張媛,張艷杰,朱靜,吳亦紅*

1.河北省科學院地理科學研究所，河北省地理信息開發(fā)應用工程技術研究中心 2.河北省生態(tài)環(huán)境科學研究院

人工濕地是由人工設計、建造和控制的用于水質改善的功能化濕地。作為污水處理領域的重要技術，人工濕地已被證明是可以有效提升污水處理效率的手段[1-3]。人工濕地由于在改善水質的同時具有良好的生態(tài)效益而受到越來越多的重視[4]。濕地構建(wetland construction)是指與人工濕地設計、建設相關的部分，是人工濕地從設計概念到工程實體的過程總和。濕地構建是決定濕地最終的結構、功能及效率的關鍵因素。近年來，隨著人工濕地受到較大的關注，濕地構建也受到了相關學者的關注[5]。但目前國內缺乏對國際濕地構建領域的特征和發(fā)展趨勢進行梳理和歸納的相關研究，對如何更有針對性地推進我國濕地構建也缺乏足夠認識。

英國情報學家Alan B于1969年提出文獻計量學方法[6]，為研究者分析特定領域的研究進展、趨勢和熱點提供了客觀的、可量化的工具，已被作為一種歸納以往研究、預測未來學術熱點的十分有價值的工具，并且現已逐步應用到各個學科領域[7-9]。如張頔等[10]利用文獻計量法對近15年國際人工濕地領域的研究現狀與發(fā)展趨勢進行了研究；高懋芳等[11]利用文獻計量法對國內外30年農業(yè)面源污染的發(fā)展態(tài)勢和熱點研究進行了調查、分析；曹永強等[12]基于文獻計量法對國內外生態(tài)修復領域的研究概況和熱點問題進行了分析，并明確了該領域研究的探索方向。

近年來我國關于人工濕地方面的研究逐漸增多，但缺乏運用文獻計量法從宏觀層面分析濕地構建領域現狀及發(fā)展趨勢的研究?；诖耍P者利用文獻計量法對國際濕地構建領域的研究現狀和發(fā)展趨勢進行分析，以期為我國濕地構建研究提供借鑒，并為未來該領域的進一步研究提供方向。

1 數據與方法

為了更好地了解國際上濕地構建領域的發(fā)展現狀與未來趨勢，筆者對濕地構建領域的相關研究文獻進行了整理與分析。以Web of Science TM核心合集數據庫作為數據源，以“wetland construction”為主題詞進行檢索。作為全球最大、覆蓋學科最多的綜合性學術信息資源，Web of Science可以提供標準化和高質量的學術出版物信息。根據相關研究文獻的主要分布年份，以2005年1月1日—2019年12月31日為時間跨度進行篩選，檢索的文獻類型分為論文(article)和綜述(review)，檢索時間為2020年2月19日?；赪eb of Science TM核心合集數據庫的文獻信息包含了完整的作者及合作者信息、出版信息、研究機構、參考文獻及引用等數據。根據檢索結果，共下載了1 620篇文獻信息，并導入到HistCite和VOSviewer軟件中。HistCite軟件是一款引文編年可視化程序，可對某一研究領域眾多學術文獻進行統(tǒng)計分類，也可用可視化的方式展現文獻之間的關系，快速展現某一領域的發(fā)展脈絡，鎖定這一領域的重要文獻、作者和研究機構[13]。VOSviewer軟件是一款構造和可視化文獻網絡的分析工具，在作者、研究機構、關鍵詞及發(fā)表刊物等聚類技術和可視化展示等方面具有獨特的優(yōu)勢[14-15]。

基于檢索到的文獻信息進行統(tǒng)計和可視化分析。先將檢索到文獻的年發(fā)表數量、發(fā)文地區(qū)、研究機構、作者、期刊和關鍵詞等信息進行描述性統(tǒng)計和概括，以得到國內外相關成果發(fā)表的時間脈絡、熱門期刊、代表科學家和研究熱點。同時，借助可視化軟件對濕地構建領域的研究趨勢和熱點進行歸納及分析，以得到該領域作者、研究機構的合作網絡。其中，運用HistCite軟件對檢索文獻進行概括和分類，運用VOSviewer軟件生成多種基于文獻計量關系的可視化結果。

2 結果與討論

2.1 發(fā)文量演變趨勢

圖1 2005—2019年濕地構建領域發(fā)文量變化Fig.1 Number of published papers in the field of wetland construction from 2005 to 2019

2005—2019年濕地構建領域發(fā)文量變化如圖1所示。由圖1可知，2005年以來濕地構建領域發(fā)文量在整體上呈不斷增長態(tài)勢，尤其是2014—2016年增勢顯著，但在2008年和2014年曾出現發(fā)文量下降的情況。至2019年，濕地構建領域單年發(fā)文量已突破170篇。從文獻來源國來看，2005—2019年濕地構建領域主要的發(fā)文貢獻國為中國和美國，且中國發(fā)文量的增量顯著。2014年濕地構建領域整體發(fā)文量降低，主要與該年中國濕地構建領域的發(fā)文量減少有關。濕地構建領域發(fā)文量的持續(xù)增長說明該領域近年來受到越來越多的關注和重視，在未來仍有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.2 主要國家分析

在某一研究領域，國家的發(fā)文量和被引頻次可以作為該國在這一領域科研實力和活躍程度的評價標準[16-17]。2005—2019年濕地構建領域發(fā)文量排名前10的國家如表1所示。由表1可知，中國發(fā)文量為466篇，占比為28.8%，排名第一；美國僅次于中國，發(fā)文量為438篇，占比為27.0%。美國發(fā)文量雖然低于中國，但其發(fā)文總被引頻次遠高于中國和其他國家，說明其發(fā)表文章的整體質量和影響力遠超中國。加拿大、英國、澳大利亞等國雖發(fā)文量比中國低，但其單篇平均被引頻次卻比中國高，說明其文章影響力也較高。中國雖然發(fā)文量排名第一，但仍需在發(fā)文質量上有所提升，才能真正提高在該領域的科研實力和影響力。

表1 2005—2019年濕地構建領域發(fā)文量排名前10的國家

注：標簽的不同顏色代表不同聚類， 標簽之間線段長短用來判斷合作關系緊密程度。圖2 2005—2019年濕地構建領域國家 間的合作關系Fig.2 Cooperation between different countries in the field of wetland construction from 2005 to 2019

2.3 重要研究機構分析

對2005—2019年濕地構建領域研究機構進行發(fā)文量和被引頻次分析，影響力排名前10的研究機構如表2所示。由表2可知，排名第一的研究機構為中國科學院，其發(fā)文量為165篇，總被引頻次為87次，并且其發(fā)文量遠高于排名第二的美國地質調查局(70篇)和排名第三的路易斯安那州立大學(39篇)?？梢娭袊茖W院在濕地構建領域的研究有著舉足輕重的作用，對中國濕地構建研究貢獻較大。在排名前10的研究機構中，共有5家中國研究機構，分別為中國科學院、北京師范大學、南京大學、中國科學院大學和北京大學。雖然中國科學院發(fā)文量排名第一，但其平均被引頻次較低(0.53)；相比之下，北京大學雖然發(fā)文量較低(21篇)，但其平均被引頻次在排名前10的研究機構中最高(1.86)，說明該機構在濕地構建領域發(fā)表的文章質量和影響力較高。

對2005—2019年國際濕地構建領域研究機構之間的合作關系進行分析，結果如圖3所示。由圖3可知，中國科學院大學、武漢大學、同濟大學、南京林業(yè)大學均與中國科學院有密切合作，說明中國科學院在濕地構建領域具有重要地位。同時也可以看出，中國研究機構大都選擇在國內進行合作，與國際科研機構合作較少。缺乏必要的國際合作可能會導致國內研究者無法及時跟進國際研究熱點，這可能是中國研究機構發(fā)文量最高，但影響力卻相對較低的原因之一。未來我國研究機構需要進一步加強與國際濕地構建領域科研機構的合作，尤其是要加強與美國、加拿大、英國等的合作，打破發(fā)達國家在該領域對熱點問題研究的壟斷，同時推動國內在濕地構建領域的深入研究。

表2 2005—2019年濕地構建領域影響力排名前10的研究機構

圖3 2005—2019年濕地構建領域研究機構間的合作關系Fig.3 Cooperation between research institutions in the field of wetland construction from 2005 to 2019

2.4 高產作者分析

對2005—2019年濕地構建領域作者的發(fā)文量、被引頻次、國家、所在研究機構等情況作了統(tǒng)計分析，結果如表3所示。由表3可知，該領域共涉及5 703位作者，發(fā)文量排名前10的主要為中國和美國學者，發(fā)文量排名前3的均為中國學者，分別是Zhang Y(12篇，華北理工大學)、Wang Y(9篇，西安建筑科技大學)和Liu Y(9篇，中國農業(yè)大學)。按照總被引頻次排序，排名前3的分別為美國學者Ahn C、中國學者Wang Y和希臘學者Tsihrintzis V A。分析排名前10作者所在的研究機構可知，中國科學院雖然在濕地構建領域發(fā)文量排名第一，但是排名前10高產作者中僅有1位(Li M，排位第8)，這可能是中國科學院發(fā)表的文章整體上沒有較高影響力的原因之一。

表3 2005—2019年濕地構建領域發(fā)文量排名前10的作者

對濕地構建領域內重要學者間的合作關系進行分析，結果如圖4所示。由圖4可知，在濕地構建領域有3個主要的研究合作團隊，這些研究團隊內部合作緊密并且規(guī)模均較大。其中，學者Lü D與Wu J和Zhou Q等具有密切的合作關系，學者Yang S W與Wang X、Zhao J 和Liu L P等具有密切的合作關系，學者Xu W H與Zhang L、An L和Liu J G等具有密切的合作關系。

圖4 2005—2019年濕地構建領域高產學者之間合作關系Fig.4 Cooperation between researchers in the field of wetland construction from 2005 to 2019

2.5 熱門期刊分析

學術期刊都有其辦刊宗旨、范圍、側重點及研究興趣，領域內的熱門期刊不僅代表著這一領域內大多數研究者的認可和選擇，也是這一領域內熱點研究內容的重要獲取途徑。研究人員也可以通過解讀發(fā)表于熱門期刊的文章，準確定位自己的研究成果。對2005—2019年濕地構建領域的發(fā)文期刊進行統(tǒng)計分析，綜合發(fā)文量、總被引頻次、平均被引頻次，選取了影響力排名前10的期刊，結果如表4所示。由表4可知，綜合排名第一的期刊是EcologicalEngineering，發(fā)文量為100篇，總被引頻次為92，平均被引頻次為0.92；綜合排名第二的期刊是WaterScienceandTechnology，發(fā)文總量為26篇，總被引頻次為21，平均被引頻次為0.81。根據平均被引頻次，排名第一的為Nature子刊——NatureGeoscience，平均被引頻次為10，說明其在業(yè)內具有較高的影響力。在排名前10的期刊中，影響因子(IF)排名前3的期刊分別為NatureGeoscience(14.48)、ScienceoftheTotalEnvironment(5.59)和EcologicalEngineering(3.41)。

表4 2005—2019年濕地構建領域影響力排名前10的期刊

2.6 研究熱點分析

領域內研究熱點一般代表著該領域的重點研究問題和發(fā)展趨勢，分析領域內研究熱點有利于在整體上把握該學科的演化脈絡[21]。關鍵詞可以高度概括文獻的主題，因此可以通過分析領域內的關鍵詞準確抓取研究熱點[22]。對2005—2019年濕地構建領域的關鍵詞進行整理，利用VOSviewer軟件，對出現頻率為30次以上的關鍵詞進行分析，結果如圖5所示。由圖5可知，國際濕地構建領域的研究常與restoration(修復)、management(管理)、vegetation(植被)、conservation(保護)等詞聯系到一起，表示濕地構建領域的研究熱點可能與這些方面有關[23-26]。從關鍵詞分類可以看出，國際濕地構建領域文獻的關鍵詞主要分為3類：第一類關鍵詞主要圍繞vegetation、biodiversity(生物多樣性)，說明濕地植被、濕地生態(tài)為重要的研究熱點[27-28]；第二類關鍵詞主要圍繞management，說明濕地管理為研究熱點；第三類關鍵詞圍繞wastewater(廢水)、removal(去除)，說明污染物去除為另一研究熱點[29-30]。此外，在高頻關鍵詞中，China(中國)是唯一出現的國家詞，表明中國是目前最關心該領域研究的國家。

3 結論

(1)在濕地構建領域，中國的發(fā)文量最高，但發(fā)文總被引頻次相對較低，且中國研究機構并未處于國際科研合作中心地位，說明中國在該領域的研究仍缺乏深度和影響力。

(2)濕地構建領域發(fā)文量排名前10的研究機構中，有5所來自中國，表明中國對濕地構建領域作出了重要貢獻，其中中國科學院在該領域擔任領頭羊的角色，北京大學表現不俗，展現出了較高的國際影響力。

(3)濕地構建領域發(fā)文量最高的學者為中國學者Zhang Y，但發(fā)文總被引頻次最高的為美國的Ahn C。發(fā)文量較高的期刊主要有EcologicalEngineering和ScienceoftheTotalEnvironment。以濕地生態(tài)和濕地管理等展開的濕地問題是該領域的重點研究對象,中國是目前最關心該領域研究的國家。