系统的综述

前面。维持。食品系统。,27 March 2023
秒。气候智能型食品系统
卷7 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.1158904

研究趋势和热点地区适应气候变化的农业系统:文献计量分析

宾江 ^1、2,

Xiaoshang邓 ¹ ^*,

张洪波陈 ¹,

Lihang崔 ¹和

中国唐代 ¹

¹东北农业大学经济管理学院,哈尔滨,中国
²现代农业发展研究中心,东北农业大学,哈尔滨,中国

农业系统是高度依赖于自然环境,因此即使很小的气候变化可以产生重大影响。气候变化已经引起了农业系统的一系列问题,这使得提高适应气候变化的农业系统极其重要的。为了澄清研究现状、合作网络的研究热点和趋势在适应气候变化的农业系统中,我们采用文献计量的方法通过CiteSpace分析科学的从网上收集的数据(我们)核心集合。通过分析大量的出版物,我们发现当前研究适应气候变化的农业系统已经进入了一个快速发展阶段。此外,美利坚合众国(美国)是最有效的为这一领域的大多数出版物的国家。在机构方面,利兹大学的最有助于研究农业适应气候变化的系统。及其教师,a . j . Dougill是作者最有助于这一领域。通过聚类分析和破裂分析,我们证实了概念研究、生态脆弱的地区,和适应气候变化战略是适应气候变化的农业系统的热点,而影响评估、治理和决策、农业系统和气候信息服务这一领域的研究趋势。本文将帮助研究人员快速掌握适应气候变化的农业系统的研究现状,为未来的研究提供参考。

1。介绍

在过去的几十年里,已经有大量的证据证明气候变化对农业系统带来了许多负面影响,其中对农业和畜牧业的影响是最可怕的。农业和畜牧业生产对气候变化的冲击都是极其敏感由于他们对自然环境的依赖。干旱、降水异常、洪水、土壤退化、害虫,和疾病造成的气候变化已经改变了农业环境,导致损害农业生产。基于预测的未来气候变化情景IPCC(政府间气候变化专门委员会),Calzadilla et al。(2013)GTAP-W模型用于分析数据,发现气候变化将对全球粮食生产带来巨大的损失。这个结果并不是孤立的,有一些实证研究也证实,在不同层次上(Calzadilla et al ., 2014;摩尔和罗贝尔,2014年;陈et al ., 2016;汉娜et al ., 2017)。至于畜牧、饲料减少,极端高温和动物疾病引起的气候变化对畜牧业生产带来了明显的冲击。有许多实证研究也证明了这一点(搜索引擎优化和Mendelsohn, 2007年;赵et al ., 2014;Hristov et al ., 2018)。产品获得农业和畜牧业的主要来源是碳水化合物,蛋白质和营养对人类。与此同时,农业和畜牧业有可能减缓气候变化,提高适应气候变化。在这种背景下,研究适应气候变化的农业系统吸引了极大的关注。

很多评论的研究一直在进行适应气候变化的农业系统和有一些显著的结果。在农业方面,安瓦尔et al . (2013)综述了农业适应气候变化和识别四大重点领域(信息产生和传播,农业技术研究与开发,政策再形成了农场水平,和加强相关的利益相关者合作)放松约束在农业适应气候变化水平。讨厌et al . (2019)综述了影响因素的实证研究农民适应气候变化,发现财务和技术支持是至关重要的农民应对气候适应,而社会和心理因素时应考虑促进适应气候变化。Vermeulen et al。(2018)综述了23个农业转型的实证案例研究,以应对气候变化。结果表明,当前变革适应气候变化几乎没有产生一个更有弹性的农业系统和改善治理,并暗示更全面和长期适应规划方法,以及金融和技术援助,需要加强气候适应实践的有效性。在畜牧业方面,Nardone et al。(2010)综述了气候变化对畜牧业的影响从动物健康,繁殖,动物生产和畜牧生产系统。结果表明,气候变化将给畜牧业带来重大损失,并建议更好的信息和技术指导评估所需的迭代是畜牧生产系统的适应气候变化。Rojas-Downing et al。(2017)综述了气候变化对畜牧业的影响,反之亦然,以及畜牧业适应和减轻气候变化的方式。发现气候变化不利影响畜牧业生产的饲料,水,牲畜疾病,热应力,通过土地利用等和畜牧业生产也会影响气候变化、饲料生产、动物生产、肥料、处理和运输在同一时间。此外,建议多元化牲畜(物种)和作物品种转移到农畜混合系统是最有前途的适应措施之一。在他们的评论,Gaughan et al。(2019)认为气候变化将给畜牧生产带来挑战和压力对动物生殖性能也认为,改善畜牧业适应气候变化需要集成的动物育种、营养、住房、健康、以及提高动物舒适和性能。

根据上述文献,不难发现当前的审查研究气候适应农业系统主要采用传统的评估方法(审查范围),和文献计量方法是不常见的,尤其是与可视化分析。然而,文献计量分析有独特优势在把握当前研究的律例,热点和趋势。因此,文献计量分析已经申请审查适应气候变化,因为它的优势和良好的健身(Aleixandre-Benavent et al ., 2017;王et al ., 2018)。虽然有文献研究适应气候变化,他们没有详细的农业领域的系统,如上文所述。在这项研究中,基于历史上引用的出版物,我们进行了文献计量分析与可视化通过CiteSpace分析出版物的数量、合作网络,研究热点和趋势的适应气候变化的农业系统。我们的目标是帮助研究人员获得的观点迅速研究现状,为进一步的研究提供参考。

2。数据收集和方法

2.1。数据收集

Web的科学(我们)作为主要的科学文献搜索和分析信息平台,是全世界被研究人员广泛使用(李et al ., 2018)。它被认为是一个理想的来源文献调查van Leeuwen 2006)。我们收集数据的科学引文索引扩展(合作伙伴)和社会科学引文索引(1)科学的网络核心集合(WoSCC)。在搜索过程中,我们限制了搜索2010年和2021年之间的时期,并设置TS =(农业和适应气候变化)或TS =(畜牧业和适应气候变化),这意味着我们使用农业和适应气候变化或畜牧业和适应气候变化的话题。然后,我们选择文章类型文章和评论文章。我们进行搜索与东北农业大学图书馆,共有4673出版物被返回。我们这些文件存储在纯文本文件格式,以方便下一步的文献计量分析图1显示数据选择过程)。

图1

图1。数据流图的选择。

2.2。研究方法

文献计量方法,知识地图或知识映射是一个各种各样的方法来组织和结构的知识资源,知识的应用步骤,深刻的概念,专家网络,或者实践社区(的普尔,2008)。这种方法连接方面的专家提供了很大的优势,获取知识,识别知识资产,并确定知识流(Balaid et al ., 2016)。有各种各样的知识常用的绘图工具,包括CiteSpace Ucinet, VOSviewer Bibexcel等。CiteSpace是一个Java应用程序开发的陈(2004,2013)德雷塞尔大学的可视化co-citation网络,包括co-citation引用,合作者和共病的关键字。与其他映射工具相比,CiteSpace适用于广泛的数据格式,丰富的映射类型,具有更好的可视化效果(Cobo et al ., 2011)。因此,采用CiteSpace帮助我们在我们的文献计量分析。

参数设置如下:(1)时间间隔从2010年到2021年,切片长度是1,这意味着每片1年;(2)在选择过程中,我们为每个知识地图,设置不同的g-index k = 100国家和作者合作网络,50 k =机构合作网络,至于关键词聚类分析、k = 12 (k =结果的数量从每个时间片);(3)节点类型被设置为国家/机构/作者/关键字;(4)国家和机构合作的修剪网络设置为探路者,作者没有,和关键词聚类分析设置MST;(4)关键词破裂检测分析的结果提出了使用表的形式。

3所示。结果

3.1。出版物的概述

概述的出版物,出版物的年度分布和趋势所示图2。从2010年到2021年,有一个整体上升趋势领域的出版物数量的适应气候变化的农业系统。因为它所示图22020年以最快的速度上升。我们可以得出结论,2020年是一个快速发展的适应气候变化的农业系统和农业系统的适应气候变化的研究已经进入了一个新阶段。同时,基于Web的科学分类,我们发现农业系统的适应气候变化的研究主要集中在环境科学、环境研究、气象大气科学和绿色可持续的科学技术。

图2

图2。出版物的数量和趋势在适应气候变化的农业系统(2010 - 2021)。

3.2。合作网络

3.2.1之上。国家合作

因为它所示图3,合作国家的网络包含147个节点和202个链接。排名前十的国家贡献最出版物中列出表1。美国是1136年出版的主要贡献者,紧随其后的是英国与519年的出版物。在发展中国家,中国和印度是突出,排名第五和第七的出版物的数量分别输出。至于数量,来自美国的出版物的数量远远超过其他国家,这表明美国是最活跃、最具影响力的领域的适应气候变化的农业系统。此外,意大利(0.15)、(0.14),英国澳大利亚和瑞士(0.13)最高中间性中心,在国际合作发挥重要作用。合作在大多数国家建立了自2010年以来,但疲弱的国家之间的联系图3意味着一个低水平的合作。

图3

图3。一个可视化的合作网络。每个节点代表一个国家,更大的节点越多,国家的出版物。线代表国与国之间的联系,更厚,更紧密的关系和更轻的颜色,后面的连接。

表1

表1。基于频率的前10个国家。

3.2.2。机构合作

2010年到2021年期间,该机构合作网络由270家机构和349所示的链接图4。国家合作网络相比,机构合作网络的结构相对致密,和inter-institutional连接更强。在所有机构、哥伦比亚大学(0.44)和德国波茨坦气候影响研究所(0.28)最高中间性中心。最多的前20名机构出版物了表2。利兹大学是145年首先在出版物,中国科学院和瓦赫宁根大学紧随其后。有趣的是,结果机构的合作分析表明,美国占据了绝大多数的研究机构最多的前20名机构出版物,符合我们的研究在我国的合作分析。佛罗里达大学,密西根州立大学,加州大学戴维斯分校,国际粮食政策研究所的国际热带农业中心和哥伦比亚大学排名第六,9日,11日,14日,15日,分别和18。此外,我们可以看到图4,所有的有效的机构的相互合作,来自同一个国家的机构比来自不同国家的机构有了更紧密的联系。

图4

图4。一个可视化的机构合作网络。每个节点代表一个机构,节点越大,越出版机构。线代表制度之间的联系,更厚,更紧密的关系和更轻的颜色,后面的连接。

表2

表2。十大机构基于频率。

3.2.3。作者合作

因为它所示图5,作者合作网络导致气候适应1633年的农业系统是由作者和2695个链接。我们可以看到有大量的参与者和密切合作。此外,我们能够消费,有许多来自不同领域的研究者参与这项研究的方向。a . j . Dougill从地球与环境学院,英国利兹大学的最高频率与其他合作作者合作网络中可以看到表3。其他有效的作者的从属关系分布在世界各地。目前,大部分的作者仍在密切合作工作为进一步研究适应气候变化的农业系统。

图5

图5。一个可视化的作者合作网络。每个节点代表一个作者,节点越大,出版,作者就越多。线代表作者之间的联系,更厚,更紧密的关系和更轻的颜色,后面的连接。

表3

表3。十大作者基于频率。

3.3。研究热点和趋势

3.3.1。研究热点

关键字允许我们快速捕捉文章的主要内容,并能反映研究领域中的热点。图6显示关键字集群在适应气候变化的农业系统,它可以帮助我们认识到这个领域的研究兴趣和热点。根据图6我们总结了三个主要的研究热点:

1)概念的研究

基于关键字由CiteSpace集群网络分析,概念研究适应气候变化的农业系统主要关注# 0气候变化,# 1气候适应,# 6粮食安全,# 9适应能力。适应气候变化的概念,提出了在气候变化的背景下,提高适应气候变化的关键因素是确保粮食安全。因此,提出了适应能力评估和管理适应气候变化。的定义评估适应气候变化适应能力是至关重要的,但也是复杂和模糊的,这使得它很难确定。联合国政府间气候变化专门委员会,主要国际组织评估气候变化的影响,定义系统的自适应能力的能力,机构,人类和其他生物适应潜在的损害,抓住机遇,应对后果(AR5 2014)。恩格尔(2011)了适应能力的概念和评估方法,并承认的中心适应能力的概念和其独特的位置在改善脆弱性和恢复力之间的联系的研究。脆弱性和恢复力框架可以帮助培养适应能力在适应气候变化研究的适用性。

图6

图6。聚类分析的关键字同现。

2)生态脆弱的地区

气候变化对生态脆弱的地区的影响是最明显的。通过关键词聚类分析,结果表明,东南亚和非洲撒哈拉沙漠以南地区是热点。气候变化将会变暖,降水异常,洪水、干旱、风风暴,和其他极端天气,导致许多问题的农业系统(邓et al ., 2022)。在东南亚的一项研究Thirumalai et al。(2017)表明,气候变化加剧了极端温度和不利影响农业生产在东南亚。的一项研究厕所et al。(2015)表明气候变化会影响季风降水的分布在东南亚,导致洪水在某些地区对农业生产,导致严重后果。对于撒哈拉以南的非洲地区,是世界上最脆弱的地区,气候变化,而且它对天气和气候的变化极其敏感变量(如温度、降水、和光线)(Kotir 2011)。气候变化带来的极端温度和降雨在撒哈拉以南的非洲将带来灾难性的结果在当地的农业和畜牧业生产(穆勒et al ., 2014;Serdeczny et al ., 2017)。因此,东南亚和非洲撒哈拉沙漠以南地区已成为研究热点,由于其对气候变化的脆弱性。

3)适应气候变化战略

提高适应气候变化的农业系统必须面对的问题。图6表明,# 3适应策略,# 4气候智能型农业、# 5水管理和# 7智能农业研究的热点。智能农业和气候智能型农业都是适应策略,而水资源管理是一种实践的智能农业和气候智能型农业。在文献回顾Mizik (2021)智能农业和气候智能型农业进行了讨论和杰出的声称,智能农业是一种全面的适应策略涉及小农、天气和市场信息等,而气候智能型农业是包含在智能农业。水资源管理是一种实践的智能农业和气候智能型农业适应和调整农业系统对气候变化的反应。

3.3.2。研究趋势

关键词的变化可以反映最新的研究课题,能够帮助研究人员掌握研究的趋势。关键字爆发检测(表4)在一个特定时期插图的研究热点。通过分析关键词和相应的红线(热酒吧,代表最强的一段破裂),我们总结当前研究趋势适应气候变化的农业系统:

表4

表4。前67名的关键词与最强的引用。

1)影响评估

气候变化对农业的影响系统是复杂的和有大量d研究聚焦于气候变化的影响评估。Nardone et al。(2010)跟着全球变暖的理论,综述了气候变化对畜牧业的影响。结果表明,气候变化将损害动物健康,繁殖、动物生产。Calzadilla et al。(2013)评估气候变化对全球农业的影响的基础上,预测全球降水量的大小和分布的变化,温度,和河流量IPCC sr aib和A2场景,发现气候变化可以修改区域水资源禀赋和土壤水分,对全球农业生产与负面影响,福利,和国内生产总值。Aggarwal et al。(2019)进行了系统回顾,比较观察收益率的预期收益率,并发现技术增长不考虑现有的气候变化的影响评估,为优化目前的影响评估方法提供参考。自农业生产极其依赖于自然环境,对气候变化敏感,具有重要意义,评估气候变化的影响实现可持续发展和提高适应气候变化的农业系统。

2)治理和决策

考虑到cannot-ignored气候变化的影响,提高适应气候变化的农业系统是全球治理的优先级。治理和决策领域的前沿课题适应气候变化的农业系统基于关键字检测通过CiteSpace。乔利et al。(2022)建议适当的建模方法应用于决策有利于畜牧业生产,以应对外部气候剧变。瓦伦西亚et al。(2022)分析了农业网络在城市治理的问题,发现识别优先级的聚类分析环境、社会和经济有助于更好的治理。这个决策方法函数在气候变化的情况下。阿什顿(2022)开发了一个框架来评估和组织治理农业系统影响自然气候解决方案实现预期效益的自然气候解决方案和这个框架是用来评估加拿大农业部门的努力促进自然气候解决方案,发现加拿大目前的治理生态系统在某种程度上符合标准。适应环境变化是人类进化的一个不可避免的过程。全球变暖,降水分布不均,频繁的极端天气,和其他问题由气候变化导致的农业系统的脆弱性增加,这就需要政府干预的影响和政策制定者。在气候不确定性的背景下,治理和决策是具有挑战性的,所以研究治理和决策领域的适应气候变化的农业系统是非常必要的,提高适应气候变化的治理。

3)农业系统和气候信息服务

气候信息服务的使用被认为是农业系统的关键一步提高适应气候变化,气候变化的威胁。Djido et al。(2021)把加纳为例,探索气候信息服务之间的关系,采用气候智能型农业实践,发现气候信息服务的使用有一个积极的影响采用水管理和多个农民种植实践。Anshul et al。(2022)在印度比哈尔邦,进行的一项研究调查气候信息在构建弹性的作用。结果表明,农民受益于气候信息和可以增加气候弹性通过调整生产实践。华纳et al。(2022)的文献进行了系统回顾有关气候信息服务来识别常见影响因素气候信息服务的使用由农民和农业从业者。发现用户参与和参与是最常提到的因素。同时,信任和信誉的气候信息服务及其提供者,多沟通渠道,及时交付的因素也通常被认为是影响气候信息服务的使用。在农业气象信息服务系统的应用将有助于缓解气候对农业系统的威胁,从而提高适应气候变化的农业系统。因此,有真正的需求和对相关课题的研究前景。

4所示。讨论

分析的出版物的数量、合作网络,研究热点和研究趋势领域的适应气候变化的农业体系,我们确定了今后研究的一些问题。至于合作,只有一个小越野合作,合作机构通常是有限的在一个国家。除此之外,在这一领域的主要贡献仍来自发达国家基于出版计数。这不是否认,发展中国家努力缓解和适应气候变化。相反,发展中国家在这方面做出了很大的贡献,但我们可以观察到的证据表明,气候变化的主要责任在于发达国家高温室气体排放和气候变化的后果往往是由发展中国家的农业经济的支柱罗伯茨,2001;默茨et al ., 2009;汉森和克莱默,2015年;Althor et al ., 2016)。在同现分析在国家层面,我们发现,中国和印度在这方面有大量的出版物,分别排名第五和第七。此外,通过回顾以前的同行评议的文章,我们可以看到有证据显示,发展中国家已经做出了许多努力来提高适应气候变化。自联合国气候变化框架公约》在1992年达成一致,已经有研究发展中国家的努力,已证实了发展中国家缓解气候变化的贡献(里德和Goldemberg, 1998年)。本世纪初的气候能源解决方案中心(2002)检查了六个发展中国家(巴西、中国、印度、墨西哥、南非和土耳其)以减缓气候变化。结果表明,在过去的三十年中,这六个国家采取行动减少他们的联合年度温室气体排放的增长以每年近3亿吨(无日期)。近年来的研究还表明,发展中国家正在努力提高适应气候变化。例如,尼日利亚政府正试图调整能源结构,以减轻气候变化Elum Momodu, 2017)。除了政府,个人也采取行动缓解气候变化。Tan-Soo et al。(2023)发现个人和家庭在中国也采取适应措施减缓气候变化。国际合作,我们希望发达国家有更多的学术资源与发展中国家将更多的合作,特别是在生态脆弱的地区(比如在赤道的国家气候变化更敏感)。

的研究趋势,有一个有趣的趋势,当前的研究热点正从自然科学到社会科学。发生这种转变的原因是复杂的。我们假设有一个时间滞后之间的影响气候变化对自然系统和经济和社会方面,尽管它是不可避免的,气候变化会最终影响经济和社会。此外,正如所有研究的发展是循序渐进的,我们认为的原因研究适应气候变化的农业系统的浓度从自然系统转移到社会和经济观点可能人更好地理解气候变化的自然科学特征,这样他们可以更多的经济和社会现象归咎于气候变化。随着气候变化的影响是复杂的,以及农业系统,有必要集中在自然生产环境和考虑经济和社会因素。通过破裂的关键字分析,我们发现,治理、社会科学及食品安全等问题都成为研究前沿。雷竞技rebat这些研究在社会科学将至关重要,如果农业系统要全面提高适应气候变化。因此,提高适应气候变化从自然、经济和社会方面可以作为一个有效的方法来实现可持续发展农业系统在复杂的气候情况。

尽管知识地图和文献计量学的分析方法可以得到一些有意义的结果,它仍有一些局限性。首先,最科学的文章从Web相关的唯一语言(英语),所以相关的其他语言编写的研究被忽略了。其次,由于大量的数据收集,展示作者的信息格式的差异极大地挑战了统计分析。第三,作为文章的数据库不断更新,我们永远不能代表最新的研究现状。第四,我们不否认更多的审查范围和系统评价是必要的,为了更准确地把握相关领域的研究现状。

5。结论

基于网络的核心数据库的科学,本文使用CiteSpace分析文学领域的适应气候变化的农业系统从2010年到2021年。发现在这个领域目前的研究显示上升趋势,以及近年来发展尤为迅速,和主要研究目录环境科学、环境研究、大气科学、气象学和绿色可持续的科学技术。的合作网络,在国家层面,美国比其他国家更多的出版物,在这个领域有很大的影响。此外,大多数国家建立了合作。意大利、英国、澳大利亚和瑞士更参与国际合作和发挥重要作用在连接国与国之间在这一领域的国际合作。在制度层面,机构已经建立了一个强大的连接。利兹大学的在这个领域发表了大量的论文,和哥伦比亚大学和波茨坦气候影响研究机构合作发挥了积极作用。在作者的层面上,美国学者最相关,a . j . Dougill利兹大学的合作与其他作者最频繁。通过集群的关键字,我们得出的结论是,目前的研究热点领域的适应气候变化的农业系统概念研究、生态脆弱的地区,气候适应战略。结合关键字分析,我们认为这个申请的研究趋势将影响评估,治理和决策和农业系统和气候信息服务。 Interestingly, we found that the focus of research is shifting from the natural systems to the social and economic dimensions.

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。

作者的贡献

BJ、XD和HC导致概念和设计的研究。LC和WT组织数据库。XD和HC进行统计分析和写了初稿的手稿。BJ、XD、HC、LC和WT回顾了手稿。所有作者导致修订手稿、阅读和批准提交的版本。

资金

这项研究是由中国国家自然科学基金(72203034和72203034),哲学和社会科学规划黑龙江省的一般项目(22 jyb223)和黑龙江省自然科学基金(LH2021G002)。

确认

我们想表达我们的感激之情为发明CiteSpace Chaomei陈教授,使其向公众提供免费使用。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

引用

Aggarwal, P。、Vyas以及年代。,Thornton, P., Campbell, B. M., and Kropff, M. (2019). Importance of considering technology growth in impact assessments of climate change on agriculture.水珠。食物秒。23日,41-48。doi: 10.1016 / j.gfs.2019.04.002