基于文獻(xiàn)計量學(xué)的屋頂綠化研究綜述_俞偉_W

1、 屋頂綠化 基于文獻(xiàn)計量學(xué)的屋頂綠化研究綜述A Bibliometric Review of Green Roof Research俞 偉 / YU Wei關(guān)慶偉 / GUAN Qing-wei摘 要：借助CNKI和Web of ScienceTM數(shù)據(jù)庫，利用文獻(xiàn)計量學(xué)方法對近幾十年來國內(nèi)外發(fā)表的屋頂綠化文獻(xiàn)進(jìn)行了定量分析， 綜述了屋頂綠化研究的現(xiàn)狀、前景和面臨的挑戰(zhàn)。通過構(gòu)建CNKI總量和核心期刊2個數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)屋頂綠化研究涵蓋多個領(lǐng)域， 呈現(xiàn)多學(xué)科參與的特點(diǎn)。2011年之前文獻(xiàn)數(shù)量一直呈總體增加趨勢，但最近2年則逐年減少。對SCI期刊數(shù)據(jù)庫最近12年的文獻(xiàn)檢 索發(fā)現(xiàn)，其年文獻(xiàn)數(shù)量始終在增長

2、，且研究重點(diǎn)逐步聚焦到生態(tài)與環(huán)境問題上，而不僅是屋頂本身。可為國內(nèi)未來屋頂綠化的研究 提供參考。 關(guān) 鍵 詞：風(fēng)景園林；城市綠地；屋頂綠化；生態(tài)系統(tǒng)；生物多樣性；文獻(xiàn)計量學(xué) 文章編號：1000-6664(2015)01-0074-05 中圖分類號：TU 986 收稿日期：2014-04-27；文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 修回日期：2014-07-02基金項(xiàng)目：國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)資金“提高城市森林固碳能力的關(guān)鍵技術(shù)研究與示范” (編號201104075)和江蘇高校優(yōu) 勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PAPD)共同資助 Abstract: With the help of CNKI and Web of Sc

3、ienceTM database, the bibliometric tool is used to to analyze quantificationally the scientific literatures of green roof researches as available at home and abroad in recent decades, and the present situation, prospects and challenges of green roof research are reviewed. Two databases were establis

4、hed about the total and core periodical of CNKI, and it is found that green roof research covers a number of areas, highlighting the characteristics of multi-disciplinary participation. Until 2011, the number of literature has been an overall increase trend, but the last two years it reduced year by

5、 year. Then from the SCI database in recent 12 years, it is found that the annual number of literature has always been on the rise. Recently the researches of green roof is focused on ecological and environmental issues gradually, but not just on the roof itself. This article can provide reference f

6、or future green roof research.Key words: landscape architecture; urban green space; green roof; ecological system; biodiversity; bibliometrics文獻(xiàn)計量學(xué)是以文獻(xiàn)體系和文獻(xiàn)計量特征為研究對象，采用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等計量研究方法，研究文獻(xiàn)情報的分布結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系、變化規(guī)律和定量管理，并進(jìn)而探討科學(xué)技術(shù)的某些結(jié)構(gòu)、特征和規(guī)律的一門學(xué)科。一個學(xué)科發(fā)文量的多少及其變化在一定意義上反映了這個學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r、進(jìn)展及趨勢1。對一個新興研究領(lǐng)域的追蹤方法之一就是調(diào)查相關(guān)主題的

7、文獻(xiàn)發(fā)表情 況。在一個確定的時間段對特定相關(guān)術(shù)語的文獻(xiàn)計量學(xué)量化研究，提供了一個簡單且綜合的方法去了解某個領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展變化2。 屋頂綠化是一個多學(xué)科和新興的研究領(lǐng)域。種有植物的屋面可以蓄積和凈化雨水，減少地表徑流3；在炎熱的夏季，通過植物的遮陰、蒸騰作用以及對太陽輻射的吸收和轉(zhuǎn)化，土壤層水分蒸發(fā)4，可以減少屋面的熱通量，增強(qiáng)建筑頂部圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱的性能，降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗5； 因此能綜合改善城市的水、熱環(huán)境6-7(即內(nèi)澇和熱島效應(yīng))；同時，屋頂綠 化還為動物提供了棲息地，增加了城市生態(tài)系統(tǒng)生物的多樣性8。然而， 目前對屋頂綠化廣泛而綜合的研究尚處在初級階段。 為了對國內(nèi)外屋頂綠化研究

8、做一個全方位的剖析，筆者借助于中國知網(wǎng)CNKI提供的學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫和美國ISI的Web of ScienceTM核心合集中的SCI-E數(shù)據(jù)庫，利用文獻(xiàn)計量學(xué)方法對近幾十年來國內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)屋頂綠化的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索和定量分析，以期了解目前屋頂綠化的研究現(xiàn)狀和存在的不足，展望國內(nèi)外屋頂綠化的發(fā)展趨勢。最終，希望能夠?qū)ξ蓓斁G化的研究提供一個較全面的回顧和公平的比較，這將有助于我們客觀地評估過去和認(rèn)識未來。 1 方法和結(jié)果 中國知網(wǎng)CNKI和美國ISI的Web of ScienceTM是目前2個國內(nèi)外比較 權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)平臺。同時，在文獻(xiàn)的統(tǒng)計過程中為了便于信息分析，分別借助了E-Learning、

9、Endnote X6和Excel等軟件來創(chuàng)建和管理這些由 74年份 12年份 3年份4 Green Roof成百上千篇文獻(xiàn)組成的文獻(xiàn)計量學(xué)研究數(shù)據(jù)庫。 整個研究工作分為3個階段。每個階段根據(jù)研究提取了以下基本信息：1)不同年度發(fā)表文獻(xiàn)的數(shù)量分布；2)確定文獻(xiàn)最早發(fā)表年度；3)不同學(xué)科領(lǐng)域文獻(xiàn)數(shù)量分布；4)確定主要的研究領(lǐng)域和方向；5)文獻(xiàn)的來源情況(期刊、國家地區(qū)和研究機(jī)構(gòu))。 第一階段是對中國知網(wǎng)CNKI所有歷年的期獻(xiàn)進(jìn)行篇名檢索。使用的主要檢索詞包括“屋頂綠化”“種植屋面”“屋頂花園”“空中花園”和“屋面綠化”等，這基本涵蓋了95%左右的相關(guān)文獻(xiàn)，通過繼續(xù)增加相似檢索詞文獻(xiàn)數(shù)量增加有限。可

10、以看到截止到2013年12月份，有效文獻(xiàn)總數(shù)為1 771篇，最早一篇介紹屋頂綠化的文獻(xiàn)出現(xiàn)在1981年第5期的建筑工人雜志上，篇名為“種植屋面”。把這些19812013最近33年CNKI收錄的屋頂綠化文獻(xiàn)構(gòu)建了一個CNKI總量數(shù)據(jù)庫。 根據(jù)這個CNKI總量數(shù)據(jù)庫，首先對它們按年度進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計，以發(fā)現(xiàn)這些文獻(xiàn)發(fā)表的年變化特征，同時區(qū)分是否為核心期刊(圖1)。在2000年以前，可以看到每年的文獻(xiàn)數(shù)量都沒有超過20篇，共分布在57種專業(yè)期刊上，年數(shù)量時多時少，最少的是1982年，只有一篇。2000年后的文獻(xiàn)數(shù)量則呈總體增加的趨勢，最多的是在2011年，達(dá)到219篇，往后2年則逐年減少。 第二階段，為

11、了使在CNKI上檢索到的期獻(xiàn)數(shù)量和質(zhì)量能真實(shí)地代表國內(nèi)屋頂綠化的研究水平和現(xiàn)狀，隨后縮小了檢索范圍，來源類型只選取核心期刊，這時可以發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)數(shù)量降到了232篇；且絕大部分文獻(xiàn)發(fā)表于2001年以后。利用這些20012013共計12年發(fā)表的文獻(xiàn)構(gòu)建了本階段的研究基礎(chǔ)CNKI核心期刊數(shù)據(jù)庫。 CNKI核心期刊數(shù)據(jù)庫在發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量年度分布趨勢上和總量數(shù)據(jù)庫是一致的，也是在2011年達(dá)到最大值(36篇)，往后2年逐減。隨后，根據(jù)CNKI學(xué)科領(lǐng)域劃分中的子項(xiàng)具體細(xì)分，共顯示出有17個研究方向，其中4個主要的研究方向分別是建筑科學(xué)和工程、林業(yè)、園藝、環(huán)境科學(xué)與資源利用， 占有發(fā)表文獻(xiàn)總量的80%(圖2)；最

12、后對這4個主要研究方向的文獻(xiàn)按年度發(fā)表數(shù)量進(jìn)行比較，以探尋它們的增長規(guī)律和變化趨勢(圖3)。可以看到除了環(huán)境科學(xué)和資源利用方向呈緩慢增長外，其余3個方向的文獻(xiàn)數(shù)量近2年都在下降。 第三階段，通過Web of ScienceTM核心合集中的SCI-E數(shù)據(jù)庫對有關(guān)屋頂綠化研究的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，使用的檢索圖1 國內(nèi)19812013年屋頂綠化文獻(xiàn)數(shù)量按年度分布 圖2 國內(nèi)20012013年屋頂綠化核心期獻(xiàn)數(shù)量按研究方向分布 圖3 國內(nèi)20012013年屋頂綠化核心期刊4個主要研究方向文獻(xiàn)數(shù)量年度分布圖4 SCI期刊20012013年屋頂綠化文獻(xiàn)數(shù)量按年度分布 75年年份 85份67 屋頂綠化 頂)、“e

13、cological roof”(生態(tài)屋頂)、“roof garden”(屋頂花園)、“rooftop garden”(屋面花園)、“vegetated roof”(植被屋面)、“planted roof”(種植屋面)and“sky garden”(空中花園)等。由于SCI-E數(shù)據(jù)庫的使用權(quán)限問題，檢索到的文獻(xiàn)均發(fā)表于2001年以后。結(jié)果表明，到2013年12月，共檢索出文獻(xiàn)332篇，其中用“green roof”檢索到的文獻(xiàn)占總文獻(xiàn)的80%。為了和第二階段CNKI核心期刊數(shù)據(jù)庫作對照，把這些 20012013年發(fā)表的文獻(xiàn)構(gòu)建成下面研究的基礎(chǔ)SCI期刊數(shù)據(jù)庫。 自2001 年以來， 被SCI-

14、E 數(shù)據(jù)庫收錄的屋頂綠化文獻(xiàn)一直呈現(xiàn)穩(wěn)定增長的趨勢( 圖4)，從2001 年的4 篇， 到2013年的79篇，12年增長了近20倍。根據(jù)Web of ScienceTM的研究方向劃分，這些文獻(xiàn)分屬36個不同的研究方向；其中前18個研究方向占了總量的絕大部分(圖5)。文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量排在前4位的分別是“Engineering”(工程學(xué))、“EnvironmentalSciences Ecology”(生態(tài)環(huán)境科學(xué))、“Agriculture”(農(nóng)業(yè))和“Construction Building Technology”(建筑技術(shù))。筆者構(gòu)建了一張圖表用以顯示它們20012013年文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量的年變化

15、情況(圖6)。 同時可以看到屋頂綠化研究吸引了世界各國的興趣， 被SCI-E收錄的文獻(xiàn)總共來自五大洲，分屬36個國家。然而這些文獻(xiàn)在國家間的分布是不均衡的，約2/3來自歐美發(fā)達(dá)國家。5 個主要的文獻(xiàn)來源國為美國 (31.25%) 、中國(9.036%) 、英國(8.735%)、加拿大(6.325%)和意大利(6.024%)。亞洲在文獻(xiàn)來源國中占了27%，文獻(xiàn)數(shù)量也占了大約23%；而非洲只有一 個國家只貢獻(xiàn)了一篇。同時這些文獻(xiàn)分布于117種期刊，盡管約2/3的期刊至今只刊登過一篇。 為了和近年來國內(nèi)的情況進(jìn)行對比，把來自中國的SCI文獻(xiàn)做了進(jìn)一步檢索和分析。利用Web of ScienceTM的

16、精能，在選擇“PEOPLES R CHINA”選項(xiàng)后，共發(fā)現(xiàn)30篇文獻(xiàn)，其中第一篇發(fā)表于2007年。這些文獻(xiàn)分布于19種期刊，來自17個研究機(jī)構(gòu)，共涉及16個研究方向(圖7)；4個主要研究方向里除了“ENERGY FUELS”外，其余的和前面相同。這里需要強(qiáng)調(diào)的是投稿者中約2/3來自，共代表3個研究機(jī)構(gòu)，發(fā)文最多的是大學(xué)，共有13篇，占43%，其余的研究機(jī)構(gòu)都沒有超過3篇。雖然大陸方面共計只有13篇被收錄，但是在2013年被SCI-E收錄的文獻(xiàn)已經(jīng)超過(分別為8篇和4篇)。由于Webof Science TM把中國作為一個地區(qū)單列，可以發(fā)現(xiàn)自2010圖5 SCI期刊20012013年屋頂綠化前

17、18個研究方向文獻(xiàn)數(shù)量分布 圖6 SCI期刊20012013年屋頂綠化4個主要研究方向文獻(xiàn)數(shù)量年度分布圖7 SCI期刊來自中國的屋頂綠化文獻(xiàn)數(shù)量按研究方向分布 圖8 SCI期刊來自中國的屋頂綠化文獻(xiàn)數(shù)量按年度分布 76 Green Roof2 分析與討論 從第一階段的數(shù)據(jù)來看，我國關(guān)于屋頂綠化的研究開始于20世紀(jì)80科交叉的特征。這里需要說明的是，在我們構(gòu)建的SCI期刊數(shù)據(jù)庫332篇文獻(xiàn)中，ARTICLE類型占了86%。 年代初，到2001年以前文獻(xiàn)數(shù)量不多，這應(yīng)該和當(dāng)時的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對SCI期刊數(shù)據(jù)庫中來自中國的文獻(xiàn)做進(jìn)一步的分析研究是非常有意有關(guān)；但到了2000年以后文獻(xiàn)數(shù)量激增，說明

18、屋頂綠化在我國受到了廣泛義的。如果從第一篇文獻(xiàn)的發(fā)表時間看，國外比我們早很多，但是到2013的關(guān)注，人們在生活水平提高后，開始關(guān)注人居環(huán)境的質(zhì)量。數(shù)據(jù)顯示在2011年達(dá)到高峰后，近2年又呈下降趨勢，這也許預(yù)示屋頂綠化的研究發(fā)生了某種轉(zhuǎn)變。另外，有關(guān)屋頂綠化的文獻(xiàn)幾乎分布到所有領(lǐng)域，且不同專業(yè)期刊都對其表現(xiàn)出濃厚興趣，這凸顯了屋頂綠化研究多學(xué)科參與的特年我們發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量已排在第二位。雖然近2年國內(nèi)有關(guān)屋頂綠化的文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量在下降，但是向SCI期刊投稿則呈現(xiàn)一個穩(wěn)定增長的勢頭，從最初的每年兩三篇到2013年猛增至12篇，已經(jīng)和英美等國相差無幾。以上的趨勢和我們前面構(gòu)建的2個CNKI數(shù)據(jù)庫顯示的情

19、況正好相反，是否意味點(diǎn)。同時也暴露出雖然發(fā)表的文獻(xiàn)量大面廣，但核心期刊收錄所占的比例著國內(nèi)屋頂綠化的研究正在經(jīng)歷一個從量到質(zhì)的演變，這個量在2011年到很小(約13%)，意味著我們的研究水平還處在一個相對較低的層次。 達(dá)峰值后開始下降，并逐步向質(zhì)的方向轉(zhuǎn)化。屋頂綠化研究在中國經(jīng)歷了從第二階段構(gòu)建的核心期刊數(shù)據(jù)庫來看，文獻(xiàn)的增長和變化趨勢和總30多年的發(fā)展，這應(yīng)該是一個合理和必然的趨勢。 量數(shù)據(jù)庫是一致的。其中4個主要的研究方向，建筑科學(xué)和工程方向文獻(xiàn)占了近60%，而環(huán)境科學(xué)和資源利用方向只占了約4%，說明我們現(xiàn)在的 研究基本上還處在如何“建”的初級階段，主要是在探討屋頂綠化的設(shè)計與施工、植物和

20、基質(zhì)選擇以及相關(guān)種植屋面的工程技術(shù)問題。值得肯定的是，屋頂綠化作為建筑的重要組成部分受到建筑界相關(guān)學(xué)者的重視，他們把種滿植物的屋面當(dāng)作建筑保溫隔熱和節(jié)能減排的一個有效手段，歸屬綠色建最后，通過以上分析也可以看到我們跟國外研究的差距。當(dāng)然，有些研究的不足是一個世界性的問題，在構(gòu)建的SCI期刊數(shù)據(jù)庫中可以看到， 生物多樣性的研究只占研究成果的一小部分，許多研究還需要深入。對于屋頂綠化“綠色”背后的，特別是對所選用植物的長期生長趨勢沒有對照性研究；僅僅把土壤看作是單純的種植介質(zhì)，而沒有把其作為一個有生命的系統(tǒng)來對待，缺乏對屋頂土壤生態(tài)學(xué)的研究。植物的生存和生長受到土壤厚度的影響，淺而輕質(zhì)的土壤對于輕

21、型種植屋面而言是非常必要的；但沒有足夠的土壤對于植物的正常生長是一個極其重要的限制條件，它將使得種植屋面的生態(tài)過程可能無法順利完成，同時其也終將成為影響筑范疇，且做了相當(dāng)深入的研究。另外，有研究表明，在建筑結(jié)構(gòu)中可以充分利用屋頂花園整體作為TMD(調(diào)諧質(zhì)量阻尼器)慣性質(zhì)量塊，將其支承在主結(jié)構(gòu)上形成一個減震系統(tǒng)，用于解決建筑物的地震、風(fēng)振控制問題9。 需要指明的是，4個主要研究方向在2011年后，除環(huán)境科學(xué)和資源利屋頂綠化可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。另外，屋頂綠化作為一個生態(tài)系統(tǒng)的重用方向外，其他方向文獻(xiàn)數(shù)量都有所減少，其中建筑科學(xué)和工程方向下降要作用和潛在價值也直到最近才受到關(guān)注。我們相信這些是屋頂

22、綠化研究最多，為31%。雖然總體上環(huán)境科學(xué)和資源利用方向的文獻(xiàn)所占比例還不發(fā)展的結(jié)果，在研究的開始是專注于設(shè)計和工程問題，但其建立起來后就 轉(zhuǎn)向其他的方向，例如環(huán)境和生態(tài)問題2。 大，但在屋頂綠化對雨水徑流的凈化、城市小氣候和空氣質(zhì)量改善方面，有著很多有價值的研究，并逐漸成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。這說明人們正在努3 結(jié)語 屋頂綠化研究相對其他更多已經(jīng)成熟的研究，是一個相對年輕的新興力尋求一種方法來改善人居環(huán)境問題。 在第三階段構(gòu)建的SCI期刊數(shù)據(jù)庫為我們和國外同行的研究進(jìn)行了一個較好的對比。與國內(nèi)的情況有所不同，國外的研究文獻(xiàn)一直在增長； 這說明屋頂綠化作為一門年輕的研究領(lǐng)域還有著巨大的潛力需要我們

23、去做進(jìn)一步的研究探索，關(guān)鍵是從什么方向去著手并發(fā)現(xiàn)問題。選擇適合屋頂綠化的植物是首要的工作，而土壤和水分因素對于植物生存是一個主要的約束10；由于這個原因，耐熱耐干旱的景天科植物和人工種植介 質(zhì)被大量用于輕型屋頂綠化，同時研究人員也在尋找更多的植物品種以其能達(dá)到更好的效益11-12。大量的數(shù)據(jù)表明，世界各國對屋頂綠化在城市雨洪管理13、緩解熱島效應(yīng)14-15和建筑節(jié)能降耗16方面有著濃厚的興趣，特別對種植屋面熱能傳導(dǎo)方面17-18的研究非常深入，并構(gòu)建了不少水文學(xué)19-20和熱力學(xué)21-22模型。同時在生物多樣性方面也出現(xiàn)了不少令人欣喜的研究成果，比如：種植屋面已經(jīng)成為各類昆蟲23 和微型節(jié)肢

24、動物24的棲息地，并為鳥類和蝙蝠25提供了居所；Krista L. McGuire等對土壤真菌群落的對比調(diào)查研究顯示了其對種植屋面生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)26 ； Rebecca Tonietto等則認(rèn)為屋頂綠化為城市地區(qū)蜜蜂群落的保護(hù)提供了 潛在有價值的場所27。所有這些研究描述了這個研究領(lǐng)域快速成長和多學(xué) 領(lǐng)域，但該領(lǐng)域正處于迅速和持續(xù)的發(fā)展階段。 屋頂綠化是多學(xué)科參與的研究，以上數(shù)據(jù)表明，直到現(xiàn)在世界各地大部分研究仍然著重于工程技術(shù)方面，有關(guān)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)方面的研究還剛剛起步。對城市水文和建筑熱力學(xué)的研究通常要受制于植物和土壤的選擇，而這又取決于其前期營造對美學(xué)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求，所以只有多學(xué)科的廣

25、泛合作才能推進(jìn)屋頂綠化的研究。 目前，屋頂綠化最重要的課題是關(guān)于生物多樣性保護(hù)和生態(tài)學(xué)方面的研究，這方面研究尚未得到足夠重視。把屋頂綠化作為一個生態(tài)系統(tǒng)來研究將代表應(yīng)用生態(tài)學(xué)的一個交叉課題，它提供了從生態(tài)學(xué)角度(方法和理念)去提高我們回答最基本的和應(yīng)用性的及城市生態(tài)環(huán)境相關(guān)問題的 能力2，28。 如何利用我們在屋頂綠化研究方面所掌握的科學(xué)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 去建造一個真正具有較高生態(tài)系統(tǒng)功能的屋頂花園，將是我們今后面臨的挑戰(zhàn)。 注：文中圖片均由作者繪制。77本刊2015年主題方向征稿 Call for Papers on Topics 2015 of Chinese Landscape Arch

26、itecture第1期：康復(fù)花園第5期：風(fēng)景園林教育第9期：風(fēng)景園林生態(tài)技術(shù)第2期：國家公園第6期：景觀的語言第10期：城市生物多樣性 第3期：女性與風(fēng)景園林第7期：數(shù)字景觀第11期：景觀水文 第4期：棕地修復(fù)第8期：城市綠量研究第12期：風(fēng)景園林小氣候 屋頂綠化 參考文獻(xiàn)： 1 范全青，郭維真， 鳳元杰.我國文獻(xiàn)計量學(xué)研究30 年之發(fā)展J.情報資料工作，2009(3)：30-33；60. 2 Blank L, Vasl A, Levy S , et al. Directions in green roof research A bibliometric studyJ. Building an

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