基于CiteSpace的菌根土壤修复研究文献计量分析_徐寿霞.pdf

研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年6期基于 CiteSpace 的菌根土壤修复研究文献计量分析徐寿霞（河南科技大学 图书馆，河南 洛阳 471000）土壤污染已成为全球性主要的土壤威胁之一，成为世界上最难准确评估的全球性问题之一。土壤修复一经提出迅速成为一门新兴的土壤科学分支学科1。土壤修复开始于 20 世纪 70 年代后期欧美国家的土壤污染化学与控制。直到 20 世纪 80 年代至 90 年代初，伴随着重金属污染的超积累植物修复和石油污染的微生物修复等研究与应用而取得了显著进展，进一步推动了土壤污染修复领域生物修复的研究与发展2-3。菌根是自然界中存在的一类植物根系与土壤中的菌根真菌形成的互惠共生体，广泛存在于地球上各种生态环境中，能与陆地 80%以上的植物共生。菌根是植物在长期进化过程中形成的重要特征，不仅帮助植物吸收各种养分，改善植物的营养状况还能够提高植物对各种胁迫环境的适应性和耐受能力4。众多研究证明，菌根与植物共生能够提高植物抵抗各种环境胁迫的能力。因此，菌根与植物共生联合修复土壤也得到研究者的重视，已经进行了成功的土壤修复验证并迅速成为研究热点5。为了较好地呈现菌根土壤修复研究方面的进展和探索该方面的研究热点，本研究采用 CiteSpace 软件，结合发表收录在 Web of Science 核心数据集文献，探讨菌根土壤修复研究的进展，分析其研究热点和前沿趋势6，以期为未来菌根土壤修复研究提供借鉴与启示。摘要：土壤修复是运用多学科知识，消除土壤污染毒害、恢复土壤功能。随着对生物修复的重视，菌根作为生态系统中重要的共生体，引起研究者的关注。基于 Web of Science 核心合集中检索到的文献，利用 CiteSpace 知识图谱分析工具，分别从国家、机构、学科分领域、共被引文献和关键词等方面，进行可视化知识图谱分析。结果表明，全球有关菌根土壤修复方面的研究起步较晚，但发展迅速。中国是合作活跃程度最高的国家，全球明显活跃的 5 个机构中，中国占前 2 位。该领域研究涉及较多学科，学科交叉性较强；文献被引领域较为广泛，但高被引文献较少。该领域的研究方向较为集中，研究领域分化鲜明，研究热点突出。丛枝菌根真菌在土壤修复中的研究是未来研究的热点。关键词：菌根；土壤修复；可视化分析；研究热点；研究前沿中图分类号：X53文献标志码：A文章编号：2095-2945（2023）06-0093-04Abstract:Soil remediation is the use of multi-disciplinary knowledge to eliminate soil pollution and toxicity and restore soilfunction.With the attention of bioremediation,mycorrhiza as an important symbiote in the ecosystem has attracted the attention ofresearchers.Based on the literature retrieved from the core of Web of Science,the visual knowledge graph analysis is carried outfrom the aspects of country,institution,discipline sub-domain,co-cited literature and key words by using Citespace knowledgegraph analysis tool.The results show that the global research on mycorrhizal soil remediation started late,but developed rapidly.China is the country with the highest degree of active cooperation,among the five obviously active institutions in the world,Chinaoccupies the top two.The research in this field involves many disciplines,and the cross-discipline is strong;the literature is citedin a wide range of fields,but the highly cited literature is less.The research direction in this field is more concentrated,thedifferentiation in the research field is distinct,and the research hotspot is prominent.The research of arbuscular mycorrhizal fungiin soil remediation is the focus of future research.Keywords:mycorrhiza;soil remediation;visual analysis;research hotspot;research frontier基金项目：洛阳市社会科学规划项目（2022B255）作者简介：徐寿霞（1976-），女，硕士，馆员。研究方向为资源环境与文献计量学。DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.06.02193-2023年6期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application伊朗印 度韩国波 兰意大利沙特阿拉伯巴西巴基斯坦美国法国中 华 人 民 共 和 国荷兰比利时澳大利亚西班牙英格兰智 利德 国瑞士加 拿 大阿 根 廷捷克共和国墨西哥1研究方法1.1数据获取本研究数据来自于 Web of Science（WOS）数据库核心合集，采用高级检索，检索式为 TS=（mycorrhiza*AND soil*remed*）或 TS=（mycorrhiza*AND soil*restor*）或 TS=（mycorrhiza*AND soil*repair*），文献类型选择 Article 和 Review，时间跨度为 19852020年，共检索到 912 条记录。全部选择 912 条记录，分 2次以文件名为“download_”的格式导出 txt 数据文件，用于后续的 CiteSpace 软件分析。1.2数据处理运用陈超美教授开发的 CiteSpace（5.5.R2）软件对从 WOS 核心数据集所获得的数据进行知识图谱可视化分析，以及相应的文献计量分析。通过文献的年度变化结合 SPSS 分析软件，分析了菌根土壤修复研究文献发表量随年度变化的规律。在 CiteSpace 软件中，分别选择国家（country）和研究机构（institution）进行科研合作网络分析；选择被引文献（references）进行参考文献的共被引分析；选择学科类别（category）和关键词（key words）进行共现网络分析；从而探索菌根土壤修复领域研究现状、研究热点与前沿及未来发展态势。2结果与分析2.1发文数量的年度变化动态和趋势分析对 WOS 核心合集数据库中所检索到的菌根土壤修复研究方面的 912 篇文献，进行年度变化分析（图1），表明最早研究开始于 2009 年，从 20092020 年的12 年间，从 2009 年的 40 篇发表量，直到 2020 年的148 篇，年均发文 76 篇。进一步分析 12 年间，菌根土壤修复研究领域发文量变化趋势呈现指数增长。图1菌根土壤修复研究发文量及其年度变化从菌根土壤修复研究领域发文量的年度变化动态和趋势，可以看出，菌根土壤修复的研究起步虽然较晚，但一开始就受到较高关注，成为热点的科学问题。因为自 2009 年有该方面的研究报道开始，当年就达到发文量 40 篇，可见菌根土壤修复研究一开始就是热点科学问题。2.2菌根土壤修复研究合作特征分析运用 CiteSpace 合作网络分析功能，分析了菌根土壤修复研究领域国家间的合作特征，并绘制了可视图（图 2），表明共有 46 个国家存在着合作关系。进一步根据图中代表国家的圆形节点的大小和颜色，可以看出，合作发文量明显高的国家是中国和美国，分别合作224 和 202 次；同时，中国和美国与其他国家的合作频率和中介中心性也是最高的。图2菌根土壤修复研究国家合作网络可视图图 3 为关于菌根土壤修复领域的研究机构间合作分析，可以看出共有 145 个不同国家的机构参与了该领域研究的合作，合作频率较高的机构包括为中国科学院、中国西北农林科技大学、澳大利亚西澳大学、中国矿业大学和巴基斯坦费萨拉巴德农业大学；而从机构合作的重要性指数中介中心性来看，比较重要的机构，即中介中心性大于 0.1 的机构有 4 个，依次分别为中国西北农林科技大学、中国科学院、澳大利亚西澳大学、巴基斯坦费萨拉巴德农业大学。结合国家和研究机构在菌根土壤修复研究领域的合作情况进行综合分析可以预测，未来中国在菌根土壤修复的研究必将遥遥领先于其他国家。同时表明中国该方面的研究受到多家机构的重视，也必将会受到更加广泛的关注。17015013011090705030发文量/篇200720102013201620192022y=7E-87e0.1006xR2=0.825 4年度94-研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年6期2.3菌根土壤修复研究学科共现特征分析CiteSpace 学科共现特征可视化图表明，菌根土壤修复研究共有 36 个学科相互交叉，代表学科间联系的连线为 146 条（图 4），交叉最广泛的学科包括环境科学与生态学、环境科学、生态学、农学、土壤学和植物学，但从中介中心性来看，最重要的学则为环境学与生态学、农业、环境科学、生态学、科学技术（其他主题）。从学科共现特征分析可知，虽然菌根的形成需要有菌根真菌与植物根系形成共生关系，才是菌根土壤修复的作用基础，但微生物学和土壤学学科的中介中心性并不高，都远远低于 0.1，表明菌根土壤修复研究领域更侧重于综合应用效果的研究。2.4菌根土壤修复研究共引文献特征对检索到的有关菌根土壤修复研究文献进行共引文献分析，共得到包含 1066 个节点和 3461 条连线的可视化图谱并进一步聚类，获得23 个聚类群组（图 5）。从聚类模块 Q 来看，Q 达到了 0.7781，远远大于存在明显聚类0.3 的阈值，表明菌根土壤修复研究存在显著的聚类特征。而其 Silhouette 值仅为 0.2904，远低于通常认为的判断聚类合理性的临界值 0.5。对一些较大的聚类组群进行分析则表明，其 Silhouette 值都大于 0.5。2.5菌根土壤修复研究热点和前沿分析从图 6 的菌根土壤修复研究关键词分析可以看出，在该领域中丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizalfungi）的共现节点最大，为研究者最为关注的焦点；进一步针对节点较大的关键词可以得出，在菌根土壤修复研究领域，研究的指标包括多样性、生长和侵染，研究对象主要包括丛枝菌根真菌、植物、土壤，主要修复的污染为重金属污染，而修复的技术或效果则为植物修复和恢复。图5菌根土壤修复研究文献共被引网络可视图文献评论退化土地镉污染土壤植物定植污染物吸收根际过程综合评价碳 固 存土壤群落生物多样性植物特征植物-土壤反馈外 生 菌 根重 金 属 应 力 耐 受 性分子多样性丛 枝 菌 根 真 菌 共 生 体草 原 修 复宿主植物国家公园黄土高原耕作 制 度图3菌根土壤修复研究机构合作网络可视图图4菌根土壤修复研究学科共现网络可视图95-2023年6期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application图6菌根土壤修复研究关键词共现网络可视图对该研究领域关键词进行突显性分析，共得到 44个关键词的突显特征（表 1），从突显值来看，处于20092013 年间，“生态系统”关键词的突显性最高。从关键词的持续时间来看，在该领域 44 个关键词的平均持续时间为 3 年，持续时间最长的关键词为 5年，包括生态系统、丛枝菌根和真菌群落，到目前为止已经结束。表1关键词突显特征3结论全球有关菌根土壤修复方面研究的文献发表数量呈上升趋势，该领域的研究起步较晚但起点高，发展迅速。我国在该领域的研究处于领先地位，与菌根土壤修复研究涉及的学科较多，但最重要的有 5 个学科，分别为环境科学与生态学、农业、环境科学、生态学、科学技术（其他主题）。菌根土壤修复研究文献被引领域较为广泛，高引用频率的文献较少。该研究领域的研究方向较为集中，研究热点突出，丛枝菌根真菌在土壤修复中的研究是未来几年的热点，未来的前沿方向集中在菌根与土壤其他逆境互作下的修复实际应用方面的研究。参考文献：1 骆永明，滕应，过园.土壤修复新兴的土壤科学分支学科J.土壤，2005（3）：230-235.2 邓忆凯，韩彪，黄世友，等.挥发性有机物污染土壤修复技术研究J.科技创新与应用，2020（28）：163-164.3 马海涛，何乔明.生物强化技术在水污染治理中的有效应用J.科技创新与应用，2020（21）：165-166.4 李信茹，米屹东，魏源，等.丛枝菌根真菌-植物共生体系在重金属污染土壤修复上的研究进展J.现代化工，2020，40（5）：14-18.5 RIAZ M，KAMRAN M，FANG Y Z，et al.Arbuscularmycorrhizalfungi-inducedmitigationofheavymetalphytotoxicity in metal contaminated soils：A critical reviewJ.Journal of Hazardous Materials，2021，402：123919.6 XU S X.Bibliometric analysis of the research characteristicsand trends in legume mycorrhiza fieldJ.Legume Research，2021，44（11）：1301-1307.关键词实现值开始年结束年关键词实现值开始年结束年生态系统6.271 220092013土壤金属污染2.685 320142015竞争3.562 620092012群落结构5.018 820152016金属2.703 220092010丛枝菌根真菌2.777 220152016反馈4.554 920092012分子多样性4.442 820152016生长促生细菌3.601 420092011微生物量4.442 820152016根内球囊霉4.475 020102011草地3.206 620152016摩西球囊霉3.539 020102013锌3.400 520162018丛枝菌根4.533 820102013多度3.408 220162018修复3.439 020102012土壤微生物群落3.960 520162017外生菌根3.024 320102013恢复3.989 420162018高草草原4.903 520102012管理3.164 420162017耕作2.983 020112013植物固定3.178 820172018入侵植物2.891 920112013有机碳4.329 720172020丛枝菌根共生体4.086 820112015多环芳烃3.785 920172018有机改良剂2.876 320122014细菌群落3.035 720182020幼苗3.136 320122014干旱3.258 420182020真菌群落3.403 720122016物种丰富度3.035 720182020球囊霉素3.369 920132016盐分2.569 520182020保护4.799 520132015分解3.258 420182020侵蚀3.275 920132016干扰3.495 020182020镉2.742 420132014生产力4.451 920182020共生体3.291 920132014土地利用2.812 42018202096-