基于Citespace知识图谱的家具碳足迹研究

王成玲 胡 静 刘 祎

（南京林业大学家居与工业设计学院，江苏 南京 210037）

近百年来，全球变暖引起了国际社会极大关注。为了减缓气候变化的负面影响，各国政府颁布了评估和减少碳排放的法律条例。1997年，国际组织联合签订《京都议定书》标志着人们开始用法律来规范国家减排任务[1-3]。2020年9月，我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的气候行动目标[4-5]。“3060”为我国今后40年经济和社会发展提出了明确的路径和目标[6-7]。

人类生产碳足迹指在人类生产和消费活动中所排放的与气候变化相关的气体总量。相对于其他碳排放研究，碳足迹是从生命周期的角度出发，分析全生命周期或与活动直接和间接相关的碳排放过程[8-9]。我国是家具生产大国，出口额于2006年跃居世界首位[10]。随着碳足迹核算标准的日趋成熟，碳足迹可能成为十分重要的贸易壁垒[11]。因此，对家具碳足迹的量化和减排分析的研究具有重要意义[12-14]。

本文利用Citespace 5.8可视化分析软件，对2001—2021年“家具碳足迹”相关研究的外文文献进行了计量统计分析。分别对其基本特征、文献关键词、研究热点与前沿趋势进行了可视化知识图谱分析。旨在通过梳理国际上家具碳足迹研究的进展与基本情况，以期对我国相关领域的研究提供科学参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

以Web of Science中的核心合集为数据库，检索时间为2022年11月10日，以“carbon footprint”和“life cycle”为主要关键词，分别和“furniture”“wood”“bamboo”“wood floor”“particleboard”“fiberboard”“ecological board”排列组合进行检索，时间跨度为2001—2021年，剔除重复后得到856篇文献，其中大部分文献是以“TS=（“life cycle”AND“furniture”） or TS=（“life cycle”AND“wood”）or TS=（“carbon footprint”AND“wood”）”为检索公式得到的，本文仅针对研究性论文与综述。

1.2 研究方法

Citespace是一款可视化分析软件，用于构建科学领域的知识图谱。通过该软件可以帮助研究人员了解某一领域的研究热点、前沿趋势、重要文献、主要作者和机构等信息。此外，还可以帮助预测该领域的未来发展方向[15]。将856篇文献数据带入Citespace 5.8中，进行相关参数调整和设置，进一步分析了文献发表的时间与期刊分布，国家和机构的分布，文献共被引分析知识图谱，以及研究热点与进程等。并总结了家具碳足迹的未来发展趋势。

2 家具碳足迹研究基本特征分析

2.1 时间与期刊分布

如图1所示，与家具碳足迹相关的外文文献发表总体呈不断增长趋势，2001—2009年的增长趋势趋于平缓，从2010年开始，文献数量快速增长，其中2015的增长量在附近几年的数据中异常突出，这与2014年首届联合国环境大会以及2015年的巴黎气候大会的开展有关[16]，也与世界各国逐渐开始重视气候、制定碳减排目标的承诺有关[17]。此外，由于学科分布较广泛，其发表的外文文献涉及的期刊类型也较广泛，呈现出了多学科交叉发展的趋势。其中，排名前十的出版期刊如表1所示。论文发表量最高的杂志是JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION。

表1 排名前十的期刊Tab.1 Top 10 journals

图1 文献数量的时间分布图（统计时间：2022/11/10）Fig.1 Time distribution of the number of documents(statistical time: 2022/11/10)

2.2 国家与机构合作分析

利用Citespace对研究国家与研究机构合作关系分别进行分析。发文量排名前十的国家是：美国、中国、加拿大、德国、挪威、英国、西班牙、意大利、荷兰、巴西，其中美国占比有19.1%，说明美国是该方向的研究大国，排名第二的中国和第三的加拿大分别占比13.2%、7.8%。如图2所示，节点面积越大、说明发文量越大。

图2 国家合作共现网络图谱Fig.2 Collinear network atlas for national cooperation

中介中心性反映出一个节点在整个网络中作为“媒介”的能力，一些节点必须通过某一节点才能与其他节点产生联系。中心性越高，“媒介”能力越强。其中，美国在共线网络图谱中的中介中心性最高（0.27），说明其在合作网络中处于最关键的地位。其次，分别是波兰（0.2）、西班牙（0.19）、英国（0.15）、荷兰（0.15）、德国（0.11）、意大利（0.11）、瑞士（0.11）、挪威（0.1）、澳大利亚（0.1），可见，西方国家形成了重要的合作关系网络。而发文量第二的中国中心性仅为0.09，中国与各国间的沟通较少，与西方国家的合作有待加强。

另外，根据图3所示的机构合作关系图谱可发现，在前50名中，仅有南京林业大学、中国科学院、北京林业大学这三所中国的研究机构，其他亚洲国家也非常稀少，其余的大部分机构都来自西方国家。这也说明了，目前关于家具碳足迹的研究主要集中在欧洲和美国地区，而相关成果的空间分布极不均衡。相较于其他地区，中国在该领域的研究还有巨大的发展空间。

图3 机构合作关系共现网络图谱Fig.3 Collinear network atlas for institution cooperation

3 家具碳足迹文献共被引分析

如果两篇文献都被一篇第三方文献所引用，那么它们就具有共被引关系。一篇论文有很多参考文献，如果两篇参考文献同时被引用，说明两者之间具有一定的关联性，如果同时被引用的次数多，说明这两篇文献之间的关联性比较强。对施引文献的集合形成聚类分析，对掌握当前该领域正在兴起的理论趋势和新主题有较大帮助。本文通过运算得到10个共被引聚类，从大到小按照#0到#9进行编号，如表2所示。对聚类进行可视化分析，得到文献共被引网络图谱，如图4所示。最重要的前3个聚类分别是：投入产出分析（#0 聚类）、能源使用(#1 聚类)、正交胶合木(#2 聚类)。

表2 共被引聚类数据表格Tab.2 Table of cited cluster data

图4 文献共被引分析Fig.4 The map of co-cited references analysis

图5 关键词共现网络图谱Fig.5 Keyword co-occurrence network map

3.1 #0 聚类：投入产出分析（input-output analysis）

#0 聚类是文献共被引图谱中最大的聚类，从聚类命名来看，该聚类主要是集中在投入产出方法的研究。量化商品或服务的碳排放量需要一些分析手段，主要有三种方法：物质流分析法、生命周期评价和投入产出法。投入产出分析是利用投入产出表、投入产出系数和投入产出模型，对国民经济各部门之间的技术经济联系和影响进行分析的一种经济数据分析法[18]。该方法从宏观的层面对总体行业或部门进行具体产品的核算，能够比较完整地核算产品或者服务的碳足迹和环境影响。进一步对聚类内的节点进行分析可知，其中最活跃的引用该聚类文献的文章是Tukker等[19]发表的Recent Progress in Assessment of Resource Efficiency and Environmental Impacts Embodied in Trade。 该文献引用了0#聚类70 篇文献中20%的文献。该文章主要讲述了投入产出分析需要一个一致的核算框架，以计算各种不同的足迹指标。介绍了一个新的数据库（EXIOBASE V3）以克服有限的部门和区域细节的不完整性等投入产出分析中的缺点。其次还是Tukker等[20]发表的Towards Robust,Authoritative Assessments of Environmental Impacts Embodied in Trade：Current State and Recommendations，引用了0#聚类中20%的文献。该文章建议使用单一国家国民账户一致足迹法，建议制定水、碳、材料和土地的统一环境数据，并使用经济合作与发展组织（OECD）国家间投入产出GMRIO作为默认值，结合EXIOBASE和Eora项目中制定详细程序，解决双边贸易不对称问题。

3.2 #1 聚类：能源使用（energy use）

该聚类的研究集中在产品生命周期各个环节中能源消耗情况。其中最活跃的文献是Pierobon等[21]发表的Life Cycle Environmental Impact of Firewood Production– A Case Study in Italy，该文献引用#1 聚类中20%的文献。该篇文献从生命周期评价的角度比较了意大利从当地森林获取和从巴尔干地区获取木材过程中的能源消耗情况，得出对于短供应链来说，燃烧是能源消耗的关键阶段，对于长供应链来说，公路运输是最关键的阶段。

3.3 #2 聚类：正交胶合木（cross-laminated timber）

正交胶合木由多层木板（通常是三层、五层或七层）以直角堆叠并粘合到位的一种新型木材，重量轻但非常坚固，具有卓越的声学、防火、抗震和热性能，易于安装且对环境影响较低[22]。该聚类主要集中在使用正交胶合木代替混凝土等建筑材料方面的研究，建筑行业作为能源消耗和碳排放较多的行业，绿色低碳转型迫在眉睫，正交胶合木作为能耗较低的材料，被认为是一个理想的选择。

该聚类中所有文献的被引频次相对较低，最高的只有30 次，来自D'Amico B (2021)发表的Global Potential for Material Substitution in Building Construction:The Case of Cross Laminated Timber。文章探讨了通过使用正交胶合木取代钢结构建筑中的混凝土楼板来避免二氧化碳排放的可能性[23]。

4 家具碳足迹领域研究热点与前沿分析

4.1 研究热点分析

关键词是一篇文章关键信息的提取，是文章内容的高度概括。从关键词可以大致了解家具碳足迹领域研究的关注点和研究内容。利用Citespace进行关键词共现分析，统计其出现频次以及中心性。图中圆圈节点代表的是关键词频次，频次越大，圆圈越大。其中，最大的圆圈是“生命周期评估（life cycle assessment）”，频次288；其次是“能源（energy）”，频次135；“排放（emission）”，频次116；“环境影响（environmental impact）”，频次106。

利用突发性探测算法对主要名词术语进行测算分析，得到了爆发强度前21的关键词表格，如图6所示。由图可知，近年来，爆发强度较大的关键词有循环经济（circular economy，5.58）、工业生态（industrial ecology，5.52）、周期荷载（cyclic loading，4.31）、资源（resource，3.77）。

4.2 研究进程分析

此外，对关键词共现进行时区可视化分析，得到家具碳足迹关键词共现时区图谱，如图7 所示。

图7 关键词共现时区图谱Fig.7 Keyword co-occurrence time zone map

基于图5 ～ 7，国际上家具碳足迹研究进程分为以下阶段：

1） 2002—2009年，开始初步探索环境问题及其分析方法。主要研究有“能源”“排放”“环境影响”“生命周期评估”“影响”“温室气体排放”“碳足迹”“木质产品”“环保成效”等，人们意识到环境保护的重要性，开始用生命周期评估的方法来探索家具的碳排放。

2） 2010—2015年，探索方向逐渐细化。该阶段的研究主题集中于“具体能源”“管理”“运输”“供应链”“生命周期成本”“国际贸易”“持续性”等，可以看出该阶段不再笼统的研究气候影响，开始对家具生命周期中的某一具体环节进行针对性研究。

3） 2016年至今，探索方向更加多元。该阶段的研究主题有“工业生态学”“再生木材”“循环经济”“投入产出分析”“物流分析”“环境科持续性”等，可以看出该阶段的研究分散到各个不同的行业，有工业制造行业、经济学行业、物流行业等，学科分布广泛，家具碳足迹的研究已不再是简单的归属于家具行业。

5 结论与展望

家具碳足迹是一个越来越热门的研究方向，其发文量保持高速增长的状态，是一个多学科交叉发展的学科。关于该方向的研究形成了以美国为首，欧洲为重点的合作网络学术状态。近几年来，出现很多关于经济学视角下的家具投入产出分析研究，越来越多的学者从宏观的角度去分析家具行业在应对气候变化过程中可以贡献出的力量。同时各行各业术业专攻，对该领域的研究越来越细化，通过具体分析家具供应链过程中某一环节的能源使用情况，进而可以合理规划能源的使用。生命周期评估、能源使用情况、碳排放量、碳足迹、以及对环境的影响仍然是该领域的研究重点。

在未来，家具碳足迹研究的发展方向主要有以下两个方面。

1） 家具碳足迹已然形成跨学科的交叉发展趋势，未来对于该方向的研究不再是简单的归属于家具专业，将会涉及更多的学科领域，例如林业工程、工商管理、经济学、数学、交通物流、机械、工业与制造工程等多种发展学科，研究领域将会更加宽泛。近几年投入产出关键词的突显证明该方向出现越来越多的经济学研究。

2）关于家具的碳足迹研究将会越来越细化、精确。家具全生命周期中，涉及到材料、物流、加工、能源、使用、回收等各种环节，这是一个庞大复杂的研究系统，未来的研究将会更具有针对性，从细节处发掘碳减排的潜力点。碳足迹的核算方法和数据也会更加完善，为国际间公平贸易提供合理的数据支撑。

家具碳足迹的研究已经成为提高家具行业竞争力、打破贸易壁垒的重要议题[24]。我国作为最大的发展中国家，应努力实现双碳目标，实现高质量发展和可持续发展。家具企业应该努力提高资源效率，优化作业流程，减少对环境的负面影响，履行节能减排的社会责任，提高我国家具行业的国际竞争力水平[25-26]。