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基于CiteSpace探究竹、木加工剩余物与环境的关系

日期：2023-08-13 18:51:29 来源：网络整理作者：本站编辑评论：0

喵：以下是包含4215个字和10张图的推文，建议阅读时间11分钟。?

以竹子为例，2020年我国竹产业产值超过3200亿元，而竹材在利用过程中会产生 60%~70%的剩余物，这些剩余物的不合理利用可能造成严重的资源浪费和环境污染。鉴于此，本文以Web of Science数据库中1412条文献记录为研究对象，基于CiteSpace软件进行了竹、木加工剩余物与环境的关系的文献计量学研究。结果表明，竹、木加工剩余物对环境是一把双刃剑，合理利用将创造环境和经济的双重价值，否则，可能危害环境。

# 数据获取

## 本次研究基于Web of Science数据库（核心合集）进行，检索词为：

TS=(processing waste) AND TS=(wood OR bamboo) AND TS=(envir*)

## 检索时间：2023年4月12日

## 检索结果

共检索出1412条记录（2003~2022），如图1所示，近二十年来，竹、木加工剩余物与环境的关系相关研究发文量呈整体上升趋势，且从2016年开始发文量增加较快。

在所有出版的文章中，主要涉及环境科学、能源燃料、绿色可持续科技、工程化学与环境、材料科学、化学物理及聚合物等。随着时间的推移，各类别的发文量均呈上升趋势，其中环境科学的增幅最大（图2）。

Fig.1 The number of published papers on processing waste of wood/bamboo and environment(2003–2022).

Fig.2 Annual article output in the top 10 subject categories

# 数据处理

## 导出数据：以.txt格式导出”全记录与引用的参考文献“。

## 应用软件：CiteSpace，v.6.2.R2（64-bit）Basic

## 基础概念解释

### 时间切片（Slice）：表示纳入分析的文献的时间范围，即在几年范围内选取一定的文献，例如Slice Length = 2表示每两年为一个slice，每个slice选取一定量的文献进行分析。

### 节点（Node）：在我们得到的网络图谱中，节点的含义是我们来选择的，当我们想分析该领域学者之间的合作关系，节点就是一个作者的信息，当我们想分析该领域的文献的影响力，节点就是一篇文献的信息。

### 连线（Link）：连线表示了两个节点之间的关系，我们分析作者的合作时，连线就表示作者之间的合作关系。

### LRF（Link Retaining Factor）：控制连线数在一定范围内，例如LRF = 3，表示最大连线数不超过节点数的3倍。

### LBY（Look Back Years）：表示在多长时间内的引文回溯有效。LBY = 5 表示不超过5年，LBY = -1 表示无限制。

### e：图中文献至少被引次数。例如：e = 1.0 表示至少被引1次。

### 中介中心性（Betweenness centralities，BC）：测度节点在网络中的重要性，citespace用紫色圈来标注了重要节点。

### 裁剪（Pruning）：当最终的网络过于密集看不出结构或规律的时候，我们可以通过裁剪来剔除一些次要的链接，突出核心结构。

# 结果

## 国家合作网络

从2003到2023年，国家合作网络中共包含44个国家、102个合作关系，如图3所示，中国是该领域贡献最大的国家，发文量达到231篇，其次是美国（147篇）和巴西（111篇）。图3中紫色的外环对应表1的中介中心性（BC）指标，可见美国、西班牙、巴西、英国和中国在该领域的研究过程中均起到了关键的枢纽作用。从连线的粗细程度可以看到，法国与墨西哥；巴西与丹麦、葡萄牙；泰国与澳大利亚、印度尼西亚、德国及日本；英国与斯洛文尼亚、苏格兰等合作较为紧密。中国与各国家和地区均有一定的合作关系，其中与美国、英国及日本的合作较多。从各节点的颜色深浅来看，中国、美国、西班牙、印度、俄罗斯、波兰、马来西亚、伊朗、意大利、葡萄牙最新的研究较多，而日本、英国最新研究较少。

Fig.3 A visualization of the country collaboration network

Table 1 Top 10 countries based on frequency

Note: Betweenness centralities (BC): a metric of a node measures how likely an arbitrary shortest path in a network will go through the node, which shows contribution of a node to make connections with other nodes in a network.

## 机构合作网络

从2003到2023年，机构合作网络中共包含146个机构、116个合作关系，如图4所示，贡献最大的四家机构分别是印度理工学院、法国国家科学研究中心、托木斯克理工大学和中国科学院。表2列出了在该领域贡献最大的20个机构，中国机构有4家，分别为中国科学院、南京林业大学、北京林业大学和华南理工大学，发文量占20家机构总发文量的20.3%，占比最大。从图4中的连线来看，2014年以前的研究，部分机构间的联系较为紧密，最新的研究中，各机构的跨国合作关系较少。

Fig.4 A visualization of the institution collaboration network

Table 2 Top 20 institutions based on frequency

## 作者合作网络

从2003到2023年，作者合作网络中共包含125位作者、128个合作关系，如图5所示，作者之间的合作主要集中在同一机构或同一课题组。如圣地亚哥联合大学的Gumersindo Feijoo团队，浙江理工大学的张勇团队，四川大学王琪院士团队，卢布尔雅那大学的Miha Humar团队等。

Fig.5 A visualization of the author collaboration network

## 聚类分析

从2003到2023年，文献共被引网络中共包含461篇文献、1349个共被引关系，如图所示，最大的聚类为#0水溶液，其次依次（聚类由大到小）为力学性能、木材废弃物、生命周期评估、能源再生、下吸式气化炉、木塑、生物质灰、化石固体废物、木材、水域。除#9木材聚类外，其余各聚类之间有明显重叠，具有多学科交叉的特点。

Fig.6 A visualization of the author collaboration network

## 关键词时间线

从2003到2023年，如图7所示，关键词时间线图共包含308个关键词、1268条连线。主要与木醋液、挥发性物质、生长性能、微生物群落等关键词有关。其中对木醋液的研究可以追溯到2003年，最早的研究涉及木醋液化合物组分和木醋对发芽率的影响等。而在挥发性物质一行，抗氧化物的研究催生了抗氧化活性、生物质、抗真菌活性等研究。在生长性能一行，最早的研究为2003年的挥发性物质组分研究，其中酚类化合物的研究与抗氧化活性、抗真菌活性等研究密切相关。值得注意的是，炭的研究催生了醋、竹炭的研究，进而将关注点引向竹醋的研究，而竹醋的研究主要在生长性能上，具体为对微生物群落的影响。同时，在热解、大气环境、物化性质、吸附等领域关注更多的是重金属、吸附性能、生物油、去除率等关键词。从表3可以看出，2017年以前，关于组分的研究较多，而从2009年开始，炭、竹醋一直是该领域研究的热点，且2017年之后，纤维素的研究成为热门。

Table 3 Top 11 keywords with strongest citation bursts

# 讨论

本文将“加工剩余物”、“竹、木”、“环境”联系在一起，意在探究竹、木加工剩余物的产生和处理及其对环境的影响。该领域的研究主要集中在竹、木资源较为丰富的国家，如中国、巴西、澳大利亚、美国等，中国是发文量最多的国家，美国是枢纽作用最大的国家，西班牙也起到了重要的枢纽作用。该领域的研究机构较多，彼此之间的合作范围较窄，机构之间的跨国合作较少，研究者之间的合作主要限于同一机构或团队之间。这表明，该领域的研究尚无在世界范围内影响较为深远的成果，同时，机构间独立研究较多，说明该领域的研究范围较宽、不集中，具有多学科多分支的特点。如圣地亚哥联合大学的Gumersindo Feijoo团队主要进行生命周期评估等环境影响评价的研究，浙江理工大学的张勇团队主要进行木材粘合剂、絮凝剂等材料的研究，四川大学王琪院士团队主要进行木塑复合材料的研究、卢布尔雅那大学的Miha Humar团队主要进行木材与真菌的研究等。

此外，大量研究专注于将竹、木加工剩余物用于解决环境污染问题，如净水炭的制备工艺及吸附性能研究、生物质产品的生命周期评估、竹木基材料的制备与性能研究等。在众多关于竹、木加工剩余物的利用研究中，炭、木（竹）醋液的研究较多，包括炭材料的生产工艺与性能评估、醋液的组分分析与应用研究等。值得一提的是，竹醋液的研究仍旧是目前该领域研究的热点。现阶段，纤维素的研究处于该研究领域的前沿。

综上所述，竹、木加工剩余物既有有利于环境的一面，同时，具有利用不当导致环境污染的风险，目前，我们所做的研究将环境友好或解决环境面临的问题作为前提，同时努力开发出满足日常或特殊需要的高附加值产品。但竹、木加工剩余物的产量巨大，要将其完全合理利用起来，仍需不断地努力和探索。在全世界范围内重视节能减排降碳的大背景下，该领域的研究将得到持续推进。

本文仍有不足的地方，仅通过Web of Science数据库和CiteSpace软件的分析具有数据来源和处理算法的局限性。

# 参考文献

[1] Chen C. Science mapping: a systematic review of the literature[J]. Journal of data and information science, 2017, 2(2): 1-40.

[2] Fang Y, Yin J, Wu B. Climate change and tourism: A scientometric analysis using CiteSpace[J]. Journal of Sustainable Tourism, 2018, 26(1): 108-126.

文章太长不想看，好，对CiteSpace有兴趣可直接交流，我会把知道的都告诉你~

如果做得还行，不妨点赞鼓励一下，嘿嘿~ 我是Wonjoy，一只猫，好奇又努力。

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