我國大米品質(zhì)研究發(fā)展動態(tài)的可視化分析

石小晶 姚安陽 李思維 謝薇薇 陳菁茹 張正勇

摘要：大米作為我國主要的糧食作物之一，針對其品質(zhì)的相關(guān)研究對促進我國糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展意義深遠。本文通過運用文獻計量軟件CiteSpace，采用研究機構(gòu)共現(xiàn)、研究作者共現(xiàn)、關(guān)鍵詞共現(xiàn)及關(guān)鍵詞演變的知識圖譜，識別國內(nèi)大米品質(zhì)的研究現(xiàn)狀及熱點，分析演變趨勢并探索未來發(fā)展方向。結(jié)果表明：我國大米品質(zhì)相關(guān)研究處于平穩(wěn)發(fā)展階段，未來仍有較大的發(fā)展空間。國內(nèi)研究機構(gòu)及研究團隊較為分散，尚未形成較大的合作網(wǎng)絡(luò)。國內(nèi)大米品質(zhì)研究熱點主題主要有貯藏條件、相關(guān)性、蒸煮品質(zhì)等。隨著人民生活水平的提高以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，大米品質(zhì)的研究重點漸漸向食味品質(zhì)轉(zhuǎn)移，研究方法也漸漸向區(qū)塊鏈技術(shù)、計算機算法轉(zhuǎn)移。

關(guān)鍵詞：大米品質(zhì) CiteSpace 研究現(xiàn)狀 演變趨勢

大米是我國國民的第一口糧[1] ，全國約有60%的人以大米為主要糧食，大米的質(zhì)量安全是糧食安全的重中之重[2] ，因此，加大力度開展大米品質(zhì)相關(guān)研究具有重要的意義。然而，現(xiàn)階段有關(guān)大米品質(zhì)領(lǐng)域的報道相對較少，尤其是缺乏系統(tǒng)性的量化分析大米品質(zhì)文獻方面的研究，從而在宏觀上較全面客觀地揭示了國內(nèi)大米品質(zhì)的階段性研究成果、研究熱點和研究前沿等研究現(xiàn)狀。鑒于此，本文利用文獻計量學(xué)工具CiteSpace進行了系統(tǒng)性、定量化的國內(nèi)大米品質(zhì)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展歷程分析，嘗試歸納我國大米品質(zhì)研究力量以及研究熱點、前沿，進而客觀地展現(xiàn)了我國大米品質(zhì)研究的總體情況，以期為準(zhǔn)確掌握我國大米品質(zhì)研究狀況，揭示發(fā)展規(guī)律，并為科研人員進一步開展大米品質(zhì)深入研究和實踐探索提供理論和情報參考。

一、方法與數(shù)據(jù)

（一）研究方法

本文選用CiteSpace作為研究分析的工具，CiteSpace是陳超美教授團隊研發(fā)的一款文獻數(shù)據(jù)挖掘和可視化軟件[3] 。本文所采用的方法主要是利用統(tǒng)計學(xué)對獲取到的與大米品質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，描述其變化特征，以探索大米品質(zhì)的研究力量與熱點。關(guān)于文獻計量工具CiteSpace的使用，國內(nèi)已經(jīng)有諸多學(xué)者進行了探索研究，其中包括關(guān)于醫(yī)院各類病癥的可視化分析、國內(nèi)外教育研究的文獻綜述等方面的應(yīng)用研究 [4] 。

（二）數(shù)據(jù)來源

為盡可能收集到更為完整、全面、精準(zhǔn)的論文資料，本研究采用計算機檢索和人工排查相結(jié)合的方法選取文獻[5] 。在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫（China National Knowledge Infrastructure ，CNKI）中以“大米品質(zhì)”“大米質(zhì)量”為主題檢索詞并使用CNKI高級檢索，發(fā)表時間不限，期刊類別選擇“全部期刊”，檢索時間截止2020年12月4日，檢索1976-2020年間的中文文獻，剔除不相關(guān)的文章，并刪除重復(fù)文獻，最終選擇376篇高相關(guān)的中文期刊論文作為研究對象。

二、結(jié)果與分析

（一）大米品質(zhì)研究文獻量的時序分析

文獻量是衡量一個研究領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r的重要尺度之一[6] 。整理檢索到的1976-2020年間376篇以大米品質(zhì)為研究核心的期刊文獻，并繪制以年份為橫坐標(biāo)，文獻量為縱坐標(biāo)的文獻變化趨勢圖（圖1）。從圖中可以看出，1976-2002年為該領(lǐng)域的探索階段，該階段發(fā)文量較少僅有84篇，年平均文獻量僅為3.11篇; 2003-2019年是研究的穩(wěn)定發(fā)展階段，雖然年文獻量有起伏，不過年平均文獻量為16.24篇。這兩個階段在一定程度上反映了我國大米品質(zhì)研究的總體發(fā)展?fàn)顩r。

（二）大米品質(zhì)研究力量分析

1. 大米品質(zhì)研究機構(gòu)共現(xiàn)分析

研究機構(gòu)是組織研究者進行領(lǐng)域研究的重要依托。研究機構(gòu)共現(xiàn)分析可以識別出某一領(lǐng)域的核心機構(gòu)及機構(gòu)之間的合作關(guān)系。通過CiteSpace，選擇機構(gòu)（Institution）為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點類型、時間跨度為1976-2020年、時間切片為1，生成的大米品質(zhì)研究機構(gòu)共現(xiàn)知識圖譜（圖2），圖中節(jié)點代表研究機構(gòu)，節(jié)點的大小反映了該機構(gòu)的發(fā)文量，節(jié)點之間的連線代表機構(gòu)之間具有合作關(guān)系。圖中共有340個節(jié)點，133條連線，網(wǎng)絡(luò)密度僅為0.0023，網(wǎng)絡(luò)密度值在0至1范圍，值越接近1則說明彼此間關(guān)系越緊密 [7] 。結(jié)果顯示出，國內(nèi)大米品質(zhì)研究機構(gòu)之間在該領(lǐng)域的合作交流相對較少，尚有待加強提高，以促進大米品質(zhì)研究的深入融通。由圖2可知，河南工業(yè)大學(xué)與廣州嶺南穗糧谷物有限公司及鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司的合作關(guān)系較為密切。河南工業(yè)大學(xué)和南京財經(jīng)大學(xué)在該領(lǐng)域的國內(nèi)論文發(fā)文量排名相對靠前，一定程度上也反映出相關(guān)科研單位在該領(lǐng)域的人才力量、資源配置、科研產(chǎn)出的集聚優(yōu)勢。

2. 大米品質(zhì)研究作者共現(xiàn)分析

作者共現(xiàn)知識圖譜能夠識別出一個研究領(lǐng)域作者的發(fā)文量及其之間的合作關(guān)系。運用CiteSpace軟件生成的大米品質(zhì)研究作者知識圖譜，如圖3所示。圖中節(jié)點的大小表示作者發(fā)文量的多少，節(jié)點間的連線表示作者之間的合作關(guān)系。從圖中結(jié)果可以看出，發(fā)文量最多的作者包括姚軼俊、張磊、李枝芳、王立峰組成的科研團隊，以及以安紅周、陳會會、尹文婷、林乾、何東升、羅瓊組成的科研團隊等。同時，圖示結(jié)果也揭示出各研究團隊的成員大多來自同一研究機構(gòu)，作者之間的合作大多局限于同一機構(gòu)內(nèi)部，這一研究結(jié)果提示我們，不同的機構(gòu)研究團隊之間的合作交流有待加強，以促進大米品質(zhì)研究領(lǐng)域各團隊的交叉融合。

（三） 大米品質(zhì)研究熱點分析

1. 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞是文獻核心內(nèi)容的高度概括，通過關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次能夠識別出研究領(lǐng)域的研究熱點。節(jié)點類型為關(guān)鍵詞（Keyword），運行軟件得到的大米品質(zhì)研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜，如圖4所示。圖中十字架大小表示關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，連線表示節(jié)點之間的關(guān)系。高頻關(guān)鍵詞反映該學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究熱點，中心性反映出熱點的重要性。一個關(guān)鍵詞的中心性越高，意味著它控制關(guān)鍵詞之間的信息流就越多[8] 。有關(guān)大米品質(zhì)研究的知識圖譜十分清晰，圍繞關(guān)鍵詞生成了10個文獻聚類，分別是“大米品質(zhì)”“品質(zhì)”“米粉“蒸煮品質(zhì)”“食用品質(zhì)”“品質(zhì)變化”“品質(zhì)指標(biāo)”“大米出口”“生理生化”“淀粉微細結(jié)構(gòu)”。通過CiteSpace列出頻次超過10次的關(guān)鍵詞及其中心性（見表1）做進一步分析。頻次超過10次的關(guān)鍵詞有“大米”“大米品質(zhì)”“品質(zhì)”“相關(guān)性”“糊化特性”等18個。從中心性角度看，有4個關(guān)鍵詞中心性在0.1及以上，分別是“大米”“大米品質(zhì)”“品質(zhì)”“品質(zhì)變化”，有些關(guān)鍵詞頻次和中心性都很高，如“大米品質(zhì)”“品質(zhì)變化”等，表明研究大米品質(zhì)變化的相關(guān)因素是國內(nèi)大米品質(zhì)研究的重點和熱點問題。

2. 關(guān)鍵詞演變趨勢

關(guān)鍵詞演變趨勢可以通過關(guān)鍵詞時區(qū)視圖揭示各個關(guān)鍵詞隨時間的演變情況 [9]。運用CiteSpace軟件，時間切片選擇十年，可視化視圖選擇時區(qū)視圖（Timezone View），得到1976-1985、1986-1995、1996-2005、2006-2015、2016-2020年共5個時間段的大米品質(zhì)研究的關(guān)鍵詞演變圖，如圖5所示?？梢钥闯觯?976-2002年大米的貯藏條件如氧濃度、儲糧技術(shù)、淀粉酶活性、白曲霉、糊化溫度、直鏈淀粉、膠稠度等是研究大米品質(zhì)的熱點;2003年以來，食用品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)、糊化特性、感官品質(zhì)、包裝方式、人工智能、產(chǎn)地判別、儀器分析技術(shù)、BP（Back Propagation：反向傳播）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、區(qū)塊鏈、供應(yīng)鏈成為大米品質(zhì)研究學(xué)者所關(guān)注的熱點關(guān)鍵詞。近幾年，區(qū)塊鏈、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新一代信息技術(shù)是熱度較高的關(guān)鍵詞。由此可見，大米品質(zhì)研究的演變過程，與信息技術(shù)的發(fā)展關(guān)系愈發(fā)緊密。當(dāng)前，以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)革命正深刻改變著社會各行各業(yè)，大米品質(zhì)研究領(lǐng)域也不例外。

通過以上對我國大米品質(zhì)研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖、演變趨勢圖的分析，可以看出，早期（1976-2002年）的研究以大米貯藏環(huán)境為主，主要關(guān)注溫度、含氧量以及水分對大米品質(zhì)的影響。原四川省糧食局科研所“缺氧”貯藏組 [10] 認為缺氧貯糧有助于防止藥劑污染糧食;于秀榮等人 [11] 認為在機械制冷低溫儲糧不易推廣的情況下，準(zhǔn)低溫儲糧是適合我國國情的經(jīng)濟有效又易于實施的儲糧措施;陳松意等人 [12] 認為采用磷化氫熏蒸的辦法可以讓大米保持較高酶活性;李會新等人 [13] 認為密閉儲藏法能使在氣溫較高季節(jié)中入庫大米安全渡夏。后期（2003年以來）的研究側(cè)重于大米品質(zhì)檢測、大米產(chǎn)地溯源以及大米食味品質(zhì)的研究。如陳建偉 [14] 、吳彥紅等人 [15] 應(yīng)用機器視覺技術(shù)對大米品質(zhì)進行檢測;梁明等人 [16] 提出基于大米像素組織大米品質(zhì)鑒定方法;胡用軍等人 [17]提出利用多個控制圖實現(xiàn)對大米中總砷含量測試結(jié)果控制;陶啟等人 [18] 提出利用區(qū)塊鏈技術(shù)對大米進行溯源;李芳等人[19] 采用B/S （Browser/Server）的3層體系結(jié)構(gòu)、Apache服務(wù)器、Mysql數(shù)據(jù)庫和PHP語言設(shè)計開發(fā)了大米質(zhì)量追溯與產(chǎn)地判別系統(tǒng);王立峰等人 [20] 通過測定不同包裝方式大米儲藏過程中食用品質(zhì)以及揮發(fā)性成分，判斷大米品質(zhì)的變化;李蘇紅等人 [21] 用質(zhì)構(gòu)儀、食味儀對不同種類大米進行感官評價以及參數(shù)測定。由此可見，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，能夠更深入地研究大米品質(zhì)。將大米品質(zhì)探究與新一代科學(xué)技術(shù)有機結(jié)合起來，有望更全面客觀地認識大米品質(zhì)，助力提升我國大米品質(zhì)。

三、研究總結(jié)

為了洞悉國內(nèi)大米品質(zhì)研究的發(fā)展脈絡(luò)，本文以CNKI收錄的1976-2020年的376篇期刊論文為數(shù)據(jù)源，采用科學(xué)文獻計量研究方法，使用CiteSpace工具對國內(nèi)大米品質(zhì)研究的相關(guān)論文進行了知識圖譜可視化分析，研究結(jié)論為（1）通過論文的數(shù)量統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，從2003年以來大米品質(zhì)相關(guān)的研究呈現(xiàn)上升趨勢，目前仍處于發(fā)展階段，預(yù)計未來有較大的增長空間。（2）通過研究機構(gòu)共現(xiàn)及研究作者共現(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，論文發(fā)表量較為集中于該領(lǐng)域?qū)嵙^高的高校，如河南工業(yè)大學(xué)、南京財經(jīng)大學(xué)等，目前相關(guān)研究作者和團隊較為分散，尚未形成整體上較大的合作網(wǎng)絡(luò)。（3）通過關(guān)鍵詞聚類分析和關(guān)鍵詞演變分析，可知早期國內(nèi)大米品質(zhì)研究熱點主題主要有貯藏條件、淀粉酶活性、蒸煮品質(zhì)等，大米品質(zhì)研究在不同階段有不同的研究重點，研究重點也呈現(xiàn)出一種逐漸生長的狀態(tài)。隨著人民生活水平的提高以及信息技術(shù)的發(fā)展，大米品質(zhì)的研究重點漸漸向食味品質(zhì)轉(zhuǎn)移，研究方法也漸漸向區(qū)塊鏈技術(shù)、計算機算法轉(zhuǎn)移。

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（作者單位：南京財經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院）