姬杰輝， 王景云

(1. 山東科技大學(xué) 文法學(xué)院， 青島 266590； 2. 中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所， 北京 100101)

美國(guó)德雷克塞爾大學(xué)陳超美團(tuán)隊(duì)開發(fā)的CiteSpace是一款在科學(xué)文獻(xiàn)中識(shí)別并可視化新趨勢(shì)與新動(dòng)態(tài)的Java應(yīng)用程序，已成為信息分析領(lǐng)域影響力較大的信息可視化軟件[1]。信息可視化是常用的數(shù)據(jù)挖掘方法之一，可以用來解決科技文獻(xiàn)數(shù)量過大、無法快速進(jìn)行有效交流的問題[2]?？梢暬瘮?shù)據(jù)挖掘還可以觀察、發(fā)現(xiàn)、篩選和理解信息，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息背后隱藏的含義，因此在學(xué)科領(lǐng)域研究中得到了廣泛應(yīng)用[3-5]。

土壤是人類賴以生存的根基，是農(nóng)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是保障食品安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，土壤污染問題較為突出，已經(jīng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品構(gòu)成威脅，甚至對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，引發(fā)了廣泛的關(guān)注[6-7]。由于土壤污染具有隱蔽性和滯后性[8]，在早期并未引起重視，這也間接導(dǎo)致我國(guó)土壤污染防治立法工作一直進(jìn)展緩慢。2016年5月，《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱“土十條”)的頒布，為我國(guó)當(dāng)前和今后的土壤污染防治指明了方向。雖然之前我國(guó)缺少行之有效的專門性土壤污染防治法律法規(guī)，但令人欣喜的是《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》于2018年8月31日由十三屆全國(guó)人大常委會(huì)第五次會(huì)議全票通過，并自2019年1月1日起施行。這意味著未來我國(guó)土壤污染防治工作將在該法保障下取得重大進(jìn)展。

基于上述背景，本文在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，并利用CiteSpace軟件對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行可視化分析，旨在得到該研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、研究前沿以及發(fā)展趨勢(shì)。

一、數(shù)據(jù)來源與研究方法

本文在Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，時(shí)間跨度為1987—2017年，檢索主題詞為“soil*” AND (“l(fā)aw*” OR “l(fā)egislation*”)，并將文獻(xiàn)類型限定為Article和Review，共得到文獻(xiàn)6 422篇。

基于計(jì)量學(xué)方法，通過CiteSpace軟件繪制科學(xué)圖譜展示我國(guó)土壤污染防治研究的相關(guān)信息。在該軟件中選擇研究機(jī)構(gòu)、作者、關(guān)鍵詞等選項(xiàng)，得到相關(guān)的科學(xué)圖譜并進(jìn)行歸納總結(jié)，最終得到該研究領(lǐng)域指定時(shí)間段內(nèi)的研究動(dòng)態(tài)、研究熱點(diǎn)以及前沿領(lǐng)域。

二、實(shí)證分析

1. 土壤法律研究概況

1987—2017年發(fā)文情況如圖1所示。由圖1可以看出，1987—2017年在土壤法律研究領(lǐng)域無論是世界總發(fā)文量還是中國(guó)發(fā)文量都呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在前期階段，關(guān)于該領(lǐng)域的研究主要來自發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、德國(guó)和美國(guó)等。這些國(guó)家針對(duì)土壤污染的研究工作開展較早，如日本從20世紀(jì)70年代就建立了相對(duì)完善的土壤污染防治法律體系，使其土壤污染修復(fù)工作進(jìn)展迅速，2003年出臺(tái)的《土壤污染對(duì)策法》更是促使其很多地方性法規(guī)得到完善；美國(guó)因“臘夫運(yùn)河污染事故”在1977年就頒布了《超級(jí)基金法》，建立了一套在法律、管理制度和技術(shù)規(guī)范等方面都較為完善的土壤污染防治體系；德國(guó)1998年通過的《聯(lián)邦土壤保護(hù)法》和1999年通過的《聯(lián)邦土壤保護(hù)物污染地清理法》《聯(lián)邦土壤保護(hù)與有害物質(zhì)清理法》第一次從法律制度上對(duì)土壤污染防治進(jìn)行了系統(tǒng)的規(guī)范。

我國(guó)早期針對(duì)土壤保護(hù)的法律法規(guī)零星分散于現(xiàn)行若干法律、法規(guī)、行政規(guī)章中，可行性較低，使得我國(guó)在土壤污染防治方面大多停留在技術(shù)層面，欠缺有法律強(qiáng)制約束力的措施[9]，進(jìn)而導(dǎo)致土壤問題變得日益嚴(yán)峻。自2005年我國(guó)進(jìn)行首次全國(guó)土壤普查之后，國(guó)內(nèi)有關(guān)土壤污染防治等方面的研究日益增多。面對(duì)我國(guó)嚴(yán)峻的土壤污染狀況，制定相關(guān)土壤污染防治法律法規(guī)刻不容緩。直到2016年，國(guó)務(wù)院發(fā)布的“土十條”為我國(guó)土壤污染防治提供了方向，相關(guān)研究逐漸增加，從2016年的83篇增長(zhǎng)至2017年的122篇。

2. 研究力量分布

國(guó)際土壤法律研究領(lǐng)域發(fā)文國(guó)家情況如圖2所示。國(guó)際土壤法律研究力量相關(guān)信息如表1所示。

圖2 國(guó)際土壤法律研究領(lǐng)域發(fā)文國(guó)家圖譜

國(guó)家發(fā)文量/篇中心度美國(guó)17510.33中國(guó)6350.02法國(guó)4040.23意大利3910.07加拿大3550.04英國(guó)3370.10德國(guó)3350.17西班牙2950.03巴西2510.02澳大利亞2450.08新西蘭1840.12研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量/篇中心度中國(guó)科學(xué)院1450美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局610俄勒岡州立大學(xué)370加州戴維斯大學(xué)360加州伯克利大學(xué)340西班牙高等科學(xué)研究委員會(huì)340佛羅里達(dá)大學(xué)340法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院320德克薩斯A&M大學(xué)320圣保羅大學(xué)310康奈爾大學(xué)310作者發(fā)文量/篇中心度Ball J T130Albanese S90Alonso J70Amin A S70Barry D A50Allaire S E50Anthoni P M50Bartoli F50Balasubramanian N50Alleoni L R F50Batchelor B50

由圖2可見，土壤法律研究領(lǐng)域的研究力量來自多個(gè)國(guó)家，文獻(xiàn)以美國(guó)為中心形成聚類群。就發(fā)文頻次而言，美國(guó)在這一領(lǐng)域發(fā)文量最多且遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家。中國(guó)、法國(guó)、意大利和加拿大等國(guó)在該領(lǐng)域的研究也較多。結(jié)合表1進(jìn)行分析，中心度是表征文獻(xiàn)重要程度的一個(gè)重要指標(biāo)，中心度越高表明研究成果價(jià)值越高。就中心度而言，美國(guó)在該領(lǐng)域研究的中心度最高，表明其在該領(lǐng)域的研究成果具有十分重要的價(jià)值。由圖2可見，其他國(guó)家節(jié)點(diǎn)與美國(guó)節(jié)點(diǎn)之間連線密集，表明其他國(guó)家或地區(qū)與美國(guó)之間都存在直接或間接的合作關(guān)系，這也進(jìn)一步證明了美國(guó)在該領(lǐng)域研究的價(jià)值所在。此外，法國(guó)、德國(guó)、新西蘭等國(guó)在該研究領(lǐng)域的中心度也很高，研究成果值得學(xué)習(xí)和借鑒。

就研究機(jī)構(gòu)而言，高發(fā)文量機(jī)構(gòu)所屬國(guó)家都是在該研究領(lǐng)域排名靠前的國(guó)家，主要集中在中國(guó)、美國(guó)、西班牙、法國(guó)和巴西等國(guó)。表1中所列研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量均在30篇以上，其中中國(guó)科學(xué)院是發(fā)文量最大的研究機(jī)構(gòu)，遙遙領(lǐng)先于其他研究機(jī)構(gòu)。值得一提的是，美國(guó)該領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu)很多，分別有美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局、俄勒岡州立大學(xué)、加州戴維斯大學(xué)、加州伯克利大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)、德克薩斯A&M大學(xué)以及康奈爾大學(xué)，表明美國(guó)有很多機(jī)構(gòu)在該研究領(lǐng)域開展了大量研究，這與高發(fā)文量國(guó)家的分析結(jié)論一致。

就發(fā)文作者而言，Ball和Albanese團(tuán)隊(duì)是在該領(lǐng)域發(fā)文量較高的，研究土壤系列問題時(shí)可以重點(diǎn)關(guān)注這些論文成果較多的團(tuán)隊(duì)。

3. 研究熱點(diǎn)分析

研究熱點(diǎn)是指某一時(shí)期內(nèi)數(shù)量較多且有內(nèi)在聯(lián)系的一組文獻(xiàn)共同探討的科學(xué)問題或者專題。通過對(duì)某領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析，可以清晰地了解該領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)，精煉研究方向。關(guān)鍵詞是文稿中最能說明全文含義或反映文章中心內(nèi)容的名詞或詞組，是從問題及摘要中提煉出來反映論文主題的敘詞或自由詞。對(duì)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，在一定程度上可以了解該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[10]。本文主要通過關(guān)鍵詞聚類分析揭示該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要集中于對(duì)土壤理化參數(shù)、污染物等的研究上，對(duì)法律法規(guī)等研究較少，只是零散分布在相關(guān)研究中。關(guān)鍵詞圖譜如圖3所示，土壤(soil)這個(gè)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率最高，這主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行文獻(xiàn)搜索時(shí)以土壤(soil)作為搜索主題詞，除此之外，模型(model)、水(water)、重金屬(heavy metal)、多孔介質(zhì)(porous media)、遷移(transport)、行為(behavior)和流動(dòng)(flow)等關(guān)鍵詞均出現(xiàn)200次以上，說明與這些關(guān)鍵詞相關(guān)的研究在土壤研究中是一個(gè)比較熱門的方向。通過歸納總結(jié)，筆者認(rèn)為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。

(1) 重視模型在土壤研究中的應(yīng)用。隨著土壤研究的不斷發(fā)展，模型在土壤研究中應(yīng)用得日益廣泛?，F(xiàn)有土壤研究中的相關(guān)模型很多：有模型對(duì)土壤中的水分、有機(jī)質(zhì)、重金屬等物質(zhì)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)研究，如拉巴等利用MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)第7波段對(duì)水分變化較敏感的特點(diǎn)，構(gòu)建了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的土壤水分反演回歸模型，通過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)該模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值具有較好的相關(guān)性，可以對(duì)土壤水分進(jìn)行模擬分析[11]。有較多研究利用高光譜數(shù)據(jù)構(gòu)建反演模型，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行反演分析[12-14]。也有模型對(duì)土壤重金屬等污染物進(jìn)行空間預(yù)測(cè)，并對(duì)其遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行模擬研究[15-16]。

圖3 關(guān)鍵詞圖譜

此外，還有很多針對(duì)土壤侵蝕模型的研究，如呂佼佼等利用土壤侵蝕模型對(duì)山西省紫陽縣進(jìn)行了淺層滑坡預(yù)警研究[17]，謝云等對(duì)土壤侵蝕模型在水土保持實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行了分析[18]。

(2) 傾向于土壤污染物的研究。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，土壤中污染物累積明顯，有些污染物已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)?shù)氐谋尘爸担踔镣ㄟ^食物鏈進(jìn)入人體危害健康，這引起了國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注。對(duì)我國(guó)而言，土壤污染問題同樣十分嚴(yán)峻。第二次土壤普查結(jié)果表明，我國(guó)土壤污染整體情況不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重，耕地污染問題較為突出。調(diào)查表明，我國(guó)土壤點(diǎn)位總超標(biāo)率為16.1%，其中耕地點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%。我國(guó)土壤污染以無機(jī)污染為主，有機(jī)污染次之。從圖3也可以明確看出，國(guó)際上土壤污染物研究仍十分熱門，關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中重金屬(heavy metal)、有機(jī)物(organic matter)、微量元素(trace element)、污水污泥(sewage sludge)等均與污染物有關(guān)，主要體現(xiàn)為重金屬及有機(jī)物等。其中的污水污泥研究同樣大都與這些物質(zhì)密切相關(guān)，以往研究也表明污水污泥中含有重金屬，污水灌溉或污泥施用會(huì)導(dǎo)致土壤污染[19-20]。此外，transport、behavior等也與土壤污染物研究有著緊密聯(lián)系。早期很多研究針對(duì)土壤污染物遷移轉(zhuǎn)化、地球化學(xué)行為等開展工作，如王蓓等研究了蘆葦根系對(duì)土壤中石油污染物縱向遷移轉(zhuǎn)化的影響[21]，吳婷等對(duì)鉛污染不同粒徑土壤的地球化學(xué)行為與風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了探索[22]。

(3) 土壤相關(guān)領(lǐng)域的研究。土壤作為大自然中的重要載體，與大氣、水、植物等具有密切的聯(lián)系，對(duì)它的研究往往會(huì)與其他研究相結(jié)合。在關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，水(water)、植物(plant)、植被(vegatation)、沉積物(sediment)和黏土(clay)等方面也有較多研究。如Rehman等對(duì)巴基斯坦北部礦區(qū)土壤和地表水中的重金屬富集情況、空間分布和潛在生態(tài)及人體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究[23]。張曉慶等研究發(fā)現(xiàn)，紫松果菊具有修復(fù)PAHs重污染土壤的潛能[24]。王金滿等對(duì)黃土區(qū)露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾后土壤與植被的演變規(guī)律進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)土壤環(huán)境因子與植被生物量交互作用明顯，符合Kolmogorov捕食模型[25]。蔡怡敏等對(duì)順德水道土壤及沉積物中重金屬的分布及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)[26]。

4. 研究前沿分析

研究前沿代表某一領(lǐng)域正在興起或者最新涌現(xiàn)的理論趨勢(shì)。將關(guān)于土壤研究的參考文獻(xiàn)導(dǎo)入CiteSpace中并對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)進(jìn)行時(shí)區(qū)分析，得到土壤污染法律研究前沿與發(fā)展圖譜。圖譜顯示出研究前沿內(nèi)容分別有強(qiáng)度(strength)、去除(removal)、毒性(toxicity)、微量元素(trace element)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(risk assessment)等，均與土壤研究等密切相關(guān)，說明當(dāng)前土壤方面的前沿研究還主要集中在污染物機(jī)理研究及宏觀評(píng)價(jià)方面。土壤法律研究的內(nèi)容較少，是因?yàn)殛P(guān)于法律問題的研究較為平穩(wěn)，難以形成國(guó)際范圍內(nèi)的大規(guī)模發(fā)文量。此外，世界上土壤法律法規(guī)體系較為完善的國(guó)家中相關(guān)法律法規(guī)出臺(tái)時(shí)間較早，難以再形成前沿性研究。

三、討 論

1. 研究仍然以理論探索為主

從現(xiàn)有研究來看，土壤方面的研究仍然以理論探索為主。一方面，限于當(dāng)前科技水平，相關(guān)方向的研究仍有待探索發(fā)現(xiàn)，如土壤中很多物質(zhì)的測(cè)定都必須依賴高端儀器設(shè)備，隨著科技水平的提高，日益出現(xiàn)的精度更高的儀器設(shè)備可以為土壤相關(guān)領(lǐng)域研究提供更強(qiáng)有力的支撐。另一方面，新的理論知識(shí)在土壤領(lǐng)域的應(yīng)用也為土壤領(lǐng)域的研究提供了新的途徑，如應(yīng)用模型模擬重金屬等元素在土壤、大氣等環(huán)境介質(zhì)中的遷移變化等?？傊?，隨著科技的不斷發(fā)展，未來將有更多科學(xué)問題值得深入研究和探索，現(xiàn)存土壤污染防治問題的解決依賴于技術(shù)的發(fā)展及在土壤領(lǐng)域的具體應(yīng)用，與此同時(shí)相應(yīng)文獻(xiàn)隨之增多。

2. 研究較為零散，未成一定體系

本文雖以土壤(soil)、法律(law)和立法(le-gislation)等作為主題詞進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，但從關(guān)鍵詞等圖譜信息來看，關(guān)于土壤法律的研究仍較為零散，研究熱點(diǎn)、研究前沿等均未形成，因此關(guān)于土壤的法律研究并未形成體系。其主要原因可能來自以下兩個(gè)方面：第一，在土壤研究相關(guān)領(lǐng)域，關(guān)于法律法規(guī)的內(nèi)容一般會(huì)作為背景信息進(jìn)行介紹，而并不作為研究的主要內(nèi)容。第二，國(guó)外針對(duì)土壤污染防治等方面的立法研究已經(jīng)相對(duì)成熟，如日本、美國(guó)等國(guó)在早期就已經(jīng)有了專門的土壤立法，形成了較為完善的法律法規(guī)體系，近年來在該方面的研究并不是特別多。就國(guó)內(nèi)而言，對(duì)土壤領(lǐng)域法律問題的研究起步較晚，因此關(guān)于土壤法律研究的文獻(xiàn)量相對(duì)較少。近幾年接連出現(xiàn)因土壤污染導(dǎo)致的威脅人們生命安全的重大事件，越來越多的學(xué)者呼吁國(guó)家盡快出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)。

3. 未來國(guó)內(nèi)土壤法律研究將日趨增多

2019年1月1日起施行的《土壤污染防治法》，為未來我國(guó)土壤污染防治工作的開展提供了法律保障。學(xué)術(shù)界對(duì)此問題的研究越來越深入：一方面，現(xiàn)有理論與具體土壤污染治理技術(shù)的結(jié)合在實(shí)踐中會(huì)得到更好的發(fā)展，任何土壤污染防治工作的開展都不能逾越法律的屏障；另一方面，在土壤污染修復(fù)的實(shí)際工作中，將探討如何更好地發(fā)揮法律的作用，并不斷填補(bǔ)法律漏洞，完善法律法規(guī)?！锻寥牢廴痉乐畏ā返某雠_(tái)將會(huì)帶來土壤法律研究發(fā)文量的新一輪增長(zhǎng)，圖1中“土十條”出臺(tái)后我國(guó)相關(guān)文獻(xiàn)量迅速增加也可佐證這一結(jié)論。

對(duì)于我國(guó)而言，在施行《土壤污染防治法》時(shí)，應(yīng)借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，將土壤污染防治法律法規(guī)具體化、實(shí)用化，使其具有較高的可執(zhí)行性，避免淪為空洞的法律條文，這樣才能更好地發(fā)揮法律保障的作用。

四、結(jié) 語

1987—2017年全球土壤污染防治發(fā)文量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，我國(guó)在2016年“土十條”頒布之后發(fā)文量增長(zhǎng)十分顯著。發(fā)文量較多的國(guó)家有美國(guó)、中國(guó)和意大利等，其中美國(guó)研究的中心度最高，其次是法國(guó)。發(fā)文量較多的機(jī)構(gòu)有中國(guó)科學(xué)院和美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局等。Ball和Albanese團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域發(fā)文量較多，值得關(guān)注。就研究熱點(diǎn)而言，除了土壤(soil)外，模型(model)、水(water)、重金屬(heavy metal)、多孔介質(zhì)(porous media)、遷移(transport)、行為(behavior)和流動(dòng)(flow)等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率較高，代表了該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，主要體現(xiàn)在模型在土壤研究中的應(yīng)用、污染物的集中研究以及與土壤密切相關(guān)的其他領(lǐng)域研究上。關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)區(qū)分析發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)度(strength)、去除(removal)、毒性(toxicity)、微量元素(trace element)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(risk assessment)等代表了該領(lǐng)域的前沿研究?jī)?nèi)容和重要發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)《土壤污染防治法》頒布后，土壤法律研究方面的發(fā)文量將會(huì)顯著增多，這有利于我國(guó)土壤領(lǐng)域法律法規(guī)的完善，并將推動(dòng)我國(guó)土壤污染治理工作取得長(zhǎng)足進(jìn)步。