0 引言

进入知识信息时代，现代学科的多学科—交叉学科—跨学科—超学科演变趋势显著，利用知识图谱表征现代学科发展与演进动态、知识分类体系与知识共享、知识管理等成为科技管理决策的重要手段。如李杰选取安全科学方面的期刊，对安全科学的文献从产出与分布、合作网络与规模、主题演化与比较、研究前沿与知识基础以及期刊聚类与知识流动五个方面，从宏观角度对安全科学知识图谱进行研究^[1]。刘敏娟结合多种计量学方法与科学知识图谱技术，深入研究分析学科知识体系的结构关系，辨识和探测学科领域的研究热点主题及其变化趋势的方法研究，以期更好地帮助科研人员从大规模科技文献中迅速掌握学科结构与热点主题^[2]。李鑫分析了国内管理科学与工程学科研究主体、知识基础、研究热点、前沿与趋势等知识图谱^[3]。本工作应用VosViewer、Citespace软件知识图谱方法分析国际科技考古与文物保护科技领域，旨在揭示其知识主题的内在联系和发展动态，发现主流学术群体及其代表人物、核心领域等。

通过整理与科技考古、文物保护科技相关文献所涉及的样本期刊，从Web of Science（以下简称WOS）中筛选Archaeometry、Journal of Archaeological Science、Studies in Conservation、Journal of Cultural Heritage和Heritage Science五本SCI国际期刊作为数据源，研究方向涉及考古学（archaeology）、化学（chemistry）、地质学（geology）、人类学（anthropology）、艺术（art）、材料学（materials science）和光谱学（spectroscopy）七个学科领域。

Archaeometry创刊于1958年（当时是牛津大学考古与艺术史研究实验室的通讯），在约40年间，牛津大学负责编辑这一刊物，直到2001年由Wiley-Blackwell出版集团、国际考古科学学会、德国自然科学-考古学-科技考古学会、意大利科技考古学会和牛津大学共同编辑出版。发表的文章涵盖考古和艺术史领域物理和生物科学的应用，包括测年、器物研究、数学方法、遥感技术、保护科学以及人和环境的研究、生物人类学、考古理论等各个方向。Journal of Archaeological Science创刊于1974年，由Elsvier出版集团出版。该期刊重点关注考古领域科学技术和方法的发展和应用。Studies in Conservation虽然被SCI和EI较晚收录，但其创办时间很早——1952年由国际文物修护学会（IIC）创办。2011年开始，IIC出版的另外一个期刊Reviews in Conservation并入Studies in Conservation。从创刊伊始，就存在争论，到底是侧重于保护实践还是侧重于科学研究。Journal of Cultural Heritage创刊于2000年，由意大利国家研究委员会凝聚态化学与能源技术研究所（ICMTE-CNR）主办，并由Elsvier出版集团出版。在该刊物创刊初期，所发表的论文主要是文物本体材料分析及保护材料研究，随着刊物知名度的提高，目前所发表的论文已经涵盖文物保护的各个方面。Heritage Science创刊于2013年，是Springer出版集团下属开放获取期刊。编辑是来自于世界各地的文化遗产保护领域的学者。

WOS数据采集时间为2021年12月6日，检索时间限定为1998—2021年，文献类型主要为Article（研究报告）。数据样本期刊主要分布情况见表1。

1 文献产出与分布

因被WOS收录的时间不同，五本期刊的整体发文量、年度分布不均衡。Journal of Archaeological Science期刊在2000—2014年间增长幅度最为突出，Studies in Conservation期刊自2010年起增长趋势较为显著（图1）。五本期刊文献的时序分布及TC（文献在WOS核心合集中总被引频次）引用情况增长趋势显著（引用情况需要一定周期的逐步发酵过程），通过现有数据指标对期刊发文进行预测，期刊载文量将呈指数增长（y=210.07e^0.0534x），说明与文物保护、考古相关的科学类期刊发文将持续增长（图2）。

样本数据经规范处理，涉及国家和地区132个，其中排名前十位的分别是:美国（2468篇）、英格兰（1964篇）、意大利（1668篇）、法国（995篇）、西班牙（886篇）、德国（739篇）、中国（661篇）、加拿大（477篇）、澳大利亚（454篇）和比利时（340篇），累计发文量占到整体的98.92%，发文量较多的国家主要集中在欧洲和北美洲（图3）。由图3和图4可见，2010年以来，中国在科技考古与科技保护方向的发文量增速显著，这主要是因为近年来随着中国创新驱动、文化强国等国家战略的高效推进，中国优质的科研创新团队、科研资源、财政经费不断地涌向文化遗产领域，使得中国的研究人员在国际科技考古与科技保护方向的科技成果产出较为丰富，在代表学术影响力的重要指标——H指数（指发表论文中有H篇论文分别被引用了至少H次，H指数越高，表明论文影响力越大）方面，中国（38）与美国（101）、英格兰（99）、法国（75）和意大利（65）等欧美国家的差距正在逐步缩小。

2 机构与作者分析

综合五本期刊样本数据，发文量前十位的机构分别是:University College London（299篇）、The National Research Council（284篇）、University of Oxford（235篇）、National Center for Scientific Research，France（182篇）、University of Cambridge（139篇）、University of Chinese Academy of Sciences（134篇）、University of Florence（125篇）、University of Barcelona（122篇）、University of Padua（113篇）和University of Missouri（110篇），发文量均在100篇以上。发文量前十位的分支机构2007年后发文量有较大提升并保持波动增长，2015年发文量处于峰值（图5），其中University College London，Institute of Archaeology的累计发文量最高达162篇，TC达5 039次，Z9（在WOS核心、BCI和CSCD中总被引频次）高达5 083次。

Journal of Archaeological Science期刊发文量前三位的机构分别为University College London（172篇）、National Center for Scientific Research，France（127篇）和University of Oxford（126篇）。Archaeometry期刊发文量前三位的机构分别为University of Oxford（81篇）、The National Research Council（40篇）和University College London（39篇）。Journal of Cultural Heritage期刊发文量前三位的机构分别为The National Research Council（174篇）、University of Florence（76篇）和University of Bologna（50篇）。Study in Conservation期刊发文量前三位的机构分别为University College London（42篇）、The Getty Conservation Institute（41篇）、British Museum（37篇）。Heritage Science期刊发文量前三位的机构分别为University College London（30篇）、Metropolitan Museum of Art（27篇）和University of Pisa（20篇）。

五本核心期刊共涉及中国研究机构490个，其中高校155个，科研院所151个，文物系统内考古所110个、博物馆67个、保护修复机构5个。中国文化遗产领域主要以中国科学院大学、北京科技大学、浙江大学、中国科学技术大学等高校开展相关研究工作为主，掌握文物资源的机构（考古所、博物馆、文物保护修复机构等）研究能力明显提升，敦煌研究院、中国文化遗产研究院、故宫博物院等文博机构与国内外科研机构的合作研究深度快速拓展。

应用VosViewer软件进行聚类处理，通过图6反映2011年至2021年机构聚类情况（不同颜色的节点代表不同机构，圆点大小代表了中心性的大小）。

3 关键词分析

3.1 关键词词频分析

通过关键词热点分布分析，红色区域代表出现频次较高的关键词（图7）。排名前20位的高频词分别为:保护（conservation）、产地（provenance）、文化遗产（cultural heritage）、埋葬学（taphonomy）、新石器时代（Neolithic）、考古学（archaeology）、稳定同位素（stable isotopes）、青铜时代（Bronze Age）、陶瓷（ceramics）、玻璃（glass）、古代DNA（ancient DNA）、颜料（pigments）、动物考古学（zooarchaeology）、陶器（pottery）、X射线荧光（XRF）、实验考古（experimental archaeology）、铁器时代（Iron Age）、扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）、放射性碳测年（radiocarbon dating）和地理信息系统（GIS）。

3.2 关键词共现聚类分析

应用VosViewer软件对五本期刊中的有效关键词进行了共现聚类分析，选取阈值为10，共有774个关键词存在共现关系（图8），其中关键词主要涉及五个聚类群。不同颜色的圆圈代表了关键词聚类的不同结果，圆圈的大小代表出现次数。

应用VosViewer软件对Journal of Archaeological Science和Archaeometry期刊数据汇总分析，两本“考古科学”领域的期刊共包含6 598篇文章、16 854个关键词。阈值为8，共有700个关键词存在共现关系，经聚类处理，主要涉及六个聚类群（图9）。

1）聚类一:以考古学研究对象为核心。主要由新石器时代（Neolithic）、稳定同位素（stable isotopes）、古代DNA（ancient DNA）、食性（diet）、胶原蛋白（collagen）、成岩作用（diagenesis）、碳（carbon）、骨（bone）、氮（nitrogen）、中石器时代（Mesolithic）、流动性（mobility）、同位素（isotopes）、古饮食（palaeodiet）、中国（China）和驯化（domestication）等关键词组成。在解决断代和分期的基础上，重点研究考古学研究对象的起源、内容、分布范围、特征、发展演化以及同其他文化的联系等。运用动物考古学、植物考古学、地质考古学、同位素测年等理论与方法，通过遗迹、洞穴、骨头、植物残留、火烧痕迹等研究，寻找和获取古代人类社会的实物遗存或活动痕迹，阐明包含在各种考古资料中的历史信息的因果关系，揭示人类迁徙路径、人类各时期活动时间和地点信息，进而深入认识和论证古代人类社会历史发展规律。

2）聚类二:以考古和文物保护中的科学技术为中心。主要由考古学（archaeology）、动物考古学（zooarchaeology）、放射性碳测年（radiocarbon dating）、地质考古学（geoarchaeology）、植物考古学（archaeobotany）、放射性碳（radiocarbon）、植硅体（phytoliths）、微形态学（micromorphology）、全新世（Holocene）、软羊皮（levant）、木炭（charcoal）、花粉（pollen）、气候变化（climate change）、孢粉学（palynology）和玉米（maize）等关键词组成。科技考古欲揭示遗存、遗物的“潜”信息，文物保护欲妥善保护遗存和遗物，都必须探明其具体的结构和成分，鉴定其物质特征，在这一点上，两者的分析方法基本相同。科技考古部分主要解决考古学研究中所关注的核心问题，如绝对年代、器物产地、生业、古代环境、人群交流等问题。文物保护中的科技部分重点关注文物的化学、物理特征:（1）化学分析研究方面，主要应用离子色谱、气相色谱-质谱联用、拉曼光谱、红外光谱、高光谱、多光谱、核磁共振波谱、X射线荧光光谱、高效液相色谱-质谱联用、原子发射光谱等方法科学认知文物的化学构成;（2）物理性质研究方面，主要应用X射线探伤仪、电子显微镜、光学显微镜、硬度计、色差仪、密度计等仪器设备科学认知文物的密度、强度、微观形貌、色差等。

3）聚类三、四:以古人类活动研究为中心。主要由埋葬学（taphonomy）、实验考古（experimental archaeology）、中石器时代（Middle Stone Age）、南非（South Africa）、石器（lithics）、旧石器时代中期（Middle Palaeolithic）、石工技术（lithic technology）、旧石器时代（Palaeolithic）、旧石器时代晚期（Upper Palaeolithic）、场地形成过程（site formation processes）、使用磨损（use-wear）、狩猎采集者（hunter-gatherers）、更新世（Pleistocene）和石器（stone tools）等关键词组成。科技考古借助同位素测年、残留量分析等多种学科的现代分析技术，提取和分析古代人类活动遗留下来的文物，如木器、石器、玉器、陶器、骨器等工具或生活用具等，或者储物的窖穴、埋葬死者的墓穴、房屋废弃后的基址等，结合地质、动物、植物考古学理论与方法，研究遗物的绝对年代、器物产地、古代环境等历史信息，进一步分析各时期（旧石器时代、中石器时代、新石器时代、青铜时代和铁器时代等）人类活动的范围（非洲、欧洲、亚洲等）。

其他聚类由陶器（pottery）、扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）、X射线荧光（XRF）、X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、扫描电子显微镜（scanning electron microscopy）、中世纪（medieval）、颜料（pigments）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、仪器中子活化分析（INAA）、科技考古（archaeometry）、希腊（Greece）和玛雅人（Maya）等关键词组成。利用现代科技提取分析古人类遗存的食物、骨质、牙齿、毛发丰富的文物历史信息，基于人体遗存的特征微量元素含量分析理论，采用同位素分析方法，测定其中锶、碳、氧、氮等同位素含量，再结合考古学理论与方法，确定古人类活动的时代和活动地域范围。一般来说，人类社会是不断地由低级向高级演进的，依据器物形态特征及其变化研究其演变的规律，进而判定遗迹、遗物的相对年代，确定与区分不同的考古学文化，进而探索人类历史的发展历程。

对Studies in Conservation、Journal of Cultural Heritage和Heritage Science期刊数据汇总分析，三本“文物科技保护”领域的期刊共包含4 170篇文章、11 650个关键词。阈值为5，包含553个有效关键词存在共现关系，经聚类处理，主要涉及五个聚类群（图10）。

1）聚类一:文物保护对象及研究方法。主要由颜料（pigments）、激光清洗（laser cleaning）、拉曼光谱学（Raman spectroscopy）、X射线荧光（XRF）、清洗（cleaning）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、降解（degradation）、拉曼（Raman）、玻璃（glass）、石质（stone）和劣化（deterioration）等关键词组成。主要以文化遗产对象为主，涉及与文化遗产知识有关的科学方法、保存与保护理论原则问题。主要研究对象涉及古遗址、古墓葬、古建筑、石窟寺、石刻、壁画等不可移动文物，以及书画、木作、文献、图书资料等可移动文物。

2）聚类二:文物信息采集、记录及处理分析方法。主要由保护（conservation）、文化遗产（cultural heritage）、预防性保护（preventive conservation）、修复（restoration）、监控（monitoring）、考古学（archaeology）、摄影测量（photogrammetry）、保存（preservation）、记录（documentation）、风化（weathering）、建筑遗产（architectural heritage）、当代艺术（contemporary art）、虚拟现实（virtual reality）、遗产（heritage）、遥感（remote sensing）、历史建筑（historic buildings）、博物馆（museum）、可持续性（sustainability）、真实性（authenticity）和地理信息系统（GIS）等关键词组成。以各类文物上的颜料分析（鉴定）为主线，通过现代科技手段，利用无损或者微损测试方法，如光谱分析（IR、Raman、XRF等）、色谱/质谱分析（GC-MS、LC-MS、HPLC、MS等）、SEM-EDS等研究颜料化学组成、结构、成分等信息，探索绘画或壁画制作工艺方法等内容，同时分析颜料所用胶结剂成分（蜂蜡、蛋白、树脂等），以及颜料褪色老化机理等问题。

3）聚类三:文物填充、加固材料及技术。主要由加固（consolidation）、纸张（paper）、相对湿度（relative humidity）、壁画（wall painting）、绘画（painting）、机械性能（mechanical properties）、耐用性（durability）、显微镜（microscopy）、无损分析（non-destructive analysis）、保护（protection）、温度（temperature）、历史建筑（historical buildings）、石工（masonry）、非破坏性测试（non-destructive testing）、脱酸（deacidification）、微观结构（microstructure）、纳米粒子（nanoparticles）、孔隙率（porosity）、意大利（Italy）和面板绘画（panel painting）等关键词组成。以石质文物分析为主线，包括石灰石、大理石、砂岩、花岗岩等类型石质文物，石质文物因受到日照、水浸蚀、地震等自然营力作用和环境污染（大气污染物）、小气候改变等因素的影响会发生诸多病害问题。介绍了石质文物风化的作用类型、目前常用的保护方法和材料（有机类、无机类）以及保护材料效果评价。

4）聚类四:文物的劣化。主要由生物劣化（biodeterioration）、石灰石（limestone）、木头（wood）、气候变化（climate change）、砂岩（sandstone）、比色法（colorimetry）、质谱（mass spectrometry）、纤维素（cellulose）、真菌（fungi）、文物保护（heritage conservation）、漆（lacquer）、面板画（panel paintings）、分析（analysis）、考古木材（archaeological wood）、加固剂（consolidant）、损害（damage）、风化（efflorescence）、成像（imaging）、漆（urushi）和粘合剂（binding media）等关键词组成。以铜质、玻璃、铁质等文物和颜料为主要研究对象，通过科技分析（Raman、XRD、XRF、SEM-EDX、XPS等）和经典化学分析探索金属、玻璃、颜料等化学元素组成、结构特点，研究提出文物来源、分布、历史特征，分析文物劣化机理，以及保护加固理论及技术方法。

5）聚类五:保存环境对馆藏文物的影响。主要由腐蚀（corrosion）、微环境（microclimate）、博物馆（museum）、青铜（bronze）、镀金（gilding）、铜（copper）、室内空气质量（indoor air quality）、铅（lead）、激光诱导击穿光谱（LIBS）、颜色（colour）、化学成分（chemical composition）、材料（material）、中世纪（medieval）、色素分析（pigment analysis）、图像分析（image analysis）、铁（iron）、铜锈（patina）、污染（pollution）、盐类（salt）和醋酸（acetic acid）等关键词组成。涉及保存环境中的空气（空气污染物、粉尘等）、光照（紫外线等）监测。通过成分、形貌等各种分析方法，研究气氛、光照、污染物等条件对于金属、纸张等各类馆藏文物的影响，表征腐蚀产物，颜色、形貌等的变化，为馆藏文物保护环境的条件设定提供依据。

3.3 地区关键词分析

图11对以美国和加拿大为代表的北美洲作者在五本期刊上的文章关键词进行了分析。图12对英国、意大利、西班牙、法国、德国、比利时、希腊、葡萄牙等欧洲作者在五本期刊上的文章关键词进行分析。

由图11和图12可见:在科技考古方面，欧美地区的研究成果主要结合埋葬学、动物考古学、植物考古学、地址考古学理论与方法，并借助离子色谱、气相色谱-质谱联用、拉曼光谱、红外光谱、高光谱、多光谱、核磁共振波谱、X射线荧光光谱、高效液相色谱-质谱联用、原子发射光谱、电子显微镜和光学显微镜分析等科技手段，揭示考古学框架范畴内的核心问题，如人类活动的内容、特征、分布范围、迁徙、进化; 在科技保护方面，欧美地区的研究成果主要以颜料分析和文物保护中的科学技术为中心，主要使用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱、X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、离子色谱、气相色谱-质谱联用、高光谱、高效液相色谱-质谱联用、原子发射光谱、光学显微镜法等科技手段，分析颜料等化学成分、痕量元素及结构特征，科学认知文化遗产制作工艺和材料、制作时代，为考古、科技鉴定、保护等提供科技支撑，同时通过对石质、玻璃、金属、纸质等文物艺术品的保护研究，关注保护与修复方法、预防性保护、保护历史和修复伦理、新的保护修复材料的研究分析和病害机理研究等问题。

图13对中国作者在五本期刊上的文章关键词进行分析。

由图13可见，中国学者们主要关注中国境内遗存，考古和文物保护领域的主要研究对象和研究内容均有涉猎，研究手段、研究范围与欧美的基本一致。在陶瓷类的考古研究方面较为突出，如陶瓷的窑址、原材料、烧制工艺烧制温度、化学组成等。目前中国学者的国际论文发文量规模在逐步扩展，国际影响力在不断提升。

在科技考古方面，中国的研究成果主要结合动物、植物、地质考古学理论与方法，分析历史遗留下来的洞穴、骨头、牙齿、饮食等实物遗存或活动痕迹，探索中国古人类在各个时代人类活动范围、生产方式、社会形态、经济与精神文化生活的主要特点。借助碳十四测年以及其他同位素测年、热释光测年、扫描电子显微镜、离子色谱、气相色谱、质谱、拉曼光谱、红外光谱、高光谱、X射线荧光光谱、原子发射光谱等科技手段，分析各时期（旧石器时代、新石器时代等）人类使用的工具、食物结构、活动痕迹等，科学认知人类起源、时代、地域分布特征以及迁徙图谱。在科技保护方面，中国的研究成果主要关注纸质、陶瓷文物保护:纸质文物保护方面，通过纸张的年代、脱酸效果、耐久性的相互关系分析，评估纸质文物脱酸干预以及保存环境的影响; 陶瓷文物的保护修复方面，涉及陶瓷的保护修复步骤、方案、关键技术和材料等重点内容。

4 结论

在知识信息时代的今天，学科作为人类知识领域的专门化分支且相对独立的知识分类体系，对中国文化遗产领域知识的生产、分配与共享发挥着至关重要的作用。通过对五本国际期刊知识图谱的共现聚类分析，从宏观可视化层面展现了国际科技考古与文物科技保护领域机构和学者的合作网络、知识结构。五本期刊的关键词知识图谱体现出了考古与文物保护学科对相关支撑学科的基础理论、科技手段与方法的聚敛作用，这对我国文化遗产学科建设提供了重要的启示。

在考古学领域形成比较完整的学科体系，基础学科地位显著。在文物保护领域，有几类重点关注的对象，包括颜料、石质文物、陶瓷、纸质文物，同时现代科技手段被充分应用到各个研究领域。这与文物保护的起源与传承有很大关系，欧洲文物保护的理论与实践起源较早，在欧洲重要的石质文物、油画、壁画等是被最早保护、修复和研究的对象，因此关于这类文物保护的研究相对深入系统。可以说在文物保护这一学科中，还有很多领域的发展需要继续向前推进。

1）关键词的聚类分析表明，宏观层面反映的是研究对象层（文物类型与材料、环境因素），中观层面从认知与保护分析视角关注研究对象的维度与属性内容，微观层面反映了研究手段和方法。其中研究对象层主要集中在油画和壁画、纺织品、纸质文物、玻璃、人工制品、木质文物、陶器、宝石、金属、雕塑、漆器等文物类型，重点关注树脂、颜料、染料、腐蚀产物、着色剂、胶、粘合剂等材料，借助XPS、Raman、SEM、EDX、XRF、GC-MS等科技手段与方法，开展光谱学、色谱学、三维数字建模，以及调查、特征描述、检查（无损或微损）、分析、研究、技术比较、诊断、测量、测试、发现等文物科技工作。

欧美国家在文化遗产领域的科技一体化、跨学科交流等方面具有一定优势和特色，“业务需求—科技需求—学科知识需求”链条之间的有效互动效果比较有效地支撑了实践工作的需要。当前，中国考古与文物保护领域在“业务需求-科技需求”互动方面取得显著进步，应用科技手段的能力和水平显著提高，但要实现重大基础理论和能力的提升，亟待进一步强化“科技需求—学科知识需求”之间的互动能力与水平。

2）应围绕中国考古与文物事业发展的核心需求、关键问题，开展“知识整合”的学科建设研究，以文物领域“核心目标—基本功能—主要问题”为逻辑脉络主线，凝练学科知识体系研究范畴、核心概念，从基于各自学科理论与方法的“多学科”状态走向以价值认知、价值保存和价值传承为“价值”核心的“跨学科”状态，进而增强中国考古与文物保护学科的凝聚效应，促进学科知识体系的建立和完善。

3）应进一步梳理分析中国考古与文物保护领域的学科研究对象和范围、作用和目的、核心知识的内容与结构，系统分析其在融入并服务国家战略布局中的角色和作用，论证知识体系框架的合理性与适用性，构建合理的、有独立存在意义的学科知识体系。

参考文献