張猛 陳康

(河北地質(zhì)大學(xué)水資源與環(huán)境學(xué)院，河北 石家莊 050031)

土壤是人類生存重要的組成部分之一，近年來，隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展[1]，我國土壤重金屬污染問題日趨嚴重。工業(yè)排放的“三廢”以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等人類活動使土壤污染問題不斷加重[2]。土壤重金屬污染因其具有最廣泛、最具破壞性已經(jīng)成為對土壤質(zhì)量最具威脅的問題之一，因此受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。土壤中的重金屬通過多種途徑進入人體后，會對人體健康產(chǎn)生嚴重影響，出現(xiàn)致癌、致畸、致突變等問題，嚴重的甚至危及生命[3-5]。因此，對土壤中重金屬污染狀況進行監(jiān)測，客觀真實地評價土壤中重金屬的污染水平，了解重金屬潛在的風(fēng)險[6]，對合理利用和修復(fù)土壤具有指導(dǎo)意義[7]。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者在土壤重金屬評價方面做了大量的研究。如，Bednarova等[8]利用捷克共和國全國范圍內(nèi)超過5萬份農(nóng)業(yè)土壤表土樣本，評估了某些重金屬的空間濃度和構(gòu)成風(fēng)險；劉春早等[9]利用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價方法對湖南省湘江流域土壤重金屬生態(tài)環(huán)境風(fēng)險進行評價，以期為該地區(qū)土壤重金屬污染防治提供科學(xué)依據(jù)；何東明等則對廣西某典型蔗田土壤中重金屬污染進行了評價，其結(jié)論可為防治該地區(qū)的污染進一步發(fā)展提供依據(jù)；江宏等對安徽省某縣農(nóng)田土壤進行了生態(tài)風(fēng)險評價，結(jié)果表明該地區(qū)土壤中重金屬含量應(yīng)該引起有關(guān)部門的重視[10]。以上研究均表明土壤重金屬風(fēng)險評價問題是一個相當(dāng)值得關(guān)注的問題。

本文通過文獻計量的方法，利用Citespace軟件對土壤重金屬風(fēng)險評價相關(guān)文獻進行可視化分析，更清晰明確地了解其知識基礎(chǔ)與研究熱點[11]。以期為今后土壤重金屬評價提供理論參考并對有關(guān)科研人員的研究提供借鑒[12,13]。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

為了更加明確地了解國內(nèi)土壤重金屬風(fēng)險評價的前沿，本研究文獻數(shù)據(jù)選取CNKI中國期刊中文數(shù)據(jù)庫。利用CNKI數(shù)據(jù)庫高級檢索功能，以“土壤重金屬”含“風(fēng)險評價”或“土壤重金屬”含“生態(tài)風(fēng)險”為主題進行檢索，文獻類型全為期刊論文，檢索跨度為2000年1月—2020年12月，共得到檢索結(jié)果2925篇，對以上檢索的論文進行整理挑選，剔除不相關(guān)的文獻，共得到2841篇文獻，作為本文的研究對象。

1.2 分析方法與工具

利用CNKI數(shù)據(jù)庫，運用Excel結(jié)合Citespace V，分析我國土壤重金屬風(fēng)險評價研究領(lǐng)域的發(fā)文量、主要研究機構(gòu)、主要作者、關(guān)鍵詞等，并通過Citespace文獻聚類分析制作相關(guān)知識圖譜，以揭示我國土壤重金屬風(fēng)險評價研究領(lǐng)域的動態(tài)和趨勢[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究論文發(fā)文總量

對2000—2020年土壤重金屬風(fēng)險評價研究的發(fā)文量進行分析，發(fā)文數(shù)量在一定程度上反映了該研究領(lǐng)域受到關(guān)注的程度[15]。從圖1可以看出，關(guān)于土壤重金屬風(fēng)險評價的論文整體上呈不斷增長的態(tài)勢，但2000—2005年間發(fā)文量較低，表明當(dāng)時該研究領(lǐng)域尚未受到關(guān)注。從2005年以后快速增長，表明我國對該領(lǐng)域的重視程度開始加強，雖然2016年較2017年有小幅度的下降，但2018年的發(fā)文量從301篇增長到2019年的384篇，增長速度最快，說明土壤重金屬污染問題越來越受到國內(nèi)研究學(xué)者的重視；2019—2020年發(fā)文量雖然有小幅度下降，但預(yù)計2021年發(fā)文量將與2020年持平。

圖1 年度發(fā)文量分布

2.2 作者分析

對土壤重金屬風(fēng)險評價研究發(fā)文量排名前10的作者及所在單位進行分析，分析結(jié)果見表1。作者的發(fā)文量，體現(xiàn)了其個人的科研水平，排名前10位作者共發(fā)文92篇，占總發(fā)文量的3.2%，這些作者中有3位來自于新疆師范大學(xué)，這表明新疆師范大學(xué)在這一領(lǐng)域有著較高的重視程度。個人發(fā)文量的集中，體現(xiàn)了該單位在這一領(lǐng)域有著一定的科研能力，推動著土壤重金屬污染評價研究的發(fā)展和進步。

表1 2000—2020年發(fā)文量前10的作者分布及所在單位

使用Citespace軟件對作者之間的合作進行分析，如圖2。圖中節(jié)點表示發(fā)文作者，作者之間的連接線表示作者之間有合作關(guān)系。圖中幾位發(fā)文量較多的作者，如馬建華、阿吉古麗·馬木提等之間的合作幾乎沒有。該研究領(lǐng)域研究作者分布的較為分散，各個團體之間內(nèi)部合作較多，團體之間的合作很少，這說明了各個科研團隊之間的學(xué)術(shù)交流較少，圖譜中的結(jié)點有539個，連線數(shù)量有559個，網(wǎng)絡(luò)密度只有0.0039，也說明這一問題。

圖2 作者合作圖譜

2.3 機構(gòu)分析

土壤重金屬風(fēng)險評價研究機構(gòu)發(fā)文量排名如表2。發(fā)文機構(gòu)主要由高校組成，其中貴州大學(xué)(66篇)、浙江大學(xué)(64篇)、貴州師范大學(xué)(61篇)和中國地質(zhì)大學(xué)(北京)(61篇)發(fā)文量相近。利用Citespace軟件對發(fā)文機構(gòu)進行分析，結(jié)果如圖3所示。每一個節(jié)點代表一個機構(gòu)，圖3中共有節(jié)點349個，節(jié)點的大小代表該機構(gòu)的被引次數(shù)，排名前10的被引機構(gòu)如表3。被引次數(shù)越高表明該機構(gòu)在土壤重金屬風(fēng)險評價研究上有一定的權(quán)威性。圖3中節(jié)點與節(jié)點之間的連線代表各個機構(gòu)之間的合作關(guān)系，共199個連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.0033。圖3中大致為5個集群，第1組為中心是中國科學(xué)院大學(xué)所在集群，第2組是中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室所在集群，第3組是貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院所在集群，第4組是貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院所在集群，第5組是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院所在集群。通過分析這些機構(gòu)團隊的研究方向可以了解當(dāng)前該研究領(lǐng)域的進展和前沿[16]。

表2 機構(gòu)發(fā)文數(shù)量

表3 機構(gòu)發(fā)文被引次數(shù)

圖3 機構(gòu)合作圖譜

2.4 關(guān)鍵詞分析

利用Citespace軟件對土壤重金屬污染風(fēng)險評價研究的關(guān)鍵詞進行突現(xiàn)分析，如圖4。突現(xiàn)詞是指短時間內(nèi)使用頻率驟增的關(guān)鍵詞，側(cè)面也反映了當(dāng)時該領(lǐng)域研究的熱點[17]。從圖4中可以看出，2000—2007年間的突現(xiàn)詞有3個，分別是“賦存形態(tài)”、“土壤有害元素”、“喀斯特地區(qū)”；2000—2010年的突現(xiàn)詞是“重金屬形態(tài)”；2000—2009年的突現(xiàn)詞是“變異性”。其中，“重金屬形態(tài)”和“變異性”持續(xù)時間較長，表明該熱點詞研究的熱度較長，也在一定程度上表明了當(dāng)時研究的熱點和取得的成果。

圖4 2000—2020年熱點關(guān)鍵詞突現(xiàn)強度圖

除了用關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖來反映研究主題隨時間變化的規(guī)律，關(guān)鍵詞時序圖也可以在一定程度上表示一段時間內(nèi)的研究趨勢[18-20]，利用Citespace軟件按照時間順序生成關(guān)鍵詞時序圖，如圖5，產(chǎn)生718個節(jié)點，3528條連線，每個節(jié)點代表一個關(guān)鍵詞，節(jié)點的大小表示關(guān)鍵詞的被引次數(shù)。被引次數(shù)前10的關(guān)鍵詞見表4。從圖中可以看出，從2000年開始“土壤重金屬污染”、“生態(tài)風(fēng)險”、“空間分布”、“賦存形態(tài)”等關(guān)鍵詞是當(dāng)時的研究熱點，研究熱點呈集中式呈現(xiàn)，隨著時間的推移，2005年出現(xiàn)的“潛在生態(tài)風(fēng)險評價”和2006年出現(xiàn)的“空間變異”和“地統(tǒng)計學(xué)”成為當(dāng)時的研究熱點，這些研究熱點都是從開始的研究主題中衍生出來的，與原來的研究主題密切相關(guān)。從2007年開始“重金屬含量”、“污染特征”、“生物有效性”、“植物修復(fù)”、“主成分分析”、“潛在生態(tài)危害指數(shù)法”等逐漸成為研究的熱點?？梢婋S著時間的推移，研究者從對土壤重金屬污染評價方法轉(zhuǎn)為土壤重金屬污染的修復(fù)。

圖5 關(guān)鍵詞時序圖

表4 關(guān)鍵詞被引次數(shù)

3 結(jié)論

通過對土壤重金屬風(fēng)險評價研究的相關(guān)論文進行文獻計量分析，得出以下結(jié)論。

2000—2020年發(fā)文量整體呈增長的態(tài)勢，尤其從2005年開始，發(fā)文量開始快速增長，說明該研究領(lǐng)域逐漸受到關(guān)注；從發(fā)文機構(gòu)來看，主要由高校組成，機構(gòu)之間發(fā)文量相差不大，但機構(gòu)之間的合作比較少，缺乏合作意識。機構(gòu)之間應(yīng)該加強合作，分享合作經(jīng)驗，促進該領(lǐng)域的進步；從發(fā)文作者來看，各團體內(nèi)部的合作較多，論文產(chǎn)出比較集中，但整體比較分散，團體之間交流較少；通過對關(guān)鍵詞進行分析，未來我國土壤重金屬污染風(fēng)險評價的研究趨勢可能主要集中在潛在生態(tài)風(fēng)險、源解析和修復(fù)方法。