張紹波，王夢(mèng)琪，姜俊超

(遼寧師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029)

承載力這一概念起先應(yīng)用于工程力學(xué)領(lǐng)域上，后來(lái)通過(guò)學(xué)者的不斷嘗試，逐漸應(yīng)用到了我們熟知的資源、環(huán)境、人口領(lǐng)域的研究，并取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展.水資源承載力是指在一定的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的原則的基礎(chǔ)上，地區(qū)的水資源在歷史發(fā)展的特定階段支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大能力[1-3].目前有關(guān)水資源承載力的研究現(xiàn)狀是，概念界定相對(duì)模糊，理論基礎(chǔ)還有待完善.

近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷的發(fā)展，對(duì)水資源的需求量也在不斷增加.水資源的相對(duì)短缺嚴(yán)重制約了社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，因此對(duì)于水資源的承載力的相關(guān)研究很有必要.與之相對(duì)應(yīng)的是，近期有關(guān)水資源承載力的研究成果也在不斷涌現(xiàn).本文采用科學(xué)文本挖掘與可視化軟件CiteSpace對(duì)收錄的2000—2020年的文獻(xiàn)資料進(jìn)行可視化分析，對(duì)結(jié)果繪制出可視化知識(shí)圖譜，進(jìn)而分析總結(jié)出水資源承載力21 a來(lái)的研究熱點(diǎn)與前沿，以期待為以后提高水資源承載力的研究工作提供參考[4-5].

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)采用中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)和Web of Science(WOS)中收錄的研究論文期刊.在中國(guó)知網(wǎng)中采用高級(jí)檢索功能，設(shè)置關(guān)鍵詞為“水資源承載力”或“水資源承載能力”，

時(shí)間跨度為2000—2020年，檢索出2 977篇文獻(xiàn)資料，再逐一閱讀篩選，剔除會(huì)議記錄、重復(fù)論文、報(bào)紙、碩博論文等其他領(lǐng)域不相關(guān)文獻(xiàn)，最終篩選出文獻(xiàn)文章2 018篇.在Web of Science(WOS)中的核心數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，主題為“water resources carrying capacity”，文獻(xiàn)類型選擇“article”，語(yǔ)言選擇“English”時(shí)間跨度與CNKI檢索時(shí)一致，共檢索出889篇文獻(xiàn).

1.2 研究方法

CiteSpace是由美國(guó)得克塞爾大學(xué)陳超美教授研發(fā)的一款分析和可視化文獻(xiàn)的軟件，它是在一個(gè)平面內(nèi)利用距離的長(zhǎng)短和遠(yuǎn)近表示分析對(duì)象之間的密切關(guān)系.距離較近的表示具有較高的相似性，能夠組成一類，是一種描述性、探索性分析方法[6-8].文中使用CiteSpace5.7.R2分析檢索出來(lái)的文獻(xiàn)資料，并對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞、作者、研究機(jī)構(gòu)作為節(jié)點(diǎn)，時(shí)間切片設(shè)為1 a，依次生成知識(shí)圖譜.在生成的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)圖譜中，N=節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,E=知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中連線的數(shù)量,Density=網(wǎng)絡(luò)的密集程度.

2 發(fā)文趨勢(shì)分析

從年度發(fā)文量來(lái)看，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的發(fā)布總體上呈上升趨勢(shì).文獻(xiàn)的發(fā)文數(shù)量可以分為3個(gè)階段.第一個(gè)階段：萌芽階段(2000—2008年)，21世紀(jì)初期，國(guó)內(nèi)與國(guó)際上有關(guān)水資源承載力的研究還相對(duì)較少，發(fā)展均表現(xiàn)為緩慢增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外對(duì)這一領(lǐng)域還處在不斷探索時(shí)期[9].國(guó)內(nèi)的發(fā)文量飛速增長(zhǎng)，在2008年達(dá)到峰值.這一時(shí)期國(guó)外的水資源承載力相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)布數(shù)量一直是緩慢增長(zhǎng)狀態(tài)，國(guó)內(nèi)外的發(fā)文量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，2008—2009年，國(guó)內(nèi)外的發(fā)文量差異明顯，發(fā)文量差值達(dá)到了110篇.整理文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，在2004年全國(guó)水利發(fā)展“十一五”規(guī)劃編制工作指導(dǎo)意見(jiàn)發(fā)布了《水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)》，因此引起了國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于水資源承載能力的研究熱情[10-14].2007年國(guó)家啟動(dòng)了全國(guó)流域綜合規(guī)劃修編工作，水資源承載力的研究引起了很多學(xué)者的關(guān)注，許多學(xué)者對(duì)水資源承載力的探索有了更深更廣的發(fā)展，并產(chǎn)生了豐碩的研究成果[15-18].第二個(gè)階段：波動(dòng)上升階段(2009—2017年)，在這一時(shí)期，國(guó)內(nèi)的發(fā)文量呈曲折下降狀態(tài)，國(guó)外的文獻(xiàn)發(fā)文量在2009—2017年間呈不斷波動(dòng)上升的態(tài)勢(shì).第三階段：飛速發(fā)展階段(2017—2020年)，圖1顯示，國(guó)內(nèi)與國(guó)際上的發(fā)文量都高速增長(zhǎng)，發(fā)文趨勢(shì)較一致.國(guó)內(nèi)的發(fā)文量在2019年達(dá)到166篇，2020年發(fā)文量達(dá)到130篇，而國(guó)際上發(fā)文量持續(xù)增長(zhǎng)，2020年發(fā)文量達(dá)到173篇.2017年10月18日，在黨的十九大報(bào)告中總書(shū)記提出堅(jiān)持人與自然和諧共生.必須踐行綠水青山就是金山銀山的理念.這一理念的提出，促使各界學(xué)者對(duì)于資源環(huán)境的關(guān)注，對(duì)于水資源承載力的研究也逐漸重視[19].

圖1 水資源承載力國(guó)內(nèi)外發(fā)文量趨勢(shì)圖

3 主要研究力量分析

3.1 研究機(jī)構(gòu)分布

通過(guò)CiteSpace軟件對(duì)CNKI和WOS數(shù)據(jù)庫(kù)整理出的文獻(xiàn)進(jìn)行研究機(jī)構(gòu)的分析，可以看出，國(guó)內(nèi)對(duì)水資源承載力研究的機(jī)構(gòu)數(shù)量較多，但關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)[20]，發(fā)文量居于前5名的有中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、河海大學(xué)水文水資源學(xué)院、中國(guó)社會(huì)科學(xué)院數(shù)量經(jīng)濟(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，其發(fā)文量分別為56、27、27、25、24篇.這5個(gè)研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文量占到了總量的28.96%.

國(guó)際上來(lái)看，國(guó)外發(fā)文量居于前5名的機(jī)構(gòu)有：Chinese Acad Sci、Beijing Normal Univ、Hohai Univ、Univ Chinese Acad Sci、China Univ Geosci，這些機(jī)構(gòu)的發(fā)文量占總發(fā)文量的33.1%.表1顯示，發(fā)文量較高的研究機(jī)構(gòu)多來(lái)源于中國(guó)的研究機(jī)構(gòu)，這說(shuō)明我國(guó)的學(xué)者對(duì)于水資源承載力的研究重視程度高于國(guó)外的一些國(guó)家機(jī)構(gòu).其中，中國(guó)科學(xué)院對(duì)該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)最大，其次為河海大學(xué)，這些機(jī)構(gòu)對(duì)于水文與水資源的研究十分重視，在我國(guó)的水文與水資源的研究中發(fā)揮了重要作用.

表1 水資源承載力研究機(jī)構(gòu)信息表

3.2 國(guó)家地區(qū)合作

國(guó)際上對(duì)水資源承載力研究的國(guó)家眾多，通過(guò)CiteSpace科學(xué)計(jì)量分析軟件對(duì)WOS核心數(shù)據(jù)庫(kù)篩選出的數(shù)據(jù)進(jìn)行國(guó)家合作分析[21]，得出圖2圖譜.圖譜中共有97個(gè)節(jié)點(diǎn)，229條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.049 2.圖2中顯示發(fā)文量最多的是中國(guó)，達(dá)322篇，中心性達(dá)0.21.排于第二的是美國(guó)，發(fā)文量為124篇，中心性高達(dá)0.35，可以看出美國(guó)與其他國(guó)家的交流合作程度較密切.研究發(fā)現(xiàn)法國(guó)和西班牙的中心性較高，分別為0.29和0.18，這兩個(gè)國(guó)家對(duì)于水資源承載力領(lǐng)域的研究與除中國(guó)、美國(guó)的其他國(guó)家的合作交流更加活躍.由此可以看出，我國(guó)對(duì)水資源承載力的研究有所成果，在水資源承載力的研究領(lǐng)域有較強(qiáng)的學(xué)術(shù)影響力.

圖2 水資源承載力國(guó)家地區(qū)合作圖譜

3.3 作者合作

選擇“Author”為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，時(shí)間切片為1 a，對(duì)國(guó)內(nèi)外研究作者進(jìn)行共現(xiàn)分析，生成作者共現(xiàn)圖譜.如圖3可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)作者共現(xiàn)圖譜中有658個(gè)節(jié)點(diǎn)，203條連線，網(wǎng)絡(luò)連接密度為0.001 9.國(guó)外作者的研究圖譜中節(jié)點(diǎn)有558個(gè)，329條連線，連接密度Density=0.002 1.

圖3 國(guó)內(nèi)外水資源承載力作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖

對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)：①國(guó)內(nèi)于水資源承載力的研究學(xué)者較多，發(fā)文量較多的學(xué)者有何君、樂(lè)琪浪、金菊良、酈建強(qiáng)、馮利華、何俊仕、董增川，發(fā)文量分別為23、21、16、16、13、11、10篇.國(guó)外發(fā)文量居于前列的學(xué)者為SHEN Liyin、WANG Jinhuan、REN Yitian、LIU Zhi、YANG Xiaohua、SHU Tianheng、PENG Tao等，發(fā)文量分別為5、4、3、3、3、3、3篇.②圖譜中可以通過(guò)觀察研究學(xué)者之間的連線來(lái)判斷學(xué)者之間的合作情況，網(wǎng)絡(luò)圖譜中連線越密集代表研究成分之間的聯(lián)系越緊密，對(duì)比圖3可以看出國(guó)內(nèi)學(xué)者的合作更加密切.其中,以何君、金菊良、酈建強(qiáng)等學(xué)者形成的研究團(tuán)隊(duì)合作關(guān)系較為密切[22].

4 研究熱點(diǎn)分析

4.1 關(guān)鍵詞和中心度分析

共現(xiàn)分析是一種常用的文獻(xiàn)計(jì)量方法，它是在現(xiàn)有文獻(xiàn)基礎(chǔ)上對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)容分析的一種方法.不同的文獻(xiàn)并不是孤立存在的，同一領(lǐng)域的文獻(xiàn)其關(guān)鍵詞通常是相似的[23-24].因此，通過(guò)對(duì)高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析，可以反映出該領(lǐng)域的研究主題，研究熱點(diǎn)和未來(lái)趨勢(shì)[25-26].

選擇“keyword”為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，時(shí)間跨度選擇2000—2020年，時(shí)間切片為1 a，運(yùn)用CiteSpace軟件裁剪后生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜.外內(nèi)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中共有559個(gè)節(jié)點(diǎn)，1 540條連線，網(wǎng)絡(luò)連接度為0.009 9.國(guó)內(nèi)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中有779個(gè)節(jié)點(diǎn)，1 357條連線，網(wǎng)絡(luò)連接度為0.004 5.在分析關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜時(shí)發(fā)現(xiàn)由于國(guó)內(nèi)的關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)過(guò)多，有很多相似的關(guān)鍵詞，故需對(duì)有相似的關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并處理，例如：水資源承載力和水資源承載能力、層次分析法和層次分析法(ahp)、主成分分析法和主成分分析法(pca)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ann)、萬(wàn)元產(chǎn)值用水量和萬(wàn)元gdp用水量等.為使圖譜表現(xiàn)更加清楚，調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)的大小、顏色、文字底紋等，最后得出圖4的國(guó)內(nèi)外關(guān)鍵詞的共現(xiàn)圖譜.

圖4 國(guó)內(nèi)外水資源承載力關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)圖譜

對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行頻次和中心性的分析，高頻次的關(guān)鍵詞是指在該領(lǐng)域中的所有文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻率較高的關(guān)鍵詞[27].在國(guó)內(nèi)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，可以看出水資源承載力、水資源、可持續(xù)發(fā)展和主成分分析法是出現(xiàn)頻率較高的幾個(gè)關(guān)鍵詞.研究表明，水資源承載力的研究熱點(diǎn)在可持續(xù)發(fā)展和主成分分析法這兩方面.

對(duì)篩選的WOS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行關(guān)鍵詞頻次分析，出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞有model、climate change、water、water resource、system、impact.這說(shuō)明在國(guó)外的研究重點(diǎn)集中在研究模型系統(tǒng)的建立以及氣候變化對(duì)于水資源承載力的影響上.

4.2 關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞是對(duì)論文的高度概括，對(duì)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析，可以觀察出不同年份的關(guān)鍵詞的研究熱點(diǎn)趨勢(shì)[28].利用CiteSpace軟件對(duì)文獻(xiàn)資料進(jìn)行關(guān)鍵詞的突現(xiàn)分析，可以得出國(guó)內(nèi)的22個(gè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞，國(guó)外的突現(xiàn)關(guān)鍵詞有9個(gè).國(guó)內(nèi)的突現(xiàn)關(guān)鍵詞按突現(xiàn)強(qiáng)度分析，突現(xiàn)強(qiáng)度較強(qiáng)的關(guān)鍵詞有可持續(xù)發(fā)展、主成分分析、熵權(quán)法、層次分析法、集對(duì)分析、水環(huán)境承載力和水質(zhì)等.而國(guó)外的突現(xiàn)關(guān)鍵詞按突現(xiàn)強(qiáng)度劃分，位于前列的是growth、pollution、climate change.從關(guān)鍵詞的突現(xiàn)強(qiáng)度可以看出國(guó)內(nèi)的水資源承載力研究熱點(diǎn)多集中在可持續(xù)發(fā)展、研究方法和水環(huán)境狀態(tài)上，而國(guó)外的水資源承載力的研究熱點(diǎn)主要集中在如何提高水資源的承載能力、水資源的污染情況以及氣候變化對(duì)于水資源承載力的影響上.

圖5是按照關(guān)鍵詞的突現(xiàn)時(shí)間呈現(xiàn)的關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜，由圖可知，國(guó)內(nèi)的水資源承載力的研究在2000—2010年的研究重點(diǎn)主要放在對(duì)于水資源的可持續(xù)利用以及構(gòu)建節(jié)水型社會(huì)上，而近年來(lái)我國(guó)對(duì)于水資源承載力的研究多從研究方法上入手，學(xué)者多采用主成分分析法、層次分析法、熵權(quán)法以及生態(tài)足跡分析來(lái)進(jìn)行水資源承載力的相關(guān)研究.2016—2020年的突現(xiàn)關(guān)鍵詞表現(xiàn)出近幾年來(lái)的水資源承載力的研究集中在集對(duì)分析、熵權(quán)法、水足跡、水質(zhì)、topsis法、聯(lián)系數(shù)，且遼寧省和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶成為水資源承載力研究的熱點(diǎn)區(qū)域.

對(duì)國(guó)外發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析，可以觀察到2006—2017研究時(shí)段內(nèi)國(guó)外對(duì)于這一領(lǐng)域的研究重點(diǎn)在管控水資源的污染問(wèn)題、提高水資源的承載能力和利用效率幾方面.圖5顯示，國(guó)外有關(guān)水資源承載力的研究2018—2020研究時(shí)段內(nèi)的研究重點(diǎn)是氣候變化對(duì)水資源承載力的影響、優(yōu)化水資源配置、水足跡研究法和水環(huán)境承載力幾個(gè)方面.

圖5 國(guó)內(nèi)外按時(shí)間分布的水資源承載力關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖表

4.3 關(guān)鍵詞聚類分析

聚類分析能夠定量研究事物分類和分區(qū)問(wèn)題，是文獻(xiàn)計(jì)量中常用的方法.聚類分析的基本原理是，依據(jù)樣本自身屬性，用數(shù)學(xué)方法按照某種相似性或差異性指標(biāo)，定量確定樣本間的親疏關(guān)系，并按照這種親疏關(guān)系程度對(duì)樣本進(jìn)行聚類[29].在聚類分析譜系圖中，同一類別內(nèi)部相似性較高，而不同類別的樣本之間差異性較大.本文將高頻關(guān)鍵詞矩陣用CiteSpace軟件進(jìn)行聚類分析，得出水資源承載力領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞整體分類情況.

圖6可見(jiàn)，水資源承載力的高頻關(guān)鍵詞整體可以分為12類，主要包含#0層次分析法、#1水資源、#2投影尋蹤、#3水環(huán)境承載能力、#4可持續(xù)發(fā)展、#5山東省、#6承載能力、#7spss、#8系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、#9模糊評(píng)價(jià)、#10規(guī)劃環(huán)評(píng)、#11水權(quán)管理.說(shuō)明這些關(guān)鍵詞可以代表水資源承載力研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域.關(guān)鍵詞聚類結(jié)果中聚類的數(shù)字越小，說(shuō)明在該領(lǐng)域中的這一聚類的文獻(xiàn)數(shù)量越多，也說(shuō)明這一聚類的重要性越高.在國(guó)內(nèi)水資源承載力的研究進(jìn)程中，多以層次分析法和投影尋蹤法來(lái)評(píng)價(jià)水資源承載力，同時(shí)，水資源承載力與水環(huán)境承載力的研究密切相關(guān)，

圖6 國(guó)內(nèi)外水資源承載力關(guān)鍵詞聚類分布圖

對(duì)于國(guó)外的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析，可以分為7類，#0 water resources、#1 aquaculture、#2 adsorption、#3 water footprint、#4 water resource carrying capacity、#5 resilience、#6 herd-die-offs.國(guó)外對(duì)于水資源承載力的研究重點(diǎn)主要是集中在水產(chǎn)業(yè)、吸附分析法和水足跡的研究.

5 結(jié)果與討論

本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外水資源承載力的研究綜述，采用文獻(xiàn)計(jì)量軟件CiteSpace對(duì)21 a來(lái)國(guó)內(nèi)外的水資源承載力的核心文獻(xiàn)進(jìn)行科學(xué)圖譜分析，客觀的呈現(xiàn)了研究機(jī)構(gòu)、團(tuán)隊(duì)及研究熱點(diǎn)與前沿，為未來(lái)學(xué)者對(duì)水資源承載力的綜合性研究提供了借鑒.主要結(jié)論如下：

國(guó)內(nèi)外有關(guān)水資源承載力的研究中，從發(fā)文量來(lái)看，國(guó)內(nèi)和國(guó)外的文獻(xiàn)發(fā)文量整體上呈波動(dòng)上升的趨勢(shì).從2017年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外的發(fā)文量都高速增長(zhǎng)，發(fā)文的數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)相似.

中國(guó)、美國(guó)和法國(guó)在水資源承載力領(lǐng)域的研究成果較為顯著，其中，美國(guó)與周?chē)鷩?guó)家的交流合作程度比發(fā)文量更多的中國(guó)更密切.研究機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域占有主要地位的有中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、河海大學(xué)水文水資源學(xué)院.國(guó)內(nèi)在水資源承載力領(lǐng)域的學(xué)者較多，代表性的作者有樂(lè)琪浪、金菊良、酈建強(qiáng)等.

國(guó)內(nèi)水資源承載力的研究熱點(diǎn)多集中在可持續(xù)發(fā)展、研究方法和水環(huán)境狀態(tài)上，而國(guó)外的水資源承載力的研究熱點(diǎn)主要集中在如何提高水資源的承載能力、水資源的污染情況以及氣候變化對(duì)于水資源承載力的影響上.國(guó)內(nèi)的研究前沿體現(xiàn)在對(duì)于水資源承載力研究方法和研究區(qū)域上，其中,集對(duì)分析法、熵權(quán)法、水足跡法、topsis法、聯(lián)系數(shù)法是目前較前沿的研究方法，遼寧省和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶成為研究水資源承載力的熱點(diǎn)區(qū)域.國(guó)外的水資源承載力的研究前沿主要體現(xiàn)在對(duì)于水資源水環(huán)境的優(yōu)化和水足跡分析法.

通過(guò)對(duì)水資源承載力國(guó)內(nèi)外核心文獻(xiàn)的文獻(xiàn)計(jì)量可視化分析，得出了水資源承載力在國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)與前沿.我國(guó)在水資源承載力研究領(lǐng)域占有重要地位，研究發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)不同機(jī)構(gòu)的聯(lián)系合作程度密切，與其他國(guó)家之間的合作交流較少.在今后的科研工作的開(kāi)展中可以通過(guò)組織召開(kāi)學(xué)術(shù)性的交流會(huì)議來(lái)分析研究進(jìn)展，交流分享.