基于文献计量的国际地面沉降、地面塌陷研究态势分析①

摘 要：随着经济的发展，人类工程经济活动日趋频繁，随之带来的地质灾害现象也日趋严重。地面沉降、地面塌陷已成为国内外城市面临的主要地质灾害之一。科技文献能够反映科学研究的发展动态，本文利用Thomson Data Analyzer（TDA）分析软件对SCIE文献数据库中收录的地面沉降、地面塌陷研究论文进行了数据挖掘和分析，结果表明合成孔径雷达干涉测量、地下水、全球定位系统、开采沉陷、监测、数值模型、地质构造等是该领域的主要研究主题。

关键词：文献计量 地面沉降 地面塌陷 TDA

中图分类号：G35；G27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0247-03

地面沉降是在自然和人为因素作用下，由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象，是一种不可补偿的永久性环境和资源损失，是地质环境系统破坏所导致的恶果。地面沉降具有成生缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点，是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成严重威胁的地质灾害[1～2]。

据不完全统计，截至2011年12月，中国已有50余个城市出现地面沉降[3]。中国长江、黄河和珠江三角洲、松辽平原和环渤海地区及东南沿海平原的大多数城市，地面沉降正继续在大面积发生和发展之中，地面沉降范围和危害也在不断增加。因此，有必要对国内外地面沉降和地面塌陷的研究现状进行分析。本文拟对地面沉降、地面塌陷、地裂缝相关研究的总体研究形势、研究力量分布、研究方向和研究主题等进行简要分析，以期为我国在该领域的研究和决策提供有益参考。

1 数据来源与分析工具

在SCIE文献数据库中以land subsidence or ground* subsidence or surface subsidence or earth* subsidence or ground settlement* or ground collaps* or land collaps* or surface collaps* or ground fissure为主题词进行检索，并结合学科分类排除非相关文献，共获得6928篇记录。分析工具为美国Thomson公司开发的Thomson Data Analyzer（TDA）分析软件。

2 分析结果

2.1 研究论文总量分布

图1是全球地面沉降、地面塌陷研究的论文总量分布情况，从图1中可以看出，该领域研究始于上世纪初，最早的一篇文献为Molengraaff GAF所著的《The subsidence of the soil of the Netherlands》[4]一文，此后至1990年期间，每年的文献数量都波动在20件以下，年平均文献数量为4件。1990年以后，文献数量开始出现激增，近三年，论文数量已超过500篇，这说明地面沉降问题已经引起世界的广泛关注。

2.2 主要研究国家或地区

在全球地面沉降研究领域中，按第一作者所属国家/地区分布来看，以美国、中国、意大利、英国、日本、法国的文献数量最多。为比较主要国家的研究力量强弱，以投点象限图来表示。该图以国家的发文量为横轴，以各自所发论文的篇均被引频次为纵轴，以发文量和篇均被引频次的平均值作为坐标原点[5]。

如图2所示，美国、意大利位于第一象限，其论文数量和篇均被引频次均高于平均水平，说明其研究具有很高的质量。事实上，美国已经有遍及45个州超过44030平方公里的土地受到了地面沉降的影响，由此造成的经济损失更是惊人。意大利同样遭受地面沉降灾害的影响。据统计，目前世界上已有60多个国家和地区发生地面沉降，包括美国、中国、日本、墨西哥、意大利、泰国、英国等[6]。

英国、法国、荷兰等国家位于第二象限，说明尽管其文章数量并不多，但是影响力较大。日本、墨西哥、台湾、俄罗斯位于第三象限内，说明这些国家/地区文章在量和质上尚处于平均水平以下。中国位于第四象限内，这说明我国地面沉降相关研究较多，但文章质量还有待进一步提高。

2.3 主要研究机构

从主要的研究机构来看，以美国地质调查局、中国科学院、意大利帕多瓦大学、意大利国家研究委员会的发文数量最多，皆超过100篇。美国地质调查局是美国内政部辖下的科学机构，有约1万名人员，主要研究美国的地形、自然资源和自然灾害与其应对方法。意大利帕多瓦大学设有地球科学学院，研究领域涉及地沉学、自然地理学、地貌学、应用地质学、矿物学、岩石学等[7]。发文量次之的还包括中国矿业大学、俄罗斯科学院、加州理工学院、美国斯坦福大学、东京大学等。（见图3）

在TDA分析软件中，还提供了可视化功能，通过Aduna聚类功能，能够以图形清晰直观地呈现不同机构之间的合作情况。从图4的Aduna图可以看到，美国地质调查局与其他机构之间开展的合作最多，合作对象包括斯坦福大学、加州理工学院、意大利国家研究委员会、俄罗斯科学院和东京大学，共有26件合著论文。其次意大利国家研究委员会、俄罗斯科学院和东京大学开展的合作较多。中国科学院与东京大学和中国矿业大学有少量合作。

2.4 主要研究期刊分布

从期刊分布来看，全球地面沉降、地面塌陷的文章主要分布在表1所示的期刊中。从这些期刊的篇均被引频次来看，以美国地质学会通报（Geological Society of America Bulletin）、地球物理学研究杂志-大地（Journal of Geophysical Research： Solid Earth）最高，篇均被引次数均超过30次，由此可见，文章平均影响力相当高。其次则是沉积地质学（Sedimentary Geology）和地球物理研究通讯（Geophysical Research Letters），篇均被引频次分别为23.17和22.82。

2.5 研究主题分布

根据论文作者的关键词词频来看，目前，地面沉降、地面塌陷领域的研究主题主要集中在地面沉降（Land Subsidence）、合成孔径雷达干涉测量（InSAR）、地震（Earthquake）、地下水（Groundwater）、全球定位系统（GPS）、开采沉陷（Mining subsidence）、监测（Monitoring）、数值模型（Numerical Modeling）、地质构造（Tectonics）、地面变形（Deformation）、数值模拟（Numerical Simulation）、地理信息系统（GIS）、深坑（Sinkhole）等领域。（见图5）

2.6 主要研究方向分布

根据ISI数据库的学科分类，表2按论文量多少依次列出了地面沉降、地面塌陷领域的前10个学科领域。从各学科领域论文量比例以及H指数（用于综合评估学术产出数量与学术产出水平，该指标越高，表明学术影响力最大）可以看出，地面沉降及地面塌陷涉及的主要研究方向包括地球科学、地球化学与地球物理、地质学、环境科学等。

3 结论

从上述文献分析情况来看，自1990年以后，地面沉降、地面塌陷论文的研究数量在不停增长，近年更是达到500件左右，说明地面沉降已引起世界各国的重视。其中，又以美国、中国、意大利、英国、日本、法国等文章数量最多，从论文质量来看，以美国、意大利和英国影响力最高。尽管中国的发文数量位居第二，但影响力欠佳。在这些主要国家中，又以美国地质调查局、中国科学院、意大利帕多瓦大学、意大利国家研究委员会这些机构的论文成果最多。从研究主题来看，主要集中在合成孔径雷达干涉测量、地下水、全球定位系统、开采沉陷、监测、数值模型等领域。

参考文献

[1]郑铣鑫.城市地面沉降研究进展及其发展趋势[J].地质评论，2002，48（6）.

[2]张阿根.国际地面沉降研究综述[J].上海地质，2000：1-6.

[3]19个省份50余城市出现地面沉降长三角为重灾区[EB/OL].http：//env.people.com.cn/GB/16719153.html.2011-12-26.

[4]G.A.F.Molengraaff.The subsidence of the soil of the Netherlands.In：KNAW， Proceedings，Amsterdam，1910：468-474.

[5]赵纪东，郑军卫.基于文献计量的国际油气探测研究进展分析[J].科学观察，2013，8（1）：1-6.

[6]伊口田.国外“地沉”困局—— 世界各国地面沉降现象和应对策略[J].中国减灾，2012（4）：18-19.

[7]Department of Geosciences[EB/OL]. http：//www.unipd.it/international-area/node/78.

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