水库碳源效应的国内外研究进展对比——基于WOS和知网

◇费县水利工程保障中心 彭建梅

为探究水库与二氧化碳的研究进展，采用文献计量的方式，利用WebofScience（WOS）和知网两大文献数据库，从发文量整体趋势、涉及学科、研究机构、国际影响力、研究热点等方面，对“水库及其碳源效应”的相关文献进行了计量分析，通过对国内外文献进行比较分析，研究发现，对水库及其碳源效应的研究虽逐年递增，但总量仍然较少，尚未形成集中、统一的研究热点领域，方向较为分散。我国科研机构在该领域具有一定的国际影响力，未来环境、气象、信息、经济等学科交叉需重点关注。

1 引言

2020年9月22日，中国在第75届联合国大会上正式提出2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的目标（下文简称“双碳目标”）。自双碳目标提出以来，国家在农业、交通运输业、制造业等多个行业领域纷纷布局减碳计划，学术界也响应国家号召，在各自的领域开展低碳路线制订的研究工作。在水利领域，“水利碳中和”的概念被频频提起[1-2]，2022年的中国水利学会专设了一场“水利与碳中和”分会场。在这个概念下，水库作为重要的水利基础设施，引起了水利领域学者专家的广泛关注。2021年我国大中小型各类水库总量超过9.8万座[3]，国家相关部门将水库的作用定位于防洪、供水、农业灌溉、改善民生以及生态效益。对防洪、供水和灌溉的研究一直是水库研究中的重点，但在当前双碳目标的背景下，一些新的热点话题逐步涌现。例如，早前国内外学者对水库是碳汇还是碳源的问题就有不同看法[4-5]，最终大多数人意见趋于统一，认为水库是碳源而非碳汇[6]。这一重要论断对研究人员此后的研究方向及国家的政策制订、双碳路线的制订都有重大影响。

因我国水库数量众多，投资也较大，水库和其碳源效应是“水利碳中和”的重要研究问题，但现有的综述类文献仍较为集中在水库防洪调度、大坝加固除险、大坝安全评价等方面[7-9]，尚未有学者对水库及其碳源效应作系统性梳理。为更好地了解这一研究热点的国内外现状和发展趋势，本文采用文献计量可视化的方式，通过对中国知网和WebofScience（WOS）上的相关文献进行总结与分析，并结合作者的实务工作经验，提出针对性的思考与建议，对政府政策制订、研究人员选题、企业投资决策具有一定的参考价值。

2 研究方法与数据

本文所采用的方法为文献计量与对比分析[10]。文献计量是采集某个领域所有文献的数据特征，然后利用统计学手段评价该领域的发展现状并预测未来趋势；对比分析是将两个或两个以上相关的主体进行横向、纵向或综合的对比，以探究不同主体之间的异同。

本文所用的文献数据均来源于中国知网和WOS两大权威文献数据库，前者是国内最大、最权威的中文期刊数据库，后者则是全球使用人数最多、收录最广的国际权威期刊数据库，两者的文献数据具有极强的代表性，最适用于作文献计量分析。在检索过程中，作者在两大数据库中设定主题为“‘水库’和‘二氧化碳’”，对应的英文为“'damreservoir'AND'carbon dioxide'”。“AND”表示主题中同时含有“水库”和“二氧化碳”。经过检索和剔除不符合调查范围的文献，最终在知网得到中文论文112篇，在WOS得到外文论文145篇。因本文将所得到的文献全部用于计量分析，除特别提及的文献，其他文献不再于参考文献中列出。

3 文献计量分析

3.1 整体趋势分析

分析整体发文数量可以大体估计该领域的研究现状和发展势头，也反映了这一领域知识量的变化趋势。本文检索了知网和WOS上收录的公开发表的有关大坝水库与二氧化碳的文献，图1呈现了2008-2021年近15年上述文献的发表情况及趋势。由图可知，国内外研究大坝水库与二氧化碳的论文数量呈波上升趋势。其中，2008-2009年WOS上没有相关文献的收录，而知网在这一时期有7篇，表明国内针对大坝水库与二氧化碳的研究早于国外。国际上对该领域的研究虽起步较晚，但从2013年开始国际发文数量逐渐多于国内，并呈现稳步增长的趋势。在2018年，国内外相关研究的论文数量达到顶峰，此后近三年略有减少。

图1 相关主题下知网与WOS发文数量比较

总体来看，学界对这一问题的关注起步较晚，15年来有所发展但研究力度仍不够大。

3.2 涉及学科分析

分析文献涉及的相关学科有助于发现哪些学科对本文所讨论的领域研究最为深入，一方面可以挖掘自己所在学科与之相关的热点问题，另一方面可以探索利用交叉学科来研究该问题。本文将WOS和知网论文的学科分布可视化，见图2（a）和图2（b），WOS和知网对学科分类的表述略有差异，但不影响本文的最终结论。总体来看，WOS和知网在该领域的论文分布学科较为相近，主要集中在环境科学、地球科学、气象学、环境资源等学科。而两者也具有明显差异，WOS中水库二氧化碳文献在“生态学”、“湖泊学”有较多关注，而知网中的文献则在“水利水电工程”有所侧重，这说明国际和国内研究人员在“环境科学与资源”之后所关注的次重点是不同的，前者侧重于从水库生态、湖泊等角度探讨碳源效应，后者则考虑水库大坝工程对碳的影响，这符合我国兴建水利工程的特点。

图2 （b）知网文献学科分布

图2 （a）WOS文献学科分布

3.3 研究机构分析

分析文章署名单位有助于了解国内外对水库二氧化碳研究的领军科研队伍，这对开展国际合作与交流、把握研究方向具有借鉴意义。图3将WOS和知网在1950年至今的水库二氧化碳相关文献机构发文量作一统计。图3（a）呈现了WOS收录的国际范围内相关文献的研究机构发文量，从中可以看出中国科学院以31篇遥遥领先其他研究机构，对这一研究问题发文量较多的机构集中在中国、法国和巴西；图3（b）呈现了国内各研究机构在知网发表的相关中文文献，上海大学、重庆大学以13篇并列第一，三峡集团是唯一的企业单位，位列第二。从全球范围看，无论国际国外，对水库二氧化碳的研究工作主要集中在高校和研究院所，其中上海大学在国际国内发文量表现亮眼。

图3 （b）知网文献学科分布

图3 （a）WOS文献学科分布

同时，本文将发文机构之间的合作关系以所在国家为主题进行可视化，其中色彩面积表示发文量，线条表示不同国家的研究机构合作署名。图4可以看出中国、巴西、美国、法国、澳大利亚在该领域发文最多，有趣的是我国与这几个国家的科研机构在水库二氧化碳这一研究问题上合作并不紧密，与意大利、印度、新西兰、瑞士等国家有过相关合作。

图4 知网文献学科分布

图5 相关文献的历年关键词数量变化

3.4 机构和作者国际影响力分析

本文将WOS所有期刊进一步筛选，保留WOS核心刊物，根据文献数量和被引用次数分析研究机构和研究人员在国际的影响力，以把握我国在水库二氧化碳研究中的国际地位。

表1和表2是机构被引用表和作者被引用表，分别以“总被引次数”和“文章总数”排序。从表中可以看出，在水库二氧化碳这一研究问题上，中国科学院仍是全国乃至世界范围内的科研主力军，前五名中法国和巴西各有2所大学；在所有文章的作者中，前五名仅有一位中国学者，为上海大学汪福顺教授，这也是3.3中上海大学亮眼表现的一个体现。总体来说，我国科研机构和研究人员在国际中的影响力可圈可点，有望打造国际型领军人才。

表1 发文机构被引信息表

表2 发文作者被引信息表

3.5 期刊与研究热点分析

表3中按“总被引用次数”排序列出了刊发水库二氧化碳相关文献的核心期刊，这些期刊集中于环境科学、地球科学、生态学等学科，未有信息科学、经济管理类的期刊。其实，当前生态补偿、碳市场建设、智慧基建、人工智能+等已渗透各个研究领域，未来可在水库二氧化碳研究的基础上，结合上述领域进行交叉应用，以将科学研究转化为实践成果。

表3 刊发相关文献的SCI期刊

从所有WOS核心期刊文献的历年关键词数量变化统计图中可以看出，多年来在水库二氧化碳的研究上并未固定住某一个或某几个研究重点，研究方向较为分散，极具研究潜力。

4 结论与启示

利用WOS和知网两大文献数据库，本文从发文量整体趋势、涉及学科、研究机构、国际影响力、研究热点等方面，对“水库及其碳源效应”的相关文献进行了计量分析。通过以上分析，本文得到以下结论：第一，对水库及其碳源效应的研究虽逐年递增，但总量仍然较少，多数围绕“水库建设及其碳排放”的主题进行，对其影响程度、影响路径、减排机制的研究几乎为空白；第二，得益于水库大坝工程量大、数量多，我国研究机构与研究人员在该方面的研究在国际上属于较为领先的地步，国际学术影响力较大，但研究主力主要在个别单位和研究者；第三，目前对水库二氧化碳的研究仍局限在环境科学、气象学、生态学等学科，环境经济学、信息科学、管理学等未能与之形成交叉，现有研究的可实践性有待探讨；第四，现有的该领域所有研究工作尚没有形成统一、集中的研究热点，研究方向较为分散，亟待研究人员在某些重点问题上进行系统化研究。

我国中小水库数量繁多，是水利行业碳中和路径设计不可忽视的部分，未来在水库碳源效应的研究中也必将发挥重要作用。对此，结合实务经验，本文提出以下建议：第一，在大型水电站试点建立碳排放监测系统，收集水库及周边土壤、植被的碳信息，为将来精准碳源或碳汇核算作支撑；第二，为全国中小水库提供碳监测设备，作为水利行业碳中和路径设计的基础设施，但限于人才与设备条件，可建立集中统一的数据分析中心，或将数据直接提供给对接科研单位，中小水电站只负责维护设备正常运转；第三，积极开展水利与其他学科的交叉研究，吸收或培养更多的碳中和型人才进入水利行业，为水利行业实现碳中和进行人才储备。