基于全球文献计量的苹果响应气候变化研究的热点分析

　　摘要：【目的】随着气候变化的影响，苹果生产的响应和适应机制也成为全球关注的热点和焦点问题之一，为了更加深入的了解其热点动态变化，避免科研资源重复浪费。【方法】本研究基于WebofScience和中国知网两大核心数据库以“气候”和“苹果”为主题，对1995/1998-2020年已公开发表的相关主题文献进行可视化分析。【结果】研究时段内，从公开发表论文的数量上看，“气候”与“苹果”为主题的发文量最多，达到5693篇，与“洪涝”相关的论文研究相对较少，仅有206篇;气候与苹果相关主题的中英文发文量均呈上升趋势，但中英文发文量的比例过低，仅为0.23;从发文内容来看，英文发文多集中采用富士品种，侧重于相关栽培技术、病虫害影响(苹果蠧蛾)、干旱等方面;除此之外更多地关注基因表达、措施等方面。中文发文的内容更倾向于苹果气候资源高效利用、气候敏感因子、灾害防控等方面，如气候资源区划、苹果小气候等。【结论】基于气候变化的苹果相关研究越来越丰富，英文研究热点仍集中在富士品种下开展集成栽培技术、病虫害防治等方面;中文研究热点则更倾向于苹果气候资源高效利用、气候敏感因子、农业灾害防控等方面，且由于数据有限尚未细化至苹果品种。

　　关键词：苹果;气候变化;文献计量;Citespace软件

　　以气候变暖、极端天气气候事件频发重发等为主要特征的气候变化及其对农业生产的影响一直是全球热点和焦点问题[1]，同时，农业可持续生产也面临挑战和机遇。苹果是世界性果品，在中国乃至全球，苹果种植面积和产量均居首位，受气候变化影响也愈加强烈[2-5]，农业气象灾害风险加大[6,7]。

　　气候方向评职知识：全球气候变暖的论文发表哪些sci期刊

　　近年来，国内外专家学者围绕气候变化与苹果的交叉领域研究取得了诸多重要成果，主要从气候资源利用[8]、栽培技术[9]、品种选育[10-13]、气象灾害[14]等方面开展了相关田间试验和综合性分析，研究方向、研究方法各有侧重。随着科技进步，相关领域的专家学者从理论方法[15,16]、技术改进[17,18]、不确定性分析[19]等方面进一步开展深入研究，虽归纳总结了气候变化对苹果影响，但缺少直观的整体概述及热点研究演变趋势。

　　文献计量学(Bibliometrics)是基于已发表文献为研究对象，定量分析文献计量特征，客观反映某一领域的科研发展历史和态势[20]。WebofScience(WOS)和中国知网(CNKI)核心数据库是两个涵盖了国内外各个领域的学术信息检索夸库平台[21]。Citespace是一款文献分析可视化软件，它可以将某一领域的演进历程集中显示在一幅网络图谱中，借助Citespace软件绘制图谱，可多角度、多维度综合探讨并直观分析领域内科研进展过程和学科发展前沿[22,23]。

　　自上世纪80年代开始，气候变化就一直是世界性焦点问题，为了更加深入地理解气候变化带来的影响，国内外不同领域专家学者，基于文献计量学分别针对森林、猕猴桃、橙子、蓝莓、油橄榄等[24-28]，及作物模型、农业干旱等[29,30]为主题，从时间、机构、作者、期刊、主题等角度综合分析了目前各领域应对气候变化的技术发展和研究热点演变，并从脱贫、提质等政策配套的视角探讨问题，助推中国农业供给侧结构性改革。如汪航等[31]通过研究1988−2018年气候变化的发文机构、主题等方面，明确了近30年全球应对气候变化的总体状况以及研究进展。赵海莉和张婧[32]、张艳等[33]分析了气候变化背景下水旱灾害、灾害经济等现状特征及发展趋势，为未来开展应对极端天气气候事件的应对措施提供了参考依据[31]。

　　改革开放40多年来，中国果树发展取得巨大成就[3]。苹果栽培历史悠久、品种丰富多样、经济产值较高，在保障食物安全、生态安全、人民健康、农民增收和农业可持续发展中的作用日益凸显，是全面打赢脱贫攻坚战和促进乡村振兴的重要支柱产业之一[3]。随着学科理论知识的不断完善，科研水平不断提高，科研经费投入加大，气候变化在苹果响应机理领、果实品质、学科科技创新等方面发表的文献日益增多[34-36]。

　　为了更加深入了解气候变化对苹果领域的影响，直观描述研究方向与热点的历史演变特征，本文以国内/外核心数据库1998/1995年−2020年气候变化对苹果影响领域内已发表文献为研究对象，从气候变化与苹果领域的交叉热点中，阐明气候变化对苹果影响及应对措施的科技创新趋势，了解研究热点动态变化过程，以期为苹果栽培领域的研究人员和机构提供基本参考，为苹果种植布局和产业发展动态提供理论参考。同时，为了避免重复研究导致资源浪费，为相关管理部门的项目立项及政策制定提供决策支持。

　　1资料与方法

　　1.1资料来源及筛选

　　基于WebofScience和中国知网两大核心数据库中已公开发表的学术论文，包括期刊论文、学位论文及会议论文为研究对象，以“气候”和“苹果”为主题，全方位交叉组合24次，并按“高级检索”方式进行检索。为提高分析效率和精确度，对检索后的基础数据源进行筛选、去重，删除征稿、卷首语、个人学术成果介绍、书评及署名为课题组或无作者、不相关的数据。清洗后的中英文基础数据源如表1所示，含文献题录、作者、机构、摘要、关键词、发表年份、发表期刊等。英文文献数据检索时间范围是1995年1月1日至2020年6月25日，中文文献数据检索时间范围是1998年1月1日至2020年6月25日。

　　1.2研究方法

　　CiteSpace(Version5.7.R1)[21,22]软件是由美国德雷克塞尔大学计算与信息学院陈超美博士开发的一款文献可视化软件。该软件基于文献计量学、信息可视化与统计分析等方法，对获取文献数据进行定量研究与定性分析，是进行文献计量分析的有效工具。本文利用Citespace软件，基于WebofScience和中国知网核心数据库，对获取的有关苹果响应气候变化的文献数据进行定量研究与定性分析，探明气候变化下旱涝灾害对苹果影响的热点特征。

　　2结果与分析

　　2.1文献检索基本情况

　　基于国外WOS和国内CNKI两大核心数据库，检索“气候”与“苹果”交叉主题后，得到未清洗的刊出文献环状分布。1995-2020年6月WOS核心数据库，6个“Climate”与4个“Apple”为主题的24种交叉组合汇总刊出英文文献8879篇。“Climate”与“Apple”的4个主题词的英文发文量最多，共4345篇;与“Applequality”共主题的发文量最少，仅1069篇。另一方面，“Apple”与“Climate”的6个主题词的英文发文量最多，共4358篇;与“Flooding”共主题的发文量最少，仅205篇。“Applequality”与“Flooding”共主题的英文刊出量仅16篇，表明洪涝并非苹果的主要灾害。

　　1998-2020年6月CNKI核心数据库，“气候”与“苹果”24种交叉组合的检索，共刊出未去重文献1348篇，仅为英文文献的15%。中、英文文献主题分布较为相似，“气候”与“苹果”的4个主题词交叉发文比例最高，共1001篇;与“苹果品质”共主题发文量最少，仅236篇。“苹果”与“气候”的6个主题词发文量与英文发文分布相似，其中“苹果”与“气候”、“天气”、“干旱”交叉主题发文量分别为351、349和329篇，与“洪涝”交叉主题仅发表1篇。气候变化对苹果影响共发表中文265篇，但是“苹果树”、“苹果”、“苹果品质”与“洪涝”的交叉主题发文量为0，该领域尚未检索到有项目或基金的支持。

　　2.2发文年变化趋势

　　单位时间内文献刊出量是衡量该领域学术活跃度和科技创新的重要指标之一[37]。上述基础数据源经去重和筛选后，共得到中英文刊出文献3604篇，其中英文文献2862篇，中文文献742篇。1995-2020年，“气候”与“苹果”共主题的发文量增长显著，英文和中文刊出文献分别以76.8篇/10a和34.6篇/10a的速率增加;但是中文文献发文量一直低于英文发文量，中英文文献的比例平均为0.23。“气候”与“苹果”共主题的中文文献虽增加明显，但一直未突破100篇/年。1995-2007年，英文文献发文量小幅增长后稳定在100篇以内，增加趋势不显著(P>0.05);2007年以后，发文量突破100篇/年，平均为170篇/年，即气候变化对苹果影响的研究领域不断受到关注，且相关研究成果逐步发表。

　　1988年，IPCC成立后气候变化问题迅速成为国际经济发展、环境与资源、科技研发等领域内举世瞩目的重大战略性和全球性的热点问题。随着气候变化影响评估、气候资源高效利用、极端天气防范等的深入研究和广泛应用，对苹果栽培和产业发展起到了巨大推动作用[34-35]。近年来，我国各地抓住农业产业结构调整的机遇，立足当地特色和资源优势，大力发展苹果产业，取得了巨大的成效，但同国外发达国家果树产业总体发展水平比较，我国的果树产业发展的发表论文数量相对较少。在为数相对较少的已发表论文中，认为我国的果树产业亟待提高需要提高产业的标准化程度、提高果实品质、增强市场竞争力[3]。

　　2.3英文文献主题聚类和突变分析

　　基于WOS英文核心数据库检索、去重后共计2862篇气候变化与苹果相关英文文献，在Citespace软件中，使用修剪切片，得到气候变化与苹果相关共主题的英文文献聚类关系。“Climate”与“Apple”共主题的2862篇文献中，共性节点1299个和连线5124条，有效引用率为86%。ModularityQ为聚类模块化的度量值，是目前常用的一种衡量网络社区结构强度的方法，最早由MarkNewMan提出[22];Silhouette为平均轮廓线，一般认为这两个指标分别大于0.5和0.3，聚类分析结构显著。

　　本文聚类分析得到模块度为0.723，平均轮廓线为0.2623，表征聚类相关合理，达到软件可靠性的临界值，因此可视化聚类图谱结果合理。由可视化聚类图可知，1995-2020年，“Climate”与“Apple”共主题聚成145个类，本研究仅选择前15个聚类值显示，顺序编号自0#至14#且用不同背景颜色加以区分，聚类由多个紧密相关的词组成的，数字越小说明该聚类分区包含的关键词越多比例越高。“Climate”与“Apple”的共主题中，有4个聚类分区与病虫害相关，分别是0#codlingmoth，3#rosyappleaphid，8#fleshbrowning和9#fireblight;6个聚类分区与栽培和品种相关，分别是2#fujiapple，4#organicappleproduction，6#plantingsystem，7#transgenicapple，11#usepattern和14#understandinggrowthregulatorresponses;而与气候、干旱有关的聚类仅有3个，即1#droughtstress，12#waterstress和13#soilcarbon。

　　从聚类结果中，大多数已发表的文献中更倾向于在气候变化背景下研究苹果的相关栽培技术或者病虫害影响等，如苹果蠧蛾、干旱胁迫等方面。通过文献检索可知，Witzgall[36]研究了适应气候变化需要采取加强苹果昆虫管理的技术解决方案(该文献被引频次高达479次);Chmielewski等[38]和Ahas等[39]在气候变化背景下分别讨论了果树物候期变化及可能的影响(被引频次分别达到333次和179次)。高被引的研究论文与本文的研究结论相符。

　　2.4中文文献主题聚类和突变分析

　　基于CNKI中文核心数据，检索并去重后的相关中文文献共计742篇，利用Citespace软件绘制文献共引网络聚类图，辨析气候与苹果交叉领域的中文文献的结构联系。节点类型选择被引文献，使用修剪切片，得到气候变化与苹果相关共主题的中文文献聚类关系。1998-2020年，“气候”与“苹果”交叉共主题中，共性节点600个节点和1340条连线，有效引用率为76%。经检索结果的聚类分析，模块度Q为0.7，平均轮廓线为0.4728，结果表明自1998年气候变化与苹果相关领域的共主题的中文文献聚类结果合理可靠。

　　1998-2020年气候变化与苹果相关共主题的中文文献共主题聚成91类，本文仅选择前10个聚类显示(底色为不同颜色加以区分)，编号自0#至9#，数字越小聚类包含的关键词越多。聚类结果中3个聚类与苹果相关，分别是0#苹果，2#果树和8#红富士;5类与气候条件有关，分别是1#干旱胁迫，3#气候变化，5#气候资源，6#气象条件和9#气象因子;另外，4#波尔多液，7#土壤含水量相关主题的研究，也同样引起大量专家学者的关注。20世纪80—90年代，由于我国的冷库贮藏能力不足，缺乏苹果保鲜技术。

　　因此，晚熟、耐贮的„红富士‟苹果品种从日本引种到我国后，得到了快速发展。由聚类结果可以看出，随着苹果产业和气候变化领域的飞速发展，国内大多数专家学者更倾向于气候条件、气候因子、农业气象灾害等方面，开展相关的田间试验或者定量关系研究。其中，2011年潘根兴[40]等人从农业科学角度讨论了气候变化对中国农业生产涉及的气象、土地、生物环境和生态系统等的影响并指出干旱将成为我国未来农业生产中严重的挑战之一;该文献被引频次高达276次。

　　3讨论

　　已公开发表的文献主题是衡量该研究领域科技发展的重要指标之一[37]。以气候变暖、极端天气气候事件频发为主要特征的全球气候变化已成为世界各国普遍关注的热点问题[1]。自上世纪90年代，国内外学者围绕气候变化对农业生产(含苹果)相关领域开展了大量的科学研究，并在基础理论、技术方法和成果应用等方面取得了显著进展[2-4]。国家从富民政策、产业结构调整等方给予了大力支持[48,49]，依靠科学，大力发展苹果产业脱贫致富，苹果产业已经成为这些地区农业种植结构调整的主要树种、农民增收致富的主要经济来源，对当地的生态环境建设、可持续发展起到重要的作用。苹果是多年生木本经济植物，种植品种、产量、品质与当地气候条件等有密切关系[8-10]。因此，明晰掌握气候变化对苹果生产的影响及对策，是促进苹果产业稳定与可持续发展理论基础。

　　3.1“气候”与“苹果”为主题的交叉领域越来越受专家学者的关注

　　本研究基于WOS英文核心数据库和CNKI中文核心数据库，检索了1995-2020年气候与苹果交叉领域的文献。从发文量来看，在未去重的情况下，英文发文量8879篇，中文发文量1348篇，英文、中文发文量比例为20:3。从气候与苹果交叉领域的发文量来看，与小麦、玉米等主粮研究成果相比，苹果产业相关研究起步较晚。从共性主题来看，无论是中文还是英文发文量，苹果与涝害的交叉领域相对发文量最少。从时间发展趋势来看，气候与苹果共主题研究伊始阶段与其他学科的发展的时间比较一致，这与全球、国家在基础科学方面的大力支持离不开。自上世纪90年代开始，发表论文的数量快速上升，此阶段奠定了气候与苹果共主题的理论基础和研究方向，同时学科发展趋向了多元化、交叉化、综合化的发展。

　　对已检索到的刊文量过滤、去重后，单位时间内英文和中文文献的发文量分别增加了76.8篇/10a和34.6篇/10a。1995-2020年，苹果与气候相关领域的中文文献发文量虽有增加趋势，但一直未突破100篇/年。该研究时段正值气候变化相关领域从平稳发展阶段过渡至快速发展阶段，此时气候变化评估、气候资源利用、极端天气认知等研究方向逐渐走向成熟，并应用于各行各业，同时对苹果产业的发展起到了巨大推动作用。“气候变化”与“苹果”为主题的交叉领域的年发文量显著增加[37]，说明对于气候变化对苹果的影响的研究越来越受专家学者的关注，具有较好的研究前景。

　　作者：刘园1，刘布春1*，程存刚2，邱美娟1，王珂依1，毛留喜3，何延波