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基于文獻計量的國內(nèi)外設(shè)施蔬菜智慧化管理研究態(tài)勢

2018-05-30 08:22貴淑婷任妮程金花曹靜陸學(xué)文
南方農(nóng)業(yè)學(xué)報 2018年1期
關(guān)鍵詞:設(shè)施蔬菜文獻計量研究進展

貴淑婷 任妮 程金花 曹靜 陸學(xué)文

摘要:【目的】利用SCI和CNKI文獻數(shù)據(jù)庫,分析設(shè)施蔬菜智慧化管理研究的發(fā)展?fàn)顩r,為相關(guān)科研工作者和管理決策者提供參考依據(jù)?!痉椒ā窟\用文獻計量學(xué)的方法,通過TDA、JAVA、Ucinet、DetDraw和HExcel等工具對SCI和ICNKI收錄的設(shè)施蔬菜智慧化管理研究的全部文獻進行文獻總量、年度分布、機構(gòu)分布、作者分布、國家競爭力、機構(gòu)競爭力、文獻研究方向及研究熱點分析?!窘Y(jié)果】設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的SCI和ICNKI收錄文獻數(shù)量逐年上升,國內(nèi)起步晚于國外,我國論文生產(chǎn)力排名第二,僅次于美國。中國科學(xué)院和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)兩所機構(gòu)進入了全球最強競爭力機構(gòu)前10名;全球生產(chǎn)力最強的機構(gòu)是荷蘭的瓦赫寧根大學(xué);在國內(nèi),論文產(chǎn)出最多的機構(gòu)是中國農(nóng)業(yè)大學(xué),總體影響力最高的是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)。研究方向分析結(jié)果顯示,國內(nèi)外均對設(shè)施蔬菜栽培模型管理和設(shè)施蔬菜栽培生理生長的研究關(guān)注度較高;除此之外,國際范圍更多關(guān)注設(shè)施蔬菜栽培的病蟲害防治和設(shè)施蔬菜安全監(jiān)測等領(lǐng)域,而國內(nèi)更多關(guān)注農(nóng)業(yè)設(shè)施和分析方法的應(yīng)用研究。從研究前沿來看,國際范圍對設(shè)施蔬菜模型參數(shù)研究關(guān)注度依然最高,但最近幾年對設(shè)施蔬菜質(zhì)量和病蟲害研究關(guān)注度有所提升,且出現(xiàn)生物柴油方面的研究;而國內(nèi)依然比較關(guān)注各種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的農(nóng)業(yè)設(shè)施和分析方法等在設(shè)施蔬菜栽培過程中的應(yīng)用研究,研究主題并無明顯變化?!窘ㄗh】今后應(yīng)加大研究深度,更多關(guān)注對農(nóng)業(yè)設(shè)施技術(shù)和方法的研究。

關(guān)鍵詞:設(shè)施蔬菜;智慧化管理;文獻計量;研究進展

0引言

【研究意義】設(shè)施蔬菜是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中極為重要的組成部分,高效利用環(huán)境因子增加蔬菜生產(chǎn)周期,可提高蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量(Yang et al,2014),保障我國設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。設(shè)施蔬菜智慧化管理主要是指借助無線網(wǎng)絡(luò)、藍牙、傳感器等技術(shù)對大棚、溫室等設(shè)施設(shè)備中的各類蔬菜生長、生產(chǎn)等過程進行智能化數(shù)據(jù)傳輸、分析和管理?!笆濉逼陂g,我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)取得了迅猛發(fā)展,生產(chǎn)面積穩(wěn)步提高,技術(shù)裝備水平顯著提升,產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和競爭力不斷增強(劉彬和鄧秀新,2015);但在高新技術(shù)研發(fā)方面與世界設(shè)施園藝先進國家仍有一定差距(喻景權(quán)和周杰,2016)。從SCI和中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫收錄的相關(guān)文獻數(shù)量發(fā)展來看,近年來國內(nèi)外對設(shè)施蔬菜智慧化管理方面的研究在不斷深入,從這個側(cè)面可深入了解國內(nèi)外設(shè)施蔬菜智慧化管理研究領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r,進而為相關(guān)科研工作者和管理決策者提供參考?!厩叭搜芯窟M展】文獻計量學(xué)是目前情報學(xué)領(lǐng)域最為活躍的學(xué)科,用該方法來分析學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r相對較多(邱均平和王菲菲,2011)。近年來,文獻計量在農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛,鄔亞文等(2011)采用文獻計量學(xué)方法研究國內(nèi)外水稻研究的發(fā)展態(tài)勢;丁麟(2012)對2000~2009年WOS收錄的國際水稻及水稻病害研究論文進行文獻計量分析,據(jù)此分析國際水稻病害研究現(xiàn)狀;Via和Baric(2012)采用了文獻計量學(xué)方法對1950~2010年德國以蘋果、梨、櫻桃、李子、杏、桃等水果為題目的相關(guān)文獻進行分析;楊光明(2014)基于SCI核心合集數(shù)據(jù)庫和CNKI,采用文獻計量學(xué)方法對1995~2013年國內(nèi)外大豆科技論文進行統(tǒng)計分析;劉彬和鄧秀新(2015)將文獻計量學(xué)應(yīng)用于對園藝學(xué)基礎(chǔ)研究發(fā)展?fàn)顩r的研究;魏殉等(2015)運用文獻計量學(xué)分析了1942~2014年間世界家畜遺傳育種研究的發(fā)展態(tài)勢;趙穎文和彭迎(2015)運用文獻計量學(xué)方法分析1980~2014年中國糧食安全的研究熱點演變;任妮等(2016)也采用文獻計量的方法研究國內(nèi)外茅蒼術(shù)的研究發(fā)展態(tài)勢?!颈狙芯壳腥朦c】作為我國最具活力的可持續(xù)集約型農(nóng)業(yè)重要組成部分的設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)一直持續(xù)地在全國各地蓬勃發(fā)展,截至2014年我國設(shè)施蔬菜面積已達3.8x107ha,但相應(yīng)的設(shè)施信息化水平依然較低,能夠進行環(huán)境智能調(diào)控的設(shè)施應(yīng)用不足0.5%(章鐵軍等,2016)。為保證高品質(zhì)蔬菜的生產(chǎn)和供應(yīng),國家已投入了大量資源進行蔬菜產(chǎn)區(qū)設(shè)施硬件的升級和改造,但目前并沒有針對設(shè)施蔬菜智能化領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r的綜合研究分析?!緮M解決的關(guān)鍵問題】采用文獻計量的方法分別對SCI-EXPANDED和CNKI所收錄的設(shè)施蔬菜智慧化管理研究領(lǐng)域的全文獻數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,綜合利用數(shù)據(jù)挖掘、信息分析、社會網(wǎng)絡(luò)、可視化展示等技術(shù)方法,借助TDA、JAVA、Ucinet、DetDraw和Excel等工具,對國內(nèi)外設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域研究的現(xiàn)狀、趨勢、熱點等問題進行綜合分析和展示,以期為我國設(shè)施蔬菜智慧化管理研究提供參考。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源包括中文和外文兩部分。其中,中文數(shù)據(jù)選擇國內(nèi)利用率最高、資源覆蓋面最廣的CNKI數(shù)據(jù)庫,所涉及文獻類型包括期刊論文(核心)和學(xué)位論文;外文數(shù)據(jù)選擇美國ISI的Science Ci-tation Index Expanded(SCI-EXPANDED),所涉及文獻類型主要為研究論文。數(shù)據(jù)獲取分兩個步驟:(1)構(gòu)建中外文檢索式,即以題名、關(guān)鍵詞、刊載時間、被引次數(shù)、下載次數(shù)等字段為關(guān)鍵詞,分別從SCI-EX-PANDED和CNKI數(shù)據(jù)庫獲取設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域相關(guān)的全部文獻。(2)將所獲取文獻相關(guān)字段進行篩重、除錯等處理后導(dǎo).&.Thomson Data Analyzer軟件對關(guān)鍵詞進一步處理,即利用題名、摘要、作者和關(guān)鍵詞等中抽取清洗得到的核心關(guān)鍵詞,然后使用Ucinet和DetDraw工具構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)主題圖譜,進行關(guān)鍵詞主題熱點分析。鑒于數(shù)據(jù)下載和導(dǎo)人過程中可能存在部分重復(fù)、錯誤或遺漏等現(xiàn)象,本研究在數(shù)據(jù)下載后對所有數(shù)據(jù)進行檢查和篩選。最終獲得外文相關(guān)論文1583篇(檢索時間為2016年7月19日)及中文相關(guān)論文859篇(檢索時間為2016年10月25日)。

1.2研究方法

1.2.1文獻計量方法邱均平(1988)認(rèn)為文獻計量學(xué)是用定量的方法研究文獻規(guī)律的科學(xué),被廣泛應(yīng)用于各學(xué)科領(lǐng)域論文統(tǒng)計、發(fā)展態(tài)勢分析、期刊或研究機構(gòu)影響力評價等。其中,可利用文獻計量中的發(fā)文量、總被引頻次、篇均被引頻次、高被引論文數(shù)等方法,對研究國別、研究機構(gòu)、研究人員、研究期刊、學(xué)科領(lǐng)域、基金資助等用生產(chǎn)力、影響力評價指標(biāo)進行分析。本研究主要利用關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次、合作次數(shù)等指標(biāo)研究設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢。

1.2.2知識圖譜秦長江和侯漢清(2009)認(rèn)為知識圖譜是一種多學(xué)科融合的研究方法,其把多種學(xué)科的理論和方法與計量學(xué)、引文分析等方法結(jié)合,并用可視化的形式進行分析和結(jié)果展示。本研究在國家、機構(gòu)和作者等合作關(guān)系研究及主題分析過程中均采用知識圖譜的方法,尤其是主題分析中,利用題名、摘要和作者等關(guān)鍵詞中抽取清洗得到的核心關(guān)鍵詞進行關(guān)鍵詞圖譜分析,以此揭示相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點、主題結(jié)構(gòu)變化和轉(zhuǎn)移趨勢等信息。

2結(jié)果與分析

2.1研究概況

如圖1所示,對SCI收錄的設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的所有研究論文進行統(tǒng)計,可發(fā)現(xiàn)國際范圍對該領(lǐng)域的研究起源于20世紀(jì)80年代(1985年),整體發(fā)展速度較快,且從發(fā)文量、機構(gòu)數(shù)和作者數(shù)多角度來看,國際上設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域研究的生命周期具有一致性,大致呈逐年增長的變化趨勢??傮w發(fā)展歷程大致可分為3個階段,即萌芽階段(1985~1991年)、發(fā)展階段(1991~2005年)和快速增長階段(2005~2016年)。其中,萌芽階段屬于間斷性研究,相關(guān)的研究文獻、研究機構(gòu)和研究作者均較少;發(fā)展階段屬于持續(xù)性研究,發(fā)文量、機構(gòu)數(shù)和作者數(shù)雖較少但均呈波動增長狀態(tài);快速增長階段也屬于持續(xù)性研究,研究文獻數(shù)、機構(gòu)數(shù)和作者數(shù)均呈現(xiàn)持續(xù)上漲趨勢。

如圖2所示,對CNKI收錄的設(shè)施蔬菜的智慧化管理領(lǐng)域的所有研究論文進行統(tǒng)計,可發(fā)現(xiàn)國內(nèi)對該領(lǐng)域的研究起源于20世紀(jì)90年代(1992年),相對起步較晚且起初發(fā)展較緩慢,到2000年后相關(guān)研究才逐步增多,目前已進入快速增長階段;從發(fā)文量、機構(gòu)數(shù)和作者數(shù)等角度來看,設(shè)施蔬菜的智慧化管理方面研究的生命周期高度一致,大致呈逐年增長的變化趨勢??傮w發(fā)展歷程大致可分為3個階段,即萌芽階段(1992~2001年)、發(fā)展階段(2001~2008年)和快速增長階段(2008~2016年),雖時間段不同,但各階段研究狀況類似,萌芽階段屬于間斷性研究,相關(guān)研究文獻、研究機構(gòu)和研究作者均較少;發(fā)展階段屬于持續(xù)性研究,發(fā)文量、機構(gòu)數(shù)和作者數(shù)雖較少但呈波動增長狀態(tài);快速增長階段也屬于持續(xù)性的研究,研究文獻數(shù)量、機構(gòu)數(shù)和作者數(shù)均呈現(xiàn)持續(xù)上漲趨勢。

2.2實力分布分析結(jié)果

2.2.1國家分布如表1所示,對SCI收錄的設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的所有研究論文所屬國家進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)美國、中國和西班牙等10個國家為發(fā)文量40篇以上且總被引頻次在900次以上的國家。從發(fā)文量來看,在該研究領(lǐng)域的高生產(chǎn)力國家明顯集中于美洲、歐洲、亞洲和大洋洲;其中,所有國家中除了我國為發(fā)展中國家外,美國、西班牙、荷蘭、法國、加拿大、英國、德國、以色列和澳大利亞均為發(fā)達國家;這些發(fā)達國家在該領(lǐng)域關(guān)注度和成果產(chǎn)量均較高,尤其是美國,相關(guān)研究占全球20%以上的份額,處于領(lǐng)先位置;我國處于第二位,說明在該領(lǐng)域有一定的地位。從總被引頻次情況來看,美國的總被引頻次遠(yuǎn)高于其他國家,處于絕對領(lǐng)先位置。除此之外,荷蘭、西班牙、法國、英國、中國、以色列、加拿大、德國和澳大利亞依次排在其后,共同位于全球前10名,說明這些國家在該領(lǐng)域已具有一定的學(xué)術(shù)聲望和競爭優(yōu)勢。從篇均被引頻次來看,排名在前3位的是以色列(24.30)、英國(21.04)和澳大利亞(20.95),說明這些國家在該領(lǐng)域的論文質(zhì)量和研究水平均處于領(lǐng)先位置。

2.2.2機構(gòu)分布如表2所示,對SCI收錄的設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域所有研究論文的所屬機構(gòu)進行統(tǒng)計,表中為發(fā)文量≥10篇同時總被引頻次≥170次的18所高競爭力機構(gòu)情況。從發(fā)文量來看,瓦赫寧根大學(xué)、法國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院和美國農(nóng)業(yè)部3所機構(gòu)在該領(lǐng)域發(fā)文量最高,說明這3所機構(gòu)做了很多研究且相關(guān)研究在全球處于領(lǐng)先地位;從總被引頻次來看,美國農(nóng)業(yè)部和法國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院在該領(lǐng)域占據(jù)絕對領(lǐng)先的地位,在全球有最高的影響力??傮w來看,瓦赫寧根大學(xué)發(fā)文量最高,說明其總體生產(chǎn)力最高,美國農(nóng)業(yè)部的總被引頻次最高,說明其總影響力最高,瓦赫寧根農(nóng)業(yè)大學(xué)的篇均被引頻次排名最高,說明其篇均論文影響力最高;而我國的兩所機構(gòu)的篇均被引頻次排名均落后于相應(yīng)的文獻量和總被引頻次排名,且均低于各機構(gòu)篇均被引頻次的平均線,說明在該領(lǐng)域我國科研機構(gòu)發(fā)表論文的影響力相對較低。

如表3所示,對CNKI收錄的設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的所有研究論文所屬機構(gòu)進行統(tǒng)計,表中為發(fā)文量≥10篇同時總被引頻次≥100次的15所高競爭力機構(gòu)情況。從發(fā)文量來看,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院和西北農(nóng)林科技大學(xué)3所機構(gòu)在該領(lǐng)域做了很多研究,生產(chǎn)力在國內(nèi)處于最領(lǐng)先的位置;從總被引頻次來看,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)總被引頻次為1725次,排名第一,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)位居第二名,與排名第一的差距較小,且遠(yuǎn)高于第三名,說明南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在國內(nèi)該領(lǐng)域的影響力最高??傮w來看,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的文獻總量最高且總被引頻次排名第二,說明其綜合實力最高;南京農(nóng)業(yè)大學(xué)總被引頻次最高,說明其總體影響力最高;上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的篇均被引頻次排名最高,說明其論文質(zhì)量和篇均論文影響力最高。

2.3主題分析結(jié)果

文獻主題詞是文章核心內(nèi)容的濃縮和提煉,某一主題詞在該領(lǐng)域的各類文獻中反復(fù)出現(xiàn),則可認(rèn)為該主題詞從某種程度上可反映出該領(lǐng)域的研究熱點。本研究采用的主題詞為從文章標(biāo)題、摘要和擴展關(guān)鍵詞3部分主題詞中抽取,然后借助所抽取主題詞出現(xiàn)的頻次高低及各主題詞間共現(xiàn)頻次情況來反映該領(lǐng)域研究熱點和發(fā)展動向。

2.3.1SCI論文研究熱點分析本研究對獲取的1583篇外文文獻的題名、摘要和擴展關(guān)鍵詞進行主題詞抽取,并通過識別、判斷和歸類得到有效主題詞214個(出現(xiàn)頻次≥10);利用社會網(wǎng)絡(luò)分析的方法,計算得到主題詞共現(xiàn)矩陣(共現(xiàn)頻次>5),轉(zhuǎn)化得到外文關(guān)于設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的主題分布情況(圖3)。學(xué)者們在對設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域進行研究時,主要選取番茄和辣椒兩種蔬菜,尤其對番茄研究較多,且主要采用溫室進行設(shè)施栽培。

從圖3可發(fā)現(xiàn),在設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的研究主要集中于以下5個方面:(1)設(shè)施蔬菜管理模型參數(shù)研究[相關(guān)關(guān)鍵詞共現(xiàn)情況:模型一溫度(57次)、模型一產(chǎn)量(44次)、模型一氣候條件(29次)等],主要是通過調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、溫室氣體濃度、通風(fēng)頻率及日光照射強度或時長等參數(shù)來影響溫室蔬菜的生理生長,其中溫度是主要研究熱點,而這些參數(shù)直接或間接影響設(shè)施蔬菜產(chǎn)量。(2)設(shè)施蔬菜生理研究[相關(guān)主題詞共現(xiàn)情況:基因表達一擬南芥(28次)、擬南芥一抗病性(11次)等],主要從植物內(nèi)部生理方面對植物的基因表達及抗病性等方面進行研究。(3)設(shè)施蔬菜生長研究[相關(guān)主題詞共現(xiàn)情況:灌溉一蒸騰作用(18次)、灌溉一土壤水分(11次)、氣孔導(dǎo)度一蒸騰作用(11次)等],除對溫室內(nèi)部設(shè)施參數(shù)的研究外,還對植物生長有直接影響的栽培、灌溉頻率、植物養(yǎng)分吸收狀況及光合作用情況等方面進行研究。(4)設(shè)施蔬菜病蟲害防治研究[相關(guān)主題詞共現(xiàn)情況:生物防治一病蟲害管理(16次)、生物防治一種群動態(tài)(12次)、生物防治一溫室實驗(11次)、生物防治一西花薊馬(9次)等],以溫室或田問實驗為基礎(chǔ),從蟲害防治方面對設(shè)施蔬菜寄生生物、設(shè)施蔬菜病蟲害管理進行研究。(5)設(shè)施蔬菜安全研究[相關(guān)主題詞共現(xiàn)情況:農(nóng)藥一殘留水平(23次)、農(nóng)藥一液相色譜法(13次)、農(nóng)藥一氣相色譜法(13次)等],主要是使用氣相或液相色譜法對農(nóng)藥殘留水平及風(fēng)險進行探測和評估方面的研究。設(shè)施蔬菜生理生長、設(shè)施蔬菜病蟲害防治及農(nóng)藥殘留均會直接影響到作物產(chǎn)量和質(zhì)量;農(nóng)藥殘留方面的研究和病蟲害防治又有著直接的聯(lián)系;病蟲害防治會直接影響設(shè)施蔬菜的生理生長,進而影響設(shè)施蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量,各研究主體間相輔相成,共同影響著作物生長的各個環(huán)節(jié)。

2.3.2CNKI論文研究熱點分析本研究從859篇中文文獻的關(guān)鍵詞中進行主題詞抽取,并通過識別、判斷和歸類得到有效主題詞108個(出現(xiàn)頻次>4);利用社會網(wǎng)絡(luò)分析的方法,計算得到主題詞共現(xiàn)矩陣(共現(xiàn)頻次>2),轉(zhuǎn)化得到中文關(guān)于設(shè)施蔬菜智慧化管理研究領(lǐng)域的主題分布情況(圖4)。首先,CNKT發(fā)文學(xué)者們在對設(shè)施蔬菜智慧化管理研究方面進行相關(guān)主題研究時,主要選取番茄和黃瓜兩種蔬菜,其中使用番茄進行研究的最多,且主要采用溫室進行設(shè)施栽培。

從圖4可發(fā)現(xiàn),在設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的研究主要集中在以下4個方面:(1)農(nóng)業(yè)設(shè)施[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:農(nóng)業(yè)設(shè)施(82次)、無線傳感器(43次)、設(shè)施土壤(16次)、溫室管控(15次)等],主要研究各種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在設(shè)施蔬菜栽培及生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用。(2)設(shè)施蔬菜生長因素[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:蔬菜產(chǎn)量(47次)、滴灌(40次,特殊的灌溉方式)、氮磷鉀肥料(30次)、灌溉(27次)、蒸騰作用(21次)、土壤水分(20次)、施肥(20次)、需水量(12次)等],除對溫室內(nèi)部設(shè)施參數(shù)的研究外,還對蔬菜生長有直接影響的栽培、灌溉、土壤水分吸收狀況以及蒸騰作用情況等方面進行了研究。(3)設(shè)施蔬菜模型影響因素[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:模擬模型(62次)、溫度(27次)、生長發(fā)育期(26次)、影響因素(17次)、光合作用(14次)、積溫(11次)等],主要通過調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度及日光照射強度或時長等參數(shù)來優(yōu)化構(gòu)建設(shè)施蔬菜培育或生長模型。(4)分析方法應(yīng)用研究[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:回歸分析(44次)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(27次)、影響因子(14次)、主成分分析(11次)、光譜分析(9次)等],主要研究設(shè)施蔬菜設(shè)施應(yīng)用方法和病蟲害檢測方法。設(shè)施蔬菜所應(yīng)用的農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備、設(shè)施蔬菜生長影響因素及設(shè)施蔬菜病蟲害防治方面等均會直接影響到作物產(chǎn)量和質(zhì)量;設(shè)施蔬菜所應(yīng)用的農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備也同樣應(yīng)用圖中所提到的設(shè)施蔬菜分析方法,各研究主體問不可分割,共同影響作物生長的各個環(huán)節(jié)。

2.4研究前沿分析結(jié)果

2.4.1SCI論文研究前沿分析追蹤領(lǐng)域研究前沿有助于更好地把握領(lǐng)域發(fā)展趨勢及未來研究動向。本研究對2011~2015年設(shè)施蔬菜智慧化管理研究領(lǐng)域的650篇外文文獻的題名、摘要和作者擴展關(guān)鍵詞中進行主題詞抽取,并通過識別、判斷和歸類得到有效主題詞98個(出現(xiàn)頻次>7);利用社會網(wǎng)絡(luò)分析的方法,計算得到主題詞共現(xiàn)矩陣(共現(xiàn)頻次>4),轉(zhuǎn)化得到2011~2015年外文關(guān)于設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的主題分布情況。學(xué)者們在對設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域進行相關(guān)主題研究時,主要選取番茄和黃瓜兩種蔬菜。從圖5可發(fā)現(xiàn),在設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的研究主要集中在以下4個方面:

(1)設(shè)施蔬菜管理模型參數(shù)研究[相關(guān)主題詞共珊隋況:模型一溫度(34次)、模型一溫室氣候(20次)、模型一葉面積(19次)、模型一水利用率(16次)等],主要研究對設(shè)施蔬菜生長過程中關(guān)系密切的設(shè)施內(nèi)溫度、水分、濕度、日光照射情況、二氧化碳濃度以及溫室氣體排放情況等模型參數(shù),而這些參數(shù)也直接或者間接影響著設(shè)施蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。

(2)設(shè)施蔬菜質(zhì)量研究[相關(guān)主題詞共現(xiàn)情況(質(zhì)量一模型(30次)、質(zhì)量一產(chǎn)量(18次)、健康一風(fēng)險評估(11次)等]。一方面是從影響設(shè)施蔬菜質(zhì)量的生長參數(shù)方面進行研究,包括溫度、灌溉及水分利用率等;另一方面是從設(shè)施蔬菜健康方面的質(zhì)量進行研究,如設(shè)施蔬菜對人類健康的影響及農(nóng)藥殘留監(jiān)測等。

(3)設(shè)施蔬菜病蟲害防治[相關(guān)主題詞共現(xiàn)情況:擬南芥一基因表達(18次)、擬南芥一抗病性(8次)、病蟲害防治一天敵(6次)、基因—抗病性(5次)、天敵一生物防治(5次)等]。一方面是通過擬南芥這種模式植物進行植物抗病性或基因表達試驗來達到防治病蟲害的目的,另一方面是通過生物防治或天敵等方式達到防治病蟲害的目的。

(4)其他研究。生物柴油研究[相關(guān)主題詞共現(xiàn)情況:蔬菜油一生物柴油(8次)、柴油燃料一經(jīng)濟分析(5次)等],說明基于蔬菜油的生物柴油研究有所起步。

2.4.2CNKT論文研究前沿分析本研究對2011~2016年設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的498篇中文文獻作者關(guān)鍵詞中進行主題詞的抽取,并通過識別、判斷和歸類得到有效主題詞75個(出現(xiàn)頻次>4);利用社會網(wǎng)絡(luò)分析的方法,計算得到主題詞共現(xiàn)矩陣(共現(xiàn)頻次>2),轉(zhuǎn)化得到2011~2016年中文關(guān)于設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的主題分布情況(圖6)。學(xué)者們在對設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域進行相關(guān)主題研究時,主要選取番茄和黃瓜兩種蔬菜,其中使用番茄進行研究的最多,且主要采用溫室進行設(shè)施栽培。從圖6可發(fā)現(xiàn),設(shè)施蔬菜的智慧化管理領(lǐng)域的研究主題主要集中在以下4個方面:(1)農(nóng)業(yè)設(shè)施[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:農(nóng)業(yè)設(shè)施(59次)、無線傳感器(35次)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(12次)、設(shè)施土壤(11次)等],主要研究的各種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在設(shè)施蔬菜栽培及生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用。(2)設(shè)施蔬菜產(chǎn)量影響因素[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:蔬菜產(chǎn)量(33次)、滴灌(31次,特殊的灌溉方式)、灌溉(20次)、氮磷鉀肥料(19次)等],除對溫室內(nèi)部設(shè)施參數(shù)的研究外,還對蔬菜生長有直接影響的栽培、灌溉、土壤水分吸收狀況及蒸騰作用情況等方面進行研究。(3)分析方法應(yīng)用研究[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:回歸分析(32次)、影響因子(10次)、主成分分析(10次)、光譜(10次)、光譜圖像(5次)等],主要研究的是設(shè)施蔬菜設(shè)施應(yīng)用方法和病蟲害檢測方法。(4)設(shè)施蔬菜模型影響因素[相關(guān)主題詞出現(xiàn)頻次情況:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(21次)、溫度(19次)、模擬模型(17次)、影響因素(17次)、光合作用(5次)、積溫(5次)等],主要是通過調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度及日光照射強度或時長等參數(shù)來優(yōu)化構(gòu)建設(shè)施蔬菜培育或生長模型。

3結(jié)論

3.1數(shù)量不斷增長

本研究從發(fā)文量、機構(gòu)數(shù)和作者數(shù)3個角度隨時間變化情況分析了國內(nèi)外設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的研究歷程和現(xiàn)狀。國內(nèi)對該領(lǐng)域的研究起步晚于國外,國外經(jīng)歷了短暫的萌芽期便進入了發(fā)展期,國內(nèi)經(jīng)歷了較長的萌芽期才進入發(fā)展期,但發(fā)展較快,與我國整體發(fā)展趨勢相一致。

3.2實力差距較大

通過對國家和機構(gòu)競爭力的分析,可發(fā)現(xiàn)美國是設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域研究論文產(chǎn)出最多的國家,我國雖排在第二名,但在論文數(shù)量上仍有較大差距,且在論文影響力上仍有待進一步提升。

3.3熱點略有差異

從整體關(guān)注主題來看,國內(nèi)外對設(shè)施蔬菜栽培模型管理和設(shè)施蔬菜栽培生理生長的研究關(guān)注度均較高;但除此之外,國際范圍內(nèi)更多的關(guān)注的是設(shè)施蔬菜栽培的病蟲害防治和設(shè)施蔬菜安全監(jiān)測等領(lǐng)域,而國內(nèi)更多關(guān)注的是農(nóng)業(yè)設(shè)施和分析方法的應(yīng)用研究。從各主題的關(guān)注度高低來看,國內(nèi)關(guān)注較多的依然是農(nóng)業(yè)設(shè)施及分析方法的實際應(yīng)用。從研究前沿關(guān)注主題來看,國際范圍內(nèi)對設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的模型參數(shù)研究關(guān)注度依然很高,但最近幾年對設(shè)施蔬菜質(zhì)量和病蟲害研究關(guān)注度有所提升,國內(nèi)研究主題并無明顯變化,可能與國內(nèi)該領(lǐng)域所處的發(fā)展階段有關(guān),國內(nèi)該領(lǐng)域有待于進行更深入的研究。

4建議

為加快國內(nèi)設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的發(fā)展,為經(jīng)濟社會的發(fā)展和國家的重大戰(zhàn)略需求提供長期支撐,國內(nèi)研究學(xué)者應(yīng)更加關(guān)注于設(shè)施蔬菜智慧化管理相關(guān)技術(shù)的深入研究。(1)加大研究深度。我國發(fā)文量雖排在全球第二位,但研究論文的質(zhì)量和影響力仍有較大的提升空間。全球機構(gòu)排名中,我國只有中國科學(xué)院和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)兩所機構(gòu)進入了強競爭力機構(gòu)行列,有待于進一步提升整體實力。(2)關(guān)注基礎(chǔ)技術(shù)方法研究。國際范圍對設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的模型參數(shù)研究關(guān)注度依然很高,最近幾年對設(shè)施蔬菜質(zhì)量和病蟲害研究關(guān)注度有所提升,而國內(nèi)在設(shè)施蔬菜智慧化管理領(lǐng)域的研究方面,研究主題并無明顯變化,依然對各種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的農(nóng)業(yè)設(shè)施和分析方法等在設(shè)施蔬菜栽培過程中的應(yīng)用研究關(guān)注度很高,今后應(yīng)加大對農(nóng)業(yè)設(shè)施技術(shù)和方法的研究。

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