綠洲主要分布于西北和青藏高原北部地區(qū)。英文中的綠洲“Oasis”(復(fù)數(shù)Oases)源自于希臘語或晚期的拉丁語，意為荒漠中能“住”(Oweh)和能“喝”(Sea，科普特語)的地方[3]，維吾爾語則把綠洲叫做“博斯坦”。針對干旱區(qū)綠洲，國內(nèi)外研究者從水資源稟賦特征、植被覆蓋度、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)開發(fā)程度、景觀格局、特殊地域分布、經(jīng)濟價值等方面定義綠洲[4- 14]，逐步從內(nèi)涵上挖掘綠洲含義。與廣義的荒漠概念相對應(yīng)，綠洲也有“旱漠綠洲”與“寒漠綠洲”的區(qū)別。前者地處旱境，需要以水滋養(yǎng)；后者地處寒境，需要以熱滋養(yǎng)[15]。格陵蘭、冰島、南極和我國的青藏高原都有寒漠綠洲[16]。

綠洲與荒漠是相生相伴存在于自然界中。綠洲是干旱、半干旱區(qū)特有的景觀，是該區(qū)人類生產(chǎn)生活的基地和人類文明的載體。綠洲的興衰、進退直接關(guān)系到整個干旱區(qū)的演化和發(fā)展，也關(guān)系到人類未來生存空間的保證程度[17]。人類逐漸認識到綠洲是能源、礦產(chǎn)資源、天然草場、畜牧資源和農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)資源發(fā)展?jié)摿薮蟮膮^(qū)域，也是我國當前乃至未來社會經(jīng)濟發(fā)展的主要資源依托區(qū)域[18]，越來越受到地理學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的關(guān)注，相關(guān)學(xué)術(shù)著作也相繼問世。所以，亟需從文獻計量角度對綠洲整體研究情況進行評述。

文獻計量學(xué)是借助文獻的各種特征的數(shù)量，采用數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)方法來描述、評價和預(yù)測科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的圖書情報學(xué)分支學(xué)科[19]。目前，已有的基于文獻計量的綠洲研究僅以中文數(shù)據(jù)庫CNKI、CSCD等的文獻及論著作為數(shù)據(jù)源進行分析[18,20]，缺乏國際視野，無法準確把握綠洲的國際態(tài)勢。因此，本研究選取收錄了世界最優(yōu)秀的科技期刊——美國科學(xué)信息研究所的科學(xué)引文索引擴展版(Science Citation Index Expanded，SCIE)數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，所收錄的論文能在一定程度上及時反映科學(xué)前沿的發(fā)展動態(tài)[21-22]，并通過文獻計量方法對綠洲研究進行統(tǒng)計分析和內(nèi)容挖掘，剖析研究特征和存在的主要問題，探尋該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和態(tài)勢，以期為我國綠洲未來的研究方向提供科學(xué)參考。

1研究方法

1.1檢索詞的選擇與檢索方式

本研究重點關(guān)注資源科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的綠洲研究，通過ISI Web of Knowledge平臺提供的研究方向來限定檢索范圍。即在SCIE文獻數(shù)據(jù)庫，以SU=(Plant Sciences or Zoology or Archaeology or Biodiversity & Conservation or Geochemistry & Geophysics or Geology or Environmental Sciences & Ecology or Physical Geography or Water Resources or Remote Sensing or Meteorology & Atmospheric Sciences or Area Studies or Geography) 和TS=(oasis or oases)作為檢索式。

1.2數(shù)據(jù)處理

對檢索結(jié)果進行人工查閱，最終獲得1985—2014年資源科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)綠洲研究方面發(fā)表的國際論文(1985年之前文獻量較少未做統(tǒng)計)，共計1639條(文章類型選擇Article、Review和Proceeding paper，數(shù)據(jù)庫更新時間為2014年11月30日)。首先利用Thomson Data Analyzer(TDA)分析工具進行文獻數(shù)據(jù)挖掘，其次將研究論文以發(fā)表年度、研究機構(gòu)、引用情況、學(xué)科類別、主題詞(關(guān)鍵詞)和國家合作等信息輸入EXCEL軟件進行統(tǒng)計計算，最后用UCINET軟件進行可視化分析。

2結(jié)果分析

2.1綠洲研究論文變化趨勢

1985—2014年間，綠洲研究論文呈穩(wěn)態(tài)增長趨勢。論文總量增長反映出綠洲研究的兩大發(fā)展階段，第一階段：1985—2002年，論文數(shù)量緩慢增長，且論文數(shù)量較少。第二階段：2003—2014年，論文數(shù)量較快增加，論文總量明顯擴大(圖1)。綠洲研究在整體上呈現(xiàn)逐步向前發(fā)展的態(tài)勢，尤其是20世紀90年代以來，全球范圍內(nèi)其受關(guān)注程度日益增加。從1985—2014年綠洲研究論文數(shù)量的增長率來看，處于不斷波動狀態(tài)，但年均增長率達19%。這也反映出隨著社會經(jīng)濟日益快速發(fā)展，加劇了自然資源的稀缺程度，國內(nèi)外學(xué)者對干旱區(qū)的自然資源、環(huán)境及開發(fā)利用開展了大量的研究，并正吸引著更多的研究者關(guān)注該領(lǐng)域[18]。

圖1　1985—2014年綠洲研究論文的總體增長趨勢Fig.1　The overall growth trend of oasis research papers in 1985—2014

2.2綠洲研究的力量分布與比較

2.2.1研究力量分布

通過第一著者所屬國家的發(fā)文量進行統(tǒng)計，如表1所示，綠洲領(lǐng)域發(fā)文量排名前10的國家依次是：中國、美國、德國、埃及、加拿大、英國、突尼斯、法國、澳大利亞、印度。其中，中國的發(fā)文量最多，約是美國的2.39倍，是德國的5倍，占綠洲研究論文總數(shù)的28.98%，這也反映出中國在綠洲研究方面投入了較多的科研力量。隨著20世紀80年代后期，黃盛璋先生對建立“綠洲學(xué)”的積極倡議，以綠洲為研究對象的研究課題廣泛開展，在我國興起了一股綠洲研究的熱潮，并得以蓬勃發(fā)展[20]。

從論文數(shù)量的變化情況來看(表1)，中國的論文數(shù)量在近30年呈逐年大幅上升趨勢，近3年的發(fā)文量已達到了143篇，反映出中國已逐步成為全球綠洲研究的最主要國家。但是我國的論文研究質(zhì)量還有待提高，總體的篇均被引率卻很低，僅為4.64次/篇(圖2)。同時，發(fā)展中國家如埃及、突尼斯，近3年的發(fā)文量呈增長趨勢，同中國的情況相似有待提高論文的質(zhì)量。發(fā)達國家如英國、法國、美國等近3年的發(fā)文量均占據(jù)了各自發(fā)文量的15%以上，呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長態(tài)勢。

從研究機構(gòu)層面來看，發(fā)文量排前10位的第一著者所屬研究機構(gòu)(表2)中有5個屬于中國。具體來看，在這10個機構(gòu)中，中國科學(xué)院的發(fā)文量超過300篇，占全部發(fā)文量的18.61%，明顯高于其他機構(gòu)的發(fā)文量。同時，英國南極調(diào)查局、美國加州大學(xué)、埃及艾斯尤特大學(xué)，近3年的發(fā)文量占據(jù)了各自發(fā)文量的25%以上，呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長態(tài)勢。

表1　綠洲研究的主要國家發(fā)文情況

表2　綠洲研究的主要機構(gòu)

2.2.2研究力量比較

論文數(shù)量與被引頻次是分析研究成果質(zhì)量的2個重要維度，能夠在很大程度上反映研究者的實力差別和影響大小。論文數(shù)量側(cè)重于從量的角度反映一個國家對某領(lǐng)域的關(guān)注程度，論文被引頻次則側(cè)重于從質(zhì)的角度反映研究水平的高低和由此產(chǎn)生的影響力。為了比較上述主要國家和機構(gòu)的研究力量的強弱，本文繪制出相對位置的投點象限圖，以研究主體(國家/機構(gòu))的發(fā)文量為橫軸，以其所發(fā)論文的篇均被引頻次為縱軸，以發(fā)文量和篇均被引頻次的平均值作為坐標原點建立研究主體科研實力評估坐標系。位于第一象限的國家/機構(gòu)，其論文數(shù)量和論文篇均被引頻次均高于平均水平，研究具有很高的質(zhì)和量，而第三象限的情況則與此相反；位于第二象限的國家/機構(gòu)，雖然其論文數(shù)量低于平均水平，但被引情況卻高于平均水平，說明其研究的量還有進一步的提升，而第四象限的情況則與此相反。

從國家層面來看(圖2)，位于第一象限的美國發(fā)文量和篇均被引均較高，屬于研究發(fā)展勢頭最強勁的國家；發(fā)文量排在美國之后的加拿大、英國和澳大利亞位于第二象限，發(fā)文量較低，但是篇均被引頻次較高；與此同時，德國和法國發(fā)文量不高但是篇均被引相對較高，并且與擁有綠洲的發(fā)展中國家，如埃及、突尼斯、印度同處于第三象限，但這3個國家屬于研究發(fā)展勢頭較弱的國家或者說正處于平穩(wěn)發(fā)展期；發(fā)文量排第1位的中國卻位于第四象限，由此表明中國的整體研究水平還有很大提升空間。

從機構(gòu)層面來看(圖2)，美國、英國、澳大利亞、中國、德國的主要機構(gòu)均具有較高的研究水平，因此位于第一、二象限。值得注意的是，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)位列第二象限，說明中國在綠洲研究方面擁有較高研究水平的機構(gòu)。但是，總體來看并不樂觀，因為中國科學(xué)院和蘭州大學(xué)均被投射在第四象限，而北京大學(xué)和新疆大學(xué)位于第三象限。相比于分別位列第二象限的英國南極調(diào)查局、美國加州大學(xué)和澳大利塔斯馬尼亞大學(xué)而言，中國各主要機構(gòu)的研究水平差距較大，影響力還有待提高。目前來看，第一象限沒有機構(gòu)投射進去，也說明綠洲研究的機構(gòu)總的發(fā)展勢頭還不足，還有很大的空間來提高論文的質(zhì)和量。

圖2　主要國家和機構(gòu)的研究力量比較Fig.2　Comparison in research strength of major countries and institutions

2.3綠洲研究的主題與熱點分析

根據(jù)ISI數(shù)據(jù)庫的學(xué)科分類，表3按論文數(shù)量依次列出了1985—2014年綠洲研究中所涉及的前10個學(xué)科領(lǐng)域。這些學(xué)科領(lǐng)域大致可分為2個學(xué)科組：一個側(cè)重綠洲開發(fā)研究，涉及的主要學(xué)科領(lǐng)域包括地球科學(xué)、地理學(xué)、遙感學(xué)、地球化學(xué)與地球物理學(xué)等；另一個側(cè)重綠洲開發(fā)中的環(huán)境保護研究，涉及的主要學(xué)科領(lǐng)域包括植物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)、生物多樣性保護和水資源學(xué)等。從各學(xué)科領(lǐng)域論文的被引頻次來看，最受關(guān)注的是地球化學(xué)與地球物理學(xué)，其次是植物科學(xué)和生物多樣性保護。這也反映出綠洲開發(fā)過程中，科學(xué)界也逐漸高度關(guān)注種植資源以及引發(fā)的生態(tài)環(huán)境保護問題。

表3　綠洲研究涉及的重點學(xué)科領(lǐng)域(按照ISI數(shù)據(jù)庫的學(xué)科分類)

關(guān)鍵詞作為學(xué)術(shù)文獻的必須要素，能夠鮮明而直觀地表述文獻論述或表達主題?；谘芯空撐闹哧P(guān)鍵詞的詞頻統(tǒng)計，得出綠洲研究論文的高頻關(guān)鍵詞詞頻分布圖(圖3)和高頻關(guān)鍵詞(詞頻≥17)的關(guān)聯(lián)可視化圖(圖4，圖中點的大小代表論文數(shù)量的多少，點與點之間的連線粗細代表關(guān)聯(lián)關(guān)系的強弱)。從圖中可以看出，該領(lǐng)域的重點研究方向：

(1)由于綠洲分布的地域性，其研究具有典型的地域特點。主要集中在埃及、中國的西北部、南極洲和突尼斯。尤其是中國的新疆和內(nèi)陸河流域(黑河)吸引了國內(nèi)外資源環(huán)境領(lǐng)域眾多研究機構(gòu)和人員，發(fā)表了諸多研究成果。其中，新疆綠洲研究重點關(guān)注氣候變化、沙漠化和干旱區(qū)變化；黑河流域主要利用遙感數(shù)據(jù)開展綠洲土地利用變化、蒸散發(fā)的研究。

(2)GIS、遙感等技術(shù)手段應(yīng)用于綠洲研究，其中土壤鹽分、土地利用變化、沙漠研究、氣候變化、人類活動構(gòu)成了綠洲研究的主要內(nèi)容。

(3)關(guān)注干旱區(qū)水資源的開發(fā)利用，尤其是灌溉、利用同位素技術(shù)手段測定地下水等。

圖3　綠洲研究論文的關(guān)鍵詞詞頻分布Fig.3　Oasis keywords frequency distribution of research papers

圖4　綠洲研究熱點關(guān)聯(lián)可視化(詞頻≥17)Fig.4　Oasis association hotspot visualization diagram

從近10年的研究主題分布來看(表4)，集中于綠洲開發(fā)利用、氣候變化對綠洲的影響、以遙感與地理信息技術(shù)為手段開展綠洲土地利用變化、蒸散發(fā)等的研究。另外，氣候變化與綠洲方面的研究則是從2003年開始廣受研究者關(guān)注。從研究區(qū)域的年度變化來看，從中國逐步轉(zhuǎn)向埃及、突尼斯等國，近幾年中國的新疆、內(nèi)陸河流域(黑河)是研究的熱點區(qū)域。

表4　綠洲研究主題的年度分布狀況

2.4研究合作情況

由論文合著的情況來看(表5)，國際合作多在2個國家之間開展，2國合作完成的論文數(shù)占到了該領(lǐng)域全部論文的18.3%，而3國和3國以上的情形分別只占到了4.09%和1.46%。具體來看，中國與美國、澳大利亞、英國、加拿大、日本、德國，美國與法國、加拿大、澳大利亞、埃及，德國與澳大利亞、突尼斯之間的合作頻繁，明顯多于其他國家(圖5)。

從機構(gòu)層面來看，論文的合著也是更多地發(fā)生在2個機構(gòu)之間進行，這部分論文占到了全部論文的23.49%。不同國家機構(gòu)間的合作較少，如澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)與英國南極調(diào)查局合作發(fā)文量僅為3篇。機構(gòu)間的合作更多地發(fā)生在各國的國內(nèi)機構(gòu)之間，如中國科學(xué)院與蘭州大學(xué)、北京大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、新疆大學(xué)等(圖5)。

表5　綠洲研究中國家和機構(gòu)的合作發(fā)文情況

圖5　綠洲研究中前10位國家和機構(gòu)的論文合著情況Fig.5　Oasis study co-authored papers in top 10 countries and institutions

3結(jié)論與討論

對研究論文進行數(shù)據(jù)挖掘與分析，發(fā)現(xiàn)國際綠洲研究具有以下特征和規(guī)律：

(1)綠洲研究論文數(shù)量呈持續(xù)增長態(tài)勢，特別是2003年以后，論文總量較快增加；從論文數(shù)量的增長率來看，具有一定程度的波動，但年均增長率達19%。

(2)中國、美國、德國是綠洲研究論文產(chǎn)出大國，發(fā)展勢頭強勁。研究機構(gòu)主要集中于中國，如中國科學(xué)院、蘭州大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、新疆大學(xué)等均進入了全球前10名。

(3)通過綠洲文獻高頻關(guān)鍵詞的分析得出，綠洲研究具有典型的地域性，GIS、遙感等技術(shù)手段應(yīng)用于綠洲研究，其中景觀格局演變與生態(tài)水文過程也是研究的熱點問題[23]。

(4)論文合著分析表明，2個國家或機構(gòu)間的合作較為頻繁，所產(chǎn)出的論文最多。中國與拉丁美洲、歐洲、亞洲、大洋洲的各主要國家有著較多的合作。

雖然中國在綠洲研究方面取得了一些進展，但仍然存在一些問題值得探討：

(1)中國與歐美發(fā)達國家還有一定差距，比如英國、澳大利亞等國雖然論文數(shù)量不高，但其影響力卻明顯高于平均水平，說明其個體研究水平很高。因此，今后中國綠洲的研究要注重高水平論文的發(fā)表，當量變積累到一定程度，要實現(xiàn)量變到質(zhì)變的飛躍。

(2)中國科學(xué)院在綠洲研究中顯示出其應(yīng)有的優(yōu)勢，其論文量遙遙領(lǐng)先于澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)、美國加州大學(xué)等機構(gòu)，但篇均被引頻次較低，影響力還有待提高。縱觀不同國家的機構(gòu)間的合作明顯少于國內(nèi)各機構(gòu)間的合作，這將不利于該領(lǐng)域研究的開放性和科研力量的全球化趨勢。

(3)對于寒漠綠洲的研究，英澳等發(fā)達國家在南極洲投入較多的研究力量。但是，我國的研究過于集中于新疆、甘肅的旱漠綠洲，青藏高原地區(qū)分布的寒漠綠洲研究相對薄弱。

所以，我國應(yīng)密切關(guān)注國際綠洲研究的發(fā)展態(tài)勢與進展，鼓勵相關(guān)機構(gòu)和科學(xué)家圍繞我國綠洲地區(qū)的經(jīng)濟戰(zhàn)略布局(加快推進“絲綢之路經(jīng)濟帶”建設(shè))有針對性地開展研究。綠洲學(xué)是一門關(guān)于綠洲或綠洲生態(tài)系統(tǒng)中生物體與周圍環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，是一門綜合性、交叉性明顯的學(xué)科[18,24]，需要不同領(lǐng)域的國內(nèi)外專家學(xué)者密切合作，兼顧自然科學(xué)和社會科學(xué)研究，從而提升我國的綠洲研究水平與影響力。

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A bibliometrical analysis of oasis research

TANG Xia1,2,3,*，ZHANG Zhiqiang2

1ColdandAridRegionsEnvironmentandEngineeringResearchInstitute,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000,China2LanzhouCenterforLiteratureandInformationoftheChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000,China3UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China

Abstract：With the population expanding and economic development occurring rapidly, finding oases in dry areas is vital to ensuring the sustainable development of society. The bibliometric method is a common research tool used in various fields for systematic analysis. An effective bibliometric analysis based on the Science Citation Index Expanded (SCIE), published by Thomson Reuters, was carried out to provide insights into research activities on oases from 1985 to 2014. The Thomson Data Analyzer and UCINET were used for data mining and quantitative analysis of the papers on oasis research in the SCIE database. Analyzed aspects included the number of publications per year, the subject category, and the details of country and research institute. The objectives of this paper were to assess the current status and international influence of oasis studies in the world by analyzing and comparing characteristic features, and to provide directions for potential research in the future．The results indicated that the body of global research on oases is growing, especially since 1985. The development of oasis study can be divided into two stages: the embryonic and germination phase (1985—2002), and the practice and rapid development phase (2003—2014). Hot subjects mainly covered geochemistry and geophysics, biodiversity conservation, plant science, ecology, and geoscience. The research conducted in China dominated this field. The publications by the Chinese Academy of Sciences on this topic outnumber those of the University of Tasmania, University of California, and other institutions. However, the research quality and influence of the Chinese Academy, as well as its capacity for international cooperation, need to be strengthened. Therefore, China should pay close attention to the development of international situations and progress in the study of oases, and should encourage China′s relevant agencies to conduct systematic research, and actively promote cooperation on oasis research. In order to meet future demands and maintain a high level of oasis research and influence in China, we should continue to strengthen interdisciplinary cooperation and integration of research in natural science and social science.

Key Words:oasis/oases; bibliometrics; situation analysis

基金項目:國家自然科學(xué)基金重點項目(91125007)

收稿日期:2015- 01- 12; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015- 09- 28

*通訊作者

Corresponding author.E-mail: tangxia@llas.ac.cn

DOI:10.5846/stxb201501120091

唐霞， 張志強.基于文獻計量的綠洲研究發(fā)展態(tài)勢分析.生態(tài)學(xué)報,2016,36(10):3115- 3122.

Tang X，Zhang Z Q.A bibliometrical analysis of oasis research.Acta Ecologica Sinica,2016,36(10):3115- 3122.