基于CiteSpace的低碳城市研究文獻計量分析

李慧敏 張鈺 李鋒 曹永超

摘要：低碳城市被認為是當前城市發展的必然選擇，為了系統性分析低碳城市的相關研究現狀，對未來低碳研究指出方向，通過篩選中國知網與Web of Science數據庫中的相關文獻，運用文獻計量分析，結合知識圖譜、文獻網絡關系分析等從整體上把握低碳城市的研究現狀及發展趨勢。研究指出：①國內低碳城市研究從2008年逐漸開展，預計隨著中國“雙碳”戰略目標的提出，未來碳達峰、生態城市等可能成為中英文低碳城市的研究熱點；②國內外作者、機構合作關系有待加強，交叉學科可能會隨著低碳城市研究發展逐漸加強；③重點關鍵行業的碳達峰時間路徑、跨區域碳交易管理機制、碳排放權配額、消除政策影響、碳交易政策績效評估以及CCUS技術等是低碳城市研究亟需解決的問題。為低碳城市高質量發展的理論研究與設計實踐提供依據。

關鍵詞：低碳城市；CiteSpace；可視化；文獻計量

中圖分類號：TU984.2? 文獻標識碼：A? 文章編號：1001.9235（2024）01.0085.10

Bibliometric Analysis of Low.carbon City Research Based on CiteSpace

LI Huimin1， ZHANG Yu1，LI Feng1*，CAO Yongchao2

（1.School of Water Conservancy，North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou 450046，China; 2. School of Management and Economics，North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou 450046，China）

Abstract： Low.carbon cities are considered to be the inevitable trend for current urban development.In order to systematically analyze the research status of low.carbon cities and point out the direction for future low.carbon research，this paper selects the relevant literature in the database of China National Knowledge Network and Web of Science and makes bibliometric analysis.The research status and development trend of low.carbon cities are grasped by analyzing the knowledge map and literature network relationship.The research points out that： ① Chinese research on low.carbon cities has been gradually carried out since 2008.It is expected that with the proposal of Chinas strategic goal of carbon peak and carbon neutrality，the carbon peak and ecological city may become the hotspot of global research on low.carbon cities in the future; ② the cooperation between Chinese and overseas authors and institutions needs to be strengthened，and cross.disciplinary research may gradually strengthen with the development of low.carbon city research; ③ the carbon peak time path of key industries，cross.regional carbon trading management mechanism，carbon emission quota，elimination of policy impact，carbon trading policy performance evaluation， and CCUS technology are urgent issues to be solved in low.carbon city research.This study provides a basis for the theoretical research and design practice of high.quality development of low.carbon cities.

Keywords：low.carbon city; CiteSpace; visualization; bibliometric

氣候變化導致全球變暖、冰川融化、海平面上升以及干旱、洪水頻發等嚴重自然災害，已經成為世界性問題，對人類的生存發展構成重大威脅［1-2］。二氧化碳作為溫室氣體的主要成分，是全球變暖的主要因素，且已經成為政府和相關機構的主要關注點［3-4］。低碳發展是各國解決環境問題的必然選擇，低碳城市也被認為是當前城市發展的必然選擇，有關于低碳城市的相關研究也日益增多。Hunter等［5］對低碳城市發展建立綜合分析框架并確定了低碳城市試點的幾個關鍵的可持續發展問題。Shahani等［6］等對相關學術文獻進行了系統性的審查，確定以人與自然為本的低碳轉型特征，提出操作性更強的轉型框架，以推動城市規劃方面的相關方案和政策制定。低碳城市的相關研究對城市的發展具有重要意義，但需要進一步對相關研究進行系統的分析，本文運用文獻計量分析，結合知識圖譜、文獻網絡關系分析等，利用可視化分析軟件，從整體上把握低碳城市的研究現狀及發展趨勢，為低碳城市的高質量發展及加快實現國家“雙碳目標”戰略的理論研究與實踐設計提供依據，為該領域未來的研究指出方向。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文選擇Web of Science的核心數據庫作為本文外文低碳城市研究的數據庫來源，將主題詞限定為“Low carbon cit”or “Low carbon urban”，檢索時間為2010年1月1日至2022年12月31日，經過初步篩選，共得到426篇文獻，用于本文外文數據庫的建立。

CNKI擁有強大的網絡數據庫文獻檢索系統，因其信息覆蓋全面、檢索功能強大等特點成為檢索中文文獻的必要途徑［7］。本文選擇中國知網作為中文文獻來源，設置主題為“低碳城市”，類別設置為“北大核心”，檢索時間為2008年1月1日至2022年12月31日，經過初步篩選，共得到426篇文獻，用于中文文獻數據庫的建立。

1.2 研究方法

美國科學歷史主義創始人庫恩提出，在特定領域發表過的相關研究在一定程度上反映了本領域的學科發展特性，意味著可以從已發表的相關學術文獻中提取和凝練該學科領域的發展態勢，把握該領域的研究熱點與前沿［8］。信息的可視化技術包括文獻的可視化分析，在文獻計量過程中正確使用可視化技術使得文獻的分析不再止步于量化分析層面，有利于發展研究領域的發展態勢和規律［9］。CiteSpace是科學和技術知識領域可視化分析的重要軟件［9］，利用CiteSpace軟件導出文獻的網絡信息匯總表，對文獻資料的數量、來源國家、期刊、團隊等方面的頻次、中心性、合作網絡進行統計與整理；通過關鍵詞的快速集聚功能，進行可視化的共現網絡分析，把握低碳城市研究的主要研究領域，把握未來低碳城市研究的重點方向。

2 低碳城市外文研究進展與熱點

英國政府在2003年發表了題為《我們的能源未來：創造低碳經濟》的白皮書，“低碳經濟”的概念被首次提出，其初衷是以更少的資源消耗和更低程度的環境污染創造更高的經濟回報、提高生產生活質量、增加就業機會，英國政府也規劃了低碳經濟的發展目標［10］，從此，低碳經濟在國際上引起關注，低碳經濟也已成為經濟發展的大趨勢。但是“低碳經濟”離不開“低碳社會”，日本政府在2007年頒布的《日本低碳社會模式及可行性研究》中提出可供選擇的低碳社會模式，成為全球第一個宣布建設低碳社會的國家［11］。隨著低碳經濟、低碳社會的廣泛研究，低碳城市的概念也成為城市建設發展的主要目標。

2.1 低碳城市英文研究進展

2.1.1 發文量情況

圖1統計了低碳城市外文研究文獻刊文量以及前10位國家發文量占比情況，根據426篇學術論文的發表時間及其年際分布情況可以看出，低碳城市相關研究從2010年至今整體呈上升趨勢，全球對低碳城市的研究的探索逐漸深入，且中國的外文低碳城市研究發文量最多，其次是英國、荷蘭、美國、澳大利亞、日本等，中國對發展低碳城市更加重視。網絡圖譜中某節點的中介中心性是該節點作為其他任意兩節點間最短的數據傳輸“橋梁”頻次，通過該節點的數據量越大、數據傳輸頻次越高，則該節點的影響力越大，處于關鍵核心地位，中介中心性也直接反映了知識圖譜中各節點的核心影響力［7-8］。統計外文低碳城市相關研究發文量前10的國家情況，計算出它們的中介中心性數值。中國的中介中心性為0.48，這表明中國的研究成果對國際上對低碳城市的研究有重要作用，在該領域處于核心地位。同時，英國的中介中心性排名第2，為0.43，說明英國對低碳城市的研究在國際上也具有重要的意義，這也與英國最早提出“低碳”的概念有關。

在發表文章的主要期刊中（圖2），荷蘭的Journal of Cleaner Production發文量最多（62篇），該刊主要涉及環境、計量、可持續、工程與材料等方面的研究；瑞典的Sustainability次之（45篇），該刊主要涉及環境科學與生態學行業，旨在促進全球變化和發展的科學預測及評估研究；第三是荷蘭的Sustainable Cities and Society，該刊旨在促進環境可持續和社會適應性城市發展。整體來看，主要發文期刊主要集中在荷蘭、英國和瑞典，與當地經濟社會發展重點相符合。

2.1.2 科研合作分析

為深入分析低碳城市研究學術合作情況，將外文數據庫中的文獻信息按照從整體到局部到個體的層面，對國家間的合作、機構間的合作、以及科研人員之間的合作進行分析。

國家間的合作圖譜見圖3，可以看出各國家之間的合作關系并不密切，低碳城市的研究尚且處于分地域研究的初步階段，未來有很大的合作拓展空間。從圖4科研機構合作情況知識圖譜可以看出，中國科學院、清華大學、代爾夫特理工大學、中山大學等機構在發表相關論文方面做出較大貢獻，但機構間的合作關系有待加強。各機構根據研究方向的不同形成了各自的研究團隊，對其研究內容進行聚類，主要形成產業共生體、整體策略、生態城市和二氧化碳排放等聚類。

圖5科研人員合作知識圖譜，反映了低碳城市研究領域學者合作情況，網絡密度為0.007，可見作者之間的合作關系并不密切。相關研究主要團隊有王紹金團隊和董亮團隊。經過聚類分析可以看出，以董亮為代表的研究團隊主要針對的是城市交通方面二氧化碳排放量的研究，而董亮的發文量也位居前列。其他團隊研究聚類情況不明顯，說明雖然低碳城市的相關研究在國際上引起了廣泛關注，投身于該領域研究的團隊初具規模，但能夠領導學術前沿研究、帶領學科發展的學者比較少，各學者之間的合作關系也有待加強。

2.2 低碳城市外文研究熱點及趨勢

2.2.1 研究熱點

利用CiteSpace軟件的關鍵詞分析對高頻重要關鍵詞（詞頻大于等于10）進行網絡共現，得出表1所示的低碳城市外文研究重要高頻關鍵詞信息統計和如圖6的低碳城市外文研究關鍵詞聚類圖譜。

由表1和圖6可知，外文文獻低碳城市研究領域本體的理論研究仍是熱點；其次，“CO2 emission”與“low carbon city”作為關鍵次出現的頻次幾乎持平，低碳城市的研究中注重二氧化碳的排放情況的研究，控制二氧化碳的排放是低碳城市建設與發展的目的所在，二氧化碳的排放在低碳城市外文文獻的研究中占據十分重要的地位。另外，“climate change”（氣候變化）和“energy consumption”（能源消耗）作為高頻重要關鍵詞，也是低碳城市的研究熱點。從中介中心性的角度看，“energy consumption”的中介中心性最高，傳統以化石能源消耗為代價的經濟社會發展現狀與可持續發展理念相悖，開發利用新能源也是緩解環境問題的重要方式。整體來看，低碳城市外文文獻的研究重點集中在以降低能源消耗的方式減少二氧化碳的排放量，從而達到緩解氣候變化危機、實現可持續發展的目的。

從圖6來看，形成了5個聚類模塊（#0～#4），每個聚類是由多個關系密切的關鍵詞節點組成，數字最小的聚類包含的關鍵詞最多，要想理清每個聚類的內容，需要對每個聚類進行詳細的分析。

聚類#0 holistic strategy（整體策略），低碳城市發展涉及城市規劃以及相應的政策法規，包括城市規劃設計、基礎設施建設、法律法規的制定和現有低碳政策的績效評估等［12-14］，其發展的規劃設計要從全局層面進行戰略部署。在低碳政策績效評估方面，常用的采用雙重差分模型和合成控制法等評價方法［15-16］。聚類#1managing urban growth（城市增長管理），政府的關注點從對土地的利用和環境問題向多重主體和不同區域之間的利益博弈關系，關注點由對靜態指標的控制轉為對動態發展過程的調控［17-18］。在當前快速城市化進程中，城市增長管理對實現中國低碳城市的目標具有重要意義［16，19］。聚類#2 carbon dioxide emission（二氧化碳的排放）?？刂茰厥覛怏w排放量，是緩解全球氣候問題最有效的途徑。低碳城市的建設目標就是二氧化碳排放量降低乃至零碳排放的城市［20-21］。聚類#3 industrial symbiosis（產業共生）。產業共生是效仿自然生態系統所提出的新概念，旨在促進各產業協同進化、資源合理利用和共享、競爭關系由“排他”轉化為“排劣”。多元化共生的產業結構模式成為當前城市發展的新途徑，也是低碳城市研究過程必不可少的重要領域。低碳城市涉及方方面面，其相關研究與產業共生緊密聯系。城市產業共生不僅可以實現產業的綠色發展，還可以利用產業為城市發展做出貢獻［22-24］。聚類#4urban form（城市形態），從城市形態的角度研究低碳城市的建設與發展也是一個熱門研究方向［25-26］。

2.2.2 研究熱點演化趨勢

根據分析外文文獻的Top13突現關鍵詞可知（圖7），最初的研究分支出現在能源回收、碳足跡、城市形態等方面，2015年第21屆聯合國氣候變化大會召開之后，開始出現大量碳排放相關關鍵詞，如碳排放、溫室氣體排放、二氧化碳排放，其突現持續到2022年，這一現象說明低碳城市研究逐漸細化且保持良好的延續性。2020年大量碳達峰、可持續發展、氣候行動、生態城市等關鍵詞成為研究熱點并持續到2022年，這與中國2020年提出的“雙碳”政策關聯密切。

3 低碳城市中文研究進展與熱點

3.1 發文量情況

根據中文數據庫低碳城市相關學術論文發文量的年際分布情況見圖8。國家建設部與世界自然基金會于2008年初，在上海和保定兩城市為試點聯合推出“低碳城市”以后，建設低碳城市便成為城市建設發展的新目標，國內高質量文章產出量也隨之增加。經歷了高速發展階段，低碳城市建設進入了深入研究階段，相關成果也更加成熟。2017年國家發改委公布了第三批低碳省區和低碳城市并計劃于2020年逐步在全國范圍內推廣低碳城市試點和成功經驗，這一政策帶來了低碳城市研究的新轉折點。更重要的是，中國政府于2020年9月宣布“3060計劃”這一重大戰略決策，并于2021年10月，正式發布了《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》以及《2030年前碳達峰行動方案》，為碳達峰碳中和工作進行系統謀劃、總體部署。目前，重點領域的實施方案、重點行業的支撐保障方案以及31個省區市碳達峰實施方案均已制定，雙碳“1+N”政策體系已經形成，故自2020年起，相關文獻逐年增多。未來相關學者對低碳城市的研究將更加深入并引起新的研究熱點。

根據布拉德福定律，論文在期刊的發表頻率以及期刊的專業程度與論文存在正相關關系。中文低碳城市相關研究主要分布在《城市發展研究》（42篇）、《中國人口·資源與環境》（26篇）、《生態經濟》（24篇）、《現代城市研究》（18篇）等重點核心期刊上，國內低碳城市的相關研究發文期刊較多元化，涵蓋了城市規劃發展、經濟、交通、環境資源保護、科技、給排水、園林等不同學科種類，充分體現了低碳城市的研究涉及范圍之廣。

3.2 科研合作情況

圖9展示了部分作者的合作情況（發文量大于等于3），由圖9可知國內對低碳城市進行長期系統性研究的主要有葉祖達和莊貴陽兩大團隊，其發文量也位列前茅。二人研究方向不同，但在各自的方向取得了一定的成果。葉祖達等［27-29］的研究重點集中于城市規劃設計、政策制定方面，其研究伴隨著國內低碳城市的提出、建設與發展，為低碳城市相關政策制定提供了理論支撐；莊貴陽等［30-32］的研究更加側重低碳城市的評估體系，以完備的評價體系準確反映城市低碳化發展水平。同時，國內各機構之間的合作也不夠密切，僅高校及研究中心內部產生合作（圖10）。因此，國內低碳城市相關研究的學者及機構可加強合作，為國家雙碳策略提供理論支撐。

3.3 低碳城市中文研究熱點

3.3.1 研究熱點

統計低碳城市相關研究的高頻關鍵詞及其中介中心性，低碳城市與低碳經濟密不可分，低碳城市的中文研究更加重視低碳經濟的發展；“碳排放”（54次）也是中文低碳城市研究的熱門關鍵詞之一，這與外文低碳城市的研究相一致。同時，“低碳發展”“城市規劃”“指標體系”也是中文低碳城市研究的熱門關鍵詞，中文研究在重視低碳經濟與控制碳排放的同時，合理規劃城市發展布局、制定低碳發展路徑，并且形成了成熟的低碳城市評價體系。構建低碳城市相關研究關鍵詞聚類圖譜，選取重要的核心聚類見圖11。結合關鍵詞共現分析與節點的中心度分析，將低碳城市的中文研究熱點分為①低碳城市規劃發展政策；②碳排放量的控制與計算；③低碳城市的評價體系。

城市規劃設計為低碳城市的建設和發展提供了戰略方向，相應的政策法規給低碳城市的建設發展提供了相應的準則和規范。在低碳城市的規劃設計方面主要研究了城市功能定位［33］、城市規劃中的問題與措施［34］、規避生態環境風險［35］、低碳發展路徑研究［36］、 相關政策建議（包括試點城市建設、產業變革等）［37-39］?？刂铺寂欧帕渴堑吞汲鞘薪ㄔO的根本目的和主要任務。相關研究包括城市碳排放分析［40］、工業碳排放績效測算［41］、家庭直接碳排放的影響和特征［42］、家庭出行碳排放、建筑碳排放與城市結構的關系［43］、低碳減排政策探討［37，44］、碳排放量的影響因素分析［45］等。建立合理的指標體系［46］ 能夠有效的確定低碳城市的建設發展水平、識別城市低碳發展潛力［47-48］、構建低碳城市建設水平評價規范標準［49-50］，同時，根據評價體系及指標識別發展障礙因子、制定更加有針對性的政策措施［51］，不斷推動評價體系的完善。

3.3.2 研究熱點演化趨勢

根據分析中文文獻的Top10突現關鍵詞可知（圖12），低碳城市研究最初的分支出現在經濟、規劃等方面，隨后逐漸向碳排放、城市形態等方面演化并得到深入研究。2020年國家提出“3060計劃”后，碳達峰、機制分析迅速受到關注并成為低碳城市研究的熱點，未來國內低碳城市的研究仍會在碳排放、城市形態、生態城市、產業結構、碳達峰、機制分析等方面繼續深入并逐漸豐富低碳城市研究理論體系。

4 結論

結合以上分析，從整體上來看，低碳城市的研究已經進入了更加成熟的深入研究階段。學者們投身于低碳城市的相關研究，但合作關系不夠密切，尚未形成可以引領相關領域發展的核心團隊。未來，低碳城市的研究將延續控制碳排放量的研究，建立合理有效的體系框架，為全球低碳城市建設提供經驗。根據不同行業的特點制定相應的碳排放量定額，將會對全球緩解氣候變化危機帶來極大轉變。低碳城市的規劃發展受當地政策的影響，通過控制碳排放量、建立相應的政策法規、探索低碳城市發展路徑等是當前低碳城市研究的熱點。低碳城市的建設需要保持長期戰略發展的目標，為了加快實現國家“3060計劃”，低碳城市相關研究值得更加深入全面的探究：①從能源使用模式、技術路線和產品性能等方面識別重點關鍵行業的碳達峰時間和路徑、探索影響行業碳排放的關鍵因素；②雙碳目標下低碳城市建設區域合作與共同治理一體化管理，建立跨區域碳交易市場機制，完善碳市場的定量研究；③設定碳排放權配額、靈活完善交易配額機制，消除現有環境政策對碳減排的影響將是未來低碳城市研究的重難點；④對碳交易相關政策的績效評估也是未來研究的重點方向之一，加強國際合作，制定全球各行業碳排放量定額及交易準則將為全球低碳建設提供新的思路；⑤碳捕捉、利用和封存（CCUS）是實現全球氣候和能源目標的4個關鍵技術領域之一，對實現繁榮的零碳經濟至關重要，為實現碳中和目標，CUSS技術將是低碳城市領域研究的關鍵問題之一。

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