流域水资源管理研究论文计量分析

王莉亚,张志强,尉永平,熊永兰

(1.河南工程学院,河南郑州 451191;2.中国科学院兰州文献情报中心,甘肃兰州 730000; 3.澳大利亚墨尔本大学澳中水资源研究中心,澳大利亚墨尔本 3010)

流域水资源管理研究论文计量分析

王莉亚1,张志强2,尉永平3,熊永兰2

(1.河南工程学院,河南郑州 451191;2.中国科学院兰州文献情报中心,甘肃兰州 730000; 3.澳大利亚墨尔本大学澳中水资源研究中心,澳大利亚墨尔本 3010)

为了系统揭示流域水资源管理研究的现状、趋势和热点,以Web of Science数据库收录的关于流域水资源管理研究的论文为数据源,利用美国汤森路透公司的数据分析工具TDA,对全世界流域水资源管理研究的论文进行计量分析。结果表明:流域水资源管理研究的论文数量呈稳步增长态势,1991年以后的论文数量增加迅速;美国、中国、澳大利亚和欧洲国家的论文数量比较多,这些国家在此领域的研究比较活跃;2002年是国际流域水资源管理研究的转折年,之前的研究主题比较分散,之后的研究主题比较集中。

流域;水资源管理;论文计量分析;热点主题;数据分析;Web of Science

流域是地球淡水循环的重要组成部分,是与水相关的自然资源与生态系统服务功能的重要载体,是人类经济社会活动与环境相互作用、相互和谐的基石,已经成为可持续水资源管理的主要对象[1]。人类对水资源流域性的认识是在19世纪中后期逐渐形成的,20世纪以来,随着水管理实践和理论研究的深入,多次国际性水资源会议在涉及水管理体制时,均提议以流域为单元管理水资源[2]。流域水资源管理研究涉及领域比较广,即水资源管理问题的研究广泛涉及了农业科学、医学、地球物理科学、社会科学、水法、生态与环境科学以及经济学等[3-9]。目前关于流域水资源管理方面的研究绝大部分是从专业角度开展的研究,或者综述此领域的研究状况,例如全球气候变化对流域水文循环及水资源管理的显著影响[10]、水权及初始水权分配研究[11]、跨界水污染治理研究[12]等,从文献计量学角度开展该领域研究的长序列数据系统定量评价的文献鲜见。本文从文献计量学的角度出发,利用美国汤森路透公司的数据分析工具 TDA,对科学网数据库(Web of Science)收录的流域水资源管理研究的国际论文进行计量分析,从而深入把握国际流域水资源管理研究的整体进展状况,揭示国际流域水资源管理研究的现状与态势、研究热点及其布局,为我国流域水资源管理研究提供参考。

1 数据源

为了解全世界流域水资源管理研究的进展,充分反映该领域的发展动态,本文选用Web of Science数据库中的SCI-E和SSCI引文数据库,首先根据流域水资源研究方面的主题词(水资源管理、水资源分配、水资源开发、水资源利用、水资源法律等)进行检索,然后结合该数据库中学科领域分类进行精选,从而检索到数据库中1921—2012年所有关于流域水资源管理研究方面的文献。检索词分别为river basin、rivers、lake、watershed、catchment、management、distribution、protect、control、measure、develop、governance、exploit、utilize、allocation、policy、law等,检索日期为2013年6月28日,共检索到有效数据61739条。

2 论文的分布及对比

2.1 全世界的论文总量年度分布

从1921—2012年,全世界流域水资源管理研究论文总量呈稳步增长趋势,如表1所示。从表1可以看出,论文总量增长反映了流域水资源管理研究的两大发展阶段:第一阶段(1921—1990年)为研究的萌芽期,论文总量较少,平均每年不足7篇,且总量增长缓慢;第二阶段(1991—2012年)为研究的较快发展期,论文总量不断增加,平均每年约2785篇,总量呈明显上升趋势。

表1 全世界的论文总量年度分布

2.2 主要国家的论文数量对比

在现有数据基础上,对不同国家的论文数量进行分析对比,可以看出论文数量排前10的国家分别为美国、中国、加拿大、英国、德国、澳大利亚、法国、西班牙、日本和荷兰,它们发表的论文数量占总量的66.58%,其他186个国家或地区的论文数量只占33.42%,表明流域水资源管理研究相对集中在这前10个国家,表2为这些主要国家的论文数量对比情况。美国的论文数量占绝对优势,远远高于其他9个国家,说明美国在流域水资源管理方面的科研活动相当活跃,并且具有相当强的研究实力。从整体上来看,其他9个国家的论文数量比例差异不是很大,其中加拿大、中国和英国各占6%以上;德国和澳大利亚各自所占比例比较接近,均超过了4%;西班牙、日本和荷兰各自所占比例比较少,在3%左右。从累计百分比来看,前8个国家的论文数量累计已经超过了60%。

表2 主要国家的论文数量对比

2.3 主要国家的论文数量年度分布

表3为上述主要国家的论文数量年度分布情况。总体上讲,这些国家的论文数量呈上升趋势,其中美国和中国的论文数量增长速度比较快,而其他国家比较平缓。

表3 主要国家的论文数量年度分布

2.4 研究机构的论文数量年度分布

论文数量超过200篇的研究机构共有18个,其中大学有11所,分布在美国和英国;科研机构有4家,分别是西班牙国家研究委员会、俄罗斯科学院、中国科学院和美国农业部农业研究所;政府研究部门有3个,分别是加拿大环境保护局、美国地质斟查局和美国环境保护局。中国科学院以1327篇的论文数量排在首位。上述研究机构的论文数量主要分布于1990—2012年,如表4所示。总体来看,研究机构的年度论文数量呈上升趋势,其中中国科学院的论文数量增长速度最快,其他机构变幅不大。虽然美国地质勘查局的论文数量在2000年有明显的波动,但是总体变幅不大。

2.5 学科领域的论文数量年度分布

根据Web of Science数据库对期刊的学科领域分类,1921—2012年流域水资源管理研究的论文主要分布在环境科学与生态学、水资源学、海洋和淡水生物、地质学、工程学、农学、海洋学、渔业、化学、气象与大气科学等领域,如表5所示。此外,部分论文还涉及自然地理学、地球化学及地球物理和动物学等学科领域,但是大多数论文都集中在环境科学与生态学领域,占22.76%,水资源学、海洋和淡水生物、地质学和工程学也是流域水资源管理研究涉及的主要领域。流域水资源管理研究论文的学科领域分布特点与其学科属性密切相关。

表4 主要研究机构的论文数量年度分布

表5 流域水资源管理研究论文的主要学科分布

3 研究主题的关联和分布

3.1 部分国家的研究主题

排名前19位的国家论文数量占全世界论文总量的80%,本文对这19个国家在1921—2012年的研究主题进行关联程度分析,如图1所示。图1中点与点之间的连线及其粗细代表研究主题的关联程度,连线越粗说明关联程度越强,反之越弱(下同)[13]。由图1可见,美国、加拿大、法国、德国、西班牙、瑞士、英国、意大利、荷兰、比利时和瑞典等国家之间的研究主题关联程度比较大。采用共词聚类分析方法,对上述国家发表论文的关键词进行聚类分析可知,它们关注的研究内容主要包括水质、气候变化、土地利用、水体富营养化、河流的沉积物等。澳大利亚、俄罗斯、土耳其、印度、中国、巴西、日本和新西兰这8个国家的研究主题相对比较独立。

3.2 重点机构的研究主题

对上述18个重点研究机构在1921—2012年的研究主题进行关联程度分析,如图2所示。可以看出,由于地域的因素,美国大部分研究机构的研究主题关联程度较强,其中美国农业部农业研究所、美国环境保护局、美国地质勘查局、佛罗里达大学、德州农工大学、科罗拉多州立大学、明尼苏达大学、北卡罗来纳大学和马里兰大学这9个机构的研究主题关联程度比较强;同时英国不列颠哥伦比亚大学、华盛顿大学、科罗拉多州立大学的研究主题关联程度也比较强。通过上述机构发表论文所包含的关键词进行聚类分析,获得这些机构关注的热点问题分别为:水质、土地利用、河流中的沉积物、水体氮和磷含量以及SWAT模型的建模和流域研究等,同时还涉及地表水、水体富营养化、水生生物、径流、遥感监测和气候变化等方面的研究。威斯康星大学、加州大学戴维斯分校、亚利桑那大学、西班牙国家研究委员会、俄罗斯科学院、中国科学院、加拿大环境保护局这7个机构的研究主题相对比较独立。

图1 部分国家的研究主题关联程度示意图

图2 重点机构的研究主题关联程度示意图

表6 流域水资源管理研究热点主题的年度分布

3.3 热点主题的年度分布

从整个时间段来看,不同年份的论文数量差异比较大,选取年论文数量超过100篇的时间段(1990—2012年,共计23年)作为分析对象。选择当年研究主题所包含的论文数量占当年论文总量的比例超过2%的研究主题作为热点主题,如表6所示,用√表示该主题在当年是热点主题。利用共词聚类方法对热点主题所包含论文的关键词进行分析,最终获得23年里流域水资源管理研究的热点主题是水质、气候变化、河流的沉积物、水体富营养化、河流中氮磷等元素含量、水文建模及其应用、土地利用及其变化、河流湖泊水资源、农业用水和污染、地理信息系统GIS、自然灾害(洪水和干旱)、水资源管理、水污染和水生生物等14个主题。水质、河流的沉积物、水体富营养化、河流中氮磷等元素含量、河流湖泊水资源、水生生物、水污染这7个主题一直受到重点关注;土地利用及其变化、地理信息系统GIS和水资源管理这3个主题的研究从2001年开始成为研究的热点主体;气候变化作为研究的热点主题始于2009年;自然灾害(洪水和干旱)仅在2002年是研究的热点主题。

流域水资源管理研究的热点主题论文数量占当年论文总量的比例如表7所示。显然,热点主题的论文数量所占比例呈增长态势,表明研究主题趋向于集中。2002年的热点主题论文数量所占比例最高,达到48.43%,是研究主题集中程度的分水岭; 2002年之前的热点主题论文数量所占比例小于40%,研究主题相对比较分散;2002年之后的热点主题论文数量所占比例均高于40%,研究主题相对比较集中。

表7 水资源管理研究热点主题论文数量占论文总量的比例 %

4 结 论

a.在20世纪90年代以前的70年中,全世界有关流域水资源管理方面研究的论文较少,论文数量增长速度较慢,表明国际学术界对水资源管理研究的关注度不是很高,开展的研究工作很少,这与当时国际上水资源的管理和利用等问题尚不突出有关。

b.自20世纪90年代以来,流域水资源管理研究的论文数量开始大幅增长,从单学科研究走向多学科研究、学科交叉研究,反映了国际上水资源管理研究问题日益突出,水资源管理需求日益显著。

c.美国、中国、澳大利亚和欧洲等国家和地区的水资源管理研究的论文数量较多,这在一定程度上与这些国家或区域的流域众多、水资源管理需求强有关;高等院校是该领域研究的主要机构。

d.近23年来流域水资源管理研究的热点主体是水质、气候变化、河流的沉积物、水体富营养化、河流中氮磷等元素含量、水文建模及其应用、土地利用及其变化、河流湖泊水资源、农业用水和污染、地理信息系统GIS、自然灾害(洪水和干旱)、水资源管理、水污染和水生生物等14个主题,研究的热点主题趋向于集中,2002年研究主题的集中程度最高。

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Bibliometrical analysis of international research of river basin water resources management//

WANG Liya1,ZHANG Zhiqiang2,WEI Yongping3,XIONG Yonglan2
(1.Henan Institute of Engineering,Zhengzhou 451191,China;2.Lanzhou Library of Chinese Academy of Science,Lanzhou 730000,China;3.Australia China Centre on Water Resources Research, University of Melbourne,Melbourne 3010,Australia)

In order to show the state-of-the-art and trend topics of field research in river basin water resource management, this study selected research articles about the basin water resources management available in the Web of Science database by using the Thomson Data Analyzer(TDA),which is a data analysis tool developed by Thomson Reuters.The results show that the number of research papers on this topic has been increased steadily with a sharp increase since 1991.The scholars who are mainly from the United States,China,Australia and the European countries have published most of the papers,which shows that the research in those countries is more active.From the view of time and the content of research, 2002 is the watershed of the study in the fields of water resource research,because from 1990 to 2001,the subjects of research were scattered while from 2002 to 2011,they are concentrated.

river basin;water resources management;bibliometrics analysis;hot topics;data analysis;Web of Science

TV213.4;G353.1

:A

:1006-7647(2014)04-0034-05

10.3880/j.issn.1006-7647.2014.04.008

2013-0710 编辑:周红梅)

国家自然科学基金(91125007)

王莉亚(1979—),女,河南平顶山人,讲师,博士,主要从事科技战略与科技政策理论与方法研究。E-mail:wangliya@mail.las.ac.cn