土壤学研究前沿Word文档格式.docx

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还通过定量与定性综合分析，说明了各分支学科面临的挑战与机遇等。

随着人类社会的开展，在城市化进程推进与资源开发与利用中，土壤环境问题日渐突出，在《土壤学假设干前沿领域研究进展》一书中，宋长青等基于文献计量学对土壤重金属污染与修复，土壤有机污染与修复，纳米颗粒、抗生素与抗性基因等新兴污染物等环境科学领域研究进展做了相关分析，目前土壤环境问题较为严重，污染物层出不穷，科学研究手段不断更新，成果显著，学科交叉明显，推动了环境土壤学的进展。

文献计量学以文献体系和文献计量特征为研究对象，被广泛用于文献情报分析，进而评价某领域科学开展现状与水平。

本文利用CiteSpace软件，试图从文献计量学角度，分析2016年国际与国土壤学与环境科学领域中与土壤有关的研究核心方向与研究热点。

一、材料与方法

本研究采用超美博士开发的CiteSpace软件（5.0.R2SE版本），是一种用于分析和可视化共引网络的Java应用程序。

主要利用关键词共现图谱、国家合作图谱等可视化分析2016年度以“土壤〞为主题的文献报道中，属于土壤科学和环境科学两种学科类别的开展特点、研究热点、合作关系等。

关键词共现图中，每个节点表示一个关键词，节点大小表示关键词出现的频次，节点之间连线的粗细表示关键词共现强度的上下，即与两者共被引次数成比例，彼此间相邻的关键词表示他们经常出现在一样的文章中。

图中节点年轮的颜色和厚度，表示关键词出现的时间（本次分析仅针对2016年文献情况，因此只出现蓝色）和数量。

年轮外紫色环越厚，表示该关键词中介中心性越高，说明该节点位于关键词网络较为中心的位置，是网络中各局部的过渡。

国家或机构合作网络中，节点代表论文所属国家或机构，节点大小表示该国或机构在该领域研究论文中出现频次上下，节点间连线粗细代表两国或机构间合作强度上下。

1国际该领域关键词共现、国家合作分析的数据检索与软件参数设置情况

数据来源于美国科学情报所（InstituteforScientificInformation,ISI）出版的WebofScience核心合集数据库，以“Soil〞为主题词，时间围选定2016年，WebofScience类别为“Environmentalsciences（环境科学）〞和“Soilscience（土壤科学）〞，文献类别为“Article（文章）〞。

按照CiteSpace软件规定格式导出数据，并采用数据去重功能，预先对数据进展处理。

时间阈值：

2016;

节点类型：

Keyword或Country;

节点阈值：

Top100（关键词共现分析）、Top50（国家合作分析）;

网络修剪方式选择Pathfinder（寻径）和Pruningslicednetworks（修剪每篇网络）;

其余选项均为默认。

2国际该领域Top期刊关键词分析数据检索与软件参数设置情况

分析数据来源于国际该领域关键词共现分析检索结果，并借助WebofScience中“来源出版物名称〞功能，筛选检索结果中属于JCR期刊分区的top期刊文章，从发文量前100中挑选出17个Top期刊：

ScienceoftheTotalEnvironment，Chemosphere，AgricultureEcosystemsEnvironment，SoilBiologyBiochemistry，PlantandSoil，EnvironmentalScienceandTechnology，JournalofHazardousMaterials，WaterResourcesResearch，SoilScienceSocietyofAmericaJournal，BiologyandFertilityofSoils，RemoteSensingofEnvironment，GlobalChangeBiology，JournalofGeophysicalResearchBiogeosciences，EuropeanJournalofSoilScience，WaterResearch，EnvironmentalModellingSoftware，EnvironmentInternational。

软件参数设置中，节点类型选择Keyword，其余设置同上。

2016年国际该领域研究方向与研究热点

按照相应软件设置，共搜索到11747篇SCI论文（截至2017年1月9日），节点数量101个，连线数量82条。

关键词聚类形成4个相对独立的聚类圈（图1），其在一定程度上反映2016年国际上该研究的核心方向，可分为“重金属污染与生物累积效应〞、“土壤有机污染与生物降解〞、“土壤管理与元素循环〞、“土壤固碳与全球气候变化〞。

以下分析已去除“Soil〞、“Sample〞等对本研究目的无实际意义的关键词，保证图谱中节点大小适宜、美观，直观表达2016年度该领域的研究热点。

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重金属污染与生物累积效应>

从图1可看出重金属（Heavymetal）为该聚类图中关键节点。

与重金属节点直接相连的一批关键词有污染（沾污）土壤（Contaminatedsoil）、农业土壤（Agriculturalsoil）、污泥（Sewagesludge）和沉积物（Sediment）。

与重金属污染研究相连的关键词有生物可利用性（Bioavailability）、重金属形态（Speciation）、风险评价（Riskassessment）等。

中国（China）出现频次较高，说明对中国重金属污染的研究仍是国际研究热点。

聚类图中还出现镉（Cadmium）、铅（Lead）、锌（Zinc）、铜（Copper）重金属元素，其中镉（Cadmium）是出现频次最高、中介中心性最强的重金属元素。

累积（Accumulation）、植物（Plant）、生长（Growth）、产量（Yield）、质量（Quality）、小麦（Wheat）、稻米（Rice）、植物修复（Phytoremediation）、根际（Rhizosphere）、微生物群落（Microbialcommunity）等关键词的出现，说明植物对重金属的累积效应与修复方式受到研究人员关注。

土壤有机污染与生物降解>

多环芳烃（Polycyclicaromatichydrocarbon）、农药（Pesticide）为主要出现的有机污染物。

生物降解（Biodegradation）、生物修复（Bioremediation）、修复（Remediation）、微生物（Microorganism）关键词的出现，说明对土壤有机污染物降解方面侧重于生物、微生物降解研究。

土壤管理与元素循环>

该聚类中出现土壤管理（Management）、耕作（Tillage）、土壤系统（System）、土地利用（Landuse）、土壤侵蚀（Soilerosion）、流域（Catchment）、径流（Runoff）等关键词，说明土壤管理中的土地耕作等使用方式仍为关注热点，对土壤侵蚀的研究主要从径流等物质迁移方式入手。

另外，除了关注土地使用，土壤中各元素循环也是研究人员关注的重点。

碳（Carbon）是较为关键的节点之一，与碳元素共现的关键词还有有机质（Organicmatter）、土壤有机质（Soilorganicmatter）、矿化（Mineralization）、生物量（Bioma）等关键词，表达土壤中碳元素的形式、来源与转化过程。

氮（Nitrogen）、磷（Phosphorus）为土壤中主要研究的营养元素，图1中可看出两者共现强度较高，与氮，磷两种元素相关的关键词还有营养素（Nutrient）、粪肥（Manure）、肥料（Fertilizer）以与动力学（Dynamics）、森林（Forest）、生态系统（Ecosystem）、草地（Grassland），说明研究关注氮磷元素的施用形式，以与森林、草地等生态系统中，氮磷元素的动力学变化过程等。

土壤固碳与全球气候变化>

聚类图中关键词主要有气候变化（Climatechange）、影响（Impact）、温度（Temperature）、碳固定（Carbonsequestration）、土壤有机碳（Soilorganiccarbon）、土地利用变化（Landusechange）等，说明土壤固碳是减缓气候变化的主要途径，以与土地利用方式的改变对碳固定影响受到广泛关注。

利用WebofScience核心合集数据库得到的相关期刊论文的关键词共现图，反映了2016年度土壤科学和环境科学两种学科类别中，与土壤有关研究的核心领域。

而2016年TOP20高频关键词列表更加直观反映当年研究热点，如表1左侧所示，前10位高频关键词依次为重金属（Heavymetal）、有机质（Organicmatter）、水（Water）、氮（Nitrogen）、中国（China）、土壤管理（Management）、植物（Plant）、碳（Carbon）、气候变化（Climatechange）、沉积物（Sediment）。

说明土壤重金属污染与植物累积等问题是2016年研究领域中的热点议题，土壤有机质、水与碳氮元素等关键土壤组分受到广泛重视。

同时，土壤管理过程中碳元素固定问题深刻影响全球气候变化过程。

此外，土壤多环芳烃（Polycyclicaromatichydrocarbon）污染仍受大家的重视。

利用WebofScience中“来源出版物名称〞功能，筛选检索结果中属于JCR期刊分区的top期刊文章。

一共筛选得到3225篇文章，其TOP20高频关键词列于表1中间。

同左侧相比，关键词与其排列顺序有所不同，表达TOP期刊发文所关注的研究热点与侧重点。

有机质（Organicmatter）、气候变化（Climatechange）、氮（Nitrogen）、碳（Carbon）、重金属（Heavymetal）、水（Water）、土壤管理（Management）仍然出现在前10名高频关键词中，而对土壤中重金属的关注度有所下降，土壤与全球气候变化的关系得到TOP期刊作者广泛研究;

降解、动力学、模型三个关键词进入前10高频关键词，说明更加注重土壤中物质的动态过程研究。

2016年国际该领域国家/地区发文数、合作情况与中国机构的发文分析

利用WebofScience自带分析检索功能，对11747条检索结果进展国家/地区发文数量分析。

如图2所示，发文数前10的国家/地区依次为中国、美国、德国、澳大利亚、西班牙、法国、加拿大、印度、意大利、英格兰。

其中，中国是该研究领域发文数量最多的国家，共发表3269篇文章，占所有检索结果27.83%;

美国发文数分别为2365，占20.13%。

中美两国为该领域文章高产国。

利用CiteSpace软件，对出现频次最高的前50个国家的合作情况进展分析，得到如图3所示的国家合作网络图谱。

除了从图中节点大小反映国家出现频次的上下，还可以通过节点间连线数量，反映两国家间合作关系。

发现在该节点阈值的条件下，出现频次最高的中国与其他国家的连线只有6条，美国有8条，值得注意的是德国在此条件下有19条连线，英格兰有16条，法国11条，说明中国与国际上在该领域有较高文章产出国家的合作研究方面，同德国、英格兰、法国等国家还有差距。

利用CiteSpace软件，对中国在国际该领域所发表的3269篇文章的所属机构进展分析。

如表2所示，可见出现频次最高的为中国科学院（ChineseAcadSci），随后依次为西北农林科技大学（NorthwestA&

FUniv）、师大学（BeijingNormalUniv）、中国农业科学院（ChineseAcadAgrSci）、大学（ZhejiangUniv）、农业大学（NanjingAgrUniv）与中国农业大学（ChinaAgrUniv）并列第六，大学（NanjingUniv）、中国地质大学（ChinaUnivGeosci）、中国环境科学研究院（ChineseResInstEnvironmSci）分列第八、九、十名。

说明中国科学院与其他高校或研究院所相比，其下属研究所众多，广泛关注该领域的科学问题，成果丰硕。

也说明西北农林科技大学、师大学和中国农业科学院等高校或研究院所在该领域研究成果出色。

从3269篇文章的TOP20高频关键词列表（表1右侧）中发现，中国是出现频次最高的关键词，其余在列表中出现的关键词与国际该领域的相比，有较多词重复出现，说明中国的土壤与环境问题仍是本国相关机构人员的研究重点，在该领域的研究根本与国际保持一致。

还能立足自身特点与需求开展研究，如重金属（Heavymetal）、镉（Cadmium）、累积（Accumulation）、多环芳烃（Polycyclicaromatichydrocarbon）等关键词也能反映中国土壤环境问题;

碳（Carbon）、氮（Nitrogen）、气候变化（Climatechange）等关键词也能表达中国对土壤元素循环与气候变化议题的关注等。

2016年国该领域研究方向与研究热点

利用中国知网CNKI，以“土壤〞为主题词检索相关期刊文献，具体检索条件设置：

时间围为2016年，文献分类选择环境科学和土壤学，期刊来源类别为核心期刊。

一共检索得2936条结果（截至2017年1月11日）。

将数据导入CiteSpace软件，计算分析得到如图4所示关键词共现图谱，可划分为4个聚类圈：

土壤微生物与环境污染、土壤理化性质与水盐运移、土壤有机碳与环境效应、土壤区域环境与空间变异。

可以反映该领域中文核心期刊研究动向与关注热点情况。

土壤微生物与环境污染>

该聚类中出现土壤微生物、土壤酶、土壤酶活性、微生物生物量、微生物群落、群落结构、土壤养分、有机肥、土壤肥力、根际土壤等关键词，反映研究者对土壤中微生物与其相关影响因素持续关注，也能表达肥料施用等措施带来微生物群落多样性和酶活性改变的研究。

高通量测序、PCRDGGE、磷脂脂肪酸和主成分分析等关键词的出现，说明现代分子生物学技术与统计方法已广泛用于我国微生物群落结构组成和多样性研究之中。

植物修复、重金属等关键词在此聚类中出现，说明土壤微生物对植物修复土壤重金属污染的影响已受较多关注。

土壤理化性质与水盐运移>

土壤水分为本聚类中最受关注的关键词，土壤理化性质、土壤温度、土壤湿度、土壤容重、土壤质地、土壤水分特征曲线等关键词的出现，表达土壤理化性质是土壤相关领域研究中的一个重要影响因素。

土壤盐分、土壤盐渍化、水盐运移、盐碱土、黄土高原等关键词，可以看出相关区域土壤盐渍化研究中水盐运移过程受到较多关注。

土壤侵蚀、土地利用、养分流失等关键词说明土壤退化、肥力降低也是亟待解决的土壤问题。

该聚类圈中出现的关键词还包括土壤呼吸、氮沉降、硝态氮、铵态氮、常绿阔叶林、人工林等，说明土壤理化性质结合土壤向环境释放二氧化碳的过程，大气氮沉降与氮素最终形态对森林生态系统的影响是该领域研究热点。

土壤有机碳与环境效应>

该聚类中土壤有机碳、生物炭、活性有机碳、碳库管理指数、温室气体等关键词的出现，说明土壤中有机形态碳与生物炭、活性炭等类型的碳材料成为研究热点，如生物炭作为一种稳定性碳源，输入土壤后可以提升土壤碳库容量，有较大固碳潜力。

相关碳材料还能通过抑制N2O等温室气体排放，缓解全球气候变化问题。

土壤团聚体、土地利用方式、秸秆覆盖、水土保持、水土流失、坡耕地等关键词表达有机碳投加或秸秆覆盖等措施，可改变土壤有关物理性状，提升土壤团聚体稳定性，有利于水土保持等。

该类研究也是热点问题之一。

土壤区域环境与时空变异>

该聚类图中出现包括空间变异、季节变化、空间分布、空间异质性等与时空变化有关的关键词，说明在时间和空间尺度上对土壤区域变化的研究为该领域研究热点。

黄土丘陵区、三峡库区、消落带、森林土壤、农田土壤等关键词表达研究者侧重于不同土壤区域环境与土壤类型的研究。

表3为中文核心期刊该领域TOP20高频关键词列表。

土壤有机碳、土壤水分、土壤养分、土壤理化性质、重金属、生物炭、土壤侵蚀、土壤微生物、土壤酶活性、空间变异等关键词说明这些方向是2016年该领域研究热点。

同表1相比，有机质、重金属、土壤水分都在三表格中表达这三种方向是中外研究的热点，也能发现中文相关期刊论文更加关注土壤性质与土壤微生物问题。

三、结论

本文利用CiteSpace软件，围绕“土壤〞这一主题词，分析2016年国际期刊论文与中文核心期刊论文中，属于环境科学与土壤学领域的开展特点、研究热点、合作关系等，也在一定程度上反映了农业环境科学领域关注的一些热点问题。

1.从该领域开展特点与研究热点上看，土壤污染与修复、土壤养分循环、土壤微生物群落结构与多样性、土壤与全球气候变化、土壤结构与土壤退化等方面成为当年该领域开展的核心方向，相应研究热点也通过关键词共现图谱与高频关键词列表得以显现。

22.从国际合作关系上看，中国在该领域研究成果居国际首位，表达我国对土壤相关领域研究的重视，但国际间合作稍显不足。

33.从国高校与机构在国际上的研究实力来看，中国科学院、西北农林科技大学、师大学和中国农业科学院等在该领域有较高研究产出。

本文数据来源，检索结果筛选方式，研究方法与结果对该领域热点与动向分析有一定启发意义，但因数据检索方式较为单一，结果中传统研究数据量较多，因而无法表达该领域最前沿研究。

在今后研究中可重点研究核心关键词制定，在结果中更好地表达学科前沿开展特点。