基于CiteSpace的國內外智慧農業(yè)研究進展.pdf

收稿日期 2020 11 26 基金項目 廣東省科技計劃項目 2016B040401008 仲愷農業(yè)工程學院研究生科技創(chuàng)新基金 KJCX2020015 作者簡介 楊道邦 1996 男 在讀碩士生 研究方向為農業(yè)經濟與政策 E mail 513663927 通信作者 鄧保國 1 9 7 3 男 碩士 教授 研究方向為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè) 農業(yè)品牌 農民工 E m a i l guobaodeng 廣東農業(yè)科學 2021 48 4 140 150 Guangdong Agricultural Sciences DOI 10 16768 j issn 1004 874X 2021 04 019 楊道邦 林婕虹 鄧杰 鄧保國 基于 CiteSpace 的國內外智慧農業(yè)研究進展 J 廣東農業(yè)科學 2021 48 4 140 150 基于 CiteSpace 的國內外智慧農業(yè)研究進展 楊 道 邦 林 婕 虹 鄧 杰 鄧 保 國 仲愷農業(yè)工程學院管理學院 廣東 廣州 510225 摘 要 以 WOS CNKI 數據庫中與智慧農業(yè)相關的 2 025 篇文獻為研究對象 運用文獻計量法 采用 CiteSpace 軟件進行可視化分析 梳理和歸納了國內外智慧農業(yè)的研究現狀 熱點和趨勢 并通過國內外研究進 行對比分析 提出相關對策建議 研究發(fā)現 1 目前國內有關智慧農業(yè)研究的發(fā)文量呈增長趨勢 國內外學 者對于智慧農業(yè)的研究均處于持續(xù)增長趨勢 但國內外智慧農業(yè)領域的研究學者彼此間合作較少 國內對智慧 農業(yè)科研水平較高的機構間合作較少 且學術界對于智慧農業(yè)的定義缺乏統(tǒng)一性 2 國內外對智慧農業(yè)的研 究主次存在一定差異 國外更注重各學科融合 更關注智慧農業(yè)在應對氣候變化的作用以及智慧農業(yè)體系構建 而國內研究多從政策的視角出發(fā) 關注智慧農業(yè)的應用與普及 且?guī)в幸欢ǖ恼邇A向 3 定量研究以及交 叉學科研究將成為智慧農業(yè)未來的研究方向 國內外學者及機構在智慧農業(yè)領域更廣泛合作是智慧農業(yè)研究的 大勢所趨 以 5G 為代表的新技術與智慧農業(yè)的深度融合將成為未來智慧農業(yè)研究的熱點 基于此 從發(fā)揮交叉 學科優(yōu)勢 與新技術深度融合 促進國內外協(xié)作發(fā)展的角度出發(fā) 提出相應建議 關鍵詞 智慧農業(yè) 研究動態(tài) 可視化分析 文獻計量 中圖分類號 S126 F323 文獻標志碼 A 文章編號 1004 874X 2021 04 0140 11 Research Progress of Intelligent Agriculture Based on CiteSpace at Home and Abroad YANG Daobang LIN Jiehong DENG Jie DENG Baoguo College of Management Zhongkai University of Agriculture and Engineering Guangzhou 510225 China Abstract Taking 2 025 documents related to intelligent agriculture in the WOS and CNKI databases as the research object a visual analysis was conducted with citespace software by bibliometric method and the research status hot spots and trends of intelligent agriculture at home and abroad were sorted out and summarized A comparative analysis was conducted through the researches at home and abroad and relevant countermeasures and suggestions were put forward The research found that 1 At present the number of publications of domestic researches on intelligent agriculture is increasing Domestic and foreign scholars have continued to increase researches on intelligent agriculture however there is little cooperation between domestic and foreign scholars in the field of intelligent agriculture There is less cooperation among domestic institutions with higher levels of scientific research on intelligent agriculture and there is a lack of uniformity in the definition of intelligent agriculture in academia 2 There are certain differences in the priority of intelligent agriculture researches at home and abroad and foreign researches focus on the integration of various disciplines and pay more attention to the role of intelligent agriculture in coping with climate changes and the construction of intelligent agriculture systems while domestic researches mostly focus on the application and promotion of intelligent agriculture from a policy perspective 141 農業(yè)作為第一產業(yè) 是國家經濟發(fā)展的根 基 是支撐國民經濟平穩(wěn)發(fā)展的基礎性產業(yè) 在 十四五 期間 我國農業(yè)資源集約化利用和農 村生態(tài)環(huán)境治理將處于加速發(fā)展階段 傳統(tǒng)農業(yè) 的發(fā)展模式已不再適用于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下農 業(yè)農村綠色可持續(xù)發(fā)展的要求 傳統(tǒng)農業(yè)發(fā)展方 式的轉變 升級和改造勢在必行 1 而智慧農業(yè) 在一定程度上可實現資源的集約化利用 減少資 源浪費 是今后我國農業(yè)發(fā)展的方向 因此也逐 漸成為學者們關注的熱點 2 3 智慧農業(yè)是農業(yè) 發(fā)展的高級階段 其核心要素是信息和知識 智 慧農業(yè)依托大數據 物聯網等現代化技術 實現 農業(yè)生產的智能化 具體表現在信息感知 智能 控制 精準投入等方面 智慧農業(yè)的出現為農業(yè) 現代化的發(fā)展提供了新的方向 新的選擇 4 縱 觀全球 已有多個國家和地區(qū)的政府推出發(fā)展智 慧農業(yè)的方案 如日本提出的 下一代農林產業(yè) 創(chuàng)造技術 方案 以歐盟 歐洲農機協(xié)會為代表 的農業(yè) 4 0 項目 Farming 4 0 以及未來農業(yè)項目 Future Farm 以加拿大 美國為代表的智慧 農業(yè) Smart Agriculture 智慧農業(yè)已經成為當 今世界現代農業(yè)發(fā)展的大趨勢 5 回顧我國農業(yè) 發(fā)展 農業(yè)現代化是我們國家一直以來重視的農 業(yè)發(fā)展方向 從 2005 年的中央 1 號文件以來 每 年都會出現 農業(yè)現代化 農業(yè)信息化 等詞 這也是我國智慧農業(yè)發(fā)展的重要標志 2018 年 中共中央 國務院關于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見 明確提出 提升農業(yè)發(fā)展質量 培育鄉(xiāng)村發(fā)展新 動能 大力發(fā)展數字農業(yè) 實施智慧農業(yè)林業(yè)水 利工程 推進物聯網試驗示范和遙感技術應用 同時通過智慧農業(yè)將全部的農業(yè)產業(yè)特性融合在 一起并運用信息技術 創(chuàng)造出循環(huán)化的農業(yè)產業(yè) 鏈 2020 年中央 1 號文件 中共中央 國務院關 于抓好 三農 領域重點工作確保如期實現全面 小康的意見 中提到 農業(yè)現代化的發(fā)展 需要 加強現代農業(yè)的設施建設 需要依托現有資源建 設農業(yè)農村大數據中心 加快物聯網 大數據 區(qū)塊鏈 人工智能 第五代移動通信網絡 智慧 氣象等現代信息技術在農業(yè)領域的應用 因此 發(fā)展智慧農業(yè)不僅是我國農業(yè)現代化進程中的重 要一步 也是我國農業(yè)產業(yè)化發(fā)展的重點方向 更是貫徹落實我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措 6 從世界范圍看 與發(fā)達國家相比 我國的智慧農 業(yè)發(fā)展仍相對落后 在基建 人才 資源整合等 環(huán)節(jié)還需逐步解決和完善 6 此外 不少學者對 我國智慧農業(yè)的發(fā)展進行了深入的研究 發(fā)現我 國智慧農業(yè)在發(fā)展建設中仍存在一系列問題 主 要包括基礎設施落后 運營成本高 人才不足 農業(yè)科技推廣不力 信息數據存在隱患 科研體 系不健全 農機設備現代化程度較低 4 7 為此 有學者通過借鑒國外智慧農業(yè)的先進經驗 提出 構建農村高素質人才培育體系 打造全國智慧農 業(yè)數據交流平臺 加快農村地區(qū)信息化建設 完 善政府與市場互相聯動的雙向機制助力中國智慧 農業(yè)發(fā)展等建議 8 10 學者們對智慧農業(yè)領域做 了大量且有意義的研究 但多集中在定性分析上 由此可見 學者們的研究在推動我國智慧農業(yè)的 發(fā)展中起到了重要作用 但在研究的深度和廣度 上仍需進一步深入和擴展 一是已有的研究缺少 橫向對比 難以總結出智慧農業(yè)在不同地域 不 同階段的發(fā)展過程中表現出來的各種形式 二是 與智慧農業(yè)相關的報道中 綜述性的文章較少 且缺乏一定程度的定量分析 較為主觀 三是智 慧農業(yè)隨著科學技術的發(fā)展不斷豐富 其熱點問 題值得深入研究 且具有重要的實踐意義 鑒于 此 本文采用 CiteSpace 5 6 軟件 對智慧農業(yè)相 with certain policy inclination 3 Quantitative research and interdisciplinary research will become the research direction of intelligent agriculture in the future More extensive cooperation between domestic and foreign scholars and institutions in the field of intelligent agriculture is the general trend of intelligent agriculture research The in depth integration of new technologies represented by 5G will become the research hot spot of intelligent agriculture in the future Based on this from the perspective of giving play to the advantages of interdisciplinary and deep integration with new technologies as well as promoting the development of cooperation at home and abroad corresponding suggestions are put forward Key words intelligent agriculture research dynamics visual analysis bibliometrics 142 關領域的研究現狀 熱點 趨勢進行可視化分析 并與國內外的相關研究進行對比 以期更好地為 我國智慧農業(yè)發(fā)展提供科學建議 1 數據來源與研究方法 1 1 數據來源 本研究的國內數據來源于 CNKI 數據庫 綜 合考慮文獻的權威性和全面性 經過多次檢索試 驗最終確定檢索策略 選擇 核心期刊 和 CSSCI 作為數據來源對象和類別 選擇檢索范圍為 主 題 通過高級檢索功能 結合智慧農業(yè)的定義 最終選取 智慧農業(yè) 農業(yè) 并含 物聯網 農業(yè) 并含 云計算 農業(yè) 并含 大數據 農業(yè) 并含 5G 共 5 種主題詞分別進行檢索 由于國內首篇與智慧農業(yè)相關的文獻出現在 2009 年 為全面揭示智慧農業(yè)的發(fā)展趨勢 將檢索時 間跨度限定為 2009 年 1 月至 2020 年 7 月 共獲 得 913 篇符合條件的文獻 進一步對以上文獻進 行多次逐篇篩查 剔除無關文獻及非研究型文獻 篩選出 814 篇有效期刊論文 將其作為國內智慧 農業(yè)的研究樣本進行數據分析 國 外 數 據 來 源 于 Web of Science 核 心 集 合數據庫 利用高級檢索功能 輸入 S m a r t agricultural 和 Intelligent agricultural 兩種檢索 詞匯分別進行檢索 檢索時間跨度設置為 1992 年 1 月至 2020 年 7 月 最終檢索到有效文獻 1 211 篇 將其作為國外智慧農業(yè)的研究樣本進行數據 分析 1 2 研究方法 本研究選用文獻計量學中的科學知識圖譜方 法 利用可視化工具 CiteSpace 5 6 軟件 對智慧 農業(yè)的研究現狀 研究熱點和研究趨勢進行直觀 分析 并在此基礎上 對國內外智慧農業(yè)研究進 行比較分析 從而為中國智慧農業(yè)的發(fā)展提供方 向性建議 文獻計量分析通過數理統(tǒng)計等方法 定 量分析學術論文的分布規(guī)律 揭示論文的年度 增長和老化程度 從而分析某一領域的研究現 狀 發(fā)展歷程 預測發(fā)展趨勢 是對研究領域 進行評價的有力支撐工具 11 其中運用最為廣 泛的可視化分析工具是由美國德雷賽爾大學計 算機與情報學教授陳超美開發(fā)的可視化分析軟 件 CiteSpace 12 本研究采用的軟件版本為 CiteSpace 5 6 主要運用文獻計量分析中的關鍵 詞共現分析以及關鍵詞聚類分析 其中 關鍵 詞共現分析的原理是統(tǒng)計同對關鍵詞在同一篇 文獻中出現的次數 據此研究某領域發(fā)展態(tài)勢 而關鍵詞聚類分析的原理是可視化分析軟件通過 算法將關系緊密的關鍵詞進行聚類 用模塊值 ModularityQ Q 值 衡量所生成的聚類網絡的 穩(wěn)定度 平均輪廓值 MeanSilhouette S 值 衡 量聚類內部節(jié)點的相似程度 一般認為 Q 值大于 0 3 則表示聚類結構顯著 效果較好 S 值大于 0 5 則表示聚類內部匹配程度高 聚類合理 13 14 2 國內文獻分析 2 1 研究進展概述 以2 0 0 9年1月 至2 0 2 0年7月 為 檢 索 周 期 對 CNKI 數據庫內有關智慧農業(yè)的文獻進行檢索 并統(tǒng)計 結果 圖 1 顯示 該檢索周期內有關 智慧農業(yè)的文獻數量共 9 1 3 篇 其中 2 0 0 9 2014 年發(fā)文量較少且處于緩慢增長階段 2015 2016 年發(fā)文量快速激增 2017 至今發(fā)文量波動幅 度較大 但總體呈增長趨勢 縱觀我國智慧農業(yè) 圖 1 2009 2020 年國內智慧農業(yè)研究領域文獻樣本數量統(tǒng)計 Fig 1 Statistics on the number of literature in demestic intellectual agriculture research field from 2009 to 2020 Number of literature 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 150 100 50 0 年份 year 發(fā)文量 篇 143 的發(fā)展進程可見 學界對智慧農業(yè)的關注度持續(xù) 增加 2 2 文獻作者 主要研究機構分析 同一研究領域內作者的合作程度 在一定程 度上反映了該研究領域網絡體系的完善程度 對 智慧農業(yè)領域的作者進行共現分析 結果顯示中 國學者對智慧農業(yè)的研究較為分散 缺乏完整的 網絡體系 從發(fā)文數量看 發(fā)文量最多的學者為 李瑾 郭美榮 但也僅各達到 6 篇 學者的發(fā)文 量普遍都較少 從半衰期來看 影響期限最長的 學者為于金瑩 影響長達 5 年 少數學者的半衰 期可達 2 4 年 其他學者的半衰期均為 1 年以內 影響十分短暫 由此可見 國內學者對于智慧農 業(yè)的研究相對獨立 較少有學派之間的聯系 科研機構發(fā)文量是其研究力量的體現 通常 研究機構的學術實力越強 其發(fā)文量越多 15 對智慧農業(yè)領域的發(fā)文單位進行共現分析 由發(fā) 文數量和連線情況看 發(fā)文數量最多的機構為中 國農業(yè)大學和中國農業(yè)科學院 但二者之間聯系 較為貧乏 北京農業(yè)信息技術研究中心 國家農 業(yè)信息化工程技術研究中心和北京市農業(yè)物聯網 工程技術研究中心之間的聯系關系則較為緊密 初步形成了一定的網絡 從半衰期來看 東北林 業(yè)大學的影響力最大 長達 10 年 北京農業(yè)信息 技術研究中心與國家農業(yè)信息化工程技術研究中 心次之 達到 6 年 少數發(fā)文機構半衰期為 2 5 年 其仍有一定研究貢獻 剩余其他機構的半衰期均 為 1 年以內 影響十分短暫 2 3 相關關鍵詞的知識圖譜分析 2 3 1 關鍵詞共現分析 將提取的 2009 2020 年 913 篇智慧農業(yè)領域的相關文獻 導入 CiteSpace 軟件 選取出現頻次在 2 次以上的關鍵詞 進行 關鍵詞共現分析 得到關鍵詞共現網絡圖譜 圖 2 圖譜顯示 共有 160 個節(jié)點 304 條連線 節(jié) 點和字號越大 關鍵詞出現的頻率越高 連線越 粗 關鍵詞的聯系程度更緊密 由圖 2 可知 物 聯網 這一關鍵詞的節(jié)點最大 頻次為 196 中 心性也是所有關鍵詞中最高的 說明 物聯網 是智慧農業(yè)研究中的關鍵組成部分 這反映出物 聯網在農業(yè)領域的應用 被視為新的技術創(chuàng)新點 和經濟增長點 16 與智慧農業(yè)聯系緊密的 大 數據 云計算 信息化 等關鍵節(jié)點也較大 這些技術也是當下的科技熱點 其中 大數據是 現代農業(yè)發(fā)展的的重要支撐 其在數據挖掘和動 態(tài)管理方面的優(yōu)勢 對智慧農業(yè)的實現與發(fā)展具 有重要作用 17 2 3 2 關鍵詞聚類分析 對關鍵詞圖譜進行 聚類分析 結果顯示 網絡模塊化評價指標 Q 0 559 且網絡同質性平均值 S 0 4927 表示聚 類合理且有效 根據輪廓值排序并進行歸納 得 到智慧農業(yè) 3 大熱點主題 表 1 1 熱點研究技術 互聯網 物聯網 大數據 聚類編號為 8 的標題是 農業(yè)互聯網 包含 農 業(yè)互聯網 農業(yè)產業(yè)鏈 現代農業(yè)產業(yè) 等 關鍵詞 聚類編號為 1 的標題是 互聯網 包含 互聯網 農業(yè)信息化 協(xié)同融合 等關鍵詞 聚類編號為 4 的標題是 大數據時代 包含 大數據時代 農業(yè)信息服務 鮮切花 智 能算法 等關鍵詞 聚類編號為 2 的標題是 濕度 包含 濕度 監(jiān)測 溫室 等關鍵詞 說明 智慧農業(yè)領域的熱點研究技術為互聯網 物聯網 大數據 這與林偉君等 15 的研究結論一致 21 世紀是信息時代 互聯網對人類社會的發(fā)展起著 極大的作用 農業(yè)自然也不例外 而物聯網和大 數據同屬互聯網的產物 是實現智慧農業(yè)的關鍵 2 熱點研究對象 水稻 聚類編號為 6 的標題是 水稻 包含 水稻 物聯網技術 農 機調度 等關鍵詞 我國人多地少 要用 7 的 耕地養(yǎng)活 22 的人口 而水稻是我國最重要的糧 食產物 其作用和地位不言而喻 尤其非洲蝗災 圖 2 2009 2020 年國內智慧農業(yè)研究 領域關鍵詞共現網絡圖譜 Fig 2 Keyword co occurrence network map in demestic intelligent agriculture research field from 2009 to 2020 144 以及疫情所帶來的全球性糧食危機 如何保障糧 食正常供給再次成為了學界研究的熱點 而正在 發(fā)生的以萬物為連接主體的物聯網革命給整個世 界帶來的影響會遠遠超過以計算機和手機為連接 主體的傳統(tǒng)互聯網和移動網絡帶來的影響 為我 國趕超發(fā)達國家進而引領正在發(fā)生的數字經濟提 供了巨大機遇 18 同樣地 物聯網與農業(yè)相結 合的研究同樣受到關注 物聯網 農業(yè) 能成 為我國現代農業(yè)發(fā)展的新增長點 助力鄉(xiāng)村振興 戰(zhàn)略 助推農業(yè)現代化進展 2 4 階段性研究前沿分析 突現度反映某一時期內的研究熱點 可以用 于厘清某一領域不同階段的研究重點 對國內智 慧農業(yè)領域進行突現分析 得到各時間段智慧農 業(yè)領域的突現關鍵詞 圖 3 根據突現度大小 排名前七的關鍵詞依次為 物聯網 云計算 農 業(yè) 農業(yè)信息服務 互聯網 現代農業(yè) 智 能農業(yè) 從時間維度看 突現詞出現的時間都 在 2010 年及以后 突現強度最大的關鍵詞 物聯 網 從 2010 年開始 到 2012 年結束 現代農 業(yè) 則是出現最晚的突現關鍵詞 開始于 2017 年 到 2018 年結束 基于結果可以看出 物聯網 的 突現強度和持續(xù)時間名列前茅 證明了農業(yè)物聯 網的運用 是農業(yè)智能化發(fā)展的重要體現 也正 是物聯網的發(fā)展助推了智慧農業(yè)的不斷創(chuàng)新與發(fā) 展 19 隨著時代的發(fā)展 互聯網 也得到 了眾多研究者的關注 與此同時 鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略 的提出 讓現代農業(yè)的發(fā)展成為了學界中高度關 注的主題 這也證明了我國對智慧農業(yè)的研究具 有一定的政策傾向 3 國外文獻分析 3 1 國外智慧農業(yè)研究的空間特征 地域共現網絡圖能夠直觀表現出某個研究領 域的空間特征 可通過 CiteSpace5 6 軟件自動生 成 該網絡圖共有節(jié)點 76 個 節(jié)點間連線 233 條 網絡密度為 0 0782 說明不同國家間合作關系較 為緊密 特別是歐美發(fā)達國家之間 此外 結合 網絡圖的節(jié)點大小可知 我國雖然智慧農業(yè)發(fā)文 數量排名第一 但節(jié)點中心性低于美國 從數量 分布情況來看 歐美發(fā)達國家仍是主要力量 但 中國 印度 肯尼亞等發(fā)展中國家不容小覷 國 際上對氣候智慧農業(yè)關注度較大 認為氣候智慧 農業(yè)是轉變和重新定位農業(yè)系統(tǒng)以在新的氣候變 化現實下支持糧食安全的一種手段 20 有學者 使用肯尼亞 Nyando 盆地的住戶調查數據 將統(tǒng)計 匹配和聯立方程計量經濟模型結合起來 得出對 于嚴重依賴農業(yè)的小農戶而言 面對氣候變化 氣候智慧農業(yè)能夠確保家庭生計和收入 21 學 者通過對非洲調研發(fā)現 氣候智慧農業(yè)不僅是非 洲農業(yè)發(fā)展的關鍵 更因其對糧食生產率 適應 性和緩解氣候變化的 三贏 貢獻而在全球農業(yè) 和氣候議程中倍受關注 22 更進一步的是 有 學者對南非一項公共投資計劃的成本效益分析 發(fā)現投資收益高于資本的機會成本 說明農民和 整個社會在投資于氣候智慧農業(yè)方面的便利和對 緩解氣候變化做出的積極貢獻 23 在美國 有 表 1 2009 2020 年國內智慧農業(yè)研究領域關鍵詞聚類 Table 1 Cluster of keywords in demestic intelligent agriculture research field from 2009 to 2020 聚類編號 Cluster number 輪廓值 Contour value 聚類名稱 Cluster name 主要關鍵詞 Main keywords 8 0 932 農業(yè)互聯網 農業(yè)互聯網 農業(yè)產業(yè)鏈 現 代農業(yè)產業(yè) 農業(yè)互聯網金融 產業(yè)互聯網 物聯網 大數據 4 0 88 大數據時代 大數據時代 農業(yè)信息服務 鮮切花 智能算法 技術創(chuàng)新 農業(yè)大數據 1 0 874 互聯網 互聯網 農業(yè)信息化 協(xié)同 融合 中藥產業(yè) 農村電子商 務 經濟增長 產業(yè)化 6 0 856 水稻 水稻 物聯網技術 農機調度 農業(yè)節(jié)水灌溉 農業(yè)灌溉 gis 地圖 區(qū)域試驗 北斗定位 2 0 822 濕度 濕度 監(jiān)測 溫室 android 溫度 傳感器 遠程監(jiān)控 物 聯網 土壤墑情 物聯網 Keywords Year Strength Begin End 2009 2020 2009 2010 2012 2009 2011 2013 2009 2012 2014 2009 2012 2014 2009 2013 2014 2009 2006 2017 2009 2007 2018 17 5939 7 1738 3 9845 4 5107 2 6255 3 5078 2 9656 云計算 農業(yè)信息服務 農業(yè) 智能農業(yè) 互聯網 現代農業(yè) Top 7 Keywords with the Strongest Citation Bursts 圖 3 2009 2020 年國內智慧農業(yè)研究領域突現關鍵詞 Fig 3 Keywords with strong citation burst in demestic intelligent agriculture research field from 2009 to 2020 145 學者通過 11 個玉米帶州內的農田進行了多年的 DeNintrification DeComposition 模型模擬 得出氣 候智慧農業(yè)的廣泛采用可能通過增加土壤有機碳 的存量和減少一氧化二氮的排放來大大減輕農業(yè) 溫室氣體的排放 24 有學者對土耳其進行調研 分析 得出氣候智慧型農業(yè)的目標包括農業(yè)生產 的可持續(xù)增長 對氣候變化的抵制和適應以及減 少溫室氣體的排放 25 而在巴拿馬 學者通過 對其農業(yè)現狀的研究 發(fā)現智慧農業(yè)不僅能為食 品生產部門帶來巨大利益 而且為現代可持續(xù)農 業(yè)的實現提供潛在解決方案 26 3 2 國外智慧農業(yè)文獻作者分析 學者間的合作強度對研究領域具有一定影 響 利用 CiteSpace 軟件進行發(fā)文作者的共現分 析所得圖譜可知其合作情況 圖譜中共有 130 個 節(jié)點 148 條連線 各節(jié)點尺寸均不大 沒有發(fā)文 數量超過 10 篇的學者 節(jié)點間的連線不多 學 者間的聯系不強 說明國際上對智慧農業(yè)的研究 不集中 從發(fā)文數量和半衰期來看 Wollenberg 和 Whitfield 具有較大的影響力和代表性 其中 Wollenberg 提出智慧農業(yè)能夠提高熱帶地區(qū)農業(yè) 景觀的適應能力和緩解潛力 以應對氣候變化 糧食安全和減貧等全球性挑戰(zhàn) 27 Whitfield 則 發(fā)現人們對氣候智慧型農業(yè)的興趣與日俱增 這 體現了為提高農業(yè)生產率 適應氣候變化和減少 農業(yè)碳排放所作出的努力 28 3 3 相關關鍵詞的知識圖譜分析 3 3 1 關鍵詞共現分析 運用 CiteSpace 進行關鍵 詞共現分析 得到 1992 2020 年智慧農業(yè)研究領 域關鍵詞共現網絡圖譜 圖 4 圖譜共有 180 個節(jié)點 573 條連線 密度為 0 0356 從中心性來看 節(jié)點中心性 0 1 的關鍵詞有 System Soil Management Adaptation 說明其受關注度 較高 中介作用也較強 連接不同聚類 對國外智慧農業(yè)領域進行關鍵詞突現分析 得到各時間段智慧農業(yè)領域的突現關鍵詞 圖 5 自 1992 年開始 按突現值降冪排列后的 7 個突現關鍵詞分別為 System Agriculture Carbon sequestration Emission Ecosystem Service Artificial Neural Nerwork Simulation 其 中 突 現 強 度 最 高 的 是 Simulation 而 Artificial neural nerwork 和 Simulation 是最新出現的兩個關鍵詞 與 新興技術有一定相關性 智慧農業(yè)通常涉及將 計算機科學和信息技術納入傳統(tǒng)的農業(yè)概念 29 有學者通過在伊朗的實驗提出并應用了一種新 穎的模擬優(yōu)化 SO 方法 使用動態(tài)耦合的地 表水 WEAP 和地下水 MODFLOW 模擬模型 得出為滿足環(huán)境和農業(yè)用水需求之間進行權衡 的策略 30 隨著深度學習的發(fā)展 它已成功應 Keywords Year Strength Begin End 1992 2020 System 1992 2006 2013 3 4926 1992 2006 2013 4 6338 Agriculture 1992 2014 2017 4 6616 Carbon sequestration 1992 2014 2017 4 6616 Emission 1992 2014 2017 4 271 Ecosystem service 1992 2016 2017 4 1069 Artificial neural network 1992 2016 2017 5 9443 Simulation Top 7 Keywords with the Strongest Citation Bursts 圖 5 1992 2020 年國際智慧農業(yè)研究領域突現關鍵詞 Fig 5 Keywords with strong citation burst in international intelligent agriculture research field from 1992 to 2020 圖 4 1992 2020 年國際智慧農業(yè)研究領域 關鍵詞共現網絡圖譜 Fig 4 Keywords co occurrence network map in international intelligent agriculture research field from 1992 to2020 146 用于各個領域 近來也進入了農業(yè)領域 31 還 有學者通過探索仿生學的概念 將智慧農業(yè)技 術概念化為嵌入自然環(huán)境并符合自然環(huán)境的生 態(tài)創(chuàng)新 發(fā)現這種智慧農業(yè)技術的仿生方法既 具有緩解氣候變化的潛力 同時能避免與農業(yè) 產業(yè)化相關的道德問題 32 3 3 2 關鍵詞聚類分析 對智慧農業(yè)外文文獻 的關鍵詞進行聚類分析 結果顯示 網絡模塊 化評價指標Q 0 4 9 2 2 且網絡同質性平均值 S 0 4332 表示聚類合理且有效 33 根據各聚 類中心性大小排序 識別出輪廓值在 0 8 以上的 聚類共 5 個 分別是 Internet of things Ecosystem services Nitrous oxide Crowdsourcing Africa 以上 5 類為國外智慧農業(yè)研究的代表性熱點 各 聚類所包含的關鍵詞如表 2 所示 表 2 1992 2020 年國際智慧農業(yè)研究領域關鍵詞聚類 Table 2 Cluster of keywords in international intelligent agriculture research field from 1992 to 2020 聚類編號 Cluster number 輪廓值 Contour value 聚類名稱 Cluster name 主要關鍵詞 Main keywords 0 0 841 Internet of things Internet of things precision agriculture smart farming climate smart agriculture 3 0 813 Ecosystem services Ecosystem services theobroma cacao precautionary approach soil degradation 4 0 848 Nitrous oxide Nitrous oxide conservation agriculture climate smart agriculture smart farming 5 0 923 Crowdsourcing Crowdsourcing built up density scrubbing land cover rainfall irrigation hydrological model 7 0 949 Africa Short season legumes adaptive management technical efficiency conservation 3 4 國內外熱點研究對比分析 國內外智慧農業(yè)的研究熱點可利用 CiteSpace 關鍵詞共現分析得到 通過對比可以使研究更加 全面且深入 加速國內智慧農業(yè)領域的研究進展 通過分析近 10 年出現的關鍵詞 表 3 國內和 國外的研究熱點既有同也有異 對比分析有利于 對研究前沿和熱點的進一步把握 相同性 1 國內外智慧農業(yè)的研究均聚 焦在物聯網與農業(yè)的融合 融合的可能性以及融 合的方式是學者研究的重點 物聯網 農 業(yè) 等是共同的關鍵詞 2 國內外對于智慧 農業(yè)的研究均是以農村發(fā)展為主要目標開展的 且以技術的發(fā)展為演進基礎 其中相似的關鍵詞 為 精準農業(yè) 大數據 農村 等 3 國內外對智慧農業(yè)體系發(fā)展模式的研究中 各國 的具體戰(zhàn)略存在差異 但都非常重視智慧農業(yè)相 關技術的研發(fā)與集成應用 且善于運用政府的宏 觀調控和管理服務 這與蔣璐聞 梅燕的研究結 論一致 34 差異性 1 新穎性在國際上的智慧農業(yè) 研究領域更加明顯 其涉及領域多于國內 相比 國內 國際方面對于智慧農業(yè)的研究更加深入和 領先 2 分析共現關鍵詞可知 農業(yè)與互聯網 的結合 農業(yè)信息化等是國內智慧農業(yè)研究的關 注點 是基于當下的問題出發(fā) 而國際對于智慧 農業(yè)的研究目標更遠大 更具有前瞻性 其關注 智慧農業(yè)的體系構建以及智慧農業(yè)如何解決氣候 變化以及保障糧食安全等問題 從可持續(xù)性角度 思考智慧農業(yè)的發(fā)展 國外有學者認為 氣候智 慧農業(yè) 和 可持續(xù)集約化 是解決糧食安全和 氣候變化相互關聯的高潛力解決方案 35 可 持續(xù)集約化 SI 方法和 氣候智慧農業(yè) CSA 高度互補 36 3 國內與農業(yè)相關的各種政策 表 3 近 10 年國內外智慧農業(yè)研究對比分析 Table 3 Comparative analysis of intelligent agriculture researches at home and abroad in recent 10 years 國內智慧農業(yè)領域高頻詞 High frequency words in domestic intelligent agriculture 國際智慧農業(yè)領域高頻詞 High frequency words in international intelligent agriculture 年份 Year 關鍵詞 Keyword 頻次 Frequency 年份 Year 關鍵詞 Keyword 頻次 Frequency 2010 物聯網 196 2006 System 161 2013 大數據 87 2006 Agriculture 147 2013 農業(yè)物聯網 68 2012 Management 116 2013 智慧農業(yè) 61 2013 Climate change 107 2012 農業(yè) 48 2016 Internet of thing 90 2011 云計算 39 2014 Impact 81 2013 農業(yè)大數據 26 2014 Adaptation 72 2011 農業(yè)信息化 26 2010 Model 72 2015 互聯網 20 2016 Precision agriculture 66 2011 現代農業(yè) 19 2014 Food security 64 147 對于學者們有較大吸引力 政府所提的政策是其 智慧農業(yè)研究的出發(fā)點 發(fā)散性則是國際方面智 慧農業(yè)的研究特點 生態(tài)環(huán)境學 食品安全學 氣候學等多個學科都占據一定的研究地位 如何 應對氣候變化 保障糧食安全是國際學者主要的 研究目的 其認為智慧農業(yè)的發(fā)展本身就是一種 應對氣候變化 保障糧食安全的一個有效措施 氣候智慧農業(yè)是聯合國糧食及農業(yè)組織最初提出 的一個概念 已被提出作為解決糧食安全