风景园林微气候研究进展——基于CNKI的文献计量分析

李峻峰， 陈 成

(合肥工业大学 建筑与艺术学院，合肥 230601)

一、引 言

微气候指地方性区域小范围内的气候，一般指0.01-1 000米范围的气候状况[1-5]。风景园林是协调人与自然之间的关系的一门学科。风景园林微气候是将风景园林领域与微气候统一在一起考虑，着重探讨风景园林微气候对人居环境的影响。风景园林微气候研究自发展以来就引起了国内外科研人员的关注，尤其是近几年里，关注热度日渐加大[6-12]。微气候本身涉及学科门类众多，学科具有复杂、综合的特点，例如有微气候舒适度指标研究[13-16]、区域微气候研究[17-22]、人体舒适度研究[23]、风景园林要素类型微气候研究[17，18，21]、数值模拟分析方法研究[19-21，24，25]、传统村落微气候特征研究[21，22，26-29]；等等。同时，风景园林微气候的研究发展也面临着很大的挑战。因此，为探索风景园林微气候领域的研究概况、发展脉络、研究重点领域与内涵、前沿趋势，亟待对该领域进行全面的分析。通过对国内近20年风景园林微气候领域的相关科研文章进行文献计量分析和可视化展示，利用先定量的统计分析与后定性的描述分析以期清晰、直观、多角度地探索该领域的热点问题、发展历程与发展趋势，展现文献所蕴含的潜在知识，以期为未来风景园林微气候方面开展进一步的研究提供一些参考。

二、方法与数据

(1) 方法工具 文献计量分析法是一种借助文献数据，挖掘量化分析文献隐含知识的方法[30]。文献分析法可以有效地挖掘科研文章中的隐形知识，以便有效地总结某个研究领域的本质和发展趋势。信息可视化是指将数据知识进行可视化分析展示，从而更容易进一步地挖掘出资料中所隐藏的特征和规律[31]。CiteSpaceIII是由美国Drexel大学陈超美教授基于JAVA语言平台开发的一款文献分析软件，该软件通过可视化的手段可以直观有效地呈现科学知识的结构、规律和分布情况，是近年来最为流行和最具有影响力的可视化分析软件[32-33]。Excel可以对文献数据进行一系列的手动统计分析，该方法结合软件工具研究的优点在于：其一，通过文献计量分析以及可视化展示，可有效地进行风景园林微气候的研究分析以及展示；其二，有利于研究者更加直观有效地了解风景园林微气候的时空特征、研究主体演化与趋势，以便更加深刻地认识和理解该领域的发展本质和发展方向。

(2) 数据来源 选择 CNKI收录的学术期刊、硕博论文、会议为相关文献的检索来源。检索式为SU=(小气候+微气候+冷岛+热岛+热效应+冷效应+#-室内)(其中“#”代表了与微气候领域相关的10个关键词)和检索式SU=(景观+园林+风景园林+绿化+绿地 +古典园林 +庭院 +公园+湿地+##-节能)(其中“##”代表了与风景园林领域相关的40余个关键词)；以“AND”关系进行检索，关键词的选择是基于微气候领域高频用语、中国古典园林高频用语、风景园林现代高频用语多次预检索及调整后确定。通过文献整理研究发现，“室内”和“节能”这两个关键词引起干扰文献多、风景园林微气候主题关联性差等结果，故进行剔除处理；时间跨度为1998年1月1号-2018年10月6号，获得3 590篇相关文献(需要说明的是这里的统计源为中文文献)；删除无用的文献后剩余3 480篇，将相关文献以“TXT”格式导出。最后，为了保证文献数据的可用性和完整性，利用Excel工具对文献数据进行预处理，删除了38篇重复和不可用文献，最终得到3 442条文献数据，并作为分析数据。

三、风景园林微气候研究发文时空特征研究

(1) 发文量与被引频次时序变化分析 学科领域文献发表的数量可以直接反映某一领域的研究变化，有助于学者全面地掌握学科发展情况，以借助现在的发展状况预测未来发展趋势；被引频次则可以在一定程度上表征研究的影响力。通过利用CiteSpaceIII、Excel等工具对3 442篇文献进行统计，并且绘制年发文数量及被引频次分布图(见下页图1)。

总体上来看，发文量和被引频次呈逐年上升趋势。虽然被引频次在2013年后数值下降，但考虑到被引频次越接近最新更新时间则被引用的可能性越低这一事实，此处仍可以认为被引频次呈逐年上涨趋势；2007年发文量为455篇，相当于1998年的35倍；1998年被引频次仅为58，而2012年这一数字上升为2 672次。这些数据表明，风景园林微气候研究的热度在不断提升。从时间变化上来看，1998-2000年国内风景园林微气候研究尚处于停滞阶段，年发文量不超过22篇，被引频次不超过400次，发文量和被引频次有增有降；2001-2012年，国内风景园林微气候研究尚处于起步阶段，各方面的研究比较缓慢，发文量与被引频次逐步增加，增幅比较明显；2012-2017年，风景园林微气候研究进入快速发展阶段，每年的发文量增长速度较快，较之上一阶段发展更为迅速，直至2017年论文发文量已经达到455篇。

图1 年发文数量及被引频次分布图

(2) 研究影响力分析 通过作者共现分析，能够识别出一个学科或者领域的核心作者及相互之间的合作强度和合作共引关系[33]。通过作者共现分析，出现频次最高的两个作者分别是刘滨谊、孟庆林，其次是刘加平、冷红等。国内风景园林微气候领域研究处于“部分集中、整体分散”的状态，各个作者之间的联系比较少，大多以独立研究或者小范围团体研究为主，不过，学者学术研究的合作逐年趋于频繁。近几年来刘滨谊、孙然好、金虹、石铁矛、张德顺、杨鑫、赵晓龙、董靓和陈睿智等研究者在风景园林微气候领域展现出新的研究力量。

通过利用Excel工具对3 442篇相关文献进行作者情况分析，得出发文TOP20的作者(表1)。发文数量TOP20 的作者共发文占比5.71%，他们是该领域的较大贡献者。

表1 发文TOP20的作者

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通过对篇均被引次数分析可以发现，李延明(90.29)、孙然好(46.30)、徐涵秋(29.75)、刘艳红(27.13)、董靓(22.13)、孟庆林(22.07)、陈睿智(20.88)、石铁矛(18.11)、张德顺(17.89)、刘滨谊(17.65)、冷红(17.62)、李保峰(17.38)、刘加平(16.89)等作者的篇均被引次数都较高，说明这些作者在风景园林微气候领域，不仅发文量大，学术成果的质量也较高。并且也可以看出，这些作者文章的传播率比其他作者的更高，说明这些作者的文章很可能是具有一定创新性的学术文章。值得注意的是孙然好(46.30，2012)、刘滨谊(17.65，2012)、石铁矛(18.11，2011)、张德顺(17.89，2012)等不仅首次发文年份靠后，篇均被引次数又高，是风景园林微气候研究领域不可忽视的新兴力量。

(3) 发文机构分布 利用Excel工具对文献进行机构统计分析(表2，隶属于主机构管辖的子机构发文量均归为主机构发表量)可知，TOP20的发文机构近20年发表相关文献1 345篇，占总发文量的39.1%，机构均发文量达到66.7篇， TOP20的发文机构在风景园林微气候领域的发展中贡献非常大，是该领域发展的中坚力量。从发文年份以及发文数量来看，位于发文量前20位的机构中，浙江农林大学、南京大学研究开展较晚，但近几年发文量较大，是该领域的新起之秀。由表中的篇均被引次数可知，中国科学院大学(40.98)、华东师范大学(23.04)、清华大学(22.15)、浙江大学(19.76)、南京林业大学(18.96)等，这些大学不仅发文量多、贡献大，且篇均被引次数也很高，表明其影响力较大，在这方面的科学研究中应该具有比较突破性的创新。值得注意的是，中国科学院大学发文数量不是TOP10，但是被引频次(40.98)远远高于其他机构，说明该机构的文章具有创新性。国内风景园林微气候研究机构合作紧密程度一般，机构合作关系随着年份增长越来越密切。

表2 发文TOP20的机构

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四、研究主题演化、热点及趋势分析

(1) 热点主题结构及演化分析 关键词是一篇文章的研究核心，是一篇文章的高度凝练，因此对关键词进行研究有助于对相关领域研究热点进行直观的了解，甚至对整体研究情况有准确的把握[34]。利用CiteSpaceIII对风景园林微气候相关领域的文献关键词进行共现分析，可以发现风景园林微气候领域研究共现频率最高的是热岛效应，说明热岛效应是科研工作者关注最多的研究内容。另有一类共现频次较高的关键词，如风环境、城市绿地、屋顶绿化、景观格局、建筑布局、园林绿化等，这些关键词代表着风景园林微气候主要的研究对象；还有一类关键词出现的频次较高且首次出现的年份较晚，如数值模拟、景观格局、cfd、室外风环境等，这些关键词代表着风景园林微气候研究领域新的研究趋势。

风景园林微气候的研究大多都是主题式的研究。大多数文章研究核心聚集在热岛效应、风、热环境、数值模拟等方面。研究的问题也越来越广泛，如城市绿地、屋顶绿化、景观格局、气候适应性、绿化、城市形态等开始涌现。总体上来看，研究是随着时间的变化采用不同的方式方法去关注热岛效应、风、热环境等关键微气候问题；还有一些方法是把主要研究问题放在了数值模型如何研究风景园林微气候的问题上。

在风景园林微气候领域整个研究阶段中，热岛效应、微气候、屋顶绿化、景观格局等关键词一直在连续性出现，研究引入了新技术、新概念，如数值模拟、城市公园、空间形态、海绵城市等关键词，但研究的核心内容还是集中在热岛效应、热环境、风环境方面。大量高频和高中心性关键词都出现在1998-2004 年，包括热岛效应、热环境、风环境、城市绿地、建筑布局等，形成了国内风景园林微气候研究的关键研究对象，说明该阶段是微气候研究的基础研究时期，也是研究的高潮、繁荣时期。2005-2008年，空中绿化、城市规划、景观格局这些高频关键词开始出现，其中景观格局频次最高，形成了这个时期新的研究热点。2009-2018年，空间形态、cfd、居住区、气候变化、气候适应性、室外风环境、envi-met、城市形态、海绵城市分别出现，并形成了一个个重要的核心节点。可以预测，风景园林微气候领域的研究将在数值模拟领域达到一个研究高潮。结合连线的颜色可以看出(见下页表3)，国内风景园林微气候的核心问题开始向景观格局、cfd、室外风环境、envi-met等关键词聚集。

(2) 热点主题聚类分析 采用CiteSpaceIII中的LLR对数似然率算法(Log-Likelihood Ration)选取排名靠前的标题词作为聚类标签，按照聚类规模大小将聚类从#0到#6编号。对1998-2018年近20年来3 442篇文献的关键词进行共现网络聚类，这些关键词自动聚类为七大类，分别为景观格局、数值模拟、城市绿化、屋顶绿化、建筑设计、地理环境和人体舒适度。从聚类后分析结果来看，网络密度较为密集，模块程度值良好，聚类效果良好，能够清楚划分得到具体类别。共得到7个聚类，分别为#0景观格局、#1数值模拟、#2建筑设计、#3城市绿化、#4屋顶绿化、#5地理环境、#6人体舒适度。基本可以说明近20年研究的热点风景园林微气候研究领域的热点为景观格局、建筑设计、数值模拟、城市绿化、屋顶绿化、地理环境、人体舒适度这七大关键领域。

(3) 研究趋势辨析 研究前沿是用来描述某个研究趋势等的动态本质[35]。突现词(Burst Detection)检测算法不仅依据频次的高低进行突现，还依据词频的变化趋势[36]。分析2008年以后按照时间顺序出现突现的10个主要关键词，分别是热岛效应、数值模拟、空间布局、气候适应性、envi-met、通风廊道、严寒地区、cfd模拟、优化策略、海绵城市(表3)。

表3 2008年以后主要突现词信息表

其中，城市热岛从效应1998年开始就是有代表性的城市问题，该问题研究在2008-2010年焕发出新的活力[37]。近几年以来，随着模拟技术的发展，特别是2014年以后利用envi-met、cfd数值模拟研究成为新的热点趋势[38-39]。空间布局对微气候的影响成为研究的小热点，空间形态要素与微气候关联性研究也有所突破[40-41]。同时在2014-2015年，气候适应性的突现度达到7.493 1，数值较大，表明气候适应性设计策略与改善研究展现出新的研究力量[42]。随着城市化进程加快，城市居住人口的增多，关于通风廊道的研究呈现出新的研究力量[43-44]。对于风景园林微气候主要研究聚集在热环境领域，2014年以后，出现了严寒地区的适寒性微气候研究的突破[45]。另有一部分学者更加注重解决人居环境问题，把研究的注意力转移到提高精细化设计优化策略这一角度上来[44，46]。随着2012年海绵城市概念的提出，中国政府予以积极倡导与推行，对海绵城市和微气候特征进行分析的研究随之焕发出新的活力[47]，在2016-2018，“海绵城市”研究的突现度(11.9064)最大，说明政策导向对研究的影响较大。

突现词分析表明，2008年以来的研究趋势可以归纳为“数值模拟”“优化策略”“深化研究”3个关键词。“数值模拟”是随着计算机技术的发展而逐渐被关注，以cfd、envi-met为代表的数值模拟方式展开研究，利用数值模拟技术的研究将会掀起一股研究热潮。“优化策略”则表现为对风景园林微气候研究的本质回归，研究的落脚点还是建设和谐的人地关系和舒适的人居环境。“深化研究”是在以往微气候要素和风景园林要素研究的基础上，运用现代技术和理念进行更深层次的研究，此将会是未来风景园林微气候领域研究的一个重点及难点。

五、结 语

(1) 结论 综合利用文献计量法、信息可视化的方法对相关文献进行计量分析，结果显示：第一，风景园林微气候研究正逐步被研究者关注，整体上年发文量与年被引量逐年增长，研究热度持续增高。第二，TOP20研究者是该研究领域的核心作者，发文占比5.71%；李延明、孙然好等作者发文量大并且文献质量高，孙然好、刘滨谊等是不可忽视的新兴力量；大多数作者是匆匆过客，研究持续时间普遍很短；研究作者合作关系和研究机构合作关系不紧密，但是正在逐年增强，随着研究的不断深入和复杂化，科研合作的趋势在所难免。第三，哈尔滨工业大学、西安建筑科技大学等TOP20机构是该领域研究发展的中坚力量，另外，浙江农林大学、南京大学是该领域的新兴力量；中国科学院大学的文章被引用频率高，尤为值得研究者关注、重视。第四，近20年研究核心关键词主要为热岛效应、风环境、热环境、数值模拟、城市绿地等；在1998-2004 年，热岛效应、微气候是研究热点时期；2005-2008，景观格局的研究成为一个新的关注点；2008-2018年，国内风景园林微气候的核心问题开始向数值模拟、城市空间形态、舒适度、室外风环境、海绵城市等关键词聚集。第五，2008年以来的研究趋势可以归纳为3个关键词，分别是“数值模拟”“优化策略”和“深化研究”；主要研究趋势为利用数值模拟技术的持续研究、利用学术研究成果与设计实践相互促进的研究，以及气候与风景园林要素之间的研究将会继续被重点关注。

(2) 展望 风景园林微气候研究目前进入到快速发展阶段，同样也面临着诸多挑战和机遇。未来的风景园林微气候研究需要在以下几个方面取得进展与突破：第一，风景园林微气候领域新方法、新技术的研究。近些年，随着遥感技术、数字化模型、计算机信息的发展，呈现出一些新的研究方法以及新的技术工具。基于数字技术的研究将达到一个新的高潮，特别是近些年以cfd、envi-met为代表的近些年数值模拟技术的发展和成熟，逐渐成为研究者利用的新工具、新方法。第二，微气候领域人体舒适度的研究。风景园林微气候研究的落脚点是人体舒适度的研究。人体舒适度一直是近20年研究的重要领域，不同区域、人种、行为习惯有着不同的舒适度感受，关于人体舒适度近几年又呈现出一定的研究热度。微气候舒适度研究已经从经验模型指标研究，逐渐转变到到机理模型指标研究。第三，微气候与风景园林要素之间的深化研究。研究开始不断注重风景园林要素与微气候的深化研究，对于风景园林要素与小气候因子之间的影响与作用将不断深入，两者的关系将更加全面，更加科学定量的研究论证。未来对深化微气候与风景园林要素之间的研究将会是重点及难点。第四，风景园林微气候理论指导理想人居环境的优化策略研究。风景园林微气候研究目的是为了提高精细化设计水平，建设理想人居环境、创造和谐的人地关系，因此，利用风景园林微气候研究成果反哺场地规划策略，提升未来规划设计水平将会是研究一直关注的热点问题。