基于Citespace知識(shí)圖譜的家具碳足跡研究

王成玲 胡 靜 劉 祎

（南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037）

近百年來，全球變暖引起了國(guó)際社會(huì)極大關(guān)注。為了減緩氣候變化的負(fù)面影響，各國(guó)政府頒布了評(píng)估和減少碳排放的法律條例。1997年，國(guó)際組織聯(lián)合簽訂《京都議定書》標(biāo)志著人們開始用法律來規(guī)范國(guó)家減排任務(wù)[1-3]。2020年9月，我國(guó)提出“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的氣候行動(dòng)目標(biāo)[4-5]。“3060”為我國(guó)今后40年經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提出了明確的路徑和目標(biāo)[6-7]。

人類生產(chǎn)碳足跡指在人類生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)中所排放的與氣候變化相關(guān)的氣體總量。相對(duì)于其他碳排放研究，碳足跡是從生命周期的角度出發(fā)，分析全生命周期或與活動(dòng)直接和間接相關(guān)的碳排放過程[8-9]。我國(guó)是家具生產(chǎn)大國(guó)，出口額于2006年躍居世界首位[10]。隨著碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)的日趨成熟，碳足跡可能成為十分重要的貿(mào)易壁壘[11]。因此，對(duì)家具碳足跡的量化和減排分析的研究具有重要意義[12-14]。

本文利用Citespace 5.8可視化分析軟件，對(duì)2001—2021年“家具碳足跡”相關(guān)研究的外文文獻(xiàn)進(jìn)行了計(jì)量統(tǒng)計(jì)分析。分別對(duì)其基本特征、文獻(xiàn)關(guān)鍵詞、研究熱點(diǎn)與前沿趨勢(shì)進(jìn)行了可視化知識(shí)圖譜分析。旨在通過梳理國(guó)際上家具碳足跡研究的進(jìn)展與基本情況，以期對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的研究提供科學(xué)參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以Web of Science中的核心合集為數(shù)據(jù)庫，檢索時(shí)間為2022年11月10日，以“carbon footprint”和“l(fā)ife cycle”為主要關(guān)鍵詞，分別和“furniture”“wood”“bamboo”“wood floor”“particleboard”“fiberboard”“ecological board”排列組合進(jìn)行檢索，時(shí)間跨度為2001—2021年，剔除重復(fù)后得到856篇文獻(xiàn)，其中大部分文獻(xiàn)是以“TS=（“l(fā)ife cycle”AND“furniture”） or TS=（“l(fā)ife cycle”AND“wood”）or TS=（“carbon footprint”AND“wood”）”為檢索公式得到的，本文僅針對(duì)研究性論文與綜述。

1.2 研究方法

Citespace是一款可視化分析軟件，用于構(gòu)建科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)圖譜。通過該軟件可以幫助研究人員了解某一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、前沿趨勢(shì)、重要文獻(xiàn)、主要作者和機(jī)構(gòu)等信息。此外，還可以幫助預(yù)測(cè)該領(lǐng)域的未來發(fā)展方向[15]。將856篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)帶入Citespace 5.8中，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)調(diào)整和設(shè)置，進(jìn)一步分析了文獻(xiàn)發(fā)表的時(shí)間與期刊分布，國(guó)家和機(jī)構(gòu)的分布，文獻(xiàn)共被引分析知識(shí)圖譜，以及研究熱點(diǎn)與進(jìn)程等。并總結(jié)了家具碳足跡的未來發(fā)展趨勢(shì)。

2 家具碳足跡研究基本特征分析

2.1 時(shí)間與期刊分布

如圖1所示，與家具碳足跡相關(guān)的外文文獻(xiàn)發(fā)表總體呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，2001—2009年的增長(zhǎng)趨勢(shì)趨于平緩，從2010年開始，文獻(xiàn)數(shù)量快速增長(zhǎng)，其中2015的增長(zhǎng)量在附近幾年的數(shù)據(jù)中異常突出，這與2014年首屆聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)以及2015年的巴黎氣候大會(huì)的開展有關(guān)[16]，也與世界各國(guó)逐漸開始重視氣候、制定碳減排目標(biāo)的承諾有關(guān)[17]。此外，由于學(xué)科分布較廣泛，其發(fā)表的外文文獻(xiàn)涉及的期刊類型也較廣泛，呈現(xiàn)出了多學(xué)科交叉發(fā)展的趨勢(shì)。其中，排名前十的出版期刊如表1所示。論文發(fā)表量最高的雜志是JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION。

表1 排名前十的期刊Tab.1 Top 10 journals

圖1 文獻(xiàn)數(shù)量的時(shí)間分布圖（統(tǒng)計(jì)時(shí)間：2022/11/10）Fig.1 Time distribution of the number of documents(statistical time: 2022/11/10)

2.2 國(guó)家與機(jī)構(gòu)合作分析

利用Citespace對(duì)研究國(guó)家與研究機(jī)構(gòu)合作關(guān)系分別進(jìn)行分析。發(fā)文量排名前十的國(guó)家是：美國(guó)、中國(guó)、加拿大、德國(guó)、挪威、英國(guó)、西班牙、意大利、荷蘭、巴西，其中美國(guó)占比有19.1%，說明美國(guó)是該方向的研究大國(guó)，排名第二的中國(guó)和第三的加拿大分別占比13.2%、7.8%。如圖2所示，節(jié)點(diǎn)面積越大、說明發(fā)文量越大。

圖2 國(guó)家合作共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.2 Collinear network atlas for national cooperation

中介中心性反映出一個(gè)節(jié)點(diǎn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中作為“媒介”的能力，一些節(jié)點(diǎn)必須通過某一節(jié)點(diǎn)才能與其他節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生聯(lián)系。中心性越高，“媒介”能力越強(qiáng)。其中，美國(guó)在共線網(wǎng)絡(luò)圖譜中的中介中心性最高（0.27），說明其在合作網(wǎng)絡(luò)中處于最關(guān)鍵的地位。其次，分別是波蘭（0.2）、西班牙（0.19）、英國(guó)（0.15）、荷蘭（0.15）、德國(guó)（0.11）、意大利（0.11）、瑞士（0.11）、挪威（0.1）、澳大利亞（0.1），可見，西方國(guó)家形成了重要的合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。而發(fā)文量第二的中國(guó)中心性僅為0.09，中國(guó)與各國(guó)間的溝通較少，與西方國(guó)家的合作有待加強(qiáng)。

另外，根據(jù)圖3所示的機(jī)構(gòu)合作關(guān)系圖譜可發(fā)現(xiàn)，在前50名中，僅有南京林業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、北京林業(yè)大學(xué)這三所中國(guó)的研究機(jī)構(gòu)，其他亞洲國(guó)家也非常稀少，其余的大部分機(jī)構(gòu)都來自西方國(guó)家。這也說明了，目前關(guān)于家具碳足跡的研究主要集中在歐洲和美國(guó)地區(qū)，而相關(guān)成果的空間分布極不均衡。相較于其他地區(qū)，中國(guó)在該領(lǐng)域的研究還有巨大的發(fā)展空間。

圖3 機(jī)構(gòu)合作關(guān)系共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.3 Collinear network atlas for institution cooperation

3 家具碳足跡文獻(xiàn)共被引分析

如果兩篇文獻(xiàn)都被一篇第三方文獻(xiàn)所引用，那么它們就具有共被引關(guān)系。一篇論文有很多參考文獻(xiàn)，如果兩篇參考文獻(xiàn)同時(shí)被引用，說明兩者之間具有一定的關(guān)聯(lián)性，如果同時(shí)被引用的次數(shù)多，說明這兩篇文獻(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)性比較強(qiáng)。對(duì)施引文獻(xiàn)的集合形成聚類分析，對(duì)掌握當(dāng)前該領(lǐng)域正在興起的理論趨勢(shì)和新主題有較大幫助。本文通過運(yùn)算得到10個(gè)共被引聚類，從大到小按照#0到#9進(jìn)行編號(hào)，如表2所示。對(duì)聚類進(jìn)行可視化分析，得到文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)圖譜，如圖4所示。最重要的前3個(gè)聚類分別是：投入產(chǎn)出分析（#0 聚類）、能源使用(#1 聚類)、正交膠合木(#2 聚類)。

表2 共被引聚類數(shù)據(jù)表格Tab.2 Table of cited cluster data

圖4 文獻(xiàn)共被引分析Fig.4 The map of co-cited references analysis

圖5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.5 Keyword co-occurrence network map

3.1 #0 聚類：投入產(chǎn)出分析（input-output analysis）

#0 聚類是文獻(xiàn)共被引圖譜中最大的聚類，從聚類命名來看，該聚類主要是集中在投入產(chǎn)出方法的研究。量化商品或服務(wù)的碳排放量需要一些分析手段，主要有三種方法：物質(zhì)流分析法、生命周期評(píng)價(jià)和投入產(chǎn)出法。投入產(chǎn)出分析是利用投入產(chǎn)出表、投入產(chǎn)出系數(shù)和投入產(chǎn)出模型，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門之間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系和影響進(jìn)行分析的一種經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析法[18]。該方法從宏觀的層面對(duì)總體行業(yè)或部門進(jìn)行具體產(chǎn)品的核算，能夠比較完整地核算產(chǎn)品或者服務(wù)的碳足跡和環(huán)境影響。進(jìn)一步對(duì)聚類內(nèi)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析可知，其中最活躍的引用該聚類文獻(xiàn)的文章是Tukker等[19]發(fā)表的Recent Progress in Assessment of Resource Efficiency and Environmental Impacts Embodied in Trade。 該文獻(xiàn)引用了0#聚類70 篇文獻(xiàn)中20%的文獻(xiàn)。該文章主要講述了投入產(chǎn)出分析需要一個(gè)一致的核算框架，以計(jì)算各種不同的足跡指標(biāo)。介紹了一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫（EXIOBASE V3）以克服有限的部門和區(qū)域細(xì)節(jié)的不完整性等投入產(chǎn)出分析中的缺點(diǎn)。其次還是Tukker等[20]發(fā)表的Towards Robust,Authoritative Assessments of Environmental Impacts Embodied in Trade：Current State and Recommendations，引用了0#聚類中20%的文獻(xiàn)。該文章建議使用單一國(guó)家國(guó)民賬戶一致足跡法，建議制定水、碳、材料和土地的統(tǒng)一環(huán)境數(shù)據(jù)，并使用經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）國(guó)家間投入產(chǎn)出GMRIO作為默認(rèn)值，結(jié)合EXIOBASE和Eora項(xiàng)目中制定詳細(xì)程序，解決雙邊貿(mào)易不對(duì)稱問題。

3.2 #1 聚類：能源使用（energy use）

該聚類的研究集中在產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)中能源消耗情況。其中最活躍的文獻(xiàn)是Pierobon等[21]發(fā)表的Life Cycle Environmental Impact of Firewood Production– A Case Study in Italy，該文獻(xiàn)引用#1 聚類中20%的文獻(xiàn)。該篇文獻(xiàn)從生命周期評(píng)價(jià)的角度比較了意大利從當(dāng)?shù)厣肢@取和從巴爾干地區(qū)獲取木材過程中的能源消耗情況，得出對(duì)于短供應(yīng)鏈來說，燃燒是能源消耗的關(guān)鍵階段，對(duì)于長(zhǎng)供應(yīng)鏈來說，公路運(yùn)輸是最關(guān)鍵的階段。

3.3 #2 聚類：正交膠合木（cross-laminated timber）

正交膠合木由多層木板（通常是三層、五層或七層）以直角堆疊并粘合到位的一種新型木材，重量輕但非常堅(jiān)固，具有卓越的聲學(xué)、防火、抗震和熱性能，易于安裝且對(duì)環(huán)境影響較低[22]。該聚類主要集中在使用正交膠合木代替混凝土等建筑材料方面的研究，建筑行業(yè)作為能源消耗和碳排放較多的行業(yè)，綠色低碳轉(zhuǎn)型迫在眉睫，正交膠合木作為能耗較低的材料，被認(rèn)為是一個(gè)理想的選擇。

該聚類中所有文獻(xiàn)的被引頻次相對(duì)較低，最高的只有30 次，來自D'Amico B (2021)發(fā)表的Global Potential for Material Substitution in Building Construction:The Case of Cross Laminated Timber。文章探討了通過使用正交膠合木取代鋼結(jié)構(gòu)建筑中的混凝土樓板來避免二氧化碳排放的可能性[23]。

4 家具碳足跡領(lǐng)域研究熱點(diǎn)與前沿分析

4.1 研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是一篇文章關(guān)鍵信息的提取，是文章內(nèi)容的高度概括。從關(guān)鍵詞可以大致了解家具碳足跡領(lǐng)域研究的關(guān)注點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容。利用Citespace進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，統(tǒng)計(jì)其出現(xiàn)頻次以及中心性。圖中圓圈節(jié)點(diǎn)代表的是關(guān)鍵詞頻次，頻次越大，圓圈越大。其中，最大的圓圈是“生命周期評(píng)估（life cycle assessment）”，頻次288；其次是“能源（energy）”，頻次135；“排放（emission）”，頻次116；“環(huán)境影響（environmental impact）”，頻次106。

利用突發(fā)性探測(cè)算法對(duì)主要名詞術(shù)語進(jìn)行測(cè)算分析，得到了爆發(fā)強(qiáng)度前21的關(guān)鍵詞表格，如圖6所示。由圖可知，近年來，爆發(fā)強(qiáng)度較大的關(guān)鍵詞有循環(huán)經(jīng)濟(jì)（circular economy，5.58）、工業(yè)生態(tài)（industrial ecology，5.52）、周期荷載（cyclic loading，4.31）、資源（resource，3.77）。

4.2 研究進(jìn)程分析

此外，對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)進(jìn)行時(shí)區(qū)可視化分析，得到家具碳足跡關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)區(qū)圖譜，如圖7 所示。

圖7 關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)區(qū)圖譜Fig.7 Keyword co-occurrence time zone map

基于圖5 ～ 7，國(guó)際上家具碳足跡研究進(jìn)程分為以下階段：

1） 2002—2009年，開始初步探索環(huán)境問題及其分析方法。主要研究有“能源”“排放”“環(huán)境影響”“生命周期評(píng)估”“影響”“溫室氣體排放”“碳足跡”“木質(zhì)產(chǎn)品”“環(huán)保成效”等，人們意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，開始用生命周期評(píng)估的方法來探索家具的碳排放。

2） 2010—2015年，探索方向逐漸細(xì)化。該階段的研究主題集中于“具體能源”“管理”“運(yùn)輸”“供應(yīng)鏈”“生命周期成本”“國(guó)際貿(mào)易”“持續(xù)性”等，可以看出該階段不再籠統(tǒng)的研究氣候影響，開始對(duì)家具生命周期中的某一具體環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性研究。

3） 2016年至今，探索方向更加多元。該階段的研究主題有“工業(yè)生態(tài)學(xué)”“再生木材”“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”“投入產(chǎn)出分析”“物流分析”“環(huán)境科持續(xù)性”等，可以看出該階段的研究分散到各個(gè)不同的行業(yè)，有工業(yè)制造行業(yè)、經(jīng)濟(jì)學(xué)行業(yè)、物流行業(yè)等，學(xué)科分布廣泛，家具碳足跡的研究已不再是簡(jiǎn)單的歸屬于家具行業(yè)。

5 結(jié)論與展望

家具碳足跡是一個(gè)越來越熱門的研究方向，其發(fā)文量保持高速增長(zhǎng)的狀態(tài)，是一個(gè)多學(xué)科交叉發(fā)展的學(xué)科。關(guān)于該方向的研究形成了以美國(guó)為首，歐洲為重點(diǎn)的合作網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)狀態(tài)。近幾年來，出現(xiàn)很多關(guān)于經(jīng)濟(jì)學(xué)視角下的家具投入產(chǎn)出分析研究，越來越多的學(xué)者從宏觀的角度去分析家具行業(yè)在應(yīng)對(duì)氣候變化過程中可以貢獻(xiàn)出的力量。同時(shí)各行各業(yè)術(shù)業(yè)專攻，對(duì)該領(lǐng)域的研究越來越細(xì)化，通過具體分析家具供應(yīng)鏈過程中某一環(huán)節(jié)的能源使用情況，進(jìn)而可以合理規(guī)劃能源的使用。生命周期評(píng)估、能源使用情況、碳排放量、碳足跡、以及對(duì)環(huán)境的影響仍然是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

在未來，家具碳足跡研究的發(fā)展方向主要有以下兩個(gè)方面。

1） 家具碳足跡已然形成跨學(xué)科的交叉發(fā)展趨勢(shì)，未來對(duì)于該方向的研究不再是簡(jiǎn)單的歸屬于家具專業(yè)，將會(huì)涉及更多的學(xué)科領(lǐng)域，例如林業(yè)工程、工商管理、經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、交通物流、機(jī)械、工業(yè)與制造工程等多種發(fā)展學(xué)科，研究領(lǐng)域?qū)?huì)更加寬泛。近幾年投入產(chǎn)出關(guān)鍵詞的突顯證明該方向出現(xiàn)越來越多的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究。

2）關(guān)于家具的碳足跡研究將會(huì)越來越細(xì)化、精確。家具全生命周期中，涉及到材料、物流、加工、能源、使用、回收等各種環(huán)節(jié)，這是一個(gè)龐大復(fù)雜的研究系統(tǒng)，未來的研究將會(huì)更具有針對(duì)性，從細(xì)節(jié)處發(fā)掘碳減排的潛力點(diǎn)。碳足跡的核算方法和數(shù)據(jù)也會(huì)更加完善，為國(guó)際間公平貿(mào)易提供合理的數(shù)據(jù)支撐。

家具碳足跡的研究已經(jīng)成為提高家具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、打破貿(mào)易壁壘的重要議題[24]。我國(guó)作為最大的發(fā)展中國(guó)家，應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。家具企業(yè)應(yīng)該努力提高資源效率，優(yōu)化作業(yè)流程，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，履行節(jié)能減排的社會(huì)責(zé)任，提高我國(guó)家具行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力水平[25-26]。