环境磁学领域研究现状与趋势——基于VOSviewer的文献计量和可视化分析*

陈宇东，李海侠，李峰锐，刘大祥，任二慧，李刚强，张子豪

(昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093)

0 引言

环境磁学是一门新兴的边缘学科，在湖泊科学、海洋科学、气候学、沉积学等领域得到了广泛应用[1]。土壤磁性参数能够记录土壤成土过程、土壤性质、环境变化和植被更替等信息[2]，主要用于区域土壤与生态系统的示踪研究，如：黄土-古土壤序列气候研究[3]、全球未来气候变化预测[4]、土壤侵蚀表征[5]、云南高原红壤磁性特征研究[6]、重金属污染研究[7]等。本文基于文献计量学分析方法，借助数据挖掘可视化软件VOSviewer[8]，对关于环境磁学研究的全球科学文献进行分析，以揭示该领域的研究现状与热点[9]。

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

本研究采用的数据来源于中国学术期刊网络出版总库收录的2000-2020年的期刊论文。设定检索主题词为“环境磁学”与“environment magnetism”。数据库来源期刊类别选定为SCI、EI、北大核心、CSSCI、CSCD，搜索期刊类型为学术期刊。为了确保数据的准确性以及相关性，对每一篇文献进行人工筛选。

1.2 分析方法

VOSviewer是一款通过可视化方法呈现科学知识的结构、规律和分布的软件，可以展现一定时期内某学科或领域的研究现状，并能预测未来的发展趋势。该软件可根据各节点间距、密度和大小的不同构建聚类视图、密度视图和叠加视图，用以评估某领域的研究方向和热点[1]。本文运用VOSviewer软件，借助统计分析软件SPSS、Origin，对发表年份、期刊类型、关键词等进行共现分析。首先将检索的目标文献导出为Refworks格式，对数据进行清洗、关键词合并等操作后导入VOSviewer软件，绘制文献可视化图谱。用不同颜色的节点区分不同的聚类，主题词之间的密切程度和相似程度通过节点间的距离来体现，节点大小代表出现的频次，密度越高代表其联系越紧密，相关性越强[10]。本研究设定关键词共现频率大于3次为高频词，即显示为研究热点。

2 结果分析

2.1 时间趋势分析

研究文献数量按时间分布的情况如图1所示。由图1可知，环境磁学研究文献数量呈逐年增加趋势。在2010年以前，环境磁学相关文章数量增加速度较慢，但是2010年以后，尤其是2013年以来，环境磁学相关文献数量迅速增加；近5年平均每年保持在60篇左右，但2020年环境磁学相关文献数量却明显下降，推测出现此种情况的主要原因与全球新冠肺炎疫情的暴发有关。

图1 研究文献数量随时间的分布情况

2.2 研究作者分析

2.2.1 中文文献作者群体的合作情况

中文文献作者群体的可视化图谱见图2。

图2 中文文献作者群体的可视化图谱

由图2可知，环境磁学中文文献的作者主要分为八大聚类，主要有夏敦胜、贾佳、王博、余晔、刘秀明等。

2.2.2 英文文献作者群体的合作情况

根据英文文献作者群体的共现密度视图，目前英文文献的作者主要分为十大聚类，分别是以Liu Qingsong为主的第一团体，以Andrew和David为主的第二团体，以Leonardo和Aldo为主的第三团体，以Xia Dunsheng为主的第四团体，以Erwin为主的第五团体，以Jushua和Daniel为主的第六团体，以Frank为主的第七团体，以Mark为主的第八团体，以Zhang Chunxia和Huang Baochun为主的第九团体，以Mariyanto和Satria为主的第十团体。

2.3 高频关键词的共现可视化分析

2.3.1 中文文献高频关键词分析

通过对高频关键词的研究，可以解释一段时间内某领域研究的热点。本文根据文献的高频词将共现网络分为7个聚类群，主要涉及环境磁学、磁化率、磁性矿物、重金属污染、岩石磁学、沉积物、古气候。其中主要关键词为“环境磁学”“磁化率”“磁性矿物”“重金属”等。中文文献的热点关键词聚类共现图谱如图3所示。

图3 中文文献的热点关键词聚类共现图谱

2.3.2 英文文献高频关键词分析

共现频次排名前15位的英文关键词见表1。由表1可知，英文文献高频关键词主要为“magnetic susceptibility”“heavy metals”“magnetic properties”“paleoclimate”“pollution”“rock magnetism”。其中“magnetic susceptibility”和“heavy metals”出现的频次最多，这也是目前环境磁学领域研究的热点。

表1 共现频次排名前15位的英文关键词

2.4 期刊分布分析

刊载环境磁学科研成果的期刊分布情况如图4所示。由图4可知，刊载环境磁学科研成果数量居前列的SCI期刊是ScienceoftheTotalEnvironment,AtmosphericEnvironment,EnvironmentPollution,JournalofGeophysicsandEngineering等,可见环境磁学已在国际上获得了广泛关注。

图4 刊载环境磁学科研成果的期刊分布情况

3 结语

由VOSviewer知识图谱的可视化分析发现，近20年来环境磁学领域文献数量呈逐年增加趋势；利用VOSviewer对关键词可视化分析可知，“环境磁学”“磁化率”“磁性矿物”“重金属”等主题词是该领域的研究热点。