基于Citespace 森林病蟲害防治研究的可視化分析

羅時芬，張喬艷，胡振華，譚瑋頤，冉潔，吳曼莎

(貴州省國有扎佐林場，貴州 貴陽 550299)

森林病蟲害防治一直是林業領域的重點工作，是提升和保證森林質量的重要抓手。為有效防治森林病蟲害，必須堅持預防為主、防治結合的原則[1]。我國氣候環境多樣，四季明顯，使得森林病蟲害防治具有復雜性、艱巨性和長期性[2]。提高森林病蟲害防治效率，確保生態系統平衡，不僅關系到我國林木資源的質量和經濟效率，更關系到我國森林生態安全。必須采取科學合理的方式進行森林病蟲害的防治[3]。在不同的研究尺度和研究視角上，森林病蟲害研究領域已被廣泛重視，形成了較多的理論成果。吳賢洛[4]研究表明，通過營造林措施改善林區通風條件可有效抑制病蟲害的發生，潘潔[5]等研究表明，應用GIS軟件，是森林病蟲害監測的有效手段，基于森林病蟲害發生后獲取圖斑顏色的變化，對森林病蟲害進行監測。這些文獻從不同角度綜述了森林病蟲害的防治方法、檢測手段和防治措施。但在以下兩方面還有待進一步加深：(1)方法對策與經驗總結較多，缺乏科學有效的數據支撐。(2)森林病蟲害集中在防治措施、方法、發生原因、檢測等某一方面進行分析，缺乏對森林病蟲害研究的總體把握。鑒于此，了解我國森林病蟲害研究現狀、趨勢、熱點問題等，可以豐富該領域的研究，提高研究水平，對我國森林病害研究的整體把握，為森林病蟲害的有效防治提供理論基礎。本文以公開發表的文獻為研究對象，從多角度、多維度繪制網絡圖譜，能直觀分析研究領域的熱點、前沿科學問題、文獻數量、機構、機構間的合作等，有助于從整體上把握研究領域的整體走向，為下一步的研究指明方向[6]。本文基于中國知網(CNKI)，采用可視化分析軟件citespace對2010—2020年我國森林病蟲害研究相關文獻進行分析，以期對森林病蟲害的研究提供一定的指導。

1 材料及方法

1.1 數據獲取與處理

2021年8月11日，基于CNKI高級檢索，以“森林”和“病蟲害”為關鍵詞，時間節點為2010年1月1日至2020年12月31日全庫檢索，共檢索到1301條。剔除會議、報紙、撤稿、無作者等文獻，得到有效文獻1176條。在此基礎上，采用citespace軟件自帶的inport/export對數據進行標準化處理，選擇CNKI，采用format conversion對數據進行轉換。

1.2 分析方法

采用美國Drexel大學陳超美教授基于Java語言開發的一款信息可視化工具軟件CiteSpace5.6R2，對森林病蟲害研究領域2010—2020年的前沿熱點和發展趨勢進行可視化分析，并將結果以知識圖譜的方式呈現，直觀展示近10年來我國森林病蟲害領域的研究現狀及發展趨勢。通過軟件分析繪制該學科在此時期的發展趨勢與動向，梳理其演進脈絡、前沿熱點以及發展趨勢等[7-10]。運行 Citespace 軟件并選擇作者(Author)為網絡節點，對研究數據采用最小生成樹法進行修剪，時間片段為1年，得到作者合作知識圖譜。圖中節點的大小表示作者發文數量的多少，節點的冷暖顏色變化表示作者發文年代的時間更替，節點與節點之間的連線代表了作者間發文的合作情況和合作關系的強弱[11]。運行 Citespace 并選擇機構( Institution)為網絡節點，時間年限為2010—2020，時間切片為1年并選擇最小二生成樹修剪，得到研究機構的網絡合作圖譜。詞頻分析法是文獻計量方法中的一種，通過統計研究領域文獻中關鍵詞出現的次數來確定該領域研究的熱點和發展趨勢[12]。選擇關鍵詞(Keywords)為網絡節點，時間年限設置為2010—2020，時間切片為1年，對其進行最小二乘法修剪，進行關鍵詞聚類分析。通過關鍵詞聚類時區視圖展示森林保護研究的發展歷程[17]。關鍵詞是反映研究論文的高度濃縮詞匯，關鍵詞共現是指研究論文中所描述的關鍵信息共同出現的現象[11]，分析關鍵詞共現特征，有助于進一步解剖研究領域的研究趨勢和熱點。

2 結果與分析

2.1 發文量統計

圖1結果表明，近10年來，森林病蟲害研究關注度較高，年均發文量大于100篇。2010年至2020年，總體上研究論文穩步增加，原因在于2007年，國務院發布了《國務院辦公廳關于印發國家綜合減災“十一五”規劃的通知》，明確要求將做好農林病蟲害防治工作作為減災的組成部分。2015年，上述文件廢止，研究論文增速放緩(圖1)。由此說明，發文數量與國家政策宏觀調控關系密切。從刊發期刊的類型來看，在有效檢測的1107篇期刊文獻中，核心期刊文獻僅有53篇，EI 2篇，占總發文數的4.97%，比例偏低，論文質量有待進一步提高。

圖1 近10年來我國森林病蟲害研究發文數量變化

2.2 作者分析

從發文數量上看，張曉麗、潘潔、廖振峰、張衡、張田、裴小節等研究成果豐碩。由節點之間的連線上看，該網格的鏈接密度僅為0.0243，連接度較差，表明作者之間合作較差。

作者出現頻次統計表明，廖振峰、張曉麗、張田、潘潔等是森林病蟲害研究領域主要作者，這些作者研究領域主要包括GIS檢測[12-13]、高分譜檢測運用[14]、遙感模型運用檢測[15-16]等。研究主要集中在運用遙感技術手段檢測森林病蟲害，以期對森林病蟲害的檢測更加高效與及時。2008年國務院發布《國務院辦公廳關于印發國家綜合減災“十一五”規劃的通知》，加強自然災害監測預警預報能力建設是其任務之一。表明發文量、研究熱點和方向受國家宏觀政策調控的影響。

2.3 研究機構分析

從研究機構分析看出，森林病蟲害的研究機構，多為林場和林業科學研究院、森林病蟲害防治檢疫站、北京林業大學、中國林業科學研究院、林業局等。從研究機構合作關系上看，各單位間幾乎不存在合作關系。從連接密度上看，連接度僅為0.0008，連接性差且存在地域性。表明關于森林病蟲害的研究沒有形成協同研究創新平臺，研究成果共享性差，幾乎不存在交流探討(圖2)。

圖2 森林病蟲害研究研究機構合作知識圖譜

表1 森林病蟲害研究主要作者出現頻次

2.4 關鍵詞和中心度分析

通過詞頻分析法可以看出，近10年來，森林病蟲害集中在森林病蟲害防治評價、森林病蟲害防治對策、生物防治平衡點，以及松材線蟲的防治等方面的課題(圖3)。

通過關鍵詞聚類時區視圖，結合圖1和圖3可以看出，近10年來，森林病蟲害研究文獻量較大，但差異性不大，其中，前5年熱點集中在存在問題、研究對策、防治措施與方法的研究，后5年則傾向于生物防治、無人機、GIS在病蟲害防治的應用研究。這表明，隨著科學技術的發展，森林病蟲害防治檢測手段逐步探索升級，這也是未來的研究熱點和方向(圖4)。

圖3 森林病蟲害研究關鍵詞聚類圖譜

圖4 關鍵詞聚類時區視圖

通過關鍵詞特征分析表明，屬于高頻關鍵詞(大于100的)有4個，分別是“森林病蟲害”“防治”“病蟲害”“森林”。其中，“森林病蟲害”中心性最高，在本文研究時間段內出現也最早，表明“森林病蟲害”領域的研究一直是研究熱點和核心內容。值得注意的是，“防治技術”“發生原因”在2012年首次出現，表明這一時期，森林病蟲害防治開始進行溯源探索，以期達到源頭防控目的(表2)。

表2 重要關鍵詞

續表2 重要關鍵詞

3 結論及討論

3.1 結論

近10年來，我國森林病蟲害研究發文數總量較高，一直是學者們關注的熱點。

從作者發文數看，張曉麗、潘潔、廖振峰、張衡、張田、裴小節等是森林病蟲害領域的作者構建者和傳遞者。

國有林場、林業局、林業重點實驗室等是森林病蟲害研究的主要機構，但機構間合作交流極差，幾乎零交流。

關鍵詞詞頻和中心度的分析表明，“病蟲害防治”“病蟲害”“森林”“對策”“防治措施”等既是高頻關鍵詞也具有較高的中心度，是森林病蟲害研究領域的熱點。

在以后的研究中，應在以下幾個方面進一步展開：(1)森林病蟲害受氣候影響較大，且現有的監測手段落后，后期應加強新方法的應用、應用大數據和遙感技術綜合監測、實現防早防小等方面的研究。(2)森林病蟲害受外來物種入侵的影響較大，應加強市場、交通等檢疫防控等方面的研究。(3)森林病蟲害的研究機構間應建立線上線下交流合作平臺，結合實際與宏觀政策進行深入研究，進一步提升論文水平，為合理科學防治森林病蟲害提供指導。

3.2 討論

Citespace分析結果反映的是文獻檢索的結果，本文以CNKI，以關鍵詞“森林”和“病蟲害”進行高級檢索，得到有效文獻1176篇，而以“林業有害生物”和“防控”作為關鍵詞進行檢索，得到有效文獻732篇，且Citespace可視化分析結果也存在較大差異，表明檢索詞的選擇是影響研究領域可視化結果的主要因素之一。此外，對于檢索詞的選擇，余海釗[17]采用關鍵詞，林碧蝦等[18]等選擇主題詞。為進一步驗證這兩種檢索方法的區別，本文以“森林”和“病蟲害”為主題詞進一步檢索得到有效文獻5663篇。表明主題詞檢索涵蓋的信息較大，而以關鍵詞進行檢索，更具有針對性。但至今仍沒有統一的標準規定檢索方式，后續在使用citespace時應根據需求、合理選擇檢索類型和詞組，以期更為真實有效地反映研究領域的現狀和發展趨勢。