陈文玥，余 静,2*，姜 璐
(1.中国海洋大学 海洋与大气学院， 山东 青岛 266100；
2.中国海洋大学 海洋发展研究院， 山东 青岛 266100)
海岸带是海洋和陆地相互作用的特殊地带，也是人类社会和经济发展的关键地带，受人与自然相互作用的影响，它不仅蕴含丰富的资源[1]，同时也是典型的生态脆弱区。近年来，受资源开发和全球变暖的影响，地面沉降、海平面上升和极端灾害频发等现象严重影响了沿海地区的发展，导致岸线侵蚀淤进、海水入侵和土壤盐渍化等，进而引发一系列海岸带环境问题，对当地居民的生产生活产生极大阻碍。而这些环境问题中有很大一部分由海岸带地质灾害及其影响导致[2]，因此对海岸带地质灾害进行风险评估和防控极其重要。
利用Web of Science核心数据库(WOS)和中国知网(China National Knowledge Infrastructure, CNKI)数据库对海岸带地质灾害风险评估进行中英文关键词检索，由检索结果可知，学界对“海岸带地质灾害”的概念目前仍未有统一界定[2-4]，但针对发生在海岸带的海水入侵和海岸侵蚀风险研究较多[5-9]。然而，现有研究多集中于不同地区的海岸带地质灾害风险评估，对该领域研究现状的总结较少，多基于作者的主观归纳，且年份较早[2]，对该领域理论和研究的阶段性成果的整体梳理分析不够全面。
知识图谱是通过数据挖掘、科学计量分析等一系列技术来可视化某一领域知识/成果系统的方法[10]。2006年以来，陈超美教授将基于该原理研发的可视化文献分析软件CiteSpace及图谱绘制方法引入国内[11-12]，在灾害研究及其风险评估领域得到了广泛应用，如用于分析对气候变化下的综合灾害风险管理[13]、我国泥石流灾害风险[14]或海水入侵[15]等领域的前沿热点和学科进展等。但在海岸带地质灾害风险评估领域中利用该类工具进行成果总结和热点演进的应用未见报道。基于此，本文利用CiteSpace软件对国内外以海岸侵蚀和海水入侵风险评估为主的海岸带地质灾害风险评估研究进行发文趋势、发文国家和关键词知识图谱分析，旨在了解国内外海岸带地质灾害风险评估研究现状的同时辨明该领域的研究热点和趋势，以及我国在这一领域研究的不足之处，为我国深入研究海岸带地质灾害风险评估提供借鉴。
1.1 研究方法
文献计量是一种以文献的发文作者、参考文献和关键词等为研究对象，运用数理统计方法进行定量分析，客观反映某一研究领域研究现状和发展趋势的分析方法。而CiteSpace正是陈超美教授在此理论和方法上开发的知识图谱可视化工具之一。通过其关键词共现分析等可以把握学科研究前沿和发展形势；
通过对发文国家进行分析可以把握该领域中国家间的合作情况和研究重点等，且能将分析结果进行知识图谱可视化[16-17]。其中图谱中的节点代表发文国家/地区和关键词等出现的频次，节点越大出现频次越高；
而节点间的连线则表示节点间的关系(合作或共现等)，连线越粗则关系越强；
此外，对节点进行聚类分析时，同一类别的节点处于同一个实线框范围内，且同一节点可能同时属于不同聚类。
本文以“海岸带地质灾害(Coastal geological hazards/Coastal geological disasters)”、“海水入侵(Seawater Intrusion)”、“海岸侵蚀(Coastal Erosion)”、“风险(Risk)”、“危险性(Hazard)”和“脆弱性(Vulnerability)”为关键词，将前三者分别与后三者两两组合进行并列检索，检索时间为1975年至2022年2月4日。随后将检索结果进行去重处理，分别生成不重复的WOS和CNKI检索数据结果，并在此基础上利用CiteSpace软件对检索结果进行前述分析对比，探明该领域研究热点、发展趋势及我国研究的不足之处。
1.2 数据来源
本研究的文献数据来源于WOS核心数据库和CNKI数据库。数据格式为文本文件，对检索结果进行去重、整理后，分别得到WOS核心数据库检索结果438条、CNKI数据库检索结果54条。其中，WOS检索结果的时间范围为1998—2022年、CNKI检索结果时间范围为2003—2021年。
2.1 文献发表数量与趋势图谱分析
由WOS和CNKI去重结果所得的历年发文量变化趋势图谱如图1所示。早在20世纪末，国际上已有学者关注海岸带地质灾害风险评估。在21世纪以前，局限于人们对海洋的认识，海岸带地质灾害风险评估研究进展较为缓慢。2000年后，随着海洋观测技术的发展和人们对海洋研究不断深入，以及气候变化导致的海洋水文气象和地质灾害带来的叠加影响等，更多的人意识到如海水入侵等海岸带地质灾害对沿岸城市的发展和人们生活造成的巨大威胁。此外，随着人类对海岸带综合管理理念理解和应用的不断深入，近年来越来越多的学者关注这一领域的研究，并从各个方面对海岸带地质灾害风险进行预测和管控，导致这一领域的发文量迅速上升，并成为气候变化对海岸带影响的研究热点之一。
我国对海岸带地质灾害风险评估的研究始于2003年。从发文趋势分析，直到2010年前，我国学界对该领域的研究仍处于偶有涉及的状态。同国际发文量激增的趋势一致，2010年后，随着人们对气候变化认识的加深以及海岸侵蚀等相关灾害对我国沿岸经济发展和民生的影响，学者的研究目光逐步投向海岸带地质灾害风险评估领域，为海岸带综合管理作出针对性预测。从年发文量分析，我国是国际上该领域的主要发文国家之一，2017年以前，我国年发文量在国际发文量中均占1/10及以上，2017年后发文量有所下滑。到2021年，学者对该领域的研究有所突破，发文量再次激增。
图1 海岸带地质灾害风险评估文献发文量随时间变化图Fig.1 Time-dependent graph of the number of published papers on coastal geological disasters risk assessment
2.2 发文国家合作图谱分析
将Node type设置为country，g-index(k=25)，绘制海岸带地质灾害风险评估发文国家的关键词聚类网络图谱，如图2所示。其中聚类结果的Q值为0.4743、S值为0.849，表明聚类结果可信、结构显著。由图2可知，发文量最大的国家是印度，发文量近年来呈波动趋势，在2020年达到峰值。这与印度绝大部分人口居住于沿海地区，且沿海地势低洼，极易受海平面上升和气候变化影响，其灾害暴露性大，沿海居民生命和财产极易遭受海岸侵蚀和极端风暴灾害破坏等有关。因此其研究区域多为本国海岸带，研究内容立足本国沿海在人类活动压力加剧和气候变化大背景下，海岸带面临的海水入侵、海岸侵蚀等海岸带地质灾害和其他水文气象灾害的威胁，在此基础上为本国海岸带管理提供科学借鉴。主要合作国家包括英国、中国和葡萄牙，各合作国家的研究重点亦侧重于气候变化下海岸带地质灾害的脆弱性和风险的变化。发文量次之的国家为美国，自2011年起逐年均有发文，并在2019年达到顶峰。美国在该领域的研究多集中于气候变化影响下的海岸带地区海岸侵蚀、海水入侵和海啸等多灾害脆弱性综合评价，研究区域不仅局限于本国国内，与加拿大、德国、越南、伊朗、意大利及中国等多国均有合作。其他发文较多的国家包括意大利、伊朗和中国等，其中法国和加拿大等国侧重研究海水入侵风险评估，着眼于沿海地区的防范管理。意大利和西班牙等国重点关注气候变化的影响。此外，由于全球关系发展，地区战略、国家战略(如中国的海上丝绸之路)或双边关系发展等原因，国家尤其是大国之间多有合作，即在海岸带地质灾害风险评估研究领域，许多国家不仅仅局限于基于本国海岸带防范管理的研究，还多与其他国家合作交流，跨区域共同开展研究。
图2 海岸带地质灾害风险评估发文国家关键词聚类图Fig.2 Keyword clusters on coastal geological disasters risk assessment for posting countries
2.3 关键词图谱分析
关键词是一篇文献主体的高度凝练概括，能体现其核心思想。因此，本文分别对WOS和CNKI文献检索结果进行关键词图谱分析，揭示国内外海岸带地质灾害风险评估领域的核心关注点和前沿及我国与国际研究在该领域的差异。
2.3.1 研究热点及特征分析
通过CiteSpace软件对WOS数据库数据进行关键词共现分析，时间跨度为1998—2022年，单位时间长度为1年，selection criteria选择g-index(k=25)(视图无裁剪)，生成关键词共现图谱如图3a所示(为绘图清晰，取消勾选部分出现次数较少的次要节点)。图中共有节点数353个、连线1904条、网络密度为0.0306。其中突出节点主要为“impact(影响)”、“sea level rise(海平面上升)”、“management(管理)”、“climate change(气候变化)”、“gi”和“vulnerability(脆弱性)”等。通过研读重要节点相关文献可知，在研究热点方面，该领域主要关注人类活动及气候变化，如强厄尔尼诺时期和海平面上升等因素导致的极端风暴等灾害频率增加，以及水动力条件变化对海岸侵蚀等灾害的影响及受灾地区风险等级变化；
或这些因素导致的地下水压力变化，对沿海区域面临海水入侵灾害威胁程度的改变等，并评估对应区域面对海岸侵蚀或海水入侵甚至对应海岸面对海岸侵蚀、海水入侵、淹没等综合海洋灾害的脆弱性和风险[18-24]。在此基础上设定相应的指数如海水入侵倾向(Sea Water Intrusion, SWI)指标等，便于相关管理部门在风险评估的基础上对海岸带风险区进行管理[25]。且目前的研究区域多为国家、区域、河口流域及市级尺度，研究对象多集中在大、中尺度上。
在评估手段方面，海岸带地质灾害风险评估多从危险性、敏感性、脆弱性等方面进行研究，综合考虑致灾因子、孕灾环境和承载区域的社会经济特征等。通过选取合适的评价因子对研究区域进行灾害评价；
对气候变化下的灾害模拟预测多结合相关的水动力模型进行模拟[26-29]。由主要节点关联文献可知，海水入侵危险性评价多通过选取主要致灾因子进行表征；
脆弱性评价多通过GALDIT(1)GALDIT是用于评价海水入侵脆弱性的模型。其脆弱性指数分别由地下水赋存状态、含水层导水性、海平面以上的地下水位深度、离海岸的距离、区域内海水入侵现状的影响和含水层厚度六方面对应的等级赋分值，结合对应权重求和得出。该指数的名称也是这六个指标首字母的合称。模型进行表征，近年来DRASTIC(2)DRASTIC为美国环保署为保护地下水资源开发的，基于区域水文地质特征评价含水层脆弱性的标准化模型。其脆弱性指数分别由地下水位埋深、净补给量、含水层介质、土壤介质、地形坡度、包气带介质和含水层渗透系数七方面的对应等级赋分值与权重的加权求和得出。该指数的名称也是这七个指标首字母的合称。和IEC(Integrated Electrical Conductivity)等模型亦是海水入侵脆弱性的主要评价手段之一[30-31]。而海岸侵蚀脆弱性常通过海岸脆弱性指数(Coastal vulnerability index, CVI)或以此为基础的衍生指数进行判断。其危险性或敏感性评估常通过数字岸线分析系统(Digital Shoreline Analysis System, DSAS)对侵蚀速率进行分析或通过基础物理敏感性模型(Underlying Physical Susceptibility Model, UPSM)及海岸侵蚀敏感性模型(Coastal Erosion Susceptibility Model, CESM)二者结合进行侵蚀敏感性评估等。此外，遥感(Remote Sensing, RS)亦为该领域风险评估手段之一，评估的结果常采用地理信息系统(Geographic Information System, GIS)进行可视化呈现[32-33]。近年来，机器学习方法也应用于海岸带地质灾害评估和预测中[34-35]。
在海岸带地质灾害风险评估领域的研究过程中，灾害评估多与气候变化导致的极端灾害频率增加及海平面上升影响相关联，既有单类海岸带地质灾害风险评估研究，又有多灾害综合风险评估研究。评估模型多样，常根据灾害间的内在联系结合已有的水动力模型进行预测，评估结果多为现今和未来的海岸带管理提供科学依据。
(a)关键词共现结果
对上文关键词共现结果进行聚类分析，仅展示主要节点信息，得到WOS海岸带地质灾害风险评估聚类时间线图谱，如图3b所示。其中，关键词所得聚类结果为9类，且Q值为0.427 5、S值为0.736，即聚类结构显著、聚类结果可信。通过阅读聚类内主要关键词相关文献可得，聚类0以海水入侵风险评估相关研究为主；
聚类1主要为气候变化下的海岸侵蚀、海岸脆弱性和海岸灾害风险管理研究；
聚类2以海岸侵蚀风险研究为主，兼顾海岸灾害、脆弱性及部分海水入侵研究，其中海岸侵蚀研究中沙滩侵蚀是其研究关注点之一；
聚类3关注海岸侵蚀、海岸脆弱性评估指数及海水入侵评估手段；
聚类4关注海岸侵蚀和海水入侵评价方法，以GIS、GALDIT为主；
聚类5以海岸带灾害管理和海岸带管理为关注点；
聚类6和聚类7亦以海岸带地质灾害风险评估模型和手段为关注点，且以海水入侵为主，其中聚类7主要为海水入侵评估方法的优化研究；
聚类8关注支撑海岸侵蚀和海岸脆弱性评估研究的手段，以RS、GIS、评估指标选取和DSAS等为主。总结以上聚类信息可得关于海岸带地质灾害风险评估研究的4类热点主题：(1)包含对沿海含水层和土地利用变化研究的气候及人类活动影响下的海水入侵风险相关研究(聚类0、和聚类3～7)；
(2)受气候变化及人类活动影响的海岸侵蚀风险相关研究(聚类1、聚类3～6和聚类8)；
(3)考虑其它地质灾害或综合灾害影响的海岸脆弱性及灾害风险评价(聚类1～3、聚类5～6和聚类8)；
(4)以气候和人类活动影响下的海岸带灾害管理研究为主(聚类5)；
其中4类主题出现时间相差不大，均为海岸带地质灾害风险评估研究领域始终关注的热点。
同样对CNKI所得数据进行上述设置，时间长度修改为2003—2021年，绘制CNKI海岸带地质灾害风险评估关键词知识图谱，如图4a所示。其中，节点数为66、连线132条、网络密度为0.061 5。频次最高的前五个关键词分别为“海水入侵”、“海岸侵蚀”、“地质灾害”、“海岸带”和“风险评价”。此外还包括“区划”、 “地质环境”和“人类活动”等相对高频词。其中海岸侵蚀和海水入侵风险评估是国内海岸带地质灾害领域的高频词汇。通过对相关文献阅读可知，在海岸侵蚀研究中，研究主题多聚焦于人类活动和气候变化导致的海岸侵蚀灾变过程以及沿海对应灾害脆弱性和风险的变化，研究区域多集中于三角洲或河口沙嘴等无庇护或少庇护且受自然或人类活动等多因素导致的侵蚀严重区域，研究手段多用层次分析法、CVI指数和评价指标相结合，且广泛使用GIS、RS和DSAS等技术，进而在评价结果的基础上提出针对性的海岸带灾害管理建议[36-39]。
(a)关键词共现结果
海水入侵相关的研究主题同样集中于气候变化及人类活动影响，如大量开采地下水导致沿岸区域海水入侵脆弱性和风险的变化。且目前研究区域多集中于渤海和长三角沿岸，研究区域主要特征均为受人类活动影响较大(即地下水超量开采)，研究手段亦多为构建评价指标体系，利用层次分析或模糊综合评价等方式确定权重，并通过GIS等软件进行结果呈现，最终在此基础上提出对应的海岸带管理措施[40-42]。此外还有针对福建省海坛岛等海岛及海南岛的综合地质灾害风险评估[43-44]。
对CNKI关键词进行聚类分析，得到国内海岸带地质灾害聚类时间线图谱，如图4b所示。其中，关键词所得聚类结果为4类，Q值为0.662 8、S值为0.882，即聚类结构显著、聚类结果可信。通过聚类中关键词相关文献可知，聚类0以气候变化和人类活动影响下的海水入侵风险评价及其预警研究为主；
聚类1以海岸带灾害地质、风险区划等研究为主；
聚类2以海岸侵蚀风险评估及致灾机制等研究为主；
聚类3以海岛、沿海市地质灾害风险研究为主。总体看来，国内海岸带地质灾害领域研究热点主要有3个方面：(1)以气候变化和人类活动影响下的海水入侵风险评价及其预警研究；
(2)以海岸侵蚀风险评估及致灾机制等研究为主；
(3)以海岸带其它地质灾害风险研究和综合地质灾害风险评估研究为主。
2.3.2 研究主题演变分析
为研究国内外该领域研究热点演变趋势，首先通过图3b对国际上海岸带地质灾害风险评估领域研究主题演变趋势进行分析。
由图3b可知，在国际上，4类主题均起源于20世纪末至21世纪初，最早源于评估人类活动影响导致的地下水含水层海水入侵研究[45]。随着时间的推移，关注人类活动和气候变化影响下的海水入侵风险研究较早出现。随后海岸侵蚀风险评估及气候变化下的海岸脆弱性研究相继出现。同样作为海岸带地质灾害风险评估的最终目的，气候和人类活动影响下的海岸带灾害管理研究亦随之出现，且4类主题作为该领域的研究热点一直持续至今。从聚类4和5出现时间到聚类7和聚类8出现时间可知，对于该领域内的研究，其评估手段不断增加，且近年来虽然海岸带地质灾害风险研究领域的主要研究主题不变，但具体研究内容趋向于通过更科学的手段和多样化的方法对评价对象进行系统的考虑，分析其内部不同组分之间相互作用对研究结果的影响，同时分析不同系统对所研究系统的影响，如气候变化系统对含水层系统影响，使评价结果更加精确且易于在管理上落实。
同样地，对CNKI关键词聚类时间线图谱(图4b)进行分析，结合前述CNKI关键词聚类分析结果，分析我国在该领域内的三大研究热点随时间的演变可知，我国海岸带地质灾害风险评估研究最早起源于海水入侵风险评估，且在不断深入探索的过程中融入了气候变化和人类活动的影响，并侧重于在此影响下海水入侵灾害的灾变过程变化，以及沿海区域对其风险变化的预测和防范；
而海岸侵蚀风险的研究较海水入侵晚，随着研究的不断深入，这一分支的研究不断融入其可能的致灾机制(气候变化和人类活动影响导致的水动力条件变化等)和灾变过程，并对其研究区域风险作出预测和防范；
针对海岸带其他地质灾害和综合的地质灾害风险便是在研究海水入侵和海岸侵蚀等海岸带地质灾害影响和防范的基础上衍生出来的。随着研究的不断深入，海岸带地质灾害风险评估从单一的海岸带地质灾害逐步演变为针对研究区域如海岛等特殊地类的综合的灾害影响和风险评价，并在此基础上进行综合的管控和保护。
总的来讲，我国海岸带地质灾害风险评估最早从海水入侵风险评估开始，随着研究的不断深入，对灾害研究对象从海水入侵拓展到海岸侵蚀，再到对单一灾害的风险评估和多灾害的风险评估的不断完善，且风险评估聚焦于为沿岸区域提供气候变化和人类影响下的海岸带地质灾害风险区划和防范管控措施。
2.4 国内外对比分析
通过对海岸带地质灾害风险评估发文量的分析可知，国内外在该领域研究的起步时间及年发文趋势近似，且从年发文量比重看，我国是该领域的主要发文国家之一。
通过对该领域内关键词共现和聚类分析可知，尽管主要关键词不同，但国内外在该领域的研究热点均为气候变化和人类活动影响导致的灾害发生概率和强度变化及其对海岸带区域的风险影响变化，侧重于对现状的分析和将来的预测。随着对相关灾害风险评估研究的不断深入，许多学者均结合引起灾害灾变机制的相关水动力模型和风险评估模型进行研究和预测，使得风险评估内容更加系统，评估结果涵盖的灾变内涵更加全面，评估结果更有说服力。与国内不同的是，国外研究还更加侧重于将研究结果应用于气候变化下的海岸带灾害综合管理，且其研究手段随时间的发展更加多样。
本研究采用文献计量学方法，利用CiteSpace软件分别对WOS和CNKI数据库中海岸带地质灾害风险评估的相关文献进行了发文量、发文国家以及关键词三个角度的知识图谱绘制和分析，探究该领域知识发展进程和结构关系，主要结论如下：
(1)从发文量看，国内外研究均呈增长趋势，表明该领域关注点不断提升；
(2)从发文国家来看，印度、美国、意大利、伊朗和中国等国家发文量较多，且国家间存在合作研究关系，但不同国家的研究侧重点不同；
(3)从关键词的分析来看，国际上关于海岸带地质灾害风险评估领域的研究热点包括海水入侵风险、海岸侵蚀风险、考虑其它地质灾害或综合灾害影响的海岸脆弱性和灾害风险评价，以及气候和人类活动影响下的海岸带灾害管理研究4类；
国内在该领域内的研究热点包括海水入侵风险评价及其预警研究、海岸侵蚀风险评估及致灾机制等，以及海岸带其它地质灾害风险和综合地质灾害风险评估研究3类；
(4)随着时间的推移，国内外在该领域针对灾害风险的研究更加细化、评估手段更加多样、评估对象日益趋向完善。
当前该领域研究仍处于发展阶段，学界针对海岸带地质灾害的划定及其风险评估仍未形成一套完整公认的、普适性的研究体系，理论研究仍待完善。在气候变化的背景下，同一区域可能同时遭受不同的灾害，某些灾害同样可能引发其他次生灾害，但目前针对海岸带地质灾害的多灾耦合风险和灾害链风险研究显著不足。与国际相比，在我国国内的研究不能仅局限于渤海和长三角沿岸，应在全国灾害调查的基础上，针对可能受海岸带地质灾害威胁的地区进行综合评估和预测，并提出相应的海岸带管理政策措施，研究手段应更加系统全面，以期为我国海岸带防灾减灾及综合管理提供更为科学的参考依据。
猜你喜欢 海岸带发文海水 我国海岸带城市化系统耦合协调时空动态特征——以东海海岸带城市为例北京大学学报（自然科学版）(2021年3期)2021-07-1610条具体举措！ 山东发文做好返乡留乡农民工就地就近就业今日农业(2020年14期)2020-08-14海水为什么不能喝？儿童故事画报·发现号趣味百科(2017年10期)2018-03-13咸咸的海水红蜻蜓·低年级(2017年2期)2017-03-29海水作文周刊·小学一年级版(2016年39期)2017-03-03《海岸带产业成长机理与经济发展战略研究》书评世界经济与政治论坛(2015年2期)2015-10-26海水能喝吗？儿童时代·幸福宝宝(2009年2期)2009-02-19