基于Citespace 森林病虫害防治研究的可视化分析

罗时芬，张乔艳，胡振华，谭玮颐，冉洁，吴曼莎

(贵州省国有扎佐林场，贵州 贵阳 550299)

森林病虫害防治一直是林业领域的重点工作，是提升和保证森林质量的重要抓手。为有效防治森林病虫害，必须坚持预防为主、防治结合的原则[1]。我国气候环境多样，四季明显，使得森林病虫害防治具有复杂性、艰巨性和长期性[2]。提高森林病虫害防治效率，确保生态系统平衡，不仅关系到我国林木资源的质量和经济效率，更关系到我国森林生态安全。必须采取科学合理的方式进行森林病虫害的防治[3]。在不同的研究尺度和研究视角上，森林病虫害研究领域已被广泛重视，形成了较多的理论成果。吴贤洛[4]研究表明，通过营造林措施改善林区通风条件可有效抑制病虫害的发生，潘洁[5]等研究表明，应用GIS软件，是森林病虫害监测的有效手段，基于森林病虫害发生后获取图斑颜色的变化，对森林病虫害进行监测。这些文献从不同角度综述了森林病虫害的防治方法、检测手段和防治措施。但在以下两方面还有待进一步加深：(1)方法对策与经验总结较多，缺乏科学有效的数据支撑。(2)森林病虫害集中在防治措施、方法、发生原因、检测等某一方面进行分析，缺乏对森林病虫害研究的总体把握。鉴于此，了解我国森林病虫害研究现状、趋势、热点问题等，可以丰富该领域的研究，提高研究水平，对我国森林病害研究的整体把握，为森林病虫害的有效防治提供理论基础。本文以公开发表的文献为研究对象，从多角度、多维度绘制网络图谱，能直观分析研究领域的热点、前沿科学问题、文献数量、机构、机构间的合作等，有助于从整体上把握研究领域的整体走向，为下一步的研究指明方向[6]。本文基于中国知网(CNKI)，采用可视化分析软件citespace对2010—2020年我国森林病虫害研究相关文献进行分析，以期对森林病虫害的研究提供一定的指导。

1 材料及方法

1.1 数据获取与处理

2021年8月11日，基于CNKI高级检索，以“森林”和“病虫害”为关键词，时间节点为2010年1月1日至2020年12月31日全库检索，共检索到1301条。剔除会议、报纸、撤稿、无作者等文献，得到有效文献1176条。在此基础上，采用citespace软件自带的inport/export对数据进行标准化处理，选择CNKI，采用format conversion对数据进行转换。

1.2 分析方法

采用美国Drexel大学陈超美教授基于Java语言开发的一款信息可视化工具软件CiteSpace5.6R2，对森林病虫害研究领域2010—2020年的前沿热点和发展趋势进行可视化分析，并将结果以知识图谱的方式呈现，直观展示近10年来我国森林病虫害领域的研究现状及发展趋势。通过软件分析绘制该学科在此时期的发展趋势与动向，梳理其演进脉络、前沿热点以及发展趋势等[7-10]。运行 Citespace 软件并选择作者(Author)为网络节点，对研究数据采用最小生成树法进行修剪，时间片段为1年，得到作者合作知识图谱。图中节点的大小表示作者发文数量的多少，节点的冷暖颜色变化表示作者发文年代的时间更替，节点与节点之间的连线代表了作者间发文的合作情况和合作关系的强弱[11]。运行 Citespace 并选择机构( Institution)为网络节点，时间年限为2010—2020，时间切片为1年并选择最小二生成树修剪，得到研究机构的网络合作图谱。词频分析法是文献计量方法中的一种，通过统计研究领域文献中关键词出现的次数来确定该领域研究的热点和发展趋势[12]。选择关键词(Keywords)为网络节点，时间年限设置为2010—2020，时间切片为1年，对其进行最小二乘法修剪，进行关键词聚类分析。通过关键词聚类时区视图展示森林保护研究的发展历程[17]。关键词是反映研究论文的高度浓缩词汇，关键词共现是指研究论文中所描述的关键信息共同出现的现象[11]，分析关键词共现特征，有助于进一步解剖研究领域的研究趋势和热点。

2 结果与分析

2.1 发文量统计

图1结果表明，近10年来，森林病虫害研究关注度较高，年均发文量大于100篇。2010年至2020年，总体上研究论文稳步增加，原因在于2007年，国务院发布了《国务院办公厅关于印发国家综合减灾“十一五”规划的通知》，明确要求将做好农林病虫害防治工作作为减灾的组成部分。2015年，上述文件废止，研究论文增速放缓(图1)。由此说明，发文数量与国家政策宏观调控关系密切。从刊发期刊的类型来看，在有效检测的1107篇期刊文献中，核心期刊文献仅有53篇，EI 2篇，占总发文数的4.97%，比例偏低，论文质量有待进一步提高。

图1 近10年来我国森林病虫害研究发文数量变化

2.2 作者分析

从发文数量上看，张晓丽、潘洁、廖振峰、张衡、张田、裴小节等研究成果丰硕。由节点之间的连线上看，该网格的链接密度仅为0.0243，连接度较差，表明作者之间合作较差。

作者出现频次统计表明，廖振峰、张晓丽、张田、潘洁等是森林病虫害研究领域主要作者，这些作者研究领域主要包括GIS检测[12-13]、高分谱检测运用[14]、遥感模型运用检测[15-16]等。研究主要集中在运用遥感技术手段检测森林病虫害，以期对森林病虫害的检测更加高效与及时。2008年国务院发布《国务院办公厅关于印发国家综合减灾“十一五”规划的通知》，加强自然灾害监测预警预报能力建设是其任务之一。表明发文量、研究热点和方向受国家宏观政策调控的影响。

2.3 研究机构分析

从研究机构分析看出，森林病虫害的研究机构，多为林场和林业科学研究院、森林病虫害防治检疫站、北京林业大学、中国林业科学研究院、林业局等。从研究机构合作关系上看，各单位间几乎不存在合作关系。从连接密度上看，连接度仅为0.0008，连接性差且存在地域性。表明关于森林病虫害的研究没有形成协同研究创新平台，研究成果共享性差，几乎不存在交流探讨(图2)。

图2 森林病虫害研究研究机构合作知识图谱

表1 森林病虫害研究主要作者出现频次

2.4 关键词和中心度分析

通过词频分析法可以看出，近10年来，森林病虫害集中在森林病虫害防治评价、森林病虫害防治对策、生物防治平衡点，以及松材线虫的防治等方面的课题(图3)。

通过关键词聚类时区视图，结合图1和图3可以看出，近10年来，森林病虫害研究文献量较大，但差异性不大，其中，前5年热点集中在存在问题、研究对策、防治措施与方法的研究，后5年则倾向于生物防治、无人机、GIS在病虫害防治的应用研究。这表明，随着科学技术的发展，森林病虫害防治检测手段逐步探索升级，这也是未来的研究热点和方向(图4)。

图3 森林病虫害研究关键词聚类图谱

图4 关键词聚类时区视图

通过关键词特征分析表明，属于高频关键词(大于100的)有4个，分别是“森林病虫害”“防治”“病虫害”“森林”。其中，“森林病虫害”中心性最高，在本文研究时间段内出现也最早，表明“森林病虫害”领域的研究一直是研究热点和核心内容。值得注意的是，“防治技术”“发生原因”在2012年首次出现，表明这一时期，森林病虫害防治开始进行溯源探索，以期达到源头防控目的(表2)。

表2 重要关键词

续表2 重要关键词

3 结论及讨论

3.1 结论

近10年来，我国森林病虫害研究发文数总量较高，一直是学者们关注的热点。

从作者发文数看，张晓丽、潘洁、廖振峰、张衡、张田、裴小节等是森林病虫害领域的作者构建者和传递者。

国有林场、林业局、林业重点实验室等是森林病虫害研究的主要机构，但机构间合作交流极差，几乎零交流。

关键词词频和中心度的分析表明，“病虫害防治”“病虫害”“森林”“对策”“防治措施”等既是高频关键词也具有较高的中心度，是森林病虫害研究领域的热点。

在以后的研究中，应在以下几个方面进一步展开：(1)森林病虫害受气候影响较大，且现有的监测手段落后，后期应加强新方法的应用、应用大数据和遥感技术综合监测、实现防早防小等方面的研究。(2)森林病虫害受外来物种入侵的影响较大，应加强市场、交通等检疫防控等方面的研究。(3)森林病虫害的研究机构间应建立线上线下交流合作平台，结合实际与宏观政策进行深入研究，进一步提升论文水平，为合理科学防治森林病虫害提供指导。

3.2 讨论

Citespace分析结果反映的是文献检索的结果，本文以CNKI，以关键词“森林”和“病虫害”进行高级检索，得到有效文献1176篇，而以“林业有害生物”和“防控”作为关键词进行检索，得到有效文献732篇，且Citespace可视化分析结果也存在较大差异，表明检索词的选择是影响研究领域可视化结果的主要因素之一。此外，对于检索词的选择，余海钊[17]采用关键词，林碧虾等[18]等选择主题词。为进一步验证这两种检索方法的区别，本文以“森林”和“病虫害”为主题词进一步检索得到有效文献5663篇。表明主题词检索涵盖的信息较大，而以关键词进行检索，更具有针对性。但至今仍没有统一的标准规定检索方式，后续在使用citespace时应根据需求、合理选择检索类型和词组，以期更为真实有效地反映研究领域的现状和发展趋势。