基于文獻計量的國內外綠色礦山領域研究現狀分析

張賽男，王 瑜

(北京科技大學圖書館，北京 100083)

0 引 言

“綠色礦山”是指在礦產資源的開采以及加工利用全過程中，按照科學有序的原則，對采礦區以及周邊環境生態的擾動控制在一定范圍之內，實現礦山開采方式更加科學、資源利用更加高效、環境生態更加優美、信息管理更加智能、礦山社區更加和諧的目標。可以預見，綠色礦山領域將在未來展現出巨大的研究前景，也會有更多研究值得深入探索。

文獻計量是以文獻體系和文獻計量特征為研究對象，采用數學、統計學等的計量方法，研究文獻的分布結構、數量關系、變化規律和定量管理，并進而探討科學技術的某些結構、特征和規律。從目前研究來看，國內外采用文獻計量方法探討綠色礦山領域發展趨勢的研究相對較少。國外方面，Walmer等利用ScienceDirect、JSTOR等數據庫對1990年1月至2018年12月發表的科學文章進行了定性和定量的文獻研究，得到采礦后恢復和監測生態系統的生態方法和指標；José A等使用Scopus數據庫，研究涵蓋1998—2017年可持續性采礦活動的創新技術；Israel R.等研究了1990—2018年發表在Web of Science上Gold Mining Impact的115篇文章，總結了黃金開采活動對某些環境要素的潛在影響；Margarida Rodrigues等利用SCI、SSCI在線數據庫獲取研究文獻，對采礦業在環境影響下的社會責任相關文獻進行了描述性分析。國內方面，郭曉劍等以中國知網數據庫為數據源，運用CiteSpace軟件構建我國綠色礦山建設的知識圖譜，通過文獻計量分析國內該領域的研究優勢、存在的不足及未來發展趨勢，從技術、生態和政策3個方面提出了綠色礦山建設的具體建議；高云峰等以中國知網為數據源，采用文獻計量學方法結合VOSviewer和CiteSpace 2款可視化分析軟件，定量分析了2000—2018年發表的相關文獻，給出礦山生態環境修復研究熱點與前沿分析；龔鵬等利用文獻計量可視化分析工具對中國知網的期刊庫、學位論文庫和會議論文庫中收錄的1979—2018年間的綠色礦業研究文獻進行數據挖掘和指數分析，探討了綠色礦山創建指標和評價標準等研究熱點和關鍵問題。

由于目前綠色礦山領域應用文獻計量方法研究較少，國外綠色礦山領域僅限于單一研究方向或單一問題的綜述研究，而中國知網利用文獻計量研究綠色礦山文章來源僅限于國內期刊，均具有一定的局限性。因此，該項目研究以Web of Science平臺上的SCI數據庫為數據源，利用文獻計量和數據可視化技術，從發文作者分布、年代分布、學科分布、機構分布、發表期刊以及研究主題等方向，分析了2010—2019年10年間國內外綠色礦山研究領域的總體發展態勢。研究結果為全面了解世界綠色礦山建設提供基礎，并可為我國未來相關研究及設計規劃提供參考。

1 數據來源與研究方法

該項目研究以SCIE數據庫中核心文章為數據來源，以“green mine”或“green mining”為檢索詞，選擇文獻類型為Article或者review，發表時間為2010—2019年，檢索時間為2020年8月30日，共檢索出6 084篇論文，在經過文獻去重和剔除無效的數據后，共得到有效文章6 057篇。

在研究方法上，采用在線繪圖工具visual-paradigm，可視化分析軟件VOSviewer以及數據圖譜軟件Mul-charts來進行數據的分析和可視化呈現。其中，使用visual-paradigm在線工具可以統計并直觀揭示國家/地區發文量及被引情況，使用VOSviewer可以清晰地展現發文合作網絡及關鍵詞聚類情況，使用Mul-charts可以從時間序列上得到綠色礦山領域學科發文的趨勢走向。該項目研究中其余數據清洗、處理、統計及表格呈現則采用excel來完成。

2 綠色礦山領域總體研究情況

2.1 發文年代分布

根據發文年代的分布可以清晰地看出綠色礦山領域研究的科研進展趨勢。從圖1可以看出，2010—2019年，綠色礦山領域總體呈現逐年增加的發文態勢。2019年發文量達到992篇，比2010年(373篇)增加了2倍多。2010—2019年，該領域文章被引頻次總計90 163次，每篇文章平均引用次數14.89次。單篇引用最高的是Paton，C等于2011年發表的《Iolite：Freeware for the visualisation and processing of mass spectrometric data》，總計被引1 130次。其次是Binnemans，K等于2013年發表的《Recycling of rare earths：a critical review》，總計被引991次。以上2篇文章分別入選ESI化學領域及工程領域高被引論文。

2.2 發文國家/地區分布

2.2.1 發文國家/地區分布

統計所有6 057篇綠色礦山領域內文章，得到這些文章發文總計來自144個國家或者地區。在這些國家中，發文量排在前10位的依次為美國(1 065篇)，中國(1 051篇)，印度(495篇)，德國(394篇)，法國(351篇)，意大利(321篇)，巴西(313篇)，加拿大(311篇)，英國(292篇)，西班牙(286篇)。上述10個國家總體發文量占所有國家總發文量的80.55 %，并且隨著時間增加有逐年增長的趨勢。其中，美國近十年總體發文量排名第一，中國緊跟其后，均大幅度領先其他國家。尤其需要注意的是，自2017年開始，中國已經趕超美國成為年度發文量最多的國家，在2019年達到278篇，比2019年美國(143篇)增加近1倍。可見我國在綠色礦山領域研究進展迅速，已經凸顯出優勢地位。

2.2.2 發文國家/地區影響力

統計綠色礦山領域文章被引情況，并將發文排名前10的國家/地區總體被引情況與篇均被引情況計算見表1。被引頻次的大小代表研究影響力在該領域的高低。由表1可知，總被引頻次居前位依次為美國、中國、德國、法國、印度、英國等。但從篇均被引情況來看，德國、法國、英國、美國、西班牙等歐美國家仍處于領先地位，科研實力不容小覷。中國雖然總被引處于優勢，但篇均被引頻次居于第6位，值得關注。

表1 綠色礦山領域發文排名前10的國家/地區被引情況

以發文量排名前10的國家、文章數和篇均被引頻次做指標來繪制氣泡圖，詳見圖2，可以直觀地得出各國在綠色礦山領域研究的影響情況。其中，橫坐標代表發文量排名，縱坐標代表文章數，氣泡圖的大小代表篇均被引次數。

2.2.3 國際合作

隨著知識全球化的影響，國際領域合作研究的作用越來越突出。選擇樣本中國家合作關系作為指標，采用VOSviewer軟件繪制國際合作關系圖，見圖3。圖中每個圓圈代表1個國家，圓圈之間的連線代表合作關系，圓圈的大小代表合作緊密度的高低。由圖3可見，目前美國仍然處于國際合作的中心位置，國際上合作較為緊密的國家依次是美國、德國、中國、英國、法國、澳大利亞、加拿大、意大利、西班牙、印度。中國近年來國際影響力逐漸擴大，國際合作加深，與上述發達國家均建立了較密切的合作關系。

2.3 機構分布

根據樣本統計，2010—2019年，全球共計5 000余家機構參與了綠色礦山領域的研究。表2列出了該領域發文總量排名前10位的機構。分別是法國國家科學研究中心(207篇)，中國科學院(176篇)，俄羅斯科學院(106篇)，西班牙最高科研理事會(96篇)，加州大學系統(85篇)，法國國家農業食品與環境研究院(70篇)，印度農業研究理事會(67篇)，巴西圣保羅大學(67篇)，中國地質大學(66篇)，美國能源部(65篇)。在發文排名前10的國家中，法國、中國與美國均各占兩席，國內的中國科學院與中國地質大學研究活躍，在該領域具有研究的可持續性。

2.4 刊載期刊和學科分布

6 057篇文章分布在1 783種期刊上，分屬178個WoS學科門類。表3為發文量較多的前10種期刊及其2019年影響因子。這10種期刊發文量占文章總量的9.16 %，排名首位的是《Journal of Cleaner Production》(99篇)，其次是《American Mineralogist》和《Mineralogical Magazine》(均為62篇)。綠色礦山領域涉及期刊較多，發文較均衡。環境科學、多學科材料科學、工程環境、多學科化學、工程化學、綠色可持續科學技術、礦物學、化學物理、植物科學、多學科地學是綠色礦山領域發文較多的前10個WoS學科，且一直保持穩定增長的發展態勢，詳見圖4。

表2 綠色礦山領域發文排名前10的機構

表3 2010—2019年綠色礦山領域發文排名前10的期刊

3 綠色礦山領域研究熱點

提取樣本中關鍵詞字段進行統計分析，可以得出近10年綠色礦山領域研究熱點以及關鍵詞共現情況，詳見表4。從表中可以看到，綠色礦山領域近年來出現的高頻熱詞集中在礦化、礦物、生長、水、氮、吸附、土壤、退化、管理、去除方面。其中排在首位的是礦化，出現頻次為322次，與之共現的關鍵詞為土壤(15次)、退化(14次)；其次是礦物，出現頻次為296次，與之共現的關鍵詞為光譜(15次)，吸附(10次)；排在第3位的是生長，出現頻次為291次，與之共現的關鍵詞為產量(18次)，氮(15次)。

繼續采用VOSviewer軟件繪制關鍵詞聚類圖譜，見圖5。在圖中，每個圓圈代表1個關鍵詞，圓圈大小代表關鍵詞的權重。當1個圓圈越大，它所代表的權重也就越大，表明研究熱度也就越大。由圖中可以看出，綠色礦山領域的研究主題大致分為7個集群，也就是7個分領域。分別為礦物的晶體結構與光譜學研究、植被增長與生物多樣性、礦區土壤管理與農作物產量、銅鎘等重金屬富集、礦山廢物污染處理技術、可持續性表現評價模型、綠銹吸附處理技術。

表4 綠色礦山研究領域關鍵詞共現情況

4 結 語

(1)2010—2019年，綠色礦山領域總體呈現逐年增加的發文態勢。2019年發文量達到992篇，比2010年(373篇)增加了2倍多。其中，美國近10年總體發文量和總被引數排名第一，中國緊跟其后，均大幅度領先其他國家。尤其需要注意的是，自2017年開始，中國已經趕超美國成為年度發文量最多的國家，在2019年達到278篇，比2019年美國(143篇)增加近一倍。可見我國在綠色礦山領域研究進展迅速，已經凸顯出優勢地位。但從篇均被引情況來看，德國、法國、英國、美國、西班牙等歐美國家仍處于領先地位，科研實力不容小覷。目前美國仍然處于國際合作的中心位置，中國近年來國際影響力逐漸擴大，國際合作加深，與其他國家均建立了較密切的合作關系。

(2)2010—2019年，全球共計5 000余家機構參與了綠色礦山領域的研究。在發文排名前十的機構中，法國、中國與美國均各占兩席，中國科學院與中國地質大學研究活躍，在該領域具有研究的可持續性。近10年中國綠色礦山領域蓬勃發展，但是尚未出現具備國際代表性、具有領軍地位的學者，我國綠色礦山研究尚待持續深入。

(3)綠色礦山領域涉及期刊較多，發文較均衡。環境科學、多學科材料科學、工程環境、多學科化學、工程化學、綠色可持續科學技術、礦物學、化學物理、植物科學、多學科地學是綠色礦山領域發文較多的前10個WoS學科，且一直保持穩定增長的發展態勢。

(4)綠色礦山領域近年來出現的高頻熱詞集中在礦化、礦物、生長、水、氮、吸附、土壤、退化、管理、去除方面。綠色礦山領域的研究主題大致分為7個集群，分別為礦物的晶體結構與光譜學研究、植被增長與生物多樣性、礦區土壤管理與農作物產量、銅鎘等重金屬富集、礦山廢物污染處理技術、可持續性表現評價模型、綠銹吸附處理技術。