基于文献计量学分析水文地球化学研究进展及趋势

水文地球化学研究在可持续发展中起到重要作用,然而目前对该领域的阶段性总结分析研究还较少。本文使用文献计量学可视化分析方法,以1982年1月1日到2021年11月17日被Web of Science收录的有关水文地球化学的检索信息为基础,使用CiteSpace和 VOSviewer等软件对水文地球化学研究现状和趋势进行分析。结果表明,水文地球化学论文发文量与被引量整体呈现上升趋势,2010年以后发文数量是2010年以前发文数量的两倍,水文地球化学研究仍然具有较大的发展空间。其中,中国积极参与水文地球化学领域的研究,近几年的发文量增长幅度高于美国、德国、加拿大等发达国家,这与中国国家自然科学基金会的资助以及各个科研机构的研究分不开。通过关键词分析,1982年至2021年水文地球化学研究的主题为:地下水质量与人体健康、同位素的研究与应用、元素的迁移转化和微生物作用以及地下水-地表水水文地球化学过程。文献计量工具方法与“水岩相互作用国际学术会议”统计共同表明:不同空间尺度和环境下的水岩相互作用、同位素技术的开发与应用、生物地球化学以及地下水质量是未来水文地球化学领域的主要研究趋势。     

多年冻土地下水及其变化研究进展

冻土的低渗透性改变了地表水下渗,导致寒区流域产汇流过程发生改变;其季节冻融及引起的活动层深度变化,改变了土壤含水量从而调蓄流域储水量。过去数十年,气候变暖引起冻土退化重塑了寒区水文地质环境、改变了地下水热状况;而多年冻土退化的后果是其所含有的固态冰向液态地下水转化,进而改变多年冻土地下水的时空模态、生态环境和工程设施基础,影响多年冻土的碳汇功能,以及释放封存于其内的温室气体并进一步加速气候变化。尽管水化学和数值模拟技术的发展提升了人们对于冻土地下水补径排和循环机理的理解,但冻土区恶劣的环境和直接监测地下水的困难,仍然使冻土地下水研究存在巨大挑战。本文通过梳理多年冻土地下水相关文献,刻画了多年冻土地下水的时空模态,探讨了冻土与地下水的相互作用,认为在未来的研究中,水化学方法应更加侧重于冻土地下水动态,数值模拟应更加侧重于地下水热过程。另外,还整合了气候变化背景下多年冻土地下水变化的相关研究成果,描述了从补给区-排泄区、冻土融化起始-长期退化至消失过程中地下水的赋存、补径排变化以及这些变化所带来的影响。最后,尝试性探讨了冻土地下水研究未来可能的发展,以期为多年冻土地下水水文、水资源和生态环...     

基于文献统计的黑河流域研究重点和热点学科演变分析

黑河流域是我国西北地区第二大内陆河流域, 近60 a来国内外对其研究的力度和深度不断增强.从文献计量分析的角度, 透视黑河流域近几十年来的研究成果, 量化分析了论文数量、 核心研究机构、 核心作者群、 研究热点和重点、 主要发文期刊和资助项目来源, 以期为黑河流域后续研究提供参考.计量分析结果表明: 中英文发文量总体呈现增长趋势; 关注黑河流域研究的机构基本上为国内机构, 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所在黑河研究领域处在遥遥领先的地位, 发文量占总量的1/3以上; 水资源、 遥感、 干旱区、 地下水、 气候变化、 土地利用、 生态环境等高频词反映出黑河流域研究中的热点和重点, 建立流域集成模型是近期研究的方向; 基金资助来源类型多样, 但最主要的渠道是国家自然科学基金.     

中国冻土地下水研究现状与进展综述

冻土地下水系统不仅在寒区水文循环中扮演着重要的角色,同时也在寒区水文过程和地表过程及其科学研究中起到了集蓄、融冻和泄流等至关重要的作用。近几十年随着全球气候变暖及人类活动（寒区工程量）的增加,冻土退化趋势显著,这一过程改变了寒区的水文地质条件,导致地下水动态特征发生显著变化,从而引起一系列的生态环境变化。近些年,诸多学者通过构建水热耦合模型来研究冻土地下水的运动机理、分布状况和季节动态,促进了寒区地下水理论知识的发展,推动了寒区水文地质知识体系的进步。本文主要针对目前我国多年冻土区地下水的研究现状进行了分析、整理、归纳,为进一步研究气候变化下地下水系统的发展与演变,以及对生态环境的影响提供参考依据。     

东北多年冻土退化及环境效应研究现状与展望

东北多年冻土属中高纬度多年冻土,对气候变化非常敏感。数据模型模拟表明,21世纪东北多年冻土区气温会持续上升,显著的变暖将导致多年冻土退化。东北多年冻土呈现自南向北的区域性退化趋势,多年冻土区南部表现为南界的北移、融区的扩大和多年冻土的消失,而北部表现为多年冻土下限的上移、活动层厚度增大及地温升高等。多年冻土的退化会导致寒区生态环境的恶化,如兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,林带北移,沼泽湿地萎缩等。随着多年冻土的迅速退缩和变薄,原多年冻土中蕴藏的碳将释放出来,对气候变化产生积极的正反馈,加速变暖,并影响全球碳循环。多年冻土退化导致其热状态失稳而造成寒区基础设施损坏,并且影响冻土微生物、碳循环、寒区生态和水文等,而它们是区域气候变化的重要因子,也将成为未来多年冻土研究的重点。而这些研究都需要长期的基础数据作支撑,因此需要进一步完善冻土参数监测网络,用模型厘清气候变化与多年冻土退化及其环境效应之间的关系。     

基于文献计量分析的岩溶区植被恢复研究现状与热点

文章检索1985-2021年间Web of Science核心合集数据库(简称WoS)和CNKI中国期刊全文数据库中有关岩溶区植被恢复的相关文献信息,通过国内外发文趋势、高频关键词分析、关键词共现和聚类分析及主题时间演变分析等,探讨有关岩溶植被恢复研究的热点与趋势。结果表明：在1985-2021年间WoS和CNKI数据库分别收录相关文献319和351篇,37年间的发文量呈现波动性上升的趋势,整体分为三个阶段：第一阶段（2005年以前）,该阶段为研究的启蒙阶段,发文量较少;第二阶段（2005-2015年）,随着国内外学者对岩溶地区生态重建研究的重视,该阶段文献数量有显著增加;第三阶段（2015-2021年）,为快速发展阶段,国际上发文量呈现直线性上升,国内发文量呈现波动式上升,而国内研究增长速率明显高于国际研究。石漠化、植被演替、土壤养分、物种多样性等为文献的高频关键词,是国内外研究的共同关注点,其中,植被演替规律、土壤中养分及物种多样性是岩溶石漠化地区的核心问题。国际上对岩溶植被恢复研究更加关注生态系统服务功能、气候变化等,而国内前期主要倾向于岩溶石漠化地区植被恢复研究,后期主要是关注...     

基于Web of Science数据库的钻井液文献计量分析

本文基于Web of Science数据库,针对2000-2019年钻井液领域文献进行对比和可视化分析,梳理了钻井液年发文量、发文国家、研究热点和研究机构等信息。结果表明：从年发文量来看,2012年之前全球钻井液发文量增长较慢,而2012年之后钻井液发文量出现猛增。美国发文数量最多,达到1803篇,篇均被引频次达到22.06次。中国发文量为1586篇,但是篇均被引频次只有8.55,论文质量与美国差距巨大。从研究方向来看,能源燃料是钻井液领域的重点研究方向。从关键词共现来看,流变性能、纳米材料、天然气水合物等是钻井液研究的相关热点。期刊《Journal of Petroleum Science and Engineering》在钻井液领域的刊文量最大,达到426篇,是钻井液领域最具影响力的期刊。     

滨海地区地表水—地下水相互作用研究进展的文献计量分析

滨海地区水文条件复杂,地表水—地下水—海水三者间相互影响关联紧密,人类活动和气候变化导致的一系列影响在这一地区也更加显著。了解滨海地区地表水—地下水方向的重点知识及研究现状,是后续研究的重要前提。基于CiteSpace软件对Web of Science核心数据库中该领域相关文献进行分析,有利于系统梳理该领域内的研究成果,挖掘潜在研究热点。分析结果显示:①该研究领域内的高被引文章及高突发性文章自2010年后显著增多,目前该领域仍处于发展阶段,具有广阔的研究前景。②美国、澳大利亚、中国、德国等国针对该问题进行的研究较多。中国国家自然科学基金委员会支持的该领域研究成果数量处于世界领先地位。③海水入侵、海底地下水排泄(SGD)、潮汐及含水层中水动力条件间关系是该领域的主要研究方向。水化学及同位素分析、数值模拟是该领域的重要研究方法。④海底地下水排泄、滨海红树林湿地的演化、营养盐的迁移转化、滨海地区复杂的水动力条件变化及诱因、气候变化对滨海地区的影响以及新的同位素示踪技术的发展是该领域内潜在的研究方向和突破点。综合来看,未来滨海地区地表水—地下水相关研究的发展离不开各学科间的交叉融合、多方法的相互印证和新技术手段的引入。     

气候变化经济影响研究热点的足迹可视化:整合被引文献和突现词

气候变化经济影响的研究受到各国政府与学者的广泛关注,是国内外的研究热点。以Web of Science核心数据库中检索的14 796篇与气候变化经济影响相关的文献为基础,整合文献共被引网络和突现词共现网络,对气候变化经济影响研究热点的足迹进行可视化分析。研究结果显示,文献数量整体上呈现指数上升趋势。时间上,研究热点在2007年以前,主要集中在气候变化的归因分析(化石燃料、土地利用变化等造成的CO_2排放增多),对自然生态系统(农业产量、粮食安全、北极冰盖、海岸带等)和社会经济系统(人类健康、能源、工业等)的影响及经济影响评估,演变到对未来气候变化情景、CO_2的减排及应对和减缓气候变化等的关注。2007年以后随着IPCC第四次评估报告及斯特恩报告的发布,进一步加强了气候变化影响的成本效益评估、脆弱性及生物能源等方面的研究,热点聚焦气候变化经济学及经济贸易。空间上,研究热点的发文主要来自于美国、加拿大、西欧(英国、法国、德国、意大利、荷兰等)、澳大利亚和中国等国家。     

卫星重力与地球重力场的文献计量分析

卫星重力与地球重力场研究是国际大地测量学的重要研究领域,不仅带动了大地测量学本身的发展,也在其他相关研究领域取得了重要的科学应用.以2000年1月至2020年9月的20年Web of Science核心合集数据库中关于该领域的科学论文为研究对象,使用文献计量的方法,应用CiteSpace软件对当前研究现状、近年来发展脉络以及研究热点进行分析.结果 表明,关于卫星重力和地球重力场的文献数量总体上逐年上升,2016年以来维持较高的水平,其中美国、德国以及中国的发文量位居前三位;发文量排名前三的研究机构分别为中国科学院、加州理工学院和美国国家航空航天局;我国在卫星重力及地球重力场领域的研究力量相对集中,中国科学院、武汉大学以及中国科学院大学发文数占中国总数的75.36％;利用GRACE数据和球谐函数构建高精度地球重力场模型,反演局部质量变化是当前国际研究热点.得益于卫星重力观测数据,全球重力场模型得到了实质性改进.     

基于文献计量的生态化学计量学文献分析

生态化学计量学已经成为国内外生态学研究的热点问题。作为一门新兴学科,科技文献能够反映科学研究的发展动态和热点变化。以Web of Science 数据库为数据源,利用专业数据分析工具TDA（Thomson Data Analyzer）和Ucinet0工具,对所有年份生态化学计量学研究相关的论文进行计量挖掘分析。结果表明：2000年以来发文量呈现直线上升趋势,且发文量较多的期刊多集中在一区、二区期刊;研究涉及多个学科领域,主要集中在环境科学与生态学、海洋与淡水生物两个学科方向。美国、德国、中国、加拿大等国家在生态化学计量学开展的研究最多,美国的亚利桑那州立大学、中国的中科院是开展研究最多的机构。国际该领域的研究热点集中在不同营养级、植物不同部位（如叶片）之间的碳、氮、磷的计量关系以及植物个体生长发育、种群增长、群落生态和生态过程的联系,尤其是对森林、草地和湿地生态系统的植物、土壤的元素计量特征。     

近5年中国地球科学领域发展态势文献计量分析

本文采用文献计量学方法,以CSCD数据库收录的2013~2017年地球科学领域文献为数据源,从发文量趋势、学科分布、期刊分布、核心机构及作者、研究热点、基金支持情况几个方面统计分析了近5年来国内地球科学领域的发展态势,为今后进一步把握地球科学领域发展趋势提供参考。     

青藏公路沿线多年冻土区的构造融区水资源及其供水意义

系统总结了青藏公路沿线多年冻土区重点城镇的供水现状,分析了构造融区水的供水水文地质条件,指出多年冻土区的构造融区水这一高原寒区特有的地下水类型对于沿线城镇的发展有着重要的战略意义,构造融区水将成为沿线地下水开发利用的主要方向。     

青藏高原多年冻土活动层厚度对气候变化的响应

活动层厚度变化将会对多年冻土区生态系统、地气间能水平衡和碳循环等产生重要影响。利用Stefan公式模拟了1981-2010年青藏高原多年冻土区活动层厚度的分布和空间变化特征。结果表明：多年冻土区活动层厚度平均为2.39 m,活动层厚度在羌塘盆地最小,在多年冻土区边缘、祁连山、西昆仑山、念青唐古拉山活动层厚度较大。在气候变化条件下,青藏高原多年冻土区活动层厚度呈整体增大趋势,在1981-2010年,活动层厚度的变化量为-1.54~2.24 m,变化率为-5.90~10.13 cm·a^-1,平均每年变化1.29 cm。活动层增厚趋势与年平均气温增大的趋势基本一致,这说明气候变化对活动层厚度变化有很大的影响。     

基于可视化文献计量分析的道路除冰雪技术研究进展北大核心CSCD

国土面积2/3为寒区的中国拥有广泛的路网、机场和城镇等人工地面系统,除冰雪技术研究与发展对道路安全与保障起到重要作用。为全面了解国内道路除冰雪领域研究现状和趋势,通过中外常用数据库核心集获取2010年以来我国学者在道路除冰雪领域的研究文献,借助CiteSpace软件对获取的文献信息中的发文量、文献来源和关键词进行分析。结果显示,我国道路工程领域对除冰雪技术愈发重视,自2010年以来我国在该领域的发文量逐年增加。同时发现,我国道路除冰雪领域学者在中文期刊的发文量占比在近年来则有所降低,更倾向于将研究成果发表于英文期刊。结果表明,长安大学、哈尔滨工业大学等高校是该领域主要的研究机构,且国内科研院所在国际合作方面还有待提升。在研究内容方面,我国道路工程学者对融雪剂的研究在减少,更加关注流体加热路面、电热路面等新型除冰雪技术。通过对2010年以来的高共被引文献分析,电热除冰雪技术、微波加热除冰雪技术、融雪抑冰路面等技术优势突出,更易引起学者关注,但在工程应用方面存在不足。通过文献综述发现,我国道路工程除冰雪领域急需解决上述新型除冰雪技术的能耗、工艺、成本、融雪效果及路用性能平衡等几个关键方面的问题。     

基于Web of Science数据库的地质工程研究文献计量分析

近年来全球地质工程学科的发展取得了一系列的进步,文献计量分析可以定量化地分析地质工程领域的科研产出和发展趋势,为中国未来地质工程的研究提供参考。本文利用Web of Science（WoS）数据库中的核心合集,在2018年5月7日检索近10 a来（2008~2017）有关地质工程的期刊研究论文,并采用VOSviewer软件对获取的27 025篇文献信息进行分析。结果表明:（1）过去10 a间期刊论文数量迅速增长,中国是地质工程研究最活跃的国家,且与其他国家的合作相对更多。（2）标题和摘要中的高频术语显示近10 a来地质工程总体的研究范围保持不变,且在逐步拓宽研究领域。（3）地质工程研究发文量前10的机构中,来自中国的研究机构有5个,且与全球其他机构合作最多。在13位高发文作者中,一共有7位研究者来自中国。中国的Ng C W W和加拿大的Rowe R K发文量位居第一,但是中国科研机构和中国研究者的h-index相对较低。（4）期刊Engineering Geology的总发文量最多,为1860篇;截止统计日期,影响因子最高的期刊为Rock Mechanics and Rock Engineering,影响因子为2.905。本文首次采用文献计量手段分析地质工程的研究进展以及科学交流情况,以期为中国未来地质工程学科的发展提供参考。     

下边界条件对多年冻土温度场变化数值模拟的影响

在气候变暖背景下,北半球多年冻土呈现不同程度的退化趋势,冻土升温、活动层增厚、地下冰消融改变了区域工程地质条件、地形地貌,不仅对寒区环境和工程稳定性造成潜在的威胁,还影响着这些地区的气候、水文和生态过程。因此,准确评估和预估多年冻土热状况的变化具有重要科学和实践意义。现有用于模拟多年冻土热状况的各类模式重点考虑了近地表温度场变化对多年冻土的影响,主要集中于对气温和浅表层物理过程和参数化方案等改进和优化,而对于下边界条件设置对多年冻土热状况模拟的影响少有讨论。基于一维热传导冻土模型,以五道梁地区的多年冻土为研究对象,通过设置不同的下边界方案进行模拟实验,定量评估百年尺度气候变化下不同下边界条件对多年冻土温度场变化数值模拟的影响。结果表明：近地表层（<3 m）的温度场完全由年际气候变化决定,浅层（3~15 m）及中层（15~30 m）的多年冻土温度场受下边界条件的影响逐渐显著,深层（>30 m）的地温对百年尺度气候变化的响应不仅与气候变化的幅度有关,还与多年冻土相变热的多少有直接的关系。下边界条件不恰当的设置方式会对大尺度的气候变化下多年冻土消融程度的计算造成较大的影响,进而可能对深层地温乃至多年冻土区面积变化造成严重的误判。因此,开展百年尺度多年冻土温度场变化模拟时,应采用深层或多年冻土底板以下融土层的稳定地热流作为下边界条件。     

基于MODIS EVI的大兴安岭多年冻土区植被物候研究北大核心CSCD

植被物候是指示植被对自然环境变化响应的重要指标。大兴安岭多年冻土区是我国唯一的高纬度多年冻土区,该区植被物候的研究有助于认识寒区生态系统对全球气候变化的响应。本文首先比较了归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)和日光诱导叶绿素荧光(SIF)在多年冻土区物候研究中的差异和适应性,结果表明EVI的应用效果最佳。其次,结合2000—2019年MODIS EVI时间序列数据和气象数据,采用Savitzky-Golay(S-G)滤波和动态阈值等方法提取植被生长季开始(SOS)、结束(EOS)和长度(LOS)等关键物候参数,分析大兴安岭多年冻土区植被物候的时空变化及其对气候变化的响应。结果表明:(1)NDVI、EVI和SIF的时间序列均能反映研究区植被生长的季节变化,与NDVI相比,EVI与SIF的变化曲线更加一致。(2)研究区2000—2019年SOS变化范围为年序日96~144 d,平均值为129.46 d。EOS变化范围为272~320 d,平均值为295 d。LOS集中分布在128~224 d,平均值为165.65 d。由于植被类型差异和逆温现象的存在,大片连续多年冻土区的LOS大于岛状融区多年冻土区。(3)研究区SOS和EOS变化趋势的平均值分别为-1.23 d·(20a)^(-1)和-0.46 d·(20a)^(-1),均呈提前趋势。LOS变化趋势的平均值为2.39 d·(20a)^(-1),呈延长趋势。研究区植被SOS与3—5月平均气温呈显著负相关,EOS与8—10月平均气温和降水呈显著正相关。     

基于CiteSpace的中国地质遗迹和地质公园研究综合分析

为了解我国地质遗迹和地质公园研究进展与趋势,运用CiteSpace文献计量方法,以CNKI中2000—2018年952篇有关地质遗迹和地质公园研究的学术期刊文献为对象,对近20年来发文数量、载文期刊、发文作者、机构和关键词进行综合分析。研究认为,我国地质遗迹和地质公园研究领域发文数量总体呈上升趋势,但发表在高影响因子期刊的论文比例较小;核心作者和核心机构多集中在高等院校和各省直属机构;2002年以前仍处于起步阶段,从2003年开始进入快速发展阶段,2012年以来进入多主题共同发展阶段。目前呈现两个发展方向,即国家地质公园体系和地质遗迹资源调查研究,以及代表性地质遗迹研究。研究成果有助于对我国地质遗迹和地质公园研究热点和前沿提供分析和追踪。     

基于CiteSpace的中国地质遗迹和地质公园研究综合分析

为了解我国地质遗迹和地质公园研究进展与趋势,运用CiteSpace文献计量方法,以CNKI中2000—2018年952篇有关地质遗迹和地质公园研究的学术期刊文献为对象,对近20年来发文数量、载文期刊、发文作者、机构和关键词进行综合分析。研究认为,我国地质遗迹和地质公园研究领域发文数量总体呈上升趋势,但发表在高影响因子期刊的论文比例较小;核心作者和核心机构多集中在高等院校和各省直属机构;2002年以前仍处于起步阶段,从2003年开始进入快速发展阶段,2012年以来进入多主题共同发展阶段。目前呈现两个发展方向,即国家地质公园体系和地质遗迹资源调查研究,以及代表性地质遗迹研究。研究成果有助于对我国地质遗迹和地质公园研究热点和前沿提供分析和追踪。