汶川地震十年国际研究的合作与主题态势*

李 杰 , 冯长根, 甘 强

(1.上海政法学院 上海全球安全治理研究院，上海 201701；2.上海海事大学 安全科技趋势研究中心，上海 201306；3.北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081)

0 引言

2008年5月12日14时，我国四川汶川地区发生了M8.0特大地震(矩震级Mw8.3)，烈度达到11度。地震破坏地区超过10万km2，截至2008年9月18日12时，共造成69 227人死亡，374 643人受伤，17 923人失踪，是我国开国以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。在汶川地震之后，国内外地震相关学者展开了一系列的研究，产出了大量的研究成果[1-3]，为后续地震的预测、预防和救援提供科学依据。

我国相关科研院所开展了一系列关于汶川地震的研究和分析，涉及的研究内容包含了各个学科，与之相关的单位也包含了医院、科研院所以及政府部门等。在以往的研究中，多采用科学计量学的方法进行宏观层面的分析。在过去的研究中， Liu等[4]对1900—2010年全球范围内地震研究的科学文献从研究产出(时间、作者、期刊等)和关键词时序分布方面进行了研究，全面展示了该时间段内全球地震研究的概况，属于宏观的地震文献研究；Takn[5]通过土耳其学者的地震科学研究文献，考察了1999年8月17日马尔马拉地震是否对土耳其学者地震的研究贡献产生了影响，研究显示该地震发生之后，土耳其学者的地震论文产出和引证都有大的增长；林德明等[6]使用CiteSpace等工具，对国际地震预测预报研究的现状进行了科学计量分析，展示了全球地震预测预报研究现状及知识基础；季婉婧等[7]通过科学计量专门分析了国际地震地质的研究态势；蓝煜昕[8]使用CNKI数据库对国内汶川地震的现状进行了综述；张明伟等[9]在汶川地震发生两周年之际对国内汶川地震研究的文献分布进行了调查，梳理了我国2008—2010年汶川地震研究成果的机构、作者等分布。此外，还有大量学者从不同视角对地震文献进行了科学计量分析[10-13]。相比而言，国际层面的汶川地震特定分析目前还比较鲜见。为了进一步认识汶川地震10年来的研究状况，本文从国际知名的科技论文数据库中采集2008—2018年主题为汶川地震的论文，对国际汶川地震研究的合作和主题态势进行分析。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源与统计

科睿唯安Web of Science 核心数据集是目前世界范围内权威的引文索引数据库，收录了各个领域高质量的期刊和会议信息。2018年1月20日，在该数据库中以汶川地震为检索主题(TS=“Wenchuan earthquake”)，时间设置为 All years，子数据库包含了SCI-EXPANDED, SSCI, A&HCI, CPCI-S, CPCI-SSH, ESCI，共检索到3 158篇主题为汶川地震的文献，时序产出趋势如图1所示。在2018年5月12日汶川地震之后，科研人员在当年发表了40篇研究论文,并在2009年达到了322篇，增长7倍多。在2009—2017年间，虽然2015年之后有所下降，但论文产出整体稳定。该时间段平均论文产出量315篇左右，标准偏差为21。由于数据为2018年年初采集，因此2018年的数据不完整。从累积趋势上来看，国际汶川地震的研究量呈直线趋势。

图1 国际学者汶川地震研究论文趋势Fig.1 Publication trends of Wenchuan earthquake research

Web of Science中数据库按照期刊的特征将论文划分在不同的学科分类中。通过这种宏观的分类，有助于认识汶川地震研究的主要分布学科及产出情况。在所有的学科中，领域论文产出量在100篇以上的年度产出和总产出如图2所示。汶川地震在过去10年主要产出领域为“地质科学，多学科”“地球化学和地球物理学” “土木工程” “工程、地质” “水资源” “环境科学” “气象学和大气科学” “遥感” “材料科学，多学科” “建筑和建筑技术”以及“精神病学”。排名第10的“精神病学”的研究在近年来增长明显。汶川地震研究的论文主要刊载在期刊《Chinese Journal of Geophysics Chinese Edition》(266篇，占8.423%)，《Applied Mechanics and Materials》(104篇，占3.293%)，《Tectonophysics》(99篇，占3.135%)，《Journal of Mountain Science》(85篇，占2.692%)以及《Advanced Materials Research》(83篇，占2.628%)上。

图2 国际汶川地震研究的学科分布Fig.2 Disciplines distribution of Wenchuan earthquake research

1.2 研究方法

本文使用科学计量学的方法，对采集的国际汶川地震科技论文从3个层次上进行合作网络的构建，并进一步对汶川地震研究的关键词词频和共词进行了分析，以获取过去10年汶川地震合作研究和主题态势。

科学合作是指相关领域的学者以创造科学知识为目的而在一起进行的工作[14]，在一定程度上实现了学者之间的优势互补，也使得研究过程更加高效。在科学计量中，合作网络的构建基于作者共同发表论文的假设。如1篇论文中存在至少2个以上的作者，就认为这些作者之间存在合作关系。从作者的合作可以进一步衍生出机构、国家/地区的合作网络分析。在汶川地震的研究中，虽然可以预期我国学者为主体，但国际学术界的参与与合作也是不可缺少的。

在汶川地震研究主题的分析上有2种方法：一种是通过自然语言处理从采集的样本论文标题、摘要和关键词中进行主题的识别和分析；另一种是直接提取作者提供的关键词进行分析。2种方法各有利弊，前者得到的主题结构更加明显，但解读上难度更大；而后者构建的主题网络更加直观和易于解读。因此，本文在研究过程中，通过直接提取作者的关键词来实现对汶川地震研究的主题分析、聚类及态势分析。

在具体的合作关系和关键词抽取中，采用国际常用的科学计量数据可视化软件VOSviewer来进行分析。该软件由科学计量与可视化学者Nees和Ludo开发，并在科学计量和其他专业学科中得到了广泛的应用[15]。

2 汶川地震合作态势

2.1 国家/地区分析

国家/地区之间的汶川地震研究显示了国际社会对这一事件的重视程度，特别是对人类地震预测和预防的意义。通过对国际汶川地震研究文献的分析，发现共有64个国家或地区参加了汶川地震的科学研究。在这些国家或地区中，提取了发文量不小于5篇的国家/地区，并构建了这些国家/地区之间的合作网络，如图3所示。图中节点的大小反映了对应国家/地区在汶川地震方面的发文量，国家/地区之间的连线代表了合作关系，连线的宽度代表了合作强度。

图3 汶川地震研究的国家/地区研究合作Fig.3 Countries/Regions collaboration network of Wenchuan Earthquake research

在汶川地震论文产出上，我国以发文量2 744篇居于首位，远超过其他国家或地区。美国、日本、中国台湾以及法国等国家/地区的汶川地震研究产出也较为突出。在国际合作中，我国与网络中的28个国家或地区建立了合作关系，处于合作网络的核心位置。

美国和日本等也与其他国家/地区建立了比较广泛的合作关系，合作伙伴数量分别为26个和20个。在整个网络中，中美、中日、中英关系最强，共同完成了大量汶川地震科学研究工作。

中国大陆、日本、法国以及中国台湾的论文平均时间比较早，是早期就进行汶川地震研究的国家/地区。美国、澳大利亚、加拿大、德国以及俄国等国家地区的论文平均时间居于中间，近期对汶川地震有研究关注的国家/地区有巴基斯坦、马来西亚、埃及、沙特阿拉伯、西班牙、土耳其、智利以及伊朗。

在论文总被引次数上，中国、美国、日本、法国、中国台湾以及荷兰位于前列，反映这些国家或地区论文的整体影响大。论文的平均被引频次显示法国、荷兰、美国、日本以及德国排在前列，反映了这些国家或地区论文的篇均影响大，机构产出及影响指标如表1所示。我国发文量和总被引居于第一，但我国论文的平均被引频次在表1中位于最后一位。论文篇均影响较低主要是由于我国论文基数大和研究持续,从而使篇均被引受到影响。

表1 汶川地震研究的国家/地区Table 1 Publications outputs and impacts of different countries/regions

注：度为某个国家/地区在网络中合作关系的数量;平均被引频次为被引频次与论文量的比值;平均出版年为某个国家/地区所有论文发表的平均时间

2.2 研究机构分析

汶川地震研究机构层面的合作网络如图4所示，在过去10年，国际汶川地震的高产机构几乎都来自中国，代表机构有中国地震局、中国科学院、四川大学、成都理工大学等。在合作网络中，中国科学院和中国地震局与其他机构建立了广泛的合作关系。其中，中国地震局与网络中的29个机构有合作关系，中国科学院与33个机构有合作关系。以中国科学院和中国地震局为核心形成了两大主要群落。与中国科学院更加密切的机构包含了成都理工大学、四川大学、同济大学、清华大学等；与中国地震局合作更加密切的机构包含了中国地质大学、武汉大学、北京大学、哈尔滨工业大学以及四川省地震局等。此外，中国地质科学院在与中国科学院、中国地质大学等单位合作的基础上，也形成了自己的研究群落。

图4 汶川地震研究的机构合作Fig.4 Institutions collaboration network of Wenchuan earthquake research

机构发文的平均时间反映北京师范大学、中国地质大学、中国地质科学院以及成都理工大学是近期汶川地震研究的活跃单位。在被引分布上，通常论文量越多，累计被引频次也越多。高被引机构排名依次为中国地震局、中国科学院、成都理工大学、中国地质科学院以及四川大学。其中，北京大学虽然论文量处在列表的最后一位，但被引频次排在第6；四川大学论文量排在第3，但综合被引排在第5。从论文的平均被引得到，北京大学、成都理工大学、中国科学院以及中国地质科学院位于前列，反映了这些单位的论文平均影响力要高于其他单位的论文。

2.3 学者的分析

随着10年的发展，在国际汶川地震的研究学者已经形成了一定的规模，组成了世界汶川地震研究的核心研究群落。在文献计量中，可以通过作者产出论文的多少来判断作者是否为核心高产作者。关于核心作者的确定有多种方法，本文根据普赖斯定律确定核心作者的数量：

M=0.749Nmax

(1)

式中:M为核心作者的最低发文量，篇;Nmax为所有作者中发表论文最多的论文数量，篇。据统计，发文量最多的作者发文72篇，本文核心作者的最低发文量为M=6篇。进一步对核心作者的合作网络进行分析，如图5所示。网络中发文量大于15篇的作者详细信息如表2所示。在国际汶川地震的研究中，以我国学者为主形成了核心作者网络。排名前10的作者论文产量超过了20篇，平均每年有2篇。在这些高产作者中，中国地震局的学者XU Xiwei(徐锡伟)在近10年发表了72篇论文，排名第一。随后依次是原成都理工大学HUANG Runqiu(黄润秋)、中国科学院CUI Peng(崔鹏)，发文量都超过了40篇，更多学者的信息见表3，作者在网络中的度反映了其合作者的关系数量。徐锡伟与网络中25位学者建立了合作关系，处于网络的核心位置。除此之外，XU Chong(许冲)、HUANG Runqiu(黄润秋)、LI Haibing(李海兵)等在网络中也有广泛的合作者。

图5 汶川地震研究的核心作者合作网络Fig.5 Authors collaboration network of Wenchuan earthquake research

序号机构中文度论文量/篇被引频次平均被引频次平均出版年1China Earthquake Adm中国地震局296276 74910.7642013.028 72ChineseAcad Sci中国科学院335356 05311.3142012.777 63Sichuan Univ四川大学172311 4416.238 12013.229 44Chengdu Univ Technol成都理工大学221972 33011.827 42013.487 35ChineseAcad Geol Sci中国地质科学院191341 50511.231 32013.768 76ChinaUniv Geosci中国地质大学19995315.363 62014.090 97Tongji Univ同济大学11945986.361 72013.425 58Beijing Normal Univ北京师范大学8863373.918 62014.441 99Univ Chinese Acad Sci中国科学院大学14855186.094 12015.117 610Peking Univ北京大学136897614.352 92012.808 8

表3 汶川地震TOP 10高产作者Table 3 Publications outputs and impacts of TOP 10 authors

从作者发文的平均时间来看，ZOU Degao(邹德高，大连理工大学)、CHEN H X(香港科技大学)、LU Yi(卢毅，四川大学)、FAN Fang(华南师范大学)、SUN Zhiming(孙知明，中国地质科学研究院)、WANG Huan(王焕，中国地质科学研究院)以及LI Haibing(李海兵)的发文量不仅高于10篇，而且论文的平均时间近，说明了这些作者是近期活跃的汶川地震研究学者。作者论文的总被引频次排在前列的为XU Xiwei(徐锡伟)、HUANG Runqiu(黄润秋)、XU Chong(许冲)、XU Qiang(许强，成都理工大学)以及Klinger Yann(Inst Phys Globe Paris)等，被引总频次在与发表的论文量直接相关。进一步对各个作者论文的平均被引次数进行计算，发现Hubbard Judith(Harvard Univ)、WANG Min(王敏，中国地震局)、SHEN Zhengkang(沈正康, 北京大学/ University California Los Angeles)、ZHANG Peizhen(张培震，中国地震局)、CHEN Guihua(陈桂华，中国地震局)以及Klinger Yann的被引频次都超过了60次，在汶川地震研究中产出了大量的高被引论文。

3 汶川地震主题态势

论文的关键词是作者在撰写论文时选择的能够高度反映论文主题的词汇。对汶川地震作者论文关键词的分析，能够认识过去10年内汶川地震研究的整体态势。

在汶川地震研究的高频关键词中，Wenchuan earthquake(汶川地震)和earthquake(地震)排在前两位，直接反映了本文所分析文本集的核心主题。除此之外，还包含了以下核心主题(关键词词频>50次)：landslide(滑坡)、debris flow(泥石流)lushan earthquake(芦山地震)、posttraumatic stress disorder(创伤后应激障碍)、geographic information system(地理信息系统)、remote sensing(遥感)以及longmen shan(龙门山)。通过这些关键词的共现强度关系，将其划分在不同的聚类中，如图6(a)所示。当前，汶川地震研究主要有4个主题聚类，分别为地震对人心理的影响(如创伤后应激障碍)、地理信息系统和遥感技术在汶川地震中应用、汶川地震引起的地质灾害和数值分析、龙门山断裂带与汶川和芦山地震的相关分析。

关键词的平均时间反映相关主题的研究活跃程度，如图6(b)所示。在汶川地震的研究中，早期的研究集中在汶川地震的地质灾害和分析上，也是关键词聚类的核心。早期的研究包含的主题有landslide(滑坡)、debris flow(泥石流)、numerical simulation(数值模拟)、landslide dam(堰塞湖)、seismic damage(地震损伤)、post-disaster reconstruction(灾后重建)、aftershocks(余震)、geohazards(地质灾害)以及risk assessment(风险评估)。近年来，在汶川地震研究上出现了更多地震对人的影响分析。经历汶川地震而有幸存活的人，在这次地震中经历了严重的心理创伤。代表性的关键词有posttraumatic stress disorder(创伤后应激障碍)、depression(抑郁)、adolescents(青少年)、social support(社会支持)、anxiety(焦虑)、posttraumatic growth(创伤后成长)、mental health(心理健康)、quality of life(生活质量)、stress(压力)以及trauma(创伤)等。汶川地震发生5 a后，于2013年4月20日在四川的芦山发生了地震(称雅安地震)，这一地震的发生使得科学研究以芦山地震为核心连接了汶川地震和龙门山地震带，形成了新的研究主题群落。这一群落中的主要关键词有lushan earthquake(芦山地震)、longmen shan(龙门山)、longmenshan fault zone(龙门山断裂带)、tibetan plateau(青藏高原)、longmenshan fault(龙门山断裂)、seismic hazard(地震危害性)、surface rupture(地表破裂)以及focal mechanism(震源机制)。

图6 汶川地震研究的关键词聚类及趋势Fig.6 Keywords clusters and trends of Wenchuan earthquake

4 结论

1)2008年至今，以我国为核心的汶川地震研究整体呈平稳态势。2008年汶川地震之后，我国学者及时展开了汶川地震相关问题的研究。仅在2008年产出的国际论文就达到了40篇，并在后续9年时间中，年均产出315篇反映了国际社会特别是我国学者对汶川地震的关注以及汶川地震对国内外地震研究的影响。

2)我国在汶川地震的国际研究中处于核心地位，论文总产出量位于世界第一，远高于其他国家或地区。在国际汶川地震的合作层面上，我国与美国、日本以及英格兰合作密切。

汶川地震的高产机构几乎都来自我国，中国科学院和中国地震局在汶川地震研究中处于核心地位，不仅具有高的论文产出量，而且在机构间的合作上处于核心的地位。四川大学、成都理工大学以及中国地质科学院在产出上也较高。

汶川地震研究学者主要来自我国，其中，徐锡伟、黄润秋、崔鹏、徐玖平、许冲以及许强的论文产量每年平均都在3篇以上。中国地震局的徐锡伟论文年产量达到7篇，并在汶川地震的国际论文的合作中处于核心位置。

3)经过10年的积累，汶川地震主题结构基本形成。10年的研究热点主要为滑坡、泥石流、芦山地震、创伤后应激障碍、地理信息系统、遥感以及龙门山等方面。形成了“地震对人心理的影响(例如PTSD)”、“地理信息系统和遥感技术在汶川地震中应用”、“汶川地震引起的地质灾害和数值分析”以及“龙门山断裂带与汶川和芦山地震”4大主题聚类。最近几年的汶川地震已经明显转移到了地震对人的心理影响和最新地震的关联研究上。