葉學敏，顧菡嬌，杜天真，郭韞麗，陳伏生

（1.江西農(nóng)業(yè)大學林學院，南昌 330045；2.江西省森林培育重點實驗室，江西農(nóng)業(yè)大學，南昌 330045；3.江西農(nóng)業(yè)大學圖書館，南昌 330045）

進入21 世紀，林業(yè)形勢和任務發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，黨中央、國務院高度重視林業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護，林業(yè)迎來空前未有的機遇和挑戰(zhàn)[1-2]，林業(yè)在生態(tài)文明建設以及促進社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮不可替代的作用。作為林業(yè)建設的核心學科，森林培育學科在科學研究和人才培養(yǎng)等方面對支撐我國林業(yè)發(fā)展均有極其重要的作用[3]。因此，近20年來森林培育學科是如何不斷深化基礎理論來適應國家林業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型，如何走出一條符合我國國情的創(chuàng)新之路值得探討和總結。

森林培育學科是營造和培育森林理論和技術的學科，是我國創(chuàng)建最早的林學學科，早期研究對象以人工林為主，研究內(nèi)容涵蓋了良種生產(chǎn)、苗木培育、森林營造、森林撫育、森林主伐更新等[4-5]。可是，缺乏理論指導使得大量林業(yè)實踐工作停留在表象，對機理機制研究探討不足。目前森林培育學科研究內(nèi)容包含兩大部分：基本原理和森林培育技術，重點培育對象為人工林和天然林。雖然有基本理論體系的框架，但許多林業(yè)上面臨的難題現(xiàn)有理論和技術無法回答。如不同人工林的經(jīng)營方式如何，如何適地適樹，天然林如何保護、撫育和經(jīng)營等。所以，森林培育學面臨著加快和拓展其基礎理論研究的緊迫任務。現(xiàn)代分子生物學、生態(tài)學的發(fā)展給森林培育學科理論深化提供了有利條件，如從遺傳控制上改變林木的生長潛力及抗性，從生態(tài)系統(tǒng)的角度認識森林，理論上解釋生產(chǎn)力形成及生物多樣性維持機理、密度調(diào)控因素、立地因子的劃分、地力維護機制、土壤微生物和菌根的功能以及氣候變化對森林的影響[6]。以往研究成果中不乏對森林培育研究領域熱點的探究，但大多建立在歸納和總結文獻資料的基礎上，具有較強的主觀性。本文嘗試利用文獻計量方法進行量化分析，基于CiteSpace可視化軟件探尋森林培育學科的研究現(xiàn)狀，為客觀揭示該領域的研究態(tài)勢提供一種新思路。

學位論文是為獲得某種學位而撰寫的研究報告或科學論文[7]。碩士學位論文是研究生在基本掌握某個學科系統(tǒng)研究理論后，獨立完成的某項科學研究或?qū)ｉT技術的工作總結，是科技創(chuàng)新能力和人才培養(yǎng)質(zhì)量的有機表現(xiàn)形式。通過歸納和分析森林培育學科的碩士學位論文，可從一個側(cè)面總結森林培育學科的研究進展，通過繪制相關信息知識圖譜，可較直觀地透視我國森林培育學發(fā)展過程、研究熱點和未來趨勢，并剖析研究重點和薄弱所在，旨在深化森林培育學科研究生教育教學改革、優(yōu)化學科布局，為研究生培養(yǎng)方案的修訂以及學位論文的選題提供參考，更好地支撐新時代林業(yè)發(fā)展新需求，為國家生態(tài)文明建設及“綠水青山就是金山銀山”等生態(tài)文明思想提供有力的支撐。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

通過CNKI檢索博碩士論文，分別設置“學科專業(yè)名稱”、“森林培育”為檢索條件和檢索詞，在檢索結果中選取碩士論文。該檢索結果來源于中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫（CMFD），收錄了林業(yè)高等院校研究生發(fā)表的論文，可體現(xiàn)森林培育學科的研究熱點和發(fā)展過程。

1.2 分析工具及參數(shù)設置

基于CiteSpace V（5.3.R1.7.1）信息可視化軟件分析森林培育學科的發(fā)展歷程、研究內(nèi)容及研究熱點[8]。因2018年碩士學位論文收錄不完整，參數(shù)設定為：時間跨度2000—2017年；時間分段1年；前中后閾值分別為（1，1，10）、（4，3，25）、（4，3，25）；節(jié)點強度默認余弦函數(shù)；主題聚類詞來源選擇標題、摘要、作者關鍵詞與關鍵詞累加；分析選擇最小生成樹算法；視圖顯示選擇靜態(tài)聚類和合并網(wǎng)絡。軟件運行完成后，保留關鍵詞聚類時區(qū)圖譜，利用Excel 2010整理數(shù)據(jù)得到關鍵詞共現(xiàn)頻次表、突顯詞統(tǒng)計表以及論文數(shù)量年度分布圖。

1.3 可視化分析

①關鍵詞共現(xiàn)分析：關鍵詞是論文核心主體的高度概括，分析學科內(nèi)相關文獻的高頻關鍵詞及其連接關系有助于挖掘該領域的研究內(nèi)容和熱點；②關鍵詞聚類分析：將相同主題研究內(nèi)容歸類，從宏觀上解釋研究內(nèi)容的分異規(guī)律，聚類的規(guī)模越大，聚類中包含的成員數(shù)量越大，則編號越?。虎垩芯繜狳c分析：利用突顯詞（burst）分別從研究樹種和研究內(nèi)容2個方面對學科的研究熱點進行歸納和總結，突顯詞是在某一段時間內(nèi)被引頻次或者共現(xiàn)次數(shù)突然增加的詞語，突顯詞的權重體現(xiàn)其在研究領域的重要性和前沿性。

2 結果與分析

2.1 發(fā)文數(shù)量分析

發(fā)文數(shù)量是衡量一個研究領域發(fā)展歷程的重要指標，本研究共檢索到2 690篇森林培育碩士學位論文（2000—2017年）。從年度分布來看，雖然每年森林培育學碩士學位論文的發(fā)文量有一定起伏，但總體呈逐步增長的趨勢（圖1）。2000—2010年，學位論文數(shù)量呈直線增長，2010年至最高值272 篇。2011—2017年，森林培育學碩士論文數(shù)量有所下降，但呈較平穩(wěn)態(tài)勢。各機構的發(fā)文數(shù)量顯示我國森林培育碩士論文主要集中在農(nóng)林高校及科研院所，發(fā)文數(shù)量前10 的機構分別為北京林業(yè)大學、四川農(nóng)業(yè)大學、中南林業(yè)科技大學、中國林業(yè)科學研究院、福建農(nóng)林大學、南京林業(yè)大學、河北農(nóng)業(yè)大學、東北林業(yè)大學、山東農(nóng)業(yè)大學和內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學（表1）。

圖1 2000—2017年森林培育學碩士學位論文發(fā)文數(shù)量Fig.1 The number of silviculture master's degree thesis from 2000 to 2017

表1 2000—2017年森林培育碩士學位論文前20的機構Tab.1 Top 20 prolific institutes of silviculture master's degree thesis from 2000 to 2017

2.2 關鍵詞共現(xiàn)與聚類分析

關鍵詞共現(xiàn)分析結果表明，森林培育學研究的核心內(nèi)容可以簡單概括為基于樹種的3類研究類型（生態(tài)、遺傳育種和植物生理）（表2）。通過研讀重要節(jié)點所對應的相關文獻發(fā)現(xiàn)，關鍵詞所包涵的內(nèi)容是森林培育學科的研究重點，代表某一個研究方向，關鍵詞網(wǎng)絡交叉相連，森林培育領域研究視角趨于多元化（圖2）?！敖M織培養(yǎng)”、“生物量”、“生長”、“遺傳多樣性”、“干旱脅迫”、“光合作用”和“土壤養(yǎng)分”等出現(xiàn)頻率較高（表2）。最大聚類0 中發(fā)現(xiàn)，研究主題集中在毛竹（Phyllostachys heterocycla）、油茶（Camellia oleifera）、杉 木（Cunninghamia lanceolata）、刺 槐（Robinia pseudoacacia）、木荷（Schima superba）、銀杏（Ginkgo biloba）、馬尾松（Pinus massoniana）和水曲柳（Fraxinus mandshurica）等主要造林樹種的施肥、環(huán)境脅迫（干旱、水分）、無性系、苗期生長、生理特性、遺傳多樣性、基因克隆、生物量、養(yǎng)分含量和光合作用等方面。聚類8、9 體現(xiàn)光合作用、光合生理為森林培育的重要研究方向?？傮w上，森林培育學科研究涉及植物生理學、林木遺傳育種、森林土壤學和生態(tài)學，呈現(xiàn)出較強的學科交叉趨勢。

關鍵詞聚類分析表明林分類型研究主要以人工林為主，對天然林的研究較為薄弱。此外，我國人工林栽植面積較大的樹種杉木、楊樹（Populus）、銀杏、桉樹（Eucalyptus）、毛竹、水曲柳、油茶、核桃（Juglans regia）和櫟類（Oaks）是森林培育學的研究重點。聚類4反映出我國北方人工林的研究對象為華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）、油 松（Pinus tabuliformis）、樟 子 松（Pinus sylvestrisvar.mongolica）、側(cè)柏（Platycladus orientalis），研究內(nèi)容偏重于木材材性、營林措施和菌根真菌等；聚類5可見，楊樹是森林培育的重點研究樹種，其因生長快、易繁殖的特性被作為木本植物研究的模式種；從聚類3可知，銀杏為我國森林培育方面重要的研究樹種，研究內(nèi)容系統(tǒng)、深入，涵蓋生理特性、無性系選育、碳儲量、組學等；聚類10 體現(xiàn)桉樹是我國最重要的人工林之一。

表2 關鍵詞共現(xiàn)頻次Tab.2 Co-occurrence frequency of keywords

2.3 森林培育學科研究熱點

利用突顯詞分別從樹種和內(nèi)容2個方面對學科的研究熱點進行歸納和總結，共檢測到19個具有高權重的突顯詞（表3）。結合截止時間，3個研究方向（碳儲量、遺傳改良和養(yǎng)分循環(huán)）可能為今后的研究熱點。

在樹種研究方面，毛竹、水曲柳、油茶、杉木和山核桃（Carya cathayensis）是森林培育學的重要樹種。但多數(shù)樹種的研究熱點呈單峰型，研究的連續(xù)性不強，如毛竹、水曲柳和杉木分別在2009 — 2013年、2003 — 2007年和2003 — 2006年研究較為集中，表明這些樹種曾是森林培育學科的研究重點，但突變截止的時間較早，體現(xiàn)出此樹種相關主題的研究已趨于成熟，關注度有所下降。此外，研究發(fā)現(xiàn)文冠果（Xanthoceras sorbifolium）和栓皮櫟（Quercus variabilis）占據(jù)重要地位。文冠果是荒漠化防治的優(yōu)良樹種，且具有含油量高的特點，在三北能源林建設中起重要作用。栓皮櫟是重要的用材樹種，也是森林群落的建群種[9]，目前，我國對櫟類樹種的重視和關注程度高，已成立“櫟樹國家創(chuàng)新聯(lián)盟”，為櫟類相關學科的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供條件平臺。

表3 森林培育學科突顯詞統(tǒng)計Tab.3 Statistics of burst in silviculture discipline

2.4 森林培育學科發(fā)展歷程

結合圖1和圖2內(nèi)容，可將森林培育發(fā)展歷程劃分為3個階段。

第1階段（2000—2005年）：這一時期的文獻數(shù)量雖少（圖1），但許多成為了森林培育領域研究的關鍵文獻，產(chǎn)生了大量具有高中介中心度的關鍵詞（圖2）。圖中可見，“生物量”、“遺傳多樣性”、“組織培養(yǎng)”、“干旱脅迫”、“施肥”、“土壤微生物”和“光合作用”等在圖中節(jié)點大，連線多，為整個研究網(wǎng)絡的中心節(jié)點?！般y杏”、“馬尾松”、“油松”、“杉木”和“落葉松”為森林培育領域中早期的重要研究樹種。此階段研究內(nèi)容豐富，為隨后森林培育領域文獻的急劇增加奠定了基本的理論基礎和研究方向。

第2階段（2006—2010年）：這一時期，具有高中介中心度的關鍵詞數(shù)量呈緩慢的增加趨勢（圖2），但文獻的數(shù)量急劇上升（圖1），其中“生物多樣性”、“土壤養(yǎng)分”、“光合特性”、“生長規(guī)律”、“酶活性”、“凋落物”、“物種多樣性”、“ISSR”、“葉綠素熒光”和“生理響應”等關鍵詞均在這一階段出現(xiàn)，成為學術研究的熱點。“油茶”、“毛竹”、“板栗”等經(jīng)濟林樹種在此階段的相關研究也開始增多。森林培育研究進入了發(fā)展活躍期。

第3 階段（2011 — 2017年）：2011年后文獻數(shù)量增長放緩并逐漸趨于平穩(wěn)（圖1），具有高突現(xiàn)度、高中介中心度的關鍵詞數(shù)目較少（圖2）。在此階段新產(chǎn)生的突顯詞“碳儲量”、“產(chǎn)量”、“生理生化”、“抗性生理”、“光合生理”、“土壤理化性質(zhì)”、“凋落物分解”、“氮沉降”、“土壤微生物”和“土壤酶活性”均在此階段突變，并具有非常高的突現(xiàn)度，標志著森林培育學研究進入以基礎理論研究為核心的發(fā)展期。這一階段還開展了抗旱、抗寒等抗性栽培的生理生化機理研究，從養(yǎng)分循環(huán)等方面揭示杉木、楊樹、桉樹等人工林地力維護機制，從全球氣候變化的角度探討森林生態(tài)系統(tǒng)的響應機理等[6,10]。此階段，森林培育領域基礎理論研究進入快速發(fā)展期。

圖2 森林培育學科碩士學位論文關鍵詞聚類時區(qū)圖譜Fig.2 Clustering time zone map of keywords in master's thesis of silviculture discipline

3 討論

3.1 育種技術的提高是森林培育學突破的關鍵

作為林業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎，選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆性強的林木良種是加強生態(tài)建設、提高森林質(zhì)量的保障，是緩解森林資源短缺的有效途徑?，F(xiàn)代生物工程技術可以克服林木生長周期長、雜合度高、有性繁殖難以保持雜種優(yōu)勢的缺點，可提高遺傳改良和繁育效率，實現(xiàn)物種優(yōu)良基因的快速整合，加快植物育種的進程。植物組織培養(yǎng)以細胞全能性為理論基礎，可以使幼芽擴大繁殖和脫毒等。目前，火炬松（Pinus taeda）、輻射松（Pinus radiata）、鵝掌楸（Liriodendron chinense）、挪威云杉（Picea abies）、落葉松（Larix gmelinii）等多種木本已建立了體細胞胚胎再生技術體系[11]，對促進林木植物的良種選育、擴大繁殖以及工廠化高效育苗具有重要意義。此外，遺傳多樣性保護和種質(zhì)資源收集、保存與利用為重要研究主題[12]。

3.2 生態(tài)學為森林培育學科提供了重要的理論體系

了解全球環(huán)境變化（溫室氣體、氮沉降等）對森林生態(tài)系統(tǒng)（森林植物、土壤微生物、森林土壤、土壤酶、土壤養(yǎng)分、凋落物分解）的影響是當前的熱點問題，森林與環(huán)境是不可分割的一個系統(tǒng)，生態(tài)學為研究森林與其環(huán)境相互關系提供了重要的理論基礎。目前，生態(tài)學已廣泛地與森林培育學科緊密結合，在森林系統(tǒng)的起源、立地條件與森林生長的相互作用關系、森林系統(tǒng)的功能及其實現(xiàn)基礎、森林系統(tǒng)的動態(tài)變化規(guī)律及森林培育技術對森林最終目標的影響等方面展開研究。近年來研究集中在探究全球氣候變化及森林的響應與適應、人工林生產(chǎn)力、大樣地群落學和生物多樣性[13-15]、運用生態(tài)模型預測森林與環(huán)境的適應性和交互作用[16]等方面。

3.3 向超宏觀和超微觀發(fā)展、由表征向機理發(fā)展

森林培育學科向宏觀發(fā)展的典型為碳儲量研究，生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的一個重要體現(xiàn)，它不僅直接與CO2的排放量有關，還與人口的基本生活資源相關[17-18]，估算不同陸地生態(tài)系統(tǒng)的生物量可以了解該生態(tài)系統(tǒng)在氣候變化下的動態(tài)變化，計算森林植被的貢獻。由原先個體、種群的研究擴大到群落、生態(tài)系統(tǒng)的尺度。同時，學科在微觀層次也進一步發(fā)展，分子生物學技術的突破使得研究微觀的林木生長調(diào)控過程更為便利，通過遺傳改良來提高林木的生長、抗性和生態(tài)功能。遺傳多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性的載體，許多潛在的歷史信息（如種群擴張、消亡、分化）都蘊藏在生物的基因中[19]。如今，越來越多的森林培育研究采用分子生物學手段，通過現(xiàn)代分子測序技術挖掘林木基因組的關鍵基因，培育新品種、良種。此外，養(yǎng)分循環(huán)、凋落物分解、森林與環(huán)境的適應性研究為地力維護、植被管理和預測環(huán)境變化對森林的影響提供了理論的支撐，這些機理性研究在未來可能繼續(xù)引領森林培育研究的發(fā)展方向[20-22]。

3.4 森林培育學科發(fā)展與國家林業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型

“立以學科，興以學科，強以學科”是高校的發(fā)展宗旨，林業(yè)學科的建立與發(fā)展體現(xiàn)出科教興林的價值導向和國家意志[3]。當前，林業(yè)發(fā)展從追求木材生產(chǎn)、森林資源保護逐步過渡到森林資源多目標經(jīng)營、可持續(xù)發(fā)展以及森林生態(tài)系統(tǒng)管理[23-24]。這些林業(yè)發(fā)展變革對森林培育學科發(fā)展以及林業(yè)高等教育改革是非常重要的標識牌。通過分析近20年來的森林培育學碩士學位論文，筆者認為，森林培育學科的發(fā)展在研究理論的深化、創(chuàng)新、交叉和系統(tǒng)化的過程中緊緊圍繞生態(tài)建設和林業(yè)生產(chǎn)實踐去適應我國林業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型。

由于森林培育學是一門應用型科學，而現(xiàn)代科學最突出的特征是學科交叉。森林培育學科經(jīng)過長期的學科建設，學科整體研究水平不斷提高并趨于成熟，但還存在理論缺乏、實踐多于理論等問題，亟需從系統(tǒng)學的角度對生態(tài)過程進行定量，學科交叉勢在必行。同時，不斷深化的生態(tài)學、遺傳學、土壤學、植物生理學等研究為森林培育學提供了核心的理論依據(jù)[25]。進一步將森林培育學理論付之于實踐也是所有林業(yè)工作者都需要迫切考慮的事情。許多重要樹種的研究都與我國實施的生態(tài)林業(yè)建設工程（天然林保護工程、退耕還林（草）工程、速生豐產(chǎn)林工程、重點防護林建設工程以及能源林工程等）密切相關。例如，杉木、馬尾松、毛竹和桉樹是我國南方重要的速生豐產(chǎn)林建設樹種，水曲柳、楊樹是北方防護林、速生豐產(chǎn)林建設樹種，而研究熱點碳儲量、干旱脅迫、氮沉降等也是在為解決我國碳匯測算、生態(tài)脆弱區(qū)修復和環(huán)境污染預測防治等實踐問題的基礎上發(fā)展形成的。通過理論服務實踐、實踐豐富理論來支撐新時代林業(yè)發(fā)展新需求，處理好人類、社會與自然的關系。

4 結論與展望

本文從碩士學位論文這個視角分析森林培育學科的研究熱點和趨勢，從這個側(cè)面初步將森林培育學科發(fā)展歷程劃分為3個階段，反映出森林培育領域研究內(nèi)容趨于多元化以及交叉化。森林培育學研究緊密結合生態(tài)建設和林業(yè)生產(chǎn)實踐，同時理論不斷深入、創(chuàng)新、交叉和系統(tǒng)化。今后的學科發(fā)展應重點關注以下2個方面：

（一）加強森林培育學理論研究?？v觀森林培育研究近20年的發(fā)展，總體來看還是應用型研究偏多，雖然其中不乏對人工林養(yǎng)分循環(huán)及地力維護、人工林高效培育機理、人工林密度效應法則和逆境栽培生理生化等研究[6,26]，但在森林培育相關理論研究中沒有形成較為統(tǒng)一的認識和理論體系[27-28]。森林培育學科為應用型學科，需要借助其他學科（如植物學、生理學、遺傳學、生態(tài)學、水文學和土壤學等）的基礎理論研究和先進技術手段來豐富對林木、森林以及森林生態(tài)系統(tǒng)的認識，達到深化森林培育學理論研究的目的。

（二）重視森林質(zhì)量精準提升。若缺乏良好的森林質(zhì)量，森林的生態(tài)、經(jīng)濟和社會價值就無法實現(xiàn)。目前，我國森林資源總量、木材和林產(chǎn)品供應能力明顯缺乏，人工林生產(chǎn)力遠低于世界平均水平，森林質(zhì)量提升潛力巨大。因此，應采取合理而有效的育林技術體系[29]，從遺傳、立地、密度、植被和地力5個方面進行控制以保持森林長期生產(chǎn)力，通過合理的森林培育技術措施和集約經(jīng)營手段，精準提升森林質(zhì)量以應對森林多功能、多目標需求的挑戰(zhàn)。