柯志成，連海峰，何中聲，劉金福,5，陳 奕

（1福建農(nóng)林大學計算機與信息學院，福州 350002；2生態(tài)與資源統(tǒng)計福建省高校重點實驗室，福州 350002；3福建省資源環(huán)境空間信息統(tǒng)計研究中心，福州 350002；4福建農(nóng)林大學林學院，福州 350002；5福建農(nóng)林大學海峽自然保護區(qū)研究中心，福州 350002）

0 引言

格氏栲(Castanopsis kawakamii)又名青鉤栲、吊皮錐等，是分布于中亞熱帶地區(qū)南緣的第三紀孑遺植物。位于福建三明市的格氏栲森林公園是目前世界上絕無僅有的大面積、高純度的格氏栲林[1]。格氏栲是國家二級保護植物，同時也是亞熱帶珍貴稀有樹種之一，其樹皮、果殼具有豐富的單寧素，可提取重要的工業(yè)原料——栲膠。栲果甘甜可食，富含淀粉，有“小板栗”之稱。由于材質(zhì)良好、全身是寶，這片天然栲材彌足珍貴，具有重要的研究意義和價值[2-3]。近年來，學者們對格氏栲的生物學特性、群落組成與結構、生態(tài)系統(tǒng)特征、遺傳多樣性、森林培育等方面進行了廣泛研究，主要結果有：（1）格氏栲林群落主要種群相似性比例比熱帶森林種群高，種群間存在復雜的相互關系，對環(huán)境資源表現(xiàn)出一定程度的共享；（2）在福建三明格氏栲自然保護區(qū)中格氏栲群落符合隨機分布，其物種多樣性指數(shù)介于南亞熱帶季風常綠闊葉林和中亞熱帶常綠闊葉林之間[4]；（3）從碳吸存的角度看，格氏栲是一個比杉木更加優(yōu)良的人工林樹種[5]；（4）格氏栲林土壤微生物群落結構有較強的區(qū)域分異特征[6]；（5）格氏栲林林窗的存在，增加林分的物種豐富度，為格氏栲林不同物種的共存提供了生態(tài)基礎，即林窗是維持格氏栲林物種多樣性的重要機制[7]；（6）凋落物是影響格氏栲種子萌發(fā)及胚根生長的重要因素，主要通過阻礙種子與土壤接觸而抑制萌發(fā)，影響格氏栲林更新[8-11]。

中國知網(wǎng)(CNKI)是中國最大的且不斷更新的學術文獻數(shù)據(jù)庫，全面展示了中國各領域的研究狀況，而Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫是國外權威的數(shù)據(jù)庫，全面展示了國外各領域的研究現(xiàn)狀，結合國內(nèi)外文獻對格氏栲研究進行分析，可以更加全面地展示格氏栲研究領域當前的熱點趨勢和研究前沿。CiteSpace V軟件針對學科發(fā)展過程中出現(xiàn)的關鍵節(jié)點，以及研究領域的主題熱點，通過算法聚類分析繪制多種網(wǎng)絡模型圖譜，從而挖掘該研究領域發(fā)展的歷程和探索該研究領域的前沿[12]，其先進便捷的功能和清晰明了的分析結果在文獻計量學中備受青睞。筆者利用文獻計量學知識和CiteSpace V軟件對格氏栲進行知識圖譜分析，以166篇CNKI的格氏栲研究文獻為樣本，對整個格氏栲研究領域進行全面系統(tǒng)的分析，旨在探究研究熱點及趨勢，歸納研究主題，了解當前國內(nèi)研究現(xiàn)狀，并對年度發(fā)文數(shù)量、研究機構、發(fā)文作者、文獻關鍵詞進行網(wǎng)絡模塊分析。筆者通過知識圖譜展現(xiàn)該研究領域的熱點趨勢、主題演進、研究概況，旨在為未來的格氏栲研究提供有益的參考及啟示。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

CiteSpace是基于JAVA環(huán)境下的一個信息可視化分析程序，可以科學分析文獻中包含的潛在知識。先采用文獻計量學研究方法，對文獻的年度發(fā)文量、基金分布、期刊來源、研究機構等信息進行統(tǒng)計分析，再結合CiteSpace（版本為5.6.R3）軟件對所選取的166篇文獻進行可視化分析，設置時間分區(qū)為1980—2019年，選擇時間切片為1年，Top N（閾值）設為50，然后在Node Types中選取Author、Institution、Keyword作為分析聚類依據(jù)，繪制科學知識圖譜，并通過關鍵詞聚類和關鍵詞突現(xiàn)檢測來識別前沿領域和當前熱門話題，通過時間線視圖來描述關鍵詞的發(fā)展進程和趨勢[13-15]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

以“格氏栲”為主題詞，CNKI和Web of Science為數(shù)據(jù)庫，選取檢索時間為1980—2019年，檢索CNKI和Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中關于格氏栲領域研究的相關文獻。在CNKI數(shù)據(jù)庫中共得到189條文獻記錄，為了保證結果的準確性，在格式轉(zhuǎn)換后，對CNKI數(shù)據(jù)進行篩選，去除重復項、書評及會議相關文獻，最終得到166條文獻記錄，將其導出為Refworks格式，保存并命名為download_gsk的形式，然后應用CiteSpace軟件對文獻進行格式轉(zhuǎn)換，得到CNKI的文獻數(shù)據(jù)。在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中共搜索得到17條SCI文獻記錄，經(jīng)過篩選后得到15條文獻記錄，結合CNKI數(shù)據(jù)庫中得到的166條文獻記錄，構成初始數(shù)據(jù)源。

2 CNKI中格氏栲領域研究分布情況

2.1 發(fā)文量總體趨勢分布

知識領域的年發(fā)文量是衡量科學研究發(fā)展的重要指標[16]。圖1為1980—2019年格氏栲研究領域的年發(fā)文量趨勢變化圖。該領域發(fā)文量較多的年份為1999年（14篇）、2005年（12篇）、2012年（11篇）、2004年（10篇）。發(fā)文數(shù)量波動起伏較大，在1980—1999年整體呈波動上升趨勢，并在1999年達到峰值，但2000年（6篇）同比下降了57.14%，2000—2005年文獻發(fā)文量又呈現(xiàn)出上升趨勢，而2005—2010年文獻發(fā)文量則呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，之后近10年的年平均發(fā)文量為5.5篇，2012年達到最高11篇，而2016年則只有2篇。在發(fā)文數(shù)量看，對格氏栲的研究有減弱的趨勢。

圖1 1980—2019年度格氏栲研究發(fā)文量趨勢變化

2.2 發(fā)文作者分布

發(fā)文作者指的是第一作者與其合作作者，研究領域內(nèi)的核心作者和其他作者之間的協(xié)作關系及合作程度可通過發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜來體現(xiàn)。圖譜中的節(jié)點表示發(fā)文作者，圓環(huán)大小代表該作者發(fā)文量，節(jié)點與節(jié)點之間的連線的粗細代表發(fā)文作者之間的合作強度[17]。格氏栲研究領域發(fā)文量的作者分布情況（表1）可以看出，發(fā)文量最多的是福建農(nóng)林大學的劉金福（46篇），其次是福建農(nóng)林大學的洪偉（45篇）、福建師范大學的楊玉盛（23篇）。在發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜（圖2）中，包含232個節(jié)點、234條連線，網(wǎng)絡密度為0.0087，各項數(shù)據(jù)反映出國內(nèi)格氏栲研究團體較為集中，學者之間的合作也比較密切。其中可以看出有2個文獻高產(chǎn)團隊，一是洪偉、劉金福、何中聲、鄭世群團隊，二是楊玉盛、陳光水、謝錦升、吳承禎、何宗明團隊。筆者調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，同單位間的學者聯(lián)系較為密切，導師及其學生構成了研究團隊的核心部分，除這2個團隊合作網(wǎng)，其他發(fā)文量高的學者均與自己的學生或其他學者建立了較為良好的合作關系。

表1 格氏栲研究領域發(fā)文量≥4的作者分布情況

圖2 發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜

2.3 研究機構分布

研究機構共現(xiàn)圖譜可以從中間層面揭示格氏栲研究的實力分布，通過發(fā)文作者所在的研究機構可以側(cè)面剖析在格氏栲研究領域的核心機構情況。從格氏栲研究領域發(fā)文量的機構分布情況（表2）可以看出，發(fā)文量最多的機構是福建農(nóng)林大學（72次），福建林學院是福建農(nóng)林大學的前身，發(fā)文量達32次。其他發(fā)文量在10次及以上的機構有福建師范大學（25次）、福建三明格氏栲自然保護區(qū)（10次）。在研究機構共現(xiàn)圖譜（圖3）中，福建農(nóng)林大學和福建師范大學是該研究領域的核心機構，以福建農(nóng)林大學林學院和福建師范大學地理科學學院為核心，與其他的合作機構展開較為密切的合作，這2所學校各自校內(nèi)機構間的合作也較為密切。

圖3 研究機構共現(xiàn)圖譜

表2 格氏栲研究領域發(fā)文量≥3的機構分布情況

2.4 期刊來源分布

學術期刊是學術傳播的重要紐帶與載體，可以體現(xiàn)格氏栲研究的發(fā)文質(zhì)量。從格氏栲研究領域發(fā)文量的期刊分布情況（表3）可以看出，格氏栲研究領域的發(fā)文作者在《福建林學院學報》發(fā)表的篇數(shù)最多（18次），在《生態(tài)學報》發(fā)表的篇數(shù)次之（16次）。其中CNKI數(shù)據(jù)庫中所選的166篇文獻中包含博士論文3篇、碩士論文17篇、被北京大學《中文核心期刊總覽》來源期刊收錄84篇，占文獻總數(shù)的62.65%，表明格氏栲研究領域的文獻發(fā)表的質(zhì)量相對較高。

表3 格氏栲研究領域發(fā)文量≥3的期刊分布情況

2.5 科研基金分布

科研基金在一定程度上推動著學科的發(fā)展。從格氏栲研究領域的基金分布情況（表4）可以看出，福建自然科學基金排名最高，篇幅達到50篇。其次是福建省教育廳科技項目基金（21篇）、高等學校優(yōu)秀青年教師教學科研獎勵計劃（17篇）、國家自然科學基金（14篇）。說明國家十分重視該領域的研究，福建省相關部門也對格氏栲的研究給予了很大的支持，給研究者提供了良好的科研環(huán)境。

表4 格氏栲研究領域基金頻次≥3的分布情況

2.6 文獻被引量分析

研究領域的文獻影響程度和貢獻度可以通過文獻被引量來體現(xiàn)。從國內(nèi)格氏栲研究領域文獻被引量排名前5的文獻分布情況（表5）可以看出，文獻被引用量前5名均被權威期刊《生態(tài)學報》收錄，文獻引用量最高的是福建農(nóng)林大學的劉金福發(fā)表的《格氏栲群落生態(tài)學研究——格氏栲林主要種群生態(tài)位的研究》，被引次數(shù)高達270次，第2～5名都是由福建師范大學的楊玉盛所寫的文章，累計被引用量高達718次，可見劉金福和楊玉盛2位作者對格氏栲研究做出的貢獻度極大，也側(cè)面反映出福建農(nóng)林大學和福建師范大學在格氏栲研究領域的水平顯著，具有較高的學術影響力。

表5 國內(nèi)格氏栲研究領域文獻被引用量排名前5的文獻分布情況

3 CNKI中研究熱點及趨勢分析

3.1 關鍵詞共現(xiàn)分析

關鍵詞是文章中心內(nèi)容的精簡表達，它是對文章內(nèi)容的高度概括[18-19]。研究領域的熱點信息可以通過關鍵詞共現(xiàn)圖譜體現(xiàn)，分析各年份共現(xiàn)關鍵詞數(shù)量的變化不僅可以判斷研究領域擴展的豐富程度，還可以判斷該領域內(nèi)容的更新速度和學科研究活力[20]。通過研究領域高頻關鍵詞（表6）可以看出，出現(xiàn)關鍵詞最多的是格氏栲（77次），其次是人工林（32次）、天然林（27次）、杉木（17次）、林窗（15次），說明這些關鍵詞為格氏栲研究領域的主題。中心性是測度節(jié)點在網(wǎng)絡中重要性的一個指標，CiteSpace中使用此指標來發(fā)現(xiàn)和衡量文獻的重要性[21]，其中心性較強(＞0.1)的關鍵詞有11個。關鍵詞中心性排名前6的分別是格氏栲(0.38)、天然林(0.38)、土壤肥力(0.30)、物種多樣性(0.26)、格氏栲林(0.24)、林窗(0.22)。在關鍵詞共現(xiàn)圖譜（圖4）中，包含407個節(jié)點、687條連線，網(wǎng)絡的密度為0.0083，每個節(jié)點代表不同關鍵詞，關鍵詞出現(xiàn)的頻次和節(jié)點大小呈正比，關鍵詞之間的共現(xiàn)程度較為顯著。

圖4 關鍵詞共現(xiàn)圖譜

表6 格氏栲研究領域頻次≥4的關鍵詞

3.2 關鍵詞聚類分析

研究領域內(nèi)的基本知識結構可通過關鍵詞聚類圖譜體現(xiàn)。通過CiteSpace V軟件的對數(shù)似然算法對關鍵詞進行聚類分析，根據(jù)陳超美等[17]的說明，Q值也叫做聚類模塊值，是網(wǎng)絡模塊化評價指標，一般認為Q＞0.3意味著劃分出來的聚類結構是顯著的。從關鍵詞聚類圖譜（圖5）可以看出，Q值為0.8759，說明該聚類網(wǎng)絡結構顯著。關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡聚類后形成了10個具有代表性的模塊，包括#0格氏栲、#1土壤肥力、#2福建三明、#3人工林、#4增溫、#5空間異質(zhì)性、#6碳密度、#7非線性化、#8格氏栲林、#9凋落物。圖中以#標示的是代表性聚類詞。在這10個聚類中，#0、#1、#2、#3、#4這5類包含的關鍵詞的個數(shù)30個以上，構成了主要聚類，也是目前該領域的研究熱點。#1土壤肥力和#6碳密度有較多板塊面積重疊部分，表明有較強的文獻共現(xiàn)關系。

圖5 關鍵詞聚類圖譜

3.3 突現(xiàn)關鍵詞分析

相對于傳統(tǒng)的高頻主題詞分析，突現(xiàn)關鍵詞更適合探測格氏栲研究領域的新興趨勢和突然變化。在分析突現(xiàn)關鍵詞時，可利用突現(xiàn)詞探測技術和算法，通過考察關鍵詞詞頻時間分布，探測頻次變化率高的關鍵詞[23]。在格氏栲研究領域突現(xiàn)關鍵詞圖譜（圖6）中，可以看到10個突現(xiàn)關鍵詞，分別是自然保護區(qū)、空間格局、格氏栲、格氏栲林、人工林、杉木、林窗、格氏栲天然林、青鉤栲、凋落物。20世紀80年代初，三明小湖自然保護區(qū)格氏栲天然林的起源和演替發(fā)展分析最先成為研究前沿。從突現(xiàn)詞影響的周期來看，“自然保護區(qū)”突現(xiàn)性最高（10年），“空間格局”影響時間為9年，“格氏栲天然林”領域影響時間為8年，“杉木”的影響時間為5年，其突現(xiàn)強度最強，為4.1235。近期突現(xiàn)的關鍵詞為“凋落物”，突現(xiàn)強度為3.4949，突現(xiàn)時間為3年。由此可以看出“杉木”、“林窗”、“凋落物”領域的研究可作為該領域的研究前沿。

圖6 格氏栲研究領域突現(xiàn)關鍵詞

3.4 關鍵詞時間線圖分析

關鍵詞聚類時區(qū)線圖分析，可以進一步分析格氏栲研究前沿隨著時間變化的演進特征，從而發(fā)現(xiàn)該領域不同時期的研究熱點。在關鍵詞聚類時間線圖（圖7）中，每個節(jié)點都代表不同的關鍵詞，其出現(xiàn)頻次越高則顯示的節(jié)點越大；連線表示不同關鍵詞在同一篇文章中出現(xiàn)，同一聚類中的連線較緊密，不同聚類之間的關鍵詞也有較多的連線。從圖7可以看出，#1土壤肥力這一個聚集類的關鍵詞較多，并且貫穿的時間線在這10個聚類集中最長，表明格氏栲的土壤肥力問題是該研究領域的核心問題，也是研究者密切關注的熱點問題，大部分學者在研究格氏栲的時候會考慮到土壤肥力問題。而從最新出現(xiàn)的#9凋落物聚集類中可以看出，對格氏栲天然林凋落物的深入研究將成為新興的熱議話題。

圖7 關鍵詞聚類時間線圖

4 Web of Science中格氏栲領域研究文獻分析

在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中，以“Castanopsis kawakamii”主題進行檢索，檢索時間同樣為1980—2019年。通過檢索得到17篇SCI文獻。經(jīng)過篩選后，得到與格氏栲主題相關的15篇文獻。由于該數(shù)據(jù)庫關于格氏栲的文獻篇數(shù)較少，筆者采用文獻計量學的方法以圖譜的形式將關鍵信息列出。從Web of Science中格氏栲研究領域文獻分析圖譜（圖8）分析，從發(fā)文量看，近2年對格氏栲的研究有增長的趨勢；從發(fā)文作者看，發(fā)文量較高的作者是楊玉盛、陳光水、劉金福、何中聲，發(fā)文篇數(shù)都是7篇，其團隊合作作者與CNKI數(shù)據(jù)庫中類似；從發(fā)文機構來看，福建農(nóng)林大學和福建師范大學是主要發(fā)文機構，也側(cè)面反映出這2所大學對格氏栲研究的重視；從關鍵詞看，天然林、碳儲量、土壤微生物、單一種植園出現(xiàn)的頻次較高。綜合來看，通過Web of Science數(shù)據(jù)庫文獻分析的結果與CNKI數(shù)據(jù)庫分析的結果相似，也間接說明通過CiteSpace軟件分析的準確性較高。

圖8 Web of Science中格氏栲研究領域文獻分析圖譜

5 結論

通過對格氏栲領域研究熱點及趨勢分析發(fā)現(xiàn)，在格氏栲研究領域初期階段，自然保護區(qū)、空間格局、格氏栲林等關鍵詞曾經(jīng)是該領域的熱點詞，之后熱點轉(zhuǎn)向杉木、林窗、凋落物等；土壤肥力（包括土壤呼吸、土壤微生物、土壤溫度等方面）是該研究領域的核心，發(fā)表的文章中一直都有涉及，可見土壤肥力的重要性；格氏栲凋落物目前是該領域的研究前沿，其原因主要是格氏栲凋落物的浸提液會對格氏栲種子的發(fā)芽率和胚根生長產(chǎn)生影響。

通過對格氏栲研究領域的分布情況分析可以發(fā)現(xiàn)，CNKI數(shù)據(jù)庫中格氏栲研究領域的年發(fā)文量起伏不定，伴有減弱的趨勢，但在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中，近2年發(fā)文量有增長的趨勢；福建農(nóng)林大學和福建師范大學在該領域具有較高的學術影響力，都具有國際水平的研究團隊。從共現(xiàn)圖譜中也可以看出，發(fā)文量高的學者集中在上述2個單位，但這2個單位之間的合作較少。建議加強各高校、研究院、大型企業(yè)跨區(qū)域之間的交流與合作，為格氏栲研究提供更多的研究思路與研究方法。

6 展望

隨著科學技術的發(fā)展，無人機航測技術在格氏栲研究中得到廣泛應用。學者可以從不同角度、研究方向探討格氏栲林。當前格氏栲研究主要集中于格氏栲生態(tài)學特性[24]、格氏栲樹木葉片碳氮磷化學計量[25]、格氏栲林土壤微生物多樣性等方面[26]，有關格氏栲林保護研究仍存在尚未解決的問題。如格氏栲種子萌發(fā)機理、繁育特征、生活史和遺傳結構特征等方面的研究尚未全面展開；格氏栲天然林凋落物覆蓋方式及厚度對格氏栲種子萌發(fā)及胚根生長的影響方面研究較少，沒有對格氏栲更新能力進行深入分析等[27]。

未來格氏栲研究可能在以下方面有較大的發(fā)展?jié)摿Γ海?）關于格氏栲凋落物研究，探討林窗與非林窗凋落物綜合效應對格氏栲種子散布與萌發(fā)的影響機制，研究林窗—凋落物—種子更新的反饋機制，為解除格氏栲種子更新障礙提供理論依據(jù)，更有效保護這一珍稀森林群落類型。（2）從格氏栲經(jīng)濟價值及其瀕?，F(xiàn)狀出發(fā)，開展格氏栲快繁與高效栽培技術研究，旨在有效地保護其種質(zhì)資源，復壯其種群，為福建省中亞熱帶珍貴闊葉樹種的保護與恢復提供技術參考。（3）針對林窗微環(huán)境異質(zhì)性如何影響群落內(nèi)樹種組成、格氏栲及其他物種的功能性狀特征與林窗微環(huán)境因子是否存在耦合關系、決定群落演替的驅(qū)動力因子等問題進行研究，解決這些問題，有助于加深認識群落結構動態(tài)對林窗微環(huán)境的響應，揭示小尺度生物多樣性動態(tài)分布格局與維持機制，明確格氏栲天然林演替方向。（4）基于無人機影像分析格氏栲天然林林窗數(shù)量特征、空間分布及其影響因素，建立統(tǒng)計模型對格氏栲種群進行判別和統(tǒng)計，對其分布區(qū)進行適宜性評價。