基于科學(xué)知識(shí)圖譜的綠洲城市文獻(xiàn)計(jì)量分析

許金花，阿里木江·卡斯木，賽迪古麗·哈西木，如克亞·熱合曼

(1. 新疆師范大學(xué) a. 地理科學(xué)與旅游學(xué)院；b. 學(xué)報(bào)編輯部，烏魯木齊 830054；2. 絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城市發(fā)展研究中心，烏魯木齊 830054；3. 新疆干旱區(qū)湖泊環(huán)境與資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830054)

綠洲是干旱和半干旱區(qū)獨(dú)特的自然景觀，是干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它提供了良好的小氣候環(huán)境，是干旱地區(qū)人類活動(dòng)的主要場(chǎng)所，是綠洲生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的搖籃[1].城市是人類社會(huì)活動(dòng)空間集聚形成的地理實(shí)體，其動(dòng)態(tài)演化特征反映了城市化過程的規(guī)律[2].城市形態(tài)是城市地理實(shí)體所表現(xiàn)出來的具體空間物質(zhì)形態(tài)，城市空間的變化對(duì)人們的生產(chǎn)生活有直接的影響，城市形態(tài)的改變也會(huì)導(dǎo)致城市治理的碎片化[3].綠洲城市是從城市自身和綠洲角度來考慮的，它既符合城鎮(zhèn)的特征也符合干旱地區(qū)綠洲的特點(diǎn)，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通業(yè)節(jié)點(diǎn)城市以及工礦城市等資源型城市[4].隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和國(guó)家政策對(duì)西部地區(qū)的大力扶持，綠洲城市發(fā)展迅速，主要表現(xiàn)為城市土地的擴(kuò)張和生態(tài)環(huán)境的破壞[5].我國(guó)正在經(jīng)歷快速的城市化階段，這直接了導(dǎo)致城市空間的擴(kuò)張，這種現(xiàn)象與地理學(xué)中的格局-結(jié)構(gòu)-過程-機(jī)制研究有關(guān)[6].

目前，眾多學(xué)者對(duì)綠洲城市的各方面均展開了研究.在園林工程設(shè)計(jì)建設(shè)中，張文英[7]以高密度城市中心區(qū)為研究出發(fā)點(diǎn)，探討了美國(guó)口袋公園理論與實(shí)踐的起源與發(fā)展；在綠洲城市綜述研究層面，杜宏茹等[4]于2005 年在回顧我國(guó)不同時(shí)期研究重點(diǎn)和研究歷程的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)干旱區(qū)綠洲城化機(jī)理、區(qū)域生態(tài)響應(yīng)和水資源約束下的綠洲城市開展了相關(guān)研究；王一航等[8]于2019年梳理了土地利用/覆蓋變化的相關(guān)文獻(xiàn)，從文獻(xiàn)數(shù)量和被引頻次方面對(duì)中國(guó)綠洲城市的土地利用/覆蓋的變化進(jìn)行了描述，探討了現(xiàn)有研究的不足并作出了展望.在綠洲城市土地利用層面，李松等[9]通過分析城市土地利用和城市發(fā)展綜合分值，土地利用與城市發(fā)展的協(xié)調(diào)性和耦合性，以及空間差異，衡量?jī)烧咧g的和諧關(guān)系；哈尚辰等[10]利用“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”(PSR)模型測(cè)算了土地集約利用水平及PSR 協(xié)調(diào)度；阿依吐爾遜·沙木西等[11]探討了城市土地利用轉(zhuǎn)型中生態(tài)環(huán)境的變化；Wu 等[12]從區(qū)域景觀到城市內(nèi)部層面，對(duì)北京、天津和石家莊的城市擴(kuò)展進(jìn)行了多尺度分析.在資源利用層面，傅茜等[13]通過構(gòu)建城市水資源、燃?xì)馄占奥屎凸I(yè)企業(yè)能源消費(fèi)指標(biāo)分析了城鎮(zhèn)化質(zhì)量與規(guī)模的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系.在景觀生態(tài)服務(wù)價(jià)值層面，朱增云等[14]用空間統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)合CA-Markov 模型，對(duì)干旱區(qū)綠洲土地利用空間格局和生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行分析，討論兩者的自相關(guān)性；Zhang 等[15]分析了干旱區(qū)綠洲城市烏魯木齊市的總懸浮顆粒物(TSP)來源.自1989 年以來，南極極地的變暖程度是全球平均水平的3 倍，這主要是由自然熱帶氣候變化驅(qū)動(dòng)的，并可能隨著溫室氣體的增加而加劇[16-17].Zhang 等[18]在探討塔里木盆地綠洲演化的原因中也指出，氣候變化對(duì)綠洲的影響是宏觀的、連續(xù)的，氣候變化引起的水資源變化對(duì)塔里木盆地演化是致命的.由此可知，以綠洲為依托發(fā)展起來的綠洲城市此刻正面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn).

關(guān)于綠洲城市的研究成果雖然較為豐富，但從大數(shù)據(jù)可視化角度來進(jìn)行分析的比較少見.鑒于此，本文運(yùn)用可視化軟件Citespace、VOSviewer和知網(wǎng)計(jì)量可視化分析功能，梳理海量綠洲城市的發(fā)展脈絡(luò)和研究趨勢(shì)，旨在從大數(shù)據(jù)文本挖掘及可視化角度，對(duì)發(fā)表在中國(guó)知網(wǎng)的文獻(xiàn)進(jìn)行知識(shí)圖譜分析，直觀地反映出以往研究的重點(diǎn)、方法和視角，并在吸納前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)綠洲城市未來的研究方向進(jìn)行展望，以期為開展干旱區(qū)綠洲城市研究的學(xué)者提供參考.

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 文獻(xiàn)檢索和數(shù)據(jù)來源

本文以綠洲城市為主題，對(duì)知網(wǎng)2000—2020年的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，得到近400 篇論文，其中280篇為學(xué)術(shù)論文，62 篇為學(xué)位論文，25 篇為會(huì)議及其他形式的論文.以干旱區(qū)綠洲城市相關(guān)的文獻(xiàn)和綜述為基礎(chǔ)，參考杜宏茹等[4]的《我國(guó)干旱區(qū)綠洲城市研究進(jìn)展》和趙瑞東等[19]的《城市韌性研究進(jìn)展與展望》，總結(jié)出與主題研究相關(guān)的文獻(xiàn)和研究趨勢(shì).

1.2 文本和主題挖掘

本研究采用文本和主題挖掘的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，探索全部統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)的研究主題及其相互間的聯(lián)系.首先，為了解釋最突出的主題，從所有統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)中的標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞和主題短語(yǔ)，得到與主題相關(guān)的關(guān)鍵詞列表，并將其可視化為單詞元；其次，運(yùn)用VOSviewer、Citespace 可視化軟件對(duì)從近400 篇文獻(xiàn)挖掘出的文本主題和作者進(jìn)行可視化聚類分析.

1.3 研究路徑

為了探明綠洲城市研究在多學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展情況，本文分別以抽樣文獻(xiàn)集在知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的被高引頻次和在同領(lǐng)域中的被高引頻次作為切入點(diǎn)展開分析；為了更科學(xué)有效地探索干旱區(qū)綠洲城市研究的發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)總體的研究目標(biāo)和思路，運(yùn)用visio 設(shè)計(jì)出研究路線圖，如圖1 所示.

圖1 綠洲城市發(fā)展研究路徑

2 結(jié)果與分析

2.1 研究興趣呈現(xiàn)增加趨勢(shì)

對(duì)檢索到的近400 篇綠洲城市相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定量概述，結(jié)果如表1 所示.為了形成明顯的對(duì)比，以5 a 為1 個(gè)基本周期進(jìn)行比較.由表1 可知，從發(fā)文總量上看，自2000 年以來，有關(guān)綠洲城市的研究總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，并于2014 年達(dá)到最高峰，全年共發(fā)表文獻(xiàn)35 篇，其后趨于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)(見圖2).其中，關(guān)于綠洲城市群研究的典型文獻(xiàn)是西北大學(xué)題目為《綠洲城市群空間發(fā)展動(dòng)力機(jī)制研究——以烏魯木齊城市群為例》[20]的碩士論文.該論文從區(qū)域的視角，運(yùn)用城市地理學(xué)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)的有關(guān)理論方法，對(duì)烏魯木齊城市群發(fā)展的動(dòng)力機(jī)制進(jìn)行了深入研究.

圖2 2000—2020 年綠洲城市發(fā)文趨勢(shì)

表1 綠洲城市主題文獻(xiàn)定量指標(biāo)

2.2 研究呈現(xiàn)跨學(xué)科領(lǐng)域趨勢(shì)

對(duì)抽樣文獻(xiàn)所屬的學(xué)科門類作出甄別，所占百分比排前15 位的分別屬于城市經(jīng)濟(jì)、城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政、環(huán)境、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、地理、區(qū)域經(jīng)濟(jì)、水利工程、測(cè)繪、林學(xué)、觀賞園藝與園林、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、建筑科學(xué)、數(shù)量經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和旅游經(jīng)濟(jì)學(xué)科門類，見圖3.由圖3 可知，現(xiàn)有研究以城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境等自然經(jīng)濟(jì)科學(xué)類居多，社會(huì)文化類較少，這說明自然社會(huì)科學(xué)的相關(guān)研究更受關(guān)注，且其研究?jī)?nèi)容較為傳統(tǒng)，也從側(cè)面說明了“人與社會(huì)”的研究具有較大發(fā)展?jié)摿?

圖3 綠洲城市文獻(xiàn)前15 類學(xué)科

以抽樣文獻(xiàn)在知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的高被引頻次作為切入點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)果見表2.由表2 可知，綠洲城市研究在園林、城市空間形態(tài)、經(jīng)濟(jì)脆弱性、土地利用/覆被、土地利用效益、城市化和生態(tài)耦合關(guān)系中的被引量是最多的，這說明該領(lǐng)域研究較為全面.在前10 篇高被引頻次的文獻(xiàn)中，其作者基本上是從事城市規(guī)劃與區(qū)域發(fā)展、城市土地利用、城市與可持續(xù)利用發(fā)展以及資源環(huán)境與遙感研究方面的學(xué)者.高被引頻次文獻(xiàn)期刊以地理學(xué)類的自然科學(xué)學(xué)報(bào)為主.因此，地理學(xué)科類在綠洲城市研究中較為深入、全面和系統(tǒng).

表2 綠洲城市文獻(xiàn)被引頻次最高的文獻(xiàn)清單

2.3 研究主題的變化趨勢(shì)

為了確定研究主題詞，分別從所選論文的題目、摘要和關(guān)鍵詞中抽選詞組制作主題詞云，其可視化結(jié)果如圖4 所示.其中，相同顏色僅代表同類型研究；相位大小與每個(gè)相位出現(xiàn)的相對(duì)頻率成比例；單詞云之間的位置代表文獻(xiàn)同時(shí)被引的出現(xiàn)概率.

圖4 文獻(xiàn)樣本主題詞云的可視化結(jié)果

由圖4 可知，綠洲城市研究的主題詞云大致可被劃分為3 類：綠洲城市生態(tài)環(huán)境相關(guān)的可持續(xù)發(fā)展；城市生態(tài)研究、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及模型預(yù)測(cè)研究；城市發(fā)展空間過程、土地利用結(jié)構(gòu)和水資源要素研究.其中，以水資源、生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展為區(qū)域議題的同時(shí)，人居環(huán)境、城市建設(shè)和農(nóng)業(yè)等主題日益向“人”的方向靠攏，以具體城市為案例的研究也逐漸豐富起來.由此可見，綠洲城市研究的主題經(jīng)歷了從理論、模型研究不斷向可控性與實(shí)踐指導(dǎo)性方向靠攏[3]的轉(zhuǎn)變.

進(jìn)一步對(duì)所選文獻(xiàn)的題目、摘要和關(guān)鍵詞的共同主題詞進(jìn)行聚類分析和標(biāo)簽視圖分析，結(jié)果如圖5 所示.圖5 中的結(jié)果表明，綠洲城市研究主要有10 個(gè)主題群，即綠洲城市土地利用、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及協(xié)調(diào)度分析；城市化、生態(tài)環(huán)境及生態(tài)脆弱性研究；以烏魯木齊為主要研究區(qū)的景觀格局變化和城市綜合規(guī)模的研究；干旱區(qū)水資源和人居環(huán)境研究；綠洲城市生態(tài)環(huán)境變化及樹種種植研究；中國(guó)城市擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)力因素的研究；西北干旱區(qū)綠洲城市的演變研究；城市可持續(xù)發(fā)展和指標(biāo)體系的綜合評(píng)價(jià)分析；遙感手段下城市擴(kuò)展和空間結(jié)構(gòu)的研究；與城市景觀、公園相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)分析.這充分說明，近20 a 來，綠洲城市研究主題豐富，涉及生物、化學(xué)、規(guī)劃、生態(tài)和地理等各類學(xué)科；同時(shí)，在以綠洲城市為主題的研究中，以城市及城市化為中心的研究逐漸轉(zhuǎn)向了城市土地利用、景觀格局和人居環(huán)境等與人相關(guān)的研究方向.

圖5 文獻(xiàn)樣本主題詞聚類分析結(jié)果

2.4 文獻(xiàn)作者合作共現(xiàn)

為了清晰地看出綠洲城市研究者之間的關(guān)聯(lián)性，對(duì)樣本文獻(xiàn)的作者頻次出現(xiàn)4 次以上的文獻(xiàn)進(jìn)行引用分析，生成作者共現(xiàn)的可視化分析結(jié)果如圖6 所示.

圖6 樣本文獻(xiàn)作者共現(xiàn)分析

其中，作者間的合作路徑用不同圓圈間的線條相連，相連的作者表示其文獻(xiàn)有相互引用關(guān)系；節(jié)點(diǎn)圓圈的大小與論文被其他樣本引用的總量成比例，圓圈越大，表示作者出現(xiàn)的次數(shù)越多.

3 干旱區(qū)綠洲城市研究進(jìn)展

3.1 綠洲城市土地利用景觀研究

在過去30 a 內(nèi)，中國(guó)的城市在規(guī)模、人口和影響力方面都呈爆炸式增長(zhǎng)[23].綠洲城市作為干旱區(qū)人地關(guān)系最為敏感的區(qū)域，是土地利用變化急劇且具有特色的區(qū)域.綠洲城市土地利用研究對(duì)于揭示綠洲城市土地利用的時(shí)空變化及其變化規(guī)律，以及探討綠洲城市的可持續(xù)性發(fā)展有著十分重要的意義[20].近20 a的綠洲城市土地利用研究主要集中在城市擴(kuò)展時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析[21-22]、城市土地利用景觀格局時(shí)空演化預(yù)測(cè)研究[23]、城市可持續(xù)發(fā)展[24]和城市土地利用可持續(xù)發(fā)展[25-26].

1)城市擴(kuò)展時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)分析.其主要是通過空間分析技術(shù)和地理探測(cè)模型、Markov模型及土地利用變化空間模型等方法解釋城市空間形態(tài)演變與驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系[27].空間形態(tài)研究以城市分形維數(shù)和緊湊度，以及擴(kuò)展強(qiáng)度和速度為主探討其變化.干旱區(qū)綠洲城市特有的地理地貌除了受自然因素影響外，政府決策對(duì)城市的發(fā)展也起到很大作用.因此，在借鑒其他發(fā)達(dá)地區(qū)的城市發(fā)展演變規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)合理的城市擴(kuò)展不應(yīng)給予絕對(duì)地否定，也不盲目地追隨“緊縮城市”等相關(guān)理念.找準(zhǔn)城市的定位，合理地開發(fā)利用荒漠區(qū)的城鎮(zhèn)用地，科學(xué)地進(jìn)行建設(shè)才是綠洲城市研究的重點(diǎn).

2)城市土地利用景觀格局變化及其驅(qū)動(dòng)力分析.新疆地區(qū)的城市是綠洲城市的典型代表，其土地利用景觀格局演變過程有其獨(dú)特的演變規(guī)律，土地集約利用與區(qū)域發(fā)展的協(xié)調(diào)也顯得尤為重要[28].從近20 a 的文獻(xiàn)研究中可以看出，綠洲城市土地利用景觀總體上呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，且主要受到自然和人文因素的雙重作用.已有大量研究表明，人文因素是造成綠洲城市土地利用景觀多樣性、均勻性和優(yōu)勢(shì)性演變的主要驅(qū)動(dòng)因素.在今后針對(duì)城市土地利用的研究中，要在把握城市整體性發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，同時(shí)關(guān)注綠洲城市研究的差異性.

3)綠洲城市的可持續(xù)發(fā)展分析.此類研究著重探討綠洲城市化與生態(tài)環(huán)境的關(guān)聯(lián)及其耦合機(jī)制[29].其作用機(jī)理是綠洲城市化與生態(tài)環(huán)境關(guān)系研究的核心內(nèi)容，是制定綠洲城市化戰(zhàn)略和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展調(diào)控對(duì)策所必需的基礎(chǔ)性認(rèn)識(shí)[30]，對(duì)推進(jìn)綠洲城市生態(tài)建設(shè)、協(xié)調(diào)城市化與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系起到啟示作用[31].西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境耦合正處于緩慢變化階段，城市化與生態(tài)環(huán)境的矛盾相對(duì)比較突出，相較于發(fā)達(dá)地區(qū)，其人口活躍程度較低，因此有關(guān)加強(qiáng)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合的動(dòng)態(tài)調(diào)控研究，雖不是迫在眉睫但也是至關(guān)重要的.

3.2 綠洲城市發(fā)展與水資源

綠洲城市發(fā)展加速了水資源的開發(fā)利用，城鎮(zhèn)化對(duì)水資源利用系統(tǒng)具有脅迫和優(yōu)化作用，而水資源利用對(duì)城鎮(zhèn)化也具有支撐和約束的功效[32-33].因此，在可利用水資源條件下的城市適宜發(fā)展速度與發(fā)展方式在保障城市發(fā)展健康和水資源的合理開發(fā)利用中顯得尤為重要[34-35].水資源的開發(fā)利用情況主要基于定性分析和定量計(jì)算[36]，同時(shí)借以構(gòu)建預(yù)警系統(tǒng)仿真模型、水資源開發(fā)利用潛力綜合評(píng)價(jià)模型及其指標(biāo)體系和協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)模型[37-38]等相關(guān)模型的構(gòu)建，來對(duì)水資源供需平衡下的綠洲穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià).在綠洲城市水資源的評(píng)價(jià)中主要以仿真模型為主，未有效緩解人地矛盾和人與資源的關(guān)系問題，這對(duì)于嚴(yán)重受水土資源制約的綠洲地區(qū)，或多或少略顯單一.

3.3 綠洲城市與生態(tài)安全評(píng)價(jià)

基于城市化與生態(tài)化2 大子系統(tǒng)的作用機(jī)理[39]，構(gòu)建一套包括資源環(huán)境壓力、資源環(huán)境狀態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)響應(yīng)與評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，結(jié)合生態(tài)環(huán)境和土地利用相互關(guān)系[40]，探討城市化進(jìn)程與環(huán)境響應(yīng)的耦合關(guān)系，剖析干旱區(qū)綠洲城市化與土地生態(tài)環(huán)境間的交互脅迫機(jī)制[41-42]，這是對(duì)綠洲城市建設(shè)和生態(tài)安全保護(hù)的科學(xué)探索.生態(tài)安全可通過調(diào)控人類活動(dòng)進(jìn)行改善和修復(fù).目前，大部分研究?jī)H對(duì)城市生態(tài)安全的整體水平、存在的問題和產(chǎn)生的原因進(jìn)行評(píng)價(jià)，未針對(duì)性提出能引導(dǎo)城市生態(tài)朝更理想、更安全的方向發(fā)展的實(shí)踐措施，因此應(yīng)加強(qiáng)其實(shí)踐性和可操作性研究.

4 結(jié)論與展望

本文以知網(wǎng)相關(guān)主題文獻(xiàn)為研究數(shù)據(jù)，從政策、科學(xué)研究及大數(shù)據(jù)等視角出發(fā)，考察綠洲城市發(fā)展的總體演變趨勢(shì)，給出了一些關(guān)于綠洲城市未來研究可供參考的建議，進(jìn)一步豐富了綠洲城市可持續(xù)發(fā)展的理論.

1)利用大數(shù)據(jù)、文本挖掘和計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，綜合分析綠洲城市人居環(huán)境、城市活動(dòng)等相關(guān)研究，揭示其背后的因果關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)一步指導(dǎo)未來的綠洲城市研究工作.

2)將綠洲城市建設(shè)與新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)的大政方針緊密結(jié)合，根據(jù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，多學(xué)科交叉融合，多角度、系統(tǒng)地展開研究，優(yōu)化要素，為綠洲城市健康可持續(xù)發(fā)展提供有效的指導(dǎo).

3)結(jié)合綠洲城市發(fā)展的新環(huán)境與新政策，在通過實(shí)例探索新技術(shù)、新方法的基礎(chǔ)上，緊跟時(shí)代步伐不斷開創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建具有實(shí)踐意義的屬于綠洲城市特殊地貌研究的理論框架.

4)注重人本化的發(fā)展維度，在原有的城市時(shí)空動(dòng)態(tài)變化研究基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)化為以人本需求為導(dǎo)向，開展綜合性應(yīng)用性較強(qiáng)的新型范式研究.

本研究雖從宏觀角度對(duì)綠洲城市的研究發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，但未對(duì)綠洲城市研究本身的分類、特征及時(shí)空發(fā)展情況等作具體論述，缺乏定性分析，且僅以“綠洲城市”為主題在知網(wǎng)中文數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行文獻(xiàn)搜索，樣本覆蓋度不夠，在今后的研究中應(yīng)予以改進(jìn).