基于信息共词网络的复杂水系统内在动力学研究

发布时间：2020-07-22 18:25

【摘要】：本文基于文献计量分析方法、知识系统演化和系统模型评价研究,以全球复杂水系统研究现状作为出发点,分别从水安全系统、水能系统和再生水系统等复杂水系统的三个主要部分出发对复杂水系统内在动力学进行研究。以学术产出的视角,系统反映复杂水系统发展演化的进程,并以传统文献计量模型进行拟合分析,对水安全系统、水能系统和再生水系统中国家、学科、作者、期刊和引文做模型拟合。理论模型主要包括Zipf模型、Bradford模型、Lotka模型,以及在各个领域普遍存在Logistic增长模型,都说明了复杂水系统还处于其发展的早期阶段。除此之外,针对共词网络,对文献中的关键词进行提取,并对水安全系统、水能系统和再生水系统的演化规律进行分析,发现词频分布和度分布中普遍存在的幂律分布,以及人工归并后的共词网络中存在的有关度分布的幂律特性,为后续针对普遍存在的网络以及网络特性的研究提供了研究基础。共词网络以关键词为基础,作为关键词演化的可视化图形,通过其演化动态,发现复杂水系统内存在的知识演化,而共词网络图中普遍存在的幂律分布,又为复杂水系统中的知识传播提供了理论基础。基于关键词形成的共词网络,对关键词进行归并、分类,提取指标,以此为基础,建立复杂水系统评价模型,更直观地反应复杂水系统各个指标对系统整体的影响,进而为复杂水系统分析提供了很好的方法学基础。研究结果可为水系统的环境管理和政策分析提供理论依据。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：G353.1;TV131.2
【图文】：

水安全,概况

安全系统整体输出情况 3-1 给出了 1998-2015 年水安全领域出版物的数量(No.)、每年总被引用每年平均每篇文章的被引用数(ACPP)。显然，出版物的数量(No.)在研年中呈现逐步增加趋势。前 8 年的增长率基本稳定，然而在后 10 年，出(No.)的增长率变大。在研究时间段的后 7 年中出版物数目涵盖了出版物的 74%。年总被引用数从 1998 年到 2010 年都持增加态势(除了 2002 年年)，并在 2010 年达到峰值，然后持续降低到 2015 年，原因是在短时间生影响力的论文很少。在 1999 年、2001 年和 2003 年每年的 ACPP 都体上呈波动态势，但在 2005-2015 年显著降低，这是由于出版物数量越但总被引用次数相对较低。

合作网络,发文量,期刊,环境科学

图 3-6 发文量前 20 的国家的合作网络图.4 水安全系统期刊输出情况在水安全研究中的 1483 个出版物在 676 个期刊中出现。前 20 个多产性期刊总出版物输出量的 23.7%。很明显，在水安全研究领域方面，最多产的期刊是科学和技术，发表了 37 篇文章居于第一，其次是水和健康杂志(32)，水科学技术—供水(26)和水研究(23)。前 20 个多产期刊的影响因子 IF、TC 和 ACPP表 3-2 所示。水研究具有最高的 IF 值(5.528)，其次是环境科学与技术(5.33)、环境科学(4.099)和水资源研究(3.549)。在 1998 年至 2015 年期间，水研究期刊总被引用次数最高，合计 532 次，其次是水科学和技术(409)、环境科学与技(296)和水资源研究(266)。除此之外，前 20 个期刊的 ACPP 差异很显著。

趋势图,关键词,水安全,趋势

图 3-10 出现频率最高的前 7 个关键词的变化趋势3.6.2 水安全系统知识交流模式对于共词网络的分析可以为知识系统的发展提供一个研究趋势和目前主流的研究热点。我们现在利用社会网络分析中的共词分析进行渗透。在 1998-2015年之间，排名前 20 的关键词共出现 843 次(占总的关键字出频率的 14.8%)。用关键词作为共词网络中的节点和两关键词出现在同一出版物中作为节点的连线，并计算出现在一个出版物中的两个关键词的共现频次，图 3-11 是共词网络的可视化图形。如图 3-11 所示，有两个不同的颜色的区域分别是：一个是以饮用水为中心的网络，另一种是由水安全为中心的网络，作为水安全领域主导地位的研究热点。很明显，水安全和气候变化有着最密切的关系，其次是水安全与食品安全，水安全与配水系统，水安全水质和气候变化适应等。除了作为关键词搜索的“水安全”

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