基于WOS數(shù)據(jù)庫國際桉樹木材研究（2011—2020）文獻計量分析

盧翠香，劉 媛，蔣匯川，梁星星

（1．廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西南寧 530002；2．農(nóng)業(yè)農(nóng)村部橡膠樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點實驗室 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所，海南海口 571101）

桉樹（Eucalyptusspp．）是桃金娘科（Myrtaceae）杯果木屬（AngophoraCav．）、傘房屬（CorymbiaK． D．Hill& L．A．S．Johnson）和桉屬（EucalyptusL’Herit．）樹種的統(tǒng)稱[1]。桉樹原產(chǎn)于澳大利亞、巴布亞新幾內(nèi)亞、印度尼西亞和菲律賓等國家，已被全球95 個國家引種栽培[2]。桉樹已成為全球熱帶地區(qū)最主要的造林樹種，是世界上栽培范圍最廣的人工林樹種[3]。目前，全球桉樹種植總面積超2 275 萬hm2，桉樹人工林面積占世界桉樹人工林面積比例最大的國家是巴西、中國和印度，分別為22%、20%和17%[2]。按照桉樹人工林平均生長量32 m3·hm-2·a-1估算[4]，全球桉樹人工林的年生長量可達8 億m3，每年由桉樹提供的木材約2．4 億m3，桉樹已成為全球重要的木材資源。世界各國出產(chǎn)的桉樹木材是制漿造紙和人造板（膠合板、纖維板和刨花板）的主要原料[4-5]，也是優(yōu)質(zhì)的可再生生物質(zhì)能源[4]。桉樹產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對維護世界木材安全、促進國民經(jīng)濟發(fā)展及發(fā)揮生態(tài)防護作用等起到非常重要的作用[5]。

文獻計量學(xué)作為一個專業(yè)術(shù)語，由Pritchard 在1969年提出[6]，是科學(xué)計量學(xué)的一個概念，僅限于對出版物及其屬性的分析。文獻計量學(xué)可定量分析學(xué)科發(fā)展趨勢、文獻量變規(guī)律及文獻情報科學(xué)管理等[7]。隨著文獻計量學(xué)的迅速發(fā)展，其理論知識、研究方法和研究手段都越來越完善[8]。

Citespace 是美國德雷賽爾大學(xué)陳超美教授開發(fā)的一款科學(xué)文獻分析工具，是一款著眼于分析科學(xué)文獻中蘊含的潛在知識，并在科學(xué)計量學(xué)、數(shù)據(jù)和信息可視化背景下逐漸發(fā)展起來的多元、分時、動態(tài)的引文可視化分析軟件。隨著Citespace 的不斷更新，它不僅能挖掘引文空間的知識聚類和分布，還能提供其他知識單元間的共現(xiàn)分析，如作者、機構(gòu)及國家/地區(qū)的合作等[9]。

本研究對美國科技信息研究所的科學(xué)引文數(shù)據(jù) 庫（Science Citation Index，SCI）中 的SCI-EXPANDED 庫有關(guān)桉樹木材研究的SCI 論文進行分析，主要利用Citespace 可視化分析軟件進行文獻計量學(xué)分析，從側(cè)面分析國際桉樹木材的研究概況、主要研究力量分布、研究水平和研究熱點及未來發(fā)展趨勢，為相關(guān)研究提供借鑒和參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

以SCI-EXPANDED 庫為SCI 論文文獻來源，檢索式為TS =（eucalypt* AND wood），檢索時間范圍為2011—2020年，檢索語種為英語（English），檢索時間為2021年8月20日，文獻檢索類型為論文（Article）和綜述（Review）。

為保證SCI 論文文獻數(shù)據(jù)的準確性，進一步排除重復(fù)文獻，除去會議論文和其他數(shù)據(jù)資料等，最終獲得2 842 篇文獻，包括研究論文2 741 篇和綜述101 篇。從文獻年度分布、學(xué)科主題分布、主要研究結(jié)構(gòu)分布及研究熱點和趨勢等方面進行詳細的分析并進行綜述。

該研究主要采用科睿唯安（Clarivate Analytics）公司的Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫自帶的分析功能、Citespace 可視化分析軟件（V5．8．R3(64-bit)）、中國科學(xué)院文獻計量在線分析平臺Bibliometric（https://bibliometric．com）及統(tǒng)計分析軟件Origin Pro 2021（9．8．0．200，64-bit）對數(shù)據(jù)進行處理。

2 結(jié)果與分析

2．1年度分布

由于SCI 數(shù)據(jù)庫收錄文獻受出版物上傳影響，存在一定滯后性，故檢索時間截至2020年12月31日。2011 — 2020年，10年間總體產(chǎn)出論文2 842篇，共有109 個國家和地區(qū)產(chǎn)出了論文成果。桉樹木材研究一直是科研工作者研究的熱門課題。2011— 2020年，每年論文數(shù)量均超過200 篇，呈增加趨勢，從2011年的207 篇增至2019年的367 篇（圖1）。

圖1 2011—2020年桉樹木材研究論文出版年度數(shù)量分布Fig.1 Annual distribution of eucalypt wood research publications published from 2011 to 2020

2．2 國家和地區(qū)分布

根據(jù)WOS數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，發(fā)表有關(guān)桉樹木材研究的SCI 論文數(shù)量位列前20 的主要國家和地區(qū)有巴西、澳大利亞和中國等（圖2）。其中，巴西發(fā)表的SCI 論文數(shù)量最多（840 篇），占總相關(guān)文獻的29．56%；其次為澳大利亞（365篇）、中國（354篇）、美國（311 篇）、西班牙（269 篇）和葡萄牙（213 篇），這6個國家的論文發(fā)表數(shù)量遠高于其他國家，說明這6個國家在桉樹木材研究方面具有較強的實力。

圖2 2011—2020年桉樹木材研究論文國家和地區(qū)分布（前20）Fig.2 National and regional distributions of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020(Top 20)

2．3 學(xué)科分布

以WOS學(xué)科類別分類方法為依托，對檢索所得文獻進行分類，論文數(shù)量在200 篇以上的學(xué)科分別為林學(xué)（Forestry）、材料科學(xué)：紙與木材（Materials science: paper & wood）、能源與燃料（Energy fuels）、化學(xué)工程（Engineering chemical）和生物技術(shù)和應(yīng)用微生物學(xué)（Biotechnology & applied microbiology）（表1）。涉及林學(xué)和材料科學(xué)：紙與木材的論文占有絕對優(yōu)勢，這也是桉樹木材所屬領(lǐng)域所決定的。

表1 2011—2020年桉樹木材研究學(xué)科分類（前12）Tab.1 Classification of eucalyptus wood research subjects from 2011 to 2020(Top 12)

2．4 研究機構(gòu)分布

在WOS發(fā)文量位居前10的研究機構(gòu)中，巴西的維索薩聯(lián)邦大學(xué)、圣保羅大學(xué)和拉夫拉斯聯(lián)邦大學(xué)位列前3，占比分別為7．21%、5．10%和4．08%；中國的北京林業(yè)大學(xué)和中國林業(yè)科學(xué)研究院的發(fā)文量位列第4和第9，占比分別為2．67%和2．22%；澳大利亞的墨爾本大學(xué)和塔斯馬尼亞大學(xué)的發(fā)文量位列第5和第6，占比分別為2．57%和2．50%（表2）。該數(shù)據(jù)表明，中國與澳大利亞有關(guān)桉樹木材研究的發(fā)文量相當，但與巴西還存在較大差距。

表2 2011—2020年桉樹木材研究發(fā)文量前十的機構(gòu)Tab.2 Top 10 research institutions of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020

2．5 國家間合作關(guān)系分析

基于中國科學(xué)院文獻計量在線分析平臺Bibliometric，可得到世界各個國家和地區(qū)之間的項目合作關(guān)系（圖3）。圖中半橢圓面積越大，表示該國與其他國家的合作越多，國家間的連線越粗表示兩個國家間的合作項目越多[8]。2011—2020年間，巴西（BRAZIL）參與的國際合作項目最多，其次是澳大利亞（AUSTRALIA）、中國（CHINA）和美國（USA）。在眾多合作國家中，巴西、澳大利亞和中國與美國之間的合作項目均較多，這反映出美國在桉樹木材研究方面擁有強大的實力。法國、西班牙、智利、葡萄牙、南非和日本等國也比較重視國際項目合作。

圖3 國家間合作關(guān)系Fig.3 Cooperations among countries

2．6 期刊和引文分析

基于中國科學(xué)院文獻計量在線分析平臺Bibliometric，本研究分析的論文共發(fā)表在588 種期刊上；其中Bioresources 的發(fā)文量最多（181 篇），占比6．37%，總被引次數(shù)排名第1（406次），平均被引次數(shù)為2．24；其次為Forest Ecology and Management、Bioresource Technology 和Industrial Crops and Products，總被引次數(shù)分別為360、325 和286 次，平均被引次數(shù)分別為3．60、4．45和4．03（表3）。平均被引次數(shù)最高的是New Phytologist（6．17）。

表3 2011—2020年桉樹木材研究發(fā)文量前十的期刊Tab.3 Top 10 journals of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020

2．7 研究熱點分析

運用Citespace（V5．8．R3(64-bit)）對關(guān)鍵詞進行分析，合并16 個相近詞并刪除21 個無關(guān)詞后，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜，共有482 個節(jié)點，1 847 條連線（圖4）。其中，“eucalyptus wood”和“eucalyptus”的頻次最高，節(jié)點最大，分別為733 和579。但是本研究檢索使用的主題詞為“eucalypt*”和“wood”，因此不再討論與此相關(guān)的關(guān)鍵詞。去除“eucalyptus wood”和“eucalyptus”兩個相關(guān)檢索主題詞后，根據(jù)關(guān)鍵詞和中心性兩項指標選擇排名前20 的關(guān)鍵詞進行排序（表4）。

表4 2011—2020年桉樹木材研究高頻關(guān)鍵詞分布Tab.4 Distributions of high-frequency keywords of eucalypt wood research from 2011—2020年

圖4 高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.4 High-frequency keyword co-occurrence network graph

高頻關(guān)鍵詞為生物量（Biomass）、生長發(fā)育（Growth）、密度（Density）、木質(zhì)素（Lignin）和纖維素（Cellulose）等，說明這些關(guān)鍵詞是有關(guān)桉樹木材發(fā)展的基礎(chǔ)性研究方向。研究發(fā)現(xiàn)，并不是所有的高頻關(guān)鍵詞都具有較高的中心性，僅依靠高頻關(guān)鍵詞并不能非常精確地確定研究熱點[10]。一般認為，中心性高的關(guān)鍵詞（Centrality ≥0．1）常被看作關(guān)鍵詞詞頻知識圖譜的拐點，在一定程度上代表本領(lǐng)域的研究熱點。從中心性來說，中心性的值越大，其關(guān)鍵詞對網(wǎng)絡(luò)的有效支撐性越大。桉樹木材研究領(lǐng)域的熱點包括細胞壁（Cell wall）、赤桉（E. camaldulensis）、平衡（Balance）、管理（Management）、生物炭（Biochar）、變異性（Variability）、高溫分解（Pyrolysis）、熱處理（Heat treatment）、密度（Density）、強度（Strength）、含水率（Moisture content）和木質(zhì)素含量（Lignin content）等。

2．8 研究前沿趨勢分析

關(guān)鍵詞突現(xiàn)指數(shù)能夠探測出頻次變化率高的關(guān)鍵詞，從而確定研究領(lǐng)域的前沿內(nèi)容。關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析可發(fā)現(xiàn)在一定時間內(nèi)受到相關(guān)科學(xué)界特別關(guān)注的關(guān)鍵詞，在分析研究前沿、預(yù)測研究趨勢和挖掘研究熱點方面有重要價值。本研究通過關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析得到桉樹木材研究領(lǐng)域中排名前24 位的突現(xiàn)關(guān)鍵詞。微纖絲角（Microfibril angle）、糖化（Saccharification）、木材成型（Wood formation）、水分含量（Moisture content）、生物油（Bio oil）和 質(zhì)量（Quality）反映了桉樹木材研究領(lǐng)域的研究前沿（圖5）。

圖5 2011—2020年桉樹木材研究關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜Fig.5 Keyword emergence of eucalypt wood research from 2011 to 2020

除進行關(guān)鍵詞突發(fā)性檢測外，還可通過設(shè)置適當?shù)拈撝档玫?011—2020年桉樹木材研究前沿領(lǐng)域的關(guān)鍵詞時區(qū)分布（TOP N 為30，thresholds 中c、cc 均為7）。時區(qū)視圖是從時間跨度上表示知識演進的視圖，展現(xiàn)一個主題或領(lǐng)域的關(guān)鍵詞在不同時間段上的分布和變化情況，根據(jù)熱點主題的交互關(guān)系和演進路徑，可以看到關(guān)鍵詞在不同年代的活躍程度，展現(xiàn)各時間段的知識基礎(chǔ)及其對應(yīng)的研究前沿依序更換、逐漸演進的過程[11]，有助于從時間維度上把握桉樹木材研究領(lǐng)域的熱點主題及其演化過程[12]，有助于捕獲該研究領(lǐng)域的前沿方向。2011—2020年桉樹木材研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞的連線較緊密（圖6）。桉樹木材物理力學(xué)性質(zhì)（density、quality、performance、mechanical property 和moisture content 等）和化學(xué)性質(zhì)（cellulose、lignin、chemical property/composition/structure、autohydrolysis 和extraction 等）一直是桉樹木材研究領(lǐng)域的熱點主題。右上角顯示的是最新熱點研究關(guān)鍵詞構(gòu)成的研究前沿，可以看出研究前沿與研究熱點之間有千絲萬縷的聯(lián)系。這些研究前沿的主題有生物炭（Biochar）、納米復(fù)合材料（Nanocomposite）、木質(zhì)纖維材料（Lignocellulosic material）、耐久性（Durability）、化學(xué)變化/結(jié)構(gòu)/性質(zhì)（Chemical change/structure/property）、木材質(zhì)量（Wood quality）和熱處理（Heat treatment）等。

3 結(jié)論與展望

本研究主要基于Citespace 可視化分析軟件和中國科學(xué)院文獻計量在線分析平臺Bibliometric，根據(jù)科睿唯安公司的Web of Science 數(shù)據(jù)庫對桉樹木材研究文獻進行計量分析，從年度分布、國家和地區(qū)、學(xué)科分類、研究機構(gòu)、國家間合作關(guān)系以及主題分布等方面，分析近十年國際桉樹木材研究的概況及研究熱點和前沿趨勢。

2011 — 2020年，有關(guān)桉樹木材研究的論文數(shù)量呈增加趨勢，巴西、澳大利亞、中國和美國等國在桉樹木材研究方面具有較強的實力，巴西、澳大利亞、中國和美國等國家參與的國際合作項目最多。

通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，2011 — 2020年桉樹木材研究的熱點主要集中在細胞壁（Cell wall）、赤桉（E. camaldulensis）、平衡（Balance）、管理（Management）、生物炭（Biochar）、變異性（Variability）、高溫分解（Pyrolysis）、熱處理（Heat treatment）、密度（Density）、強度（Strength）、含水率（Moisture content）和木質(zhì)素含量（Lignin content）等方面。

通過關(guān)鍵詞突現(xiàn)及熱點時區(qū)圖分析，當前桉樹木材研究的前沿主題包括生物炭（Biochar）、納米復(fù)合材料（Nanocomposite）、木質(zhì)纖維材料（Lignocellulosic material）、耐久性（Durability）、化學(xué)變化/結(jié)構(gòu)/性質(zhì)（Chemical change/structure/property）、木材質(zhì)量（Wood quality）和熱處理（Heat treatment）等。

基于以上分析，未來桉樹木材的研究可能主要集中在木材的形成與質(zhì)量（Wood formation and wood quality）、木材結(jié)構(gòu)與材性（Structure and property）、納米復(fù)合材料和木質(zhì)纖維材料（Nanocomposite, lignocellulosic material）和生物炭（Biochar）等方面。

本研究采用主題詞檢索，雖然進行了一些人工篩選，但一些非相關(guān)文獻可能為研究結(jié)論帶來了一些誤差；通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)推測目前研究的一些熱點和趨勢，主觀性偏強，研究結(jié)論存在一定的局限性?；诖?，在未來的研究中，需繼續(xù)關(guān)注桉樹木材未來的研究發(fā)展，跟蹤熱點和預(yù)測研究趨勢。