基于CiteSpace的碳排放研究文献知识图谱分析

郭凯华

上海财经大学

0 引言

减少温室气体排放，控制全球气温上升，维持生态多样化是全世界人民的责任，作为世界上温室气体排放量最多的国家，我国在控制CO2排放量上有着义不容辞的责任。2020年，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布，我国力争在2030 年前实现碳达峰，努力争取在2060 年前实现碳中和，表达了我国减缓碳排放的决心。实现“双碳”目标，我国分为2021-2030年实现碳排放达峰、2030-2045 年快速降低碳排放和2046-2060年深度脱碳实现碳中和三个阶段。虽然在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要（草案）》中对降低CO2排放量有明确的要求，还提出制定碳达峰行动方案，采取有力措施实现碳达峰目标，但是关于减缓碳排放的政策和行动，我国已有20 多年的历史了。2000年，天然林保护工程正式实施，促进了我国森林资源的固碳功能，有效降低了我国碳强度。2001 年，中国第一个LEED 绿色建筑诞生，开启了中国建筑领域逐绿的先河。2005年，国家循环经济试点工作正式启动，根据中国循环经济协会初步测算，发展循环经济对我国减少CO2排放的综合贡献率超过25%。2007 年，开展低碳省市试点，因地制宜地探索低碳发展路径。2010年7月，国家发改委发布了《关于开展低碳省区和低碳城市试点工作的通知》，确立了包括广东、辽宁、云南、天津、重庆、深圳等5省8 市为首批低碳试点，这一举措也正式将低碳发展引入城市范畴，低碳发展是未来城市发展必经之路。2013年，深圳启动了全国首个碳交易市场。深圳是全国7 个碳排放权交易试点城市之一，它的开市也体现了中国通过市场手段推动企业自觉节能减排的迫切需要。2016 年，中国正式加入《巴黎协定》，承诺与全球180 余个国家一起，加强对气候变化威胁的应对，控制全球升温在2℃以内。2020年，中国提出力争2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。2021年，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，对减碳有了明确的目标。

随着我国高质量发展进程的推进，“双碳”目标是必经之路。因此，了解碳排放的研究现状，把握该领域研究热点和演化轨迹，对实现“双碳”目标具有重要的理论和现实意义。本文采用CNKI文献计量分析功能结合CiteSpace软件可视化分析功能对2011-2021 年知网收录的碳排放相关理论成果进行系统梳理和分析，并绘制知识图谱，把握该领域研究热点和演化轨迹，力图对已有研究不足加以弥补，为碳排放的后续研究贡献新思路和有益参考，是本文创新所在。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

本文基于定量分析的方法，采用CNKI 文献计量分析功能结合CiteSpace软件可视化分析功能对5 996 篇文献样本进行分析，从研究人员、研究机构、研究热点词汇以及知识图谱等信息，发现信息间的相互联系，通过相关信息的聚类特征分析研究领域的演化趋势与动向，了解研究的热点与前沿，从而全面揭示该领域科学知识的发展状况［1-5］。

1.2 数据来源

本文数据来源于中国知网（CNKI）公开发表的期刊文献。设置关键词为碳排放，年限为2011-2021年（检索日期为12月8日），来源类别为CSSCI，得到7 705篇原始文献，经人工筛选删除会议综述、期刊目录、书评、征稿启事、专栏介绍等非学术文献以及相关性较小的条目，最终得到有效文献5 996篇，构成该研究数据分析的基础数据库。

2 文献现状分析

2.1 文献年度分布情况

根据文献数量年度分布状况绘制碳排放研究文献年度分布图（图1）。由图1 可以看出，2011-2021年，学术界关于碳排放的研究数量呈现波动的趋势，但发文量每年基本都在450篇以上，说明我国学者比较关注碳排放，为降低温室气体排放提供理论基础和政策建议。2011-2013年，碳排放的文章呈现递增的趋势，2010 年国家发改委发布《关于开展低碳省区和低碳试点工作的通知》，正式将低碳发展引入城市范畴，是我国实施减排降碳政策的重要举措，为学者们研究碳排放提供了研究样本和经验，因此呈现上升的趋势。2013-2021 年，以碳排放为关键词的文章呈现波动下降的趋势，其中2016-2020 年以碳排放量为关键词的文章篇数剧烈下降，从847篇降到453篇。

图1 2011-2021年碳排放发文量趋势

2.2 主题发文量统计分析

从主题发文量来看（图2），选取前30 个主题中，关于碳排放的发文量最多，978 篇，其次是以低碳经济为主题的发文量，339篇，说明关于碳排放的应用研究，基本是为促进我国低碳经济发展服务。以实证研究、实证分析和碳减排为主题的发文量皆在150 篇以上，说明关于碳排放基本上是以实证研究和分析为主，理论研究较少，研究碳排放怎样能够有效降低，减少温室气体排放。接着是以碳交易、影响因素、CO2排放、低碳经济增长和碳排放强度为主题的发文量较为接近，都在96~100 篇左右。其它的主题发文量在95 篇以下。这表明碳排放、实证研究、实证分析、碳减排、碳交易、影响因素、CO2排放、低碳经济增长和碳排放强度是碳排放领域中的研究重点。低碳发展、碳排放权等是碳排放研究中的细化与延伸。

图2 2011-2021年碳排放主题词发文量趋势

2.3 作者与机构可视化分析

通过CNKI文献统计分析功能列出2011-2021年碳排放研究发文量前30 名的作者，认为这前30名的学者为该研究领域的重要核心作者。结合表1和图3可以看出，就发文量来说，天津理工大学的李健为该领域发文量最多的学者，共计发文量36 篇，接着是华中农业大学的张俊飚，发文量总计35 篇，他们居总被引数和总下载数前10 位发文量学者之首。中国社会科学院的庄贵阳和中南财经政法大学的田云在该领域发文量相同，为34 篇，但是两位学者的总被引次数相差却很大，中南财经政法大学的田云文章总被引数为2 000 次，是中国社会科学院的庄贵阳文章总被引数的2.54 倍左右。虽然贵州财经大学的胡剑波发文量为28篇，比天津大学的赵道致少1篇，但是总被引数仅是其的十分之一，说明相对比贵州财经大学的胡剑波，天津大学的赵道致在该领域更具有权威性，对该领域有更为深入的研究。剩下的其他几位学者发文量差不多，但是总被引次数和总下载次数有所不同，说明各位学者在该领域的研究有所差异。其中，华中农业大学的张俊飚和李波等合作的发表在2011年《中国人口·资源与环境》的《中国农业碳排放时空特征及影响因素分解》被引次数528次，主要研究农业生产所导致的碳排放以及其引起的环境问题，将农业碳排放量变化分为快速增长期（1993-1997）、缓慢增长期（1998-2003）、增速反弹回升期（2004-2007）、增速明显放缓期（2008-2011）四个阶段。根据Kaya恒等式对我国农业碳排放影响因素的分解结果，认为抑制农业碳排放量因素有农业生产效率因素、农业结构因素和劳动力规模因素，而增加农业碳排放量的因素主要有农业经济发展［6］。2011年，武汉大学的齐绍洲和李锴合作发表在《经济研究》上的文章《贸易开放、经济增长与中国二氧化碳排放》被引次数469 次，首先该文参考IPCC 和发改委能源研究所的方法，对30 省市区的CO2排放量进行测算，其次采用不同模型，并考虑模型的内生性因素，选择外生变量进行工具回归，发现贸易开放程度和经济增长对碳排放量具有显著的正向作用，且经济增长与碳排放量之间存在倒U形关系［7］。

表1 2011-2021年碳排放研究发文量前10名作者统计

图3 2011-2021年碳排放研究作者发文量趋势

上文对作者发文量趋势进行了分析，接下来对机构发文量趋势进行分析。根据图4 可以看出，清华大学关于碳排放领域的发文量最多，为171篇，紧跟着为天津大学，发文量为167篇，中国人民大学关于碳排放的发文量为163篇，武汉大学、中南财经政法大学、吉林大学、北京大学、西安交通大学关于碳排放的发文量皆在120 篇以上，南京大学发文量也接近120 篇，成为研究碳排放的代表性机构。从研究机构属性来看，高等院校仍然是碳排放研究的中坚力量。说明现阶段关于碳排放的研究，主要是高校在做，但是碳减排与企业和其他科研机构也密切相关。企业和其他科研机构应加强在这方面的研究，共同推进碳达峰和碳中和目标的实现。高校也要注重将碳排放研究的理论与实际相结合，将研究结果与结论落在实处，不能泛泛而谈。

图4 2011-2021年碳排放研究机构发文量趋势

2.4 期刊来源与学科分布

期刊来源分布在某种程度上可以说明国内哪类期刊对我国碳排放更为关注。根据CNKI文献统计分析功能列出2011-2021 年碳排放研究发文量的期刊分布，发现《地理研究》期刊和《数量经济技术经济研究》的发文量最多，占比最大，分别为32篇和11.03%，说明这两个期刊在我国所有期刊中，收录最多关于碳排放主题的文献。《地理研究》是由中国科学院地理科学与资源研究所和中国地理学会两个单位主办，被北京大学《中文核心期刊总览》来源期刊、中文社会科学引文索引（2019-2020）来源期刊等收录，是我国地理学的TOP 期刊，说明关于碳排放的研究主要基于地理学的视角进行研究的。《数量经济技术经济研究》是由中国社会科学院主管和数量经济与技术经济研究所两个单位主办，被美国经济学会EconLit、北京大学《中文核心期刊总览》来源期刊、中文社会科学引文索引（2019-2020）来源期刊等收录，主要从数量经济与技术经济两个学科视角进行理论、方法和经验的创新，说明碳排放研究与数量经济和技术经济紧密相连，也佐证了碳排放主要是应用研究，利用实证分析方法较多。关于碳排放研究占比较多的期刊还有《中国土地科学》《经济研究》《中国工业经济》和《科学学研究》等期刊，因此从期刊类型来看，大部分期刊同地理、经济、科技等有关，说明近年来碳排放的前沿研究，主要集中在这几个领域中（图5）。

图5 2011-2021年碳排放研究文献的期刊来源占比

文献中学科类别可以反映出研究主题主要发生在哪个学科，学科相关文献越多，说明该领域的研究主要发生在该学科。图6 呈现了2011-2021年碳排放研究文献在各学科领域的占比，发现在环境科学与资源利用学科中碳排放文献占比最高，发文量达4 512篇，占比26.82%。宏观经济管理与可持续发展学科是碳排放研究文献的第二分布学科，发文量为2 363 篇，占比14.04%。碳排放相关文献在经济体制改革学科发文量为1 653 篇，占比9.82%。根据碳排放相关文献在学科的分布，可以看出碳排放与环境、资源、宏观经济和可持续发展等学科高度相关，说明研究碳排放的学者基本分布在这几个学科中。

图6 2011-2021年碳排放研究文献的学科分布

3 文献热点和趋势的可视化分析

3.1 关键词共现分析

运行CiteSpace 软件，在节点类型中选择关键词（Keyword），生成碳排放关键词共现网络分析图谱（图7），其中节点数53个，连线数为351条，网络密度值为0.254 7。在关键词共现网络图谱中有两个重要度量，分别为“关键词频次”和“关键词中心度”，关键词以节点来表示，节点的大小代表该关键词的出现频次，节点越大表示该关键词在数据文献出现的次数越多。中心度则反映出该关键词在所有关键词中的地位。同时，可以将关键词的频次、中心度等数值以表格的形式呈现，绘制碳排放高频关键词分布表（表2），从而更准确直观地了解关键词的地位和相互关系。结合表2和图7可以看出，高频关键词反映了2011-2021 年我国碳排放研究的主题和热点，碳排放的研究已经织成相互联系、错综复杂的网络结构。其中关键词“碳排放”“低碳经济”“经济增长”“碳减排”“碳税”“气候变化”“碳交易”等关键词出现频率较高，成为该领域较为显著的标签。

表2 2011-2021年碳排放高频关键词分布

图7 2011-2021年碳排放研究关键词共现网络

关键词共现图谱反映了碳排放的相关文献涉及领域较为广泛，研究较为全面，涉及低碳经济、气候变化、经济增长等方面，包括改善产业结构、促进技术进步、建立碳交易市场、设置碳税等，同时也探讨了能源消费、环境规制和碳排放权如何降低碳排放量，以促进低碳经济增长和提高绿色发展水平等主题。

3.2 关键词聚类分析

根据图8 可以看出，采用CiteSpace 自动生成以下4 个关键词聚类图谱，分别为碳排放、经济增长、碳中和和低碳经济。图谱的Q 为0.243，S 为0.644，一般认为S值在0.5以上，聚类是合理的，因此本文的关键词聚类图谱是合理的。关键词时间分布图可以直观地呈现出研究动态与前沿的演变历程，结合图9可以看出，碳排放重要文献聚类团分别如下：#0 碳排放，从时间轴可以看出该聚类以碳排放为主，包括碳足迹、影响因素、能源消耗、隐含碳等，近年来，关于该聚类的研究主要体现在门槛效应、区域差异、土地利用等；#1 经济增长，从时间轴可以看出该聚类以碳减排为主，包括产业结构、环境规制、绿色发展、碳强度等，近年来，关于该聚类的研究主要体现在技术创新、绿色发展、环境规制等；#2 碳中和，从时间轴可以看出该聚类以经济增长为主，包括碳交易、城镇化、气候变化等，近年来，关于该聚类的研究主要体现在低碳转型、碳达峰、碳中和等；#3低碳经济，从时间轴可以看出该聚类以碳排放为主，包括碳排放权、低碳经济、碳金融、低碳城市、碳税等，近年来，关于该聚类的研究主要体现在双重差分和绿色金融等。

图8 2011-2021年碳排放关键词聚类图谱

图9 2011-2021年碳排放关键词时间分布图

在关键词时间分布图的基础上，关键词时空分布图可以直观体现出关于碳排放研究的时间进展和研究前沿。碳排放研究的时空分布图见图10，可以看出，2011年关于碳排放的研究主要是从碳排放权、低碳经济、意识形态和瓦斯灯等几个方面进行的。2012年的相关副主题比较少，主要集中在碳排放。到2013 年，关于碳排放的研究主题呈现井喷式增长，关键词也较多，主要在碳金融、气候变化、碳交易、低碳发展、节能减排等，2010年国家设立低碳试点城市，第一次将降低碳排放落实在城市层面，为学者们提供了研究样本，因此在2013年出现关于低碳城市的研究主题，朱婧等（2013）［8］认为低碳城市的研究，首先要对低碳城市有一个科学的评价指标体系，认为该评价体系的最终目标是实现经济、社会、环境和人的可持续发展。随着科技发展和经济全球化的推进，2013年与碳排放相关的研究主题出现国际贸易。2014年，与碳排放相关的研究主题较少，分别为碳强度和能源消费等。2015 年，关于碳排放的研究主要是从碳市场、lmdi、城镇化、碳生产率和隐含碳等几个方面进行的，城镇化第一次出现在相关主题中，说明在2015 年学者们已经意识到碳排放与城镇化之间的关系。胡建辉和蒋选（2015）［9］基于城市群视角，研究城镇化对碳排放的影响效应，发现城镇化进程与碳排放量之间存在显著的倒U形特征，并且对我国碳排放量存在显著的促进作用。2016年，关于碳排放的研究主要是从区域差异方面进行的，学者们开始关注碳排放在各个区域中的异质性，提倡因地制宜的政策实施。2017 年，关于碳排放的研究主要是从能源消费、环境规制、绿色发展、能源效率和情景分析等几个方面进行的，说明2017 年学者们已经开始关注能源效率和能源结构等方面对碳排放的影响，以及碳排放对绿色发展的影响。孙叶飞和周敏（2017）［10］采用Tapioc 脱钩指数法与Kaya 恒等式和LMDI 因素分解法相结合的方法测算能源消费碳排放与经济增长的脱钩现象，发现能源强度是GDP与碳排放脱钩的主要因素。2018年，关于碳排放的研究主要是从供应链和技术创新等方面进行的。2019年，关于碳排放的研究主要是从演化博弈、制造业、门槛效应和土地利用等几个方面进行的，随着碳排放的增大和研究样本多样化，学者们开始关注碳排放的门槛效应，研究碳排放在各个门槛之间是否存在一定的异质性。2020年，关于碳排放的研究主要是从双重差分和绿色金融等方面进行的。张华（2020）［11］以我国285 个城市面板数据为研究样本，采用双重差分方法检验低碳城市试点政策能否降低碳排放，研究发现，低碳城市试点主要通过降低电力消费量和提升技术创新水平路径降低碳排放。2021年，关于碳排放的研究主要是从碳中和、碳达峰、减污降碳、低碳转型和生态文明等几个方面进行的。胡鞍钢（2021）［12］认为我国实现碳达峰主要分为四个阶段：第一阶段（2021-2030年）的核心目标为实现碳达峰和高碳经济转为低碳经济；第二阶段（2031-2040年）实现碳排放大幅度下降；第三阶段（2041-2050年）将能源碳排放降至趋于零；第四阶段（2051-2060年）实现碳中和目标。

图10 2011-2021年碳排放关键词时空分布图

4 结论与展望

4.1 结论

本文借助CNKI 文献计量分析功能并结合CiteSpace 软件可视化分析功能，呈现了2011-2021 年我国碳排放领域的研究现状、主题分布、学科分布和研究热点、趋势与研究前沿，得到以下结论：

1）文献年度分布情况较为明显，研究主题以应用型为主

2011-2013年碳排放的文章呈现递增的趋势，2013-2021 年以碳排放为关键词的文章呈现波动下降的趋势，其中2016-2020年以碳排放量为关键词的文章篇数剧烈下降，从847 篇降到453 篇。根据主题发文量来看，150 篇以上的主题分别为碳排放、低碳经济、实证研究、实证分析和碳减排，说明关于碳排放基本上是以实证研究和分析为主，理论研究较少。

2）作者和机构发文量具有明显的差异，期刊来源和学科分布相关性较高

碳排放发文量前10 位作者的总被引次数具有明显的差异，发文量与总被引次数不匹配，即各位学者在该领域的研究有所差异，但研究碳排放的机构基本都在高等院校。从期刊类型来看，大部分期刊同地理、经济、科技等有关，说明近年来碳排放的前沿研究主要集中在这几个领域。从学科分布来看，可以看出碳排放与环境、资源、宏观经济和可持续发展等学科高度相关，说明研究碳排放的学者基本分布在这几个学科。因此，无论是期刊来源还是学科分布，碳排放研究主要与经济、地理环境有关。

3）碳排放研究热点多样化，研究前沿动态主要回应政策号召

在碳排放研究关键词中，“碳排放”“低碳经济”“经济增长”“碳减排”“碳税”“气候变化”“碳交易”等关键词出现频率较高，成为该领域较为显著的标签和研究热点。碳排放研究前沿关键词的演变过程，前期主要基于宏观层面，后期向微观层面发展，2020 年提出“双碳”目标后，2021 年研究最多的便是碳中和、碳达峰、减污降碳、低碳转型和生态文明。

4.2 展望

通过对碳排放研究的回顾与梳理，探析碳排放研究时空分布与研究热点趋势，发现截止到目前，关于碳排放研究可谓是硕果累累，研究深度和广度不断拓展，从宏观到微观，从笼统到精细，提出了很多真知灼见，但也存在许多不足和有待突破创新之处，因此后续研究重点从以下两个方面发力：

1）构建协同研究网络

碳排放领域的研究者众多，但是现有研究者的发文量与总被引次数不匹配，研究者所在机构发文量与较多发文量的机构不相同，不利于研究深入推进和做到精而专，且研究机构都在高等院校，企业和应用型科研机构不多，很难将碳排放研究从理论落到实处。因此，应构建理论研究机构、政府和企业等主体参与碳排放研究学术网络，推动学者之间的学习交流、增进研究机构协作，从而加深碳排放研究，提高研究层次和水平。

2）研究内容应深入拓展

现阶段研究前沿和热点主要集中在碳达峰和碳中和，对我国实现“双碳”目标停留在理论层面，学者们观点大同小异。从最初的低碳经济到今天的碳中和，碳排放研究到底何去何从？能源消费是碳排放的主要因素，那么加强微观的研究，提高煤炭燃烧率，脱煤脱碳的化工技术如何走向世界前沿？资源型地区如何摆脱对煤炭的依赖？社会是大网络系统，如何在该网络中能够实现经济增长、经济高质量发展和实现碳中和等目标协同发展？目前还没有对此有更好的回答，对上述问题的思考不仅可以深化对碳排放的基础性认知，也能够为碳排放的可持续发展带来新的见解，最终服务于我国绿色发展、经济高质量发展和实现“双碳”目标的战略大局。