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文档简介
1、 屋顶绿化 基于文献计量学的屋顶绿化研究综述A Bibliometric Review of Green Roof Research俞 伟 / YU Wei关庆伟 / GUAN Qing-wei摘 要:借助CNKI和Web of ScienceTM数据库,利用文献计量学方法对近几十年来国内外发表的屋顶绿化文献进行了定量分析, 综述了屋顶绿化研究的现状、前景和面临的挑战。通过构建CNKI总量和核心期刊2个数据库,发现屋顶绿化研究涵盖多个领域, 呈现多学科参与的特点。2011年之前文献数量一直呈总体增加趋势,但最近2年则逐年减少。对SCI期刊数据库最近12年的文献检 索发现,其年文献数量始终在增长
2、,且研究重点逐步聚焦到生态与环境问题上,而不仅是屋顶本身。可为国内未来屋顶绿化的研究 提供参考。 关 键 词:风景园林;城市绿地;屋顶绿化;生态系统;生物多样性;文献计量学 文章编号:1000-6664(2015)01-0074-05 中图分类号:TU 986 收稿日期:2014-04-27;文献标志码:A 修回日期:2014-07-02基金项目:国家林业公益性行业科研专项资金“提高城市森林固碳能力的关键技术研究与示范” (编号201104075)和江苏高校优 势学科建设工程资助项目(PAPD)共同资助 Abstract: With the help of CNKI and Web of Sc
3、ienceTM database, the bibliometric tool is used to to analyze quantificationally the scientific literatures of green roof researches as available at home and abroad in recent decades, and the present situation, prospects and challenges of green roof research are reviewed. Two databases were establis
4、hed about the total and core periodical of CNKI, and it is found that green roof research covers a number of areas, highlighting the characteristics of multi-disciplinary participation. Until 2011, the number of literature has been an overall increase trend, but the last two years it reduced year by
5、 year. Then from the SCI database in recent 12 years, it is found that the annual number of literature has always been on the rise. Recently the researches of green roof is focused on ecological and environmental issues gradually, but not just on the roof itself. This article can provide reference f
6、or future green roof research.Key words: landscape architecture; urban green space; green roof; ecological system; biodiversity; bibliometrics文献计量学是以文献体系和文献计量特征为研究对象,采用数学、统计学等计量研究方法,研究文献情报的分布结构、数量关系、变化规律和定量管理,并进而探讨科学技术的某些结构、特征和规律的一门学科。一个学科发文量的多少及其变化在一定意义上反映了这个学科的发展状况、进展及趋势1。对一个新兴研究领域的追踪方法之一就是调查相关主题的
7、文献发表情 况。在一个确定的时间段对特定相关术语的文献计量学量化研究,提供了一个简单且综合的方法去了解某个领域的研究现状和发展变化2。 屋顶绿化是一个多学科和新兴的研究领域。种有植物的屋面可以蓄积和净化雨水,减少地表径流3;在炎热的夏季,通过植物的遮阴、蒸腾作用以及对太阳辐射的吸收和转化,土壤层水分蒸发4,可以减少屋面的热通量,增强建筑顶部围护结构保温隔热的性能,降低空调系统的能耗5; 因此能综合改善城市的水、热环境6-7(即内涝和热岛效应);同时,屋顶绿 化还为动物提供了栖息地,增加了城市生态系统生物的多样性8。然而, 目前对屋顶绿化广泛而综合的研究尚处在初级阶段。 为了对国内外屋顶绿化研究
8、做一个全方位的剖析,笔者借助于中国知网CNKI提供的学术期刊全文数据库和美国ISI的Web of ScienceTM核心合集中的SCI-E数据库,利用文献计量学方法对近几十年来国内外发表的有关屋顶绿化的文献进行检索和定量分析,以期了解目前屋顶绿化的研究现状和存在的不足,展望国内外屋顶绿化的发展趋势。最终,希望能够对屋顶绿化的研究提供一个较全面的回顾和公平的比较,这将有助于我们客观地评估过去和认识未来。 1 方法和结果 中国知网CNKI和美国ISI的Web of ScienceTM是目前2个国内外比较 权威的网络学术平台。同时,在文献的统计过程中为了便于信息分析,分别借助了E-Learning、
9、Endnote X6和Excel等软件来创建和管理这些由 74年份 12年份 3年份4 Green Roof成百上千篇文献组成的文献计量学研究数据库。 整个研究工作分为3个阶段。每个阶段根据研究提取了以下基本信息:1)不同年度发表文献的数量分布;2)确定文献最早发表年度;3)不同学科领域文献数量分布;4)确定主要的研究领域和方向;5)文献的来源情况(期刊、国家地区和研究机构)。 第一阶段是对中国知网CNKI所有历年的期献进行篇名检索。使用的主要检索词包括“屋顶绿化”“种植屋面”“屋顶花园”“空中花园”和“屋面绿化”等,这基本涵盖了95%左右的相关文献,通过继续增加相似检索词文献数量增加有限。可
10、以看到截止到2013年12月份,有效文献总数为1 771篇,最早一篇介绍屋顶绿化的文献出现在1981年第5期的建筑工人杂志上,篇名为“种植屋面”。把这些19812013最近33年CNKI收录的屋顶绿化文献构建了一个CNKI总量数据库。 根据这个CNKI总量数据库,首先对它们按年度进行数量统计,以发现这些文献发表的年变化特征,同时区分是否为核心期刊(图1)。在2000年以前,可以看到每年的文献数量都没有超过20篇,共分布在57种专业期刊上,年数量时多时少,最少的是1982年,只有一篇。2000年后的文献数量则呈总体增加的趋势,最多的是在2011年,达到219篇,往后2年则逐年减少。 第二阶段,为
11、了使在CNKI上检索到的期献数量和质量能真实地代表国内屋顶绿化的研究水平和现状,随后缩小了检索范围,来源类型只选取核心期刊,这时可以发现文献数量降到了232篇;且绝大部分文献发表于2001年以后。利用这些20012013共计12年发表的文献构建了本阶段的研究基础CNKI核心期刊数据库。 CNKI核心期刊数据库在发表文献数量年度分布趋势上和总量数据库是一致的,也是在2011年达到最大值(36篇),往后2年逐减。随后,根据CNKI学科领域划分中的子项具体细分,共显示出有17个研究方向,其中4个主要的研究方向分别是建筑科学和工程、林业、园艺、环境科学与资源利用, 占有发表文献总量的80%(图2);最
12、后对这4个主要研究方向的文献按年度发表数量进行比较,以探寻它们的增长规律和变化趋势(图3)。可以看到除了环境科学和资源利用方向呈缓慢增长外,其余3个方向的文献数量近2年都在下降。 第三阶段,通过Web of ScienceTM核心合集中的SCI-E数据库对有关屋顶绿化研究的文献进行检索,使用的检索图1 国内19812013年屋顶绿化文献数量按年度分布 图2 国内20012013年屋顶绿化核心期献数量按研究方向分布 图3 国内20012013年屋顶绿化核心期刊4个主要研究方向文献数量年度分布图4 SCI期刊20012013年屋顶绿化文献数量按年度分布 75年年份 85份67 屋顶绿化 顶)、“e
13、cological roof”(生态屋顶)、“roof garden”(屋顶花园)、“rooftop garden”(屋面花园)、“vegetated roof”(植被屋面)、“planted roof”(种植屋面)and“sky garden”(空中花园)等。由于SCI-E数据库的使用权限问题,检索到的文献均发表于2001年以后。结果表明,到2013年12月,共检索出文献332篇,其中用“green roof”检索到的文献占总文献的80%。为了和第二阶段CNKI核心期刊数据库作对照,把这些 20012013年发表的文献构建成下面研究的基础SCI期刊数据库。 自2001 年以来, 被SCI-
14、E 数据库收录的屋顶绿化文献一直呈现稳定增长的趋势( 图4),从2001 年的4 篇, 到2013年的79篇,12年增长了近20倍。根据Web of ScienceTM的研究方向划分,这些文献分属36个不同的研究方向;其中前18个研究方向占了总量的绝大部分(图5)。文献发表数量排在前4位的分别是“Engineering”(工程学)、“EnvironmentalSciences Ecology”(生态环境科学)、“Agriculture”(农业)和“Construction Building Technology”(建筑技术)。笔者构建了一张图表用以显示它们20012013年文献发表数量的年变化
15、情况(图6)。 同时可以看到屋顶绿化研究吸引了世界各国的兴趣, 被SCI-E收录的文献总共来自五大洲,分属36个国家。然而这些文献在国家间的分布是不均衡的,约2/3来自欧美发达国家。5 个主要的文献来源国为美国 (31.25%) 、中国(9.036%) 、英国(8.735%)、加拿大(6.325%)和意大利(6.024%)。亚洲在文献来源国中占了27%,文献数量也占了大约23%;而非洲只有一 个国家只贡献了一篇。同时这些文献分布于117种期刊,尽管约2/3的期刊至今只刊登过一篇。 为了和近年来国内的情况进行对比,把来自中国的SCI文献做了进一步检索和分析。利用Web of ScienceTM的
16、精能,在选择“PEOPLES R CHINA”选项后,共发现30篇文献,其中第一篇发表于2007年。这些文献分布于19种期刊,来自17个研究机构,共涉及16个研究方向(图7);4个主要研究方向里除了“ENERGY FUELS”外,其余的和前面相同。这里需要强调的是投稿者中约2/3来自,共代表3个研究机构,发文最多的是大学,共有13篇,占43%,其余的研究机构都没有超过3篇。虽然大陆方面共计只有13篇被收录,但是在2013年被SCI-E收录的文献已经超过(分别为8篇和4篇)。由于Webof Science TM把中国作为一个地区单列,可以发现自2010图5 SCI期刊20012013年屋顶绿化前
17、18个研究方向文献数量分布 图6 SCI期刊20012013年屋顶绿化4个主要研究方向文献数量年度分布图7 SCI期刊来自中国的屋顶绿化文献数量按研究方向分布 图8 SCI期刊来自中国的屋顶绿化文献数量按年度分布 76 Green Roof2 分析与讨论 从第一阶段的数据来看,我国关于屋顶绿化的研究开始于20世纪80科交叉的特征。这里需要说明的是,在我们构建的SCI期刊数据库332篇文献中,ARTICLE类型占了86%。 年代初,到2001年以前文献数量不多,这应该和当时的社会经济发展水平对SCI期刊数据库中来自中国的文献做进一步的分析研究是非常有意有关;但到了2000年以后文献数量激增,说明
18、屋顶绿化在我国受到了广泛义的。如果从第一篇文献的发表时间看,国外比我们早很多,但是到2013的关注,人们在生活水平提高后,开始关注人居环境的质量。数据显示在2011年达到高峰后,近2年又呈下降趋势,这也许预示屋顶绿化的研究发生了某种转变。另外,有关屋顶绿化的文献几乎分布到所有领域,且不同专业期刊都对其表现出浓厚兴趣,这凸显了屋顶绿化研究多学科参与的特年我们发表的文献数量已排在第二位。虽然近2年国内有关屋顶绿化的文献发表数量在下降,但是向SCI期刊投稿则呈现一个稳定增长的势头,从最初的每年两三篇到2013年猛增至12篇,已经和英美等国相差无几。以上的趋势和我们前面构建的2个CNKI数据库显示的情
19、况正好相反,是否意味点。同时也暴露出虽然发表的文献量大面广,但核心期刊收录所占的比例着国内屋顶绿化的研究正在经历一个从量到质的演变,这个量在2011年到很小(约13%),意味着我们的研究水平还处在一个相对较低的层次。 达峰值后开始下降,并逐步向质的方向转化。屋顶绿化研究在中国经历了从第二阶段构建的核心期刊数据库来看,文献的增长和变化趋势和总30多年的发展,这应该是一个合理和必然的趋势。 量数据库是一致的。其中4个主要的研究方向,建筑科学和工程方向文献占了近60%,而环境科学和资源利用方向只占了约4%,说明我们现在的 研究基本上还处在如何“建”的初级阶段,主要是在探讨屋顶绿化的设计与施工、植物和
20、基质选择以及相关种植屋面的工程技术问题。值得肯定的是,屋顶绿化作为建筑的重要组成部分受到建筑界相关学者的重视,他们把种满植物的屋面当作建筑保温隔热和节能减排的一个有效手段,归属绿色建最后,通过以上分析也可以看到我们跟国外研究的差距。当然,有些研究的不足是一个世界性的问题,在构建的SCI期刊数据库中可以看到, 生物多样性的研究只占研究成果的一小部分,许多研究还需要深入。对于屋顶绿化“绿色”背后的,特别是对所选用植物的长期生长趋势没有对照性研究;仅仅把土壤看作是单纯的种植介质,而没有把其作为一个有生命的系统来对待,缺乏对屋顶土壤生态学的研究。植物的生存和生长受到土壤厚度的影响,浅而轻质的土壤对于轻
21、型种植屋面而言是非常必要的;但没有足够的土壤对于植物的正常生长是一个极其重要的限制条件,它将使得种植屋面的生态过程可能无法顺利完成,同时其也终将成为影响筑范畴,且做了相当深入的研究。另外,有研究表明,在建筑结构中可以充分利用屋顶花园整体作为TMD(调谐质量阻尼器)惯性质量块,将其支承在主结构上形成一个减震系统,用于解决建筑物的地震、风振控制问题9。 需要指明的是,4个主要研究方向在2011年后,除环境科学和资源利屋顶绿化可持续发展的关键因素。另外,屋顶绿化作为一个生态系统的重用方向外,其他方向文献数量都有所减少,其中建筑科学和工程方向下降要作用和潜在价值也直到最近才受到关注。我们相信这些是屋顶
22、绿化研究最多,为31%。虽然总体上环境科学和资源利用方向的文献所占比例还不发展的结果,在研究的开始是专注于设计和工程问题,但其建立起来后就 转向其他的方向,例如环境和生态问题2。 大,但在屋顶绿化对雨水径流的净化、城市小气候和空气质量改善方面,有着很多有价值的研究,并逐渐成为当前研究的热点。这说明人们正在努3 结语 屋顶绿化研究相对其他更多已经成熟的研究,是一个相对年轻的新兴力寻求一种方法来改善人居环境问题。 在第三阶段构建的SCI期刊数据库为我们和国外同行的研究进行了一个较好的对比。与国内的情况有所不同,国外的研究文献一直在增长; 这说明屋顶绿化作为一门年轻的研究领域还有着巨大的潜力需要我们
23、去做进一步的研究探索,关键是从什么方向去着手并发现问题。选择适合屋顶绿化的植物是首要的工作,而土壤和水分因素对于植物生存是一个主要的约束10;由于这个原因,耐热耐干旱的景天科植物和人工种植介 质被大量用于轻型屋顶绿化,同时研究人员也在寻找更多的植物品种以其能达到更好的效益11-12。大量的数据表明,世界各国对屋顶绿化在城市雨洪管理13、缓解热岛效应14-15和建筑节能降耗16方面有着浓厚的兴趣,特别对种植屋面热能传导方面17-18的研究非常深入,并构建了不少水文学19-20和热力学21-22模型。同时在生物多样性方面也出现了不少令人欣喜的研究成果,比如:种植屋面已经成为各类昆虫23 和微型节肢
24、动物24的栖息地,并为鸟类和蝙蝠25提供了居所;Krista L. McGuire等对土壤真菌群落的对比调查研究显示了其对种植屋面生态系统的贡献26 ; Rebecca Tonietto等则认为屋顶绿化为城市地区蜜蜂群落的保护提供了 潜在有价值的场所27。所有这些研究描述了这个研究领域快速成长和多学 领域,但该领域正处于迅速和持续的发展阶段。 屋顶绿化是多学科参与的研究,以上数据表明,直到现在世界各地大部分研究仍然着重于工程技术方面,有关生物学和生态学方面的研究还刚刚起步。对城市水文和建筑热力学的研究通常要受制于植物和土壤的选择,而这又取决于其前期营造对美学和结构的设计要求,所以只有多学科的广
25、泛合作才能推进屋顶绿化的研究。 目前,屋顶绿化最重要的课题是关于生物多样性保护和生态学方面的研究,这方面研究尚未得到足够重视。把屋顶绿化作为一个生态系统来研究将代表应用生态学的一个交叉课题,它提供了从生态学角度(方法和理念)去提高我们回答最基本的和应用性的及城市生态环境相关问题的 能力2,28。 如何利用我们在屋顶绿化研究方面所掌握的科学理论和实践经验, 去建造一个真正具有较高生态系统功能的屋顶花园,将是我们今后面临的挑战。 注:文中图片均由作者绘制。77本刊2015年主题方向征稿 Call for Papers on Topics 2015 of Chinese Landscape Arch
26、itecture第1期:康复花园第5期:风景园林教育第9期:风景园林生态技术第2期:国家公园第6期:景观的语言第10期:城市生物多样性 第3期:女性与风景园林第7期:数字景观第11期:景观水文 第4期:棕地修复第8期:城市绿量研究第12期:风景园林小气候 屋顶绿化 参考文献: 1 范全青,郭维真, 凤元杰.我国文献计量学研究30 年之发展J.情报资料工作,2009(3):30-33;60. 2 Blank L, Vasl A, Levy S , et al. Directions in green roof research A bibliometric studyJ. Building an
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