低碳城市研究关键词共词网络的可视化分析.pdf

2 0 2 年 第 s 期 s 。 i。 。 d T e 錾 耄 。 m 。 R 。 眦 h d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 0 7 6 9 5 2 0 1 2 0 8 0 1 1 低碳城市研究关键词共词网络的可视化分析 李金兵 ，唐方方L 。 ( 1 北京大学，北京 1 0 0 8 7 1 ；2 山东大学，山东济南2 5 0 1 0 0 ； 3 西南财经大学，四川成都6 1 0 0 7 4 ) 摘要：运用可视化的方法对低碳城市研究的高频关键词的共现矩阵进行分析，构建了共现聚类树和共现网络。 研究表明：低碳城市研究中，宏观研究占据主导地位 ，中观研究逐渐成为热点，微观研究需要快速起步。并在 此基础上对低碳城市系统的若干热点和未来研究趋势进行了预测。 关键词 ：低碳城市 ；研 究热点 ；关键 词；共现 网络 ；可视化 ；聚类 中图分类号：G 3 5 3 1 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 0 7 6 9 5( 2 0 1 2 )0 8 0 0 4 0 0 5 Vi s u a l i z a t i o n o f Lo w c a r b o n Ci t y o f Co - k e y wo r d Ne t wo r k L I J i n b i n g 。 T ANG Fa n g f a n g ( 1 P e k i n g U n i v e r s i t y ，B e ij i n g 1 0 0 8 7 1 ， C h i n a ； 2 S h a n d o n g U n i v e rsi t y ， J i n a n 2 5 0 1 0 0， C h i n a ； 3 S o u t h w e s t U n i v e rs i t y o f F i n a n c e ，C h e n g d u 6 1 0 0 7 4， C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e p a p e r e mp l o y s v i s u a l i z a t i o n t e c h n i q u e t o a n aly z e t h e C O k e y wo r d c l u s t e r t r e e a n d n e t wo r k o f l o w c a r b o n c i t y fie l d T h o s e r e s u l t s s h o w t h a t ma c r o v i e w r e s e a r c h p l a y s a l e a d i n g r o l e， me d i u m v i e w r e s e a r c h i s b e c o mi n g h o t s p o t a n d t i n y v i e w r e s e a r c h s h o u l d b e d e v e l o p i n g r a p i d l y B a s e d o n t h e a b o v e wo r k ，we f o r e c a s t t h e h o t t o p i c a n d r e s e a r c h d i r e c t i o n i n t h e f u t u r e Ke y wo r d s：l o w c a r b o n c i t y ；r e s e arc h h o t s p o t ；k e y w o r d s ；C Owo r d n e t wo r k ；v i s u ali z a t i o n；c l ass i fi c a t i o n 1 前 言 中国正处 于快 速城 市 化 时期 ，城市 化水 平从 1 9 7 8年的 1 7 9 左右快速增 长到 2 0 1 0年 的 4 5 左 右 ，预计至 2 0 3 0年 ，中国的城市化率将达到 6 5 以 上 。中国在城市化发展 的过程 中，高耗能和粗放型 的发展模式，使得环境质量 日益恶化、环境承载量 趋于饱和，中国城市的可持续发展面临严峻的挑战。 在一系列应对措施 中， “ 低碳城市”发展 的思想得 到了世界上大多数国家的认同，并迅速成为学术界 研究的热点 。近几 年，中国出现了大量对低碳城市 研究的学术成果。但是，由于低碳城市至今没有一 个被广泛认可的概念界定和权威的发展模式分析， 研究者们对于低碳城市的研究视角和观点差别较大 ， 提出的发展模式各异 。那么 ，现在 中国学者对低碳 城市研究的前沿和热点都有哪些呢? 因为关键词是一篇科技文献的灵魂体现，是研 究者对主要研究 内容 、主要学术思想 、主要研究方 法 的高度概括 ，同时关键词是能够从侧面反 映论文 的研究方向和研究 领域 ，是科 学计量研究 的重要指 标。在本文的研究中，笔者将运用科学计量学的 研究方法 ，对低碳城市系统的关键词进行计量分析 和共词网络分析。将低碳城市 的研究转化为有价值 的量化信息和可视化 的图形 ，客 观、形象 的展示 目 前的研究热点 ，挖掘研究热点和热点 间的层次关系， 以期为低碳城市的研究和发展提供一些有 价值 的量 化信息与未来研究趋势展望。 2 数据来源及方法 本文所使用的数据全部来源 于中国期刊全文数 据库 ( C N K I ) 中从 1 9 8 0年 一2 0 1 0年 发表 文 章， C N K I 数据库是 目前国内规模最大 、使用最为广泛 的 学术论文数据库 ，收 录了多个学科 的重要论 文。由 于 目前 国内学者对 “ 低碳城市” 的研究 内容比较分 散，因此出现了很多相对 “ 低碳城市”的同位词和 下位词，参考文献 所构建的低碳城市系统模型， 本研究共选择了 9个检索词作为低碳城市研究 的主 题词以获取相关文献 ，具体包括 “ 低碳城市” 、“ 低 收稿 日期：2 0 1 1- 0 81 2 ，修 回日期 ：2 0 1 1 1 O一2 0 基金项 目： 教育部人文社会科学重点研究基地项 目 ( 1 0 J J D 7 9 0 0 0 8 ) ；国家社会科学基金资助 ( 1 1 C G L 0 8 6) ；中国博士后科学基金资助 ( 2 0 1 1 0 4 9 0 2 0 5) ；2 0 1 0年日 本桐山教育基金资助项目 李金兵等：低碳城市研究关键词共词网络的可视化分析 4 1 碳经济” 、“ 低碳金融” 、“ 低碳建筑” 、“ 低碳技术 ” 、 “ 低碳生活”、“ 低碳政策”、“ 低碳交通”、“ 低碳生 产” ，共 检索到 文献 3 1 9 0条 ，包 括作 者 、关 键词 、 年份 、期刊名、被引频次、下载频次。 运用 S P S S软件统计这些主题词 的出现频次 ，应 用 P a i e k网络可视化工具对高频词之间的密切关系进 行分析 。具体 分析 内容包 括 ：第一 ，热 点分析 ，高 频词可以反映研究热点 ，其 中根据主题词 的累积频 次由高到低排序 ，根据主题词 出现 的累积频次选定 截取主题词 的阀值 。本 文中 ，主题词 出现频 次大于 3 0次 ，累计频次达到 3 0 的前 4 0个 关键词作为 目 前研究低碳城市 的热点表征 。第二 ，关键词 的共词 分析 ，利用文献 中共 同出现 的关键词对来反 映关键 词之间的关联强度 ，进而确定该文献集所代 表学科 和主题结构的研究热点及 变化趋 势 。具体原理是 两两统计一组关键词在 同一篇文献 中共 同出现的频 率 ，把众多分析对象之 间错综 复杂 的共词 网状关 系 简化为以数值 、图形直观 地表示 出来 。对 主题 词 对行分析 ，可以找到某 一研究主题的研究热点 ，并 且有可能发现研究热点的转移趋势。 3数据分析 3 1 发表论文年 变化情况及成因 学术论文的年论文发表数量是研究关 注程度 的 直接表现，图 1是低碳城市及相关研究论文发表数 量的统计 图。 从图中可以看 出国内低碳城市 的相关研究起 步 较晚但近三年发展迅速。 自2 0 0 4年在 中国给水排 水上发表的 我 国低碳经济发展路径选择和政策 建议这一关于低碳城市建设的研究后， 2 0 0 5 年到 2 0 0 7年低 碳 科技 论 文 研 究量 不 大 且 增 长不 明显 ， 2 0 0 8年有 相关 论文 4 l篇 ，2 0 0 9年有 2 4 6篇 ，2 0 1 0 年上升至2 4 0 9 篇，短短两年时间大幅增长，几乎是 以指数型方式增长。说明尤其是 2 0 1 0年开始低碳城 市的研究处于快速发展 时期 ，对低碳城市 的科学研 究被高度重视且呈现良好 的、快速发展 的势头。 分析其主要原因：第一，低碳研究得到前所未 有的关注。2 0 0 7年是全球高度关注气候变化和推动 低碳经济的一年。欧盟首脑会议、联合国安理会、 中国环境与发展国际合作委员会、联合国大会以及 亚太经济合作组织会议、联合国气候大会等全球气 候会议的召开 ，使得 中国不能不关注发展低碳经济 的国际动向，不能不研究全球正在兴起的低碳浪潮 。 所以 ，2 0 0 8年开 始 中 国低碳 的研 究 出现 热潮 。第 二 ，极端气候频现 。近年来 ，随着城市化的迅速发 展 ，导致碳 排放量极速增加 ，海啸 、地震 、火山喷 发、干旱、雪灾等极端天气事件频频发生。越来越 多的人开始关注城市建设过程中的低碳 问题 ，学术 界也 开始 有越来 越 多的学 者探索低 碳城 市 的建设 问题。 3 2 高频关键词分布 关键词是学术论 文的重要组成 部分 ，是论 文精 髓的体现，一篇论文可以通过关键词了解到所涉及 领域的主要内容和研究的主要内容。本研究检索到 的3 1 9 0篇文章，共出现 5 0 4 2个关键词，其总出现 频次为 1 3 4 3 8次 。将 这些关 键词按 出现 的频次 由高 至低进行排序 ，根据关键词 出现 的累积频次选定截 取高频关键词的阀值 J 。具体本研究选择 3 0次作为 高频关键词的阀值 ，将频次大于 3 0 ，累计频次超过 3 0 的4 O 个关键词作为目前国内低碳城市的研究特 点标示 。 表 1 C N K I 收录的低碳城市相关研究文献的高频关键词 第一，总体上来看，研究 内容具有相对分散、 高度 集 中 的特点 。一 方 面，关 于低碳 城 市研 究 的 3 1 9 0篇文章 中共出现 5 0 4 2个关键词 ，说明学者们的 研究方向相对 比较分散 ，对于低碳城市的关 注角度 存在一定 的差异性 ；另一方 面，低碳 城市的研究又 4 2 李金兵等：低碳城市研究关键词共词网络的可视化分析 是相对集中的，因为虽然出现的关键词个数有 5 0 4 2 个 ，但是出现频率较高的 4 0个关键词的累积百分 比 超过 3 0 ，说 明研究热点还是相对集中的。 第二 ，以 “ 低碳”直接作为关键词 的论文共有 8 9 5篇 ，排名第 一。充分说 明，首先 ，学者们对低 碳城市 的研究 尚停 留在宏观层 面，没有细化至低碳 城市建设的具体内容环节。其次，低碳城市的研究 尚未成熟，对于低碳城市研究应包含怎样的环节， 学者们尚未考虑清晰，因此很多文章以 “ 低碳”作 为关键词 ，但是实际文章只是涉及低碳研究或者低 碳城市研究 的某个细微节点。 第三 ，以 “ 低 碳 经济 ” 为关键 词 的论 文共 有 4 3 3篇 ，排名第二 。说 明低碳经济是低 碳城市研究 中非常关注的内容，经济是城市发展的命脉，如何 在低碳 的前提下发展经济成为学者们在研究城市 问 题 中重点关注的内容 。 第 四，以 “ 低 碳 城市 ” 为关 键词 的论 文共 有 2 0 8篇 ，排名第三 。主要包括对低碳城 市研究 的综 述、宏观政策建议等，尚缺乏深层次的研究和系统 理论研究框架的提出。 第五 ，排名在后面 的论文逐渐涉及到低碳城市 建设中的功能模块，如建筑、能源、生活等等。说 明 目前低碳城市的研究开始逐渐从宏观趋 向 中观与 微观 ，但从论文数量上来看还不是非常多。 3 3 高频关键词聚类分析 高频关键词虽然能够表征 目前低碳城市的研 究 热点，但是高频词还不能够反映关键词之间的关系， 因此对关键词做进一步处理，进行共词分析，两两 统计它们在同一篇文章中同时出现的频率。主要原 理是对一组词两两统计它们在 同一篇文献 中出现 的 次数 ，以此为基础对这些词进行聚类分析，从而反 映出这些词之间的亲疏关 系，进而分析这些词所代 表的主题结构变化 。词共现聚类 分析 的特点是被分 析和聚类 的指标 是词 ，词与词 之间的关 系代表着概 念交叉的关系 ，因而聚类处理之后所形成 的类应该 能够比较简单、明了的揭示学科与主题的结构变化。 关于低碳城市的 3 1 9 0篇研究论 文中，关键词同 时出现次数达 2 0 0 2 6次 ，其 中仅 同时出现在一篇 文 章中的关键词对达到 1 7 3 0 0次 ，超过 了所有 出现次 数的 8 5 ，而同时出现在 1 1篇文章以上的关键词对 仅有 1 3 4次。 表2 关键词同时出现的频次分布 同时 出现次数 1 次 2 次 3次 4次 5 1 0次1 1 次 以上 频次 1 7 3 0 0 1 7 7 5 5 3 8 1 6 0 1 1 9 1 3 4 本研究以出现频次大于5次的关键词作为高频 关键词，共产生4 0个高频关键词，高频关键词的共 词聚类结果如图 2所示。数字代表主题词序号，横 轴的数字表示 两个关键词之 间的距离。如果两个词 在越短 的距 离 内聚集 到一 起 ，说 明他 们 的关 系越 密切。 图 2是关键 词的聚类树 ，表 3是关键词 聚为 4 类时的结果 。 图2 关键词聚类树 表 3 关键词聚类结果 根据聚类树和聚类表，可以看出国内学者对低 碳城市的关注点主要集 中在 以下几个方面 ： 第一，经济 的低碳化 问题是研究 的热点之一 ， 关于经济发展路径、低碳经济发展的政策、发展经 济过程 中如何节能减排交易是研究者关注的问题 。 第二 ，低碳节能问题也是研究的热点问题之一 ， 低污染、低能耗、减排等问题是低碳城市研究中的 关注热点。 第三 ，低碳建筑 、低碳交 通等与具体 的低碳城 市建设相关的研究 问题是低碳城市研究中又一关注 热点 ，而 且也 是未来 低碳研 究 中的会持 续关 注 的 问题 。 3 4 共现关键词的知识 图谱分析 虽然给出了高频关键词的共现矩阵和聚类树、 聚类表，本节通过共现知识图谱可以更加直观的呈 现关键词之间的关 系。在一定 的时间范围内，有些 关键词反 映的是该主题 的研究热点 ；有些词表示 的 内容处于不成熟 的状态 ；有些词 之间的联系非常 紧 密 。通过对关键词 网络 的分析 ，可以发现 隐藏在真 实关系网背后的关 系网络 ，它对 于 了解一个研究 主 题的成熟度、知识结构、研究的规模等状况具有非 李金兵等 ：低碳城市研究关键词共词网络的可视化分析 4 3 常重要 的意义 。由关 键词共现矩阵形成 的共现关系 网络图中，点表示关键词，边表示关键词之间存在 的共现关系。 为了清晰的展现低碳城市研究热点特征，本研 究仅选取同时出现在 5篇文章以上的关键词对，构 成低碳城市研究热点网络。其 中关键词对 中出现的 关键词个数也恰为 4 O个 ，与表 1所列的高频关键词 基本相同 ，但也存在个别 的差异 ，具体如表 4所示 。 表 4列出了高频关键词的中心度 。利用 4 0个高频关 键词的共现矩阵 生成 的 P a j e k网络图 儿 ，如图 2 所示 。其中网络 图中的线条是关键词相 似性 的可视 化表 达 ，关 键词 之 间连线 的粗细 表示 相 似 的强 弱 关系。 表 4 高频关键词的中心度 从 图 3的 P a j e t 网络 图 中可 以看 出研 究热点 主要集 中在 ： 第一 ，低碳 ，这是 整个网络 的中心 ，在 目前 的 低碳城市研究论文中占据绝对的主导地位 ； 第二 ，低碳经济和低碳城市 ，经 济发展是低碳 城市研究中备受关注的一个的问题，相关性高的关 键词包括 中国经济、发展路径 、低碳社 会、低碳政 策等。 第三，低碳能源，降低传统能源的排放、寻找 可替换的新能源是学者们非常关注的一个很现实的 问题 ，相关性高的关键词包括可再生能源、太 阳能、 温室气体排放、新能源等。 第 四，城市生活 ，与居 民生活相关 的一些研 究 问题 ，相关性高的关键词包括生活方式、绿色交通、 环保等 。 4结论 本研究 以 C N K I 收 录的所 有低碳城 市相关 的关 图 3 数据处理后 生成 的 P a j e t 网络图 键词作为研究对象 ，分别统计 了累积频次达到总关 键词频次 3 0 的前 4 0个关键词和共现频率最高的前 4 0 个关键词，将这些词作为表现当前低碳城市研究 热点的标志，其中对共现频率高的这 4 0 个关键词的 共现矩阵和共现网络进行了分析。利用聚类的方法 对这些关键词进行分类 ，又利用 P a j e k这一可视化技 术将所言及的网络结构以图形的形式直观的表现 出来。 本文得到如下结论 ： 第一 ，宏 观 研究 占据 主导 地 位。 目前 以 “ 低 碳”为研究主题的论文 占主导地位 ，研究论文量 以 指数增长。而且从出现的绝对频率，以及与其他关 键词 的共现频率和最终形成 的共现网络 ，来说该词 均遥遥领先。其 中很多文章是根据城市低 碳发展 的 需要 ，对低碳 的发展方 向、规模 、政策进行全局性 的总体研究 ，从宏观 的角度对低碳城市的发展进行 了探讨。 第二，中观研究 逐渐成为热 点。 “ 低碳经 济” 也是 目前 的研究 热点。低碳城市研究的 目的是最终 要进行低碳城市建设实践的 ，因此 ，很 多学者开始 关注理论与实际操作相结合 的研究 ，也 就是 中观研 究，使得在低碳城市研究的中既能够在吸取宏观基 础成果基础上 ，吸取微观研究 的素材 ，能够比较全 面的审视低碳城市发展 的量和度。因为城市低碳 的 发展受到经济和社会条件的制约，也依赖与经济和 社会的发展 ，同时又对经济 和社会 的发展起着重大 的影响和推动作用。因此学者们在低碳城市研究 中 非常关注低碳经济 的发展 ，这也必然是未来继续关 注 的热点问题之一 。 第三 ，微观研究需要快速起步。随着低碳与生 产与生活的相关度越来越高 ，因此学者们开始关注 李金兵等：低碳城市研究关键词共词网络的可视化分析 低碳城市建设 中一些相对具体的问题 ，如生产的低 碳工艺 、低碳物流规划 、低碳生活理念 、低碳生活 方式 、低碳建筑设计 、低碳交通规划等低碳城市建 设中具体的功能模块与环节。 随着全球城市化进程的不断发展、环境问题 的 日益恶化 ，低碳城市的研究将会持续 。值 得一提的 是，目前关于低碳城市的研究还比较零散，研究者 从不同的研究角度 、关注低碳城市建设 中不同的问 题 ，尚未形成系统 ，因此低碳城市的系统研究 与子 系统研 究是一块 尚未 开垦 的广 阔研 究领域 ；另外 ， 由于各个国家对于什么是低碳城 市、如何 建设低碳 城市尚在探索阶段 ，因此如何应用相关 的研究成果 也是一个充满机会和挑战的广大领域 。 本文期望的研究结果能够为低碳城 市研究 和低 碳城市规划决策人员 了解低碳城市研究发 展动态从 而寻求研究合作提供参考 。 参考文献： 1 马妍春 ，黄可 心 科 技论文摘 要 、关键词 及参考 文献 的规范 化 J 情报报，1 9 9 9 ，1 7( 6 ) ： 6 2 5 6 2 7 2 李金兵，唐方方 低碳城市系统模型研究 中国人口、资源与 环境 ， 2 0 1 0 ，1 2 4 ( 2 O ) ：6 7 7 1 I 3HA N N E MA N RA I n t r o d u c t i o n t o S o c i a l N e t w o r k Me t h o d s D e p a r t me n t o f S o c i o l o g y ， U n i v e r s i t y o f C a l if o rni a ，R i v e r s i d e ， E B O L h t t p： www a n a l y t i c t e c h c o r n n e t wo r k s pd f ，2 0 01 4 钟伟金 ，李摇佳 共词分析 法研究 ( 一 ) 共词分析 的过程 与方式 J 情报杂志 ，2 0 0 8 ， 2 7 ( 5 ) ：7 0 7 2 5 李文兰 ，杨祖国 中国情报 学期刊论 文关键词 词频分析 J 情报科学 ，2 0 0 5，2 3( 1 ) ：6 8 7 0 6 L O E T ，L E Y D E S D O R F C oo c c u r r e n c e me t fi c e s a n d t h e i r a p p l i c a t i o n s i n i n f o r ma t i o n s c i e n c e：e x t e n d i n g ACA t o t h e we b e n v i r o n me n t J JJ o u r n a l o f t h e A m e r i c a n S o c i e t y f o r I n f o rma t i o n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ，2 0 0 6，7 ( 1 2) ：2 4 3 2 4 6 7 周萍 中国科技期 刊引文环境 的可视化 J 中国科技期 刊研 究