賈國(guó)偉，許 邦，邵壯壯

(1.中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心，北京 100036；2.北京工業(yè)大學(xué) 環(huán)境與生命學(xué)部環(huán)境化工系綠色催化與分離北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100124；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083)

甲烷是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體，具有增溫潛勢(shì)大、排放增速快、氣體壽命短等特點(diǎn)。政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第六次評(píng)估報(bào)告指出，在100年時(shí)間尺度內(nèi)甲烷的全球增溫潛勢(shì)約是二氧化碳的27.9倍[1]。與二氧化碳相比，甲烷的壽命要短得多，排放在大氣中的甲烷經(jīng)過約12 a即可自然分解，甲烷的穩(wěn)定排放對(duì)氣候系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響為零，甲烷管控相當(dāng)于二氧化碳的負(fù)排放[2]，對(duì)減緩全球溫度上升具有重要意義。

2021年12月，在英國(guó)格拉斯哥舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化會(huì)議(COP 26)上，由美國(guó)與歐盟發(fā)起，105個(gè)國(guó)家共同簽署了“全球甲烷承諾”，參與承諾的各方自愿統(tǒng)一行動(dòng)，到2030年將全球甲烷的排放量在2020年甲烷排放水平的基礎(chǔ)上至少減少30%。近期甲烷管控技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)科研及技術(shù)人員廣泛的關(guān)注。張博等[3]分析了我國(guó)甲烷排放現(xiàn)狀及政策，提出應(yīng)加強(qiáng)甲烷管控基礎(chǔ)研究工作，加大國(guó)際交流與合作及社會(huì)參與度；劉文革等[4]構(gòu)建了煤礦甲烷排放主因素分析模型，提出了廢棄礦井瓦斯逸散監(jiān)測(cè)及利用技術(shù)體系；薛明等[5]提出油氣行業(yè)源頭綠色化、過程清潔化、廢物資源化的融合發(fā)展機(jī)制建議，以期縮短構(gòu)建甲烷排放檢測(cè)、核算與核查體系的時(shí)間；劉良云等[6]全面分析了全球碳盤點(diǎn)衛(wèi)星遙感核心技術(shù)，提出了我國(guó)的碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星計(jì)劃方案。

目前,針對(duì)甲烷管控技術(shù)的相關(guān)研究尚不完善，對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)前沿缺乏系統(tǒng)性研究。文獻(xiàn)計(jì)量方法基于統(tǒng)計(jì)學(xué)，總結(jié)分析各領(lǐng)域研究進(jìn)展、研究熱點(diǎn)，研究結(jié)果能夠反映各領(lǐng)域研究的發(fā)展態(tài)勢(shì)和熱點(diǎn)趨勢(shì)。因此，筆者基于文獻(xiàn)計(jì)量方法，結(jié)合研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜等，梳理總結(jié)甲烷管控技術(shù)研究的發(fā)文數(shù)量、研究力量及研究熱點(diǎn)，分析甲烷管控技術(shù)的研究進(jìn)展和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，研究結(jié)果對(duì)支撐溫室氣體減排工作具有重要作用。

1 數(shù)據(jù)收集與分析方法

分析軟件CiteSpace由美國(guó)德雷塞爾大學(xué)陳超美教授研究開發(fā)并引入國(guó)內(nèi)，其主要通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)、機(jī)構(gòu)分布、作者合作、文獻(xiàn)耦合等要素的可視化功能，展現(xiàn)和分析學(xué)科前沿的趨勢(shì)和知識(shí)關(guān)聯(lián)狀態(tài)[7-8]。本次研究數(shù)據(jù)來源于Web of Science核心合集和中國(guó)CNKI數(shù)據(jù)庫，檢索時(shí)間段為2011—2021年，同時(shí)為了保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性，保留論文(Articles)和綜述論文(Review Articles)2種類型，采用基本檢索方式，以“全記錄與參考文獻(xiàn)”結(jié)果導(dǎo)出。為了保證對(duì)甲烷管控技術(shù)研究現(xiàn)狀分析的全面性，分別從能源、農(nóng)業(yè)、廢棄物等分領(lǐng)域的甲烷減排技術(shù)和排放、監(jiān)測(cè)、捕集(空氣)等綜合管控類的甲烷共性技術(shù)兩大方面篩選主題詞。最終確定了煤炭領(lǐng)域的瓦斯抽采(gas extraction)和瓦斯利用(gas utilization)、油氣領(lǐng)域的油氣甲烷(oil and gas methane)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)甲烷(agricultural methane)、廢棄物領(lǐng)域的廢棄物甲烷(waste methane)等5個(gè)主題詞，以及甲烷排放(methane emission)、甲烷監(jiān)測(cè)(methane monitoring)、甲烷捕集(methane capture)等3個(gè)共性技術(shù)的主題詞，對(duì)上述8個(gè)中英文主題詞進(jìn)行檢索分析，共檢索到甲烷排放(methane emission)28 043篇、甲烷監(jiān)測(cè)(methane monitoring)6 935篇、甲烷捕集(methane capture)6 636篇、瓦斯抽采(gas extraction)4 574篇、瓦斯利用(gas utilization)3 842篇、油氣甲烷(oil and gas methane)10 449篇、農(nóng)業(yè)甲烷(agricultural methane)8 264篇、廢棄物甲烷(waste methane)5 635篇。對(duì)8個(gè)中英文主題詞取并集后排除重復(fù)部分，最終從CNKI和Web of Science數(shù)據(jù)庫中分別收集了24 358篇和50 020篇文獻(xiàn)。

2 結(jié)果和討論

2.1 發(fā)文數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析

2011—2021年各行業(yè)領(lǐng)域甲烷相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)對(duì)比如圖1所示，2011—2021年各關(guān)鍵詞檢索的中、英文文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)對(duì)比如圖2、圖3所示。

圖1 2011—2021年各行業(yè)領(lǐng)域甲烷相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

圖2 2011—2021年各關(guān)鍵詞檢索的中文文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

圖3 2011—2021年各關(guān)鍵詞檢索的英文文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

由圖1可知，近10年內(nèi)發(fā)表的關(guān)于“甲烷管控技術(shù)”的英文文獻(xiàn)數(shù)量快速增長(zhǎng)，中文文獻(xiàn)數(shù)量較為穩(wěn)定，保持在每年1 000篇左右，中文與英文的文獻(xiàn)數(shù)量差距呈逐步增大趨勢(shì)。

由圖2、圖3可知，我國(guó)在煤炭行業(yè)中瓦斯抽采與利用領(lǐng)域發(fā)文量最高，年均超過400篇，占比約為40%。近3年來，我國(guó)對(duì)甲烷排放的關(guān)注顯著增加，文獻(xiàn)數(shù)量增加近30%；甲烷捕集、油氣甲烷的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量逐漸增多；廢棄物甲烷研究文獻(xiàn)居甲烷管控技術(shù)各行業(yè)領(lǐng)域英文文獻(xiàn)研究首位，且呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，2021年文獻(xiàn)數(shù)量占比超28%；綜合管控方面甲烷捕集文獻(xiàn)數(shù)量少于甲烷監(jiān)測(cè)文獻(xiàn)數(shù)量；油氣方面甲烷管控文獻(xiàn)占比逐年升高，煤炭甲烷文獻(xiàn)占比則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，自2016年的2.8%下降到2021年的2.3%。國(guó)外對(duì)于油氣行業(yè)甲烷排放情況的關(guān)注有所增加，這種行業(yè)方向的側(cè)重與各國(guó)能源結(jié)構(gòu)具有密切關(guān)系，且眾多國(guó)家出臺(tái)了甲烷管控的相關(guān)政策或法律法規(guī)，并對(duì)油氣行業(yè)甲烷排放源提出了具體要求[7]。在綜合管控方面，2015年開始甲烷捕集方面文獻(xiàn)數(shù)量逐步超過甲烷監(jiān)測(cè)方面。

2.2 研究力量分布

2.2.1 作者及合著分析

在CNKI和Web of Science數(shù)據(jù)庫中分別提取了679名和3 673名相關(guān)作者的信息。選取中國(guó)與外國(guó)各行業(yè)的代表作者，分析研究團(tuán)隊(duì)及其研究?jī)?nèi)容。

1)煤炭領(lǐng)域。我國(guó)在瓦斯抽采與利用方面的研究團(tuán)隊(duì)較多，主要有：程遠(yuǎn)平、林柏泉等中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，以減少煤炭生產(chǎn)過程中甲烷向大氣逸散為目的，研究了煤層瓦斯含量測(cè)量方法、含瓦斯煤性質(zhì)及瓦斯抽采與資源化利用的技術(shù)方法[8]；以李樹剛和林海飛為代表的西安科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，主要研究瓦斯在煤層中的運(yùn)移規(guī)律及煤與瓦斯共采技術(shù)等[9]；以許江、彭守建為代表的重慶大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，主要研究?jī)?nèi)容為瓦斯抽采等技術(shù)[10-12]。在國(guó)外，以Barkley和Davis為代表的賓夕法尼亞大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，主要研究瓦斯抽采及瓦斯發(fā)電等技術(shù)[13]。

2)油氣行業(yè)甲烷管控領(lǐng)域。中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院的許科偉、楊帆和王國(guó)建共同研究油氣勘探與微泄漏，基于油氣泄漏致使甲烷排放，探尋甲烷管控的方法[14];以Daniel J Jacob、Joannes D Maasakkers和Sheng Jianxiong為代表的美國(guó)哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，主要研究甲烷排放與衛(wèi)星檢測(cè)等技術(shù)[15]；以美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的Colm Sweeney和美國(guó)密歇根大學(xué)Eric A Kort為代表的2個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)系十分密切，共同研究美國(guó)的甲烷人為排放及二氧化碳、甲烷排放與監(jiān)測(cè)技術(shù)[16];我國(guó)廣東省汕頭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站的賴永忠基于甲烷監(jiān)測(cè)方向研究甲烷管控的方法，主要研究測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)物的吹掃捕集氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的分析方法[17]。

3)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。我國(guó)相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)主要有：以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所的刁其玉、屠焰、董利鋒等為代表的研究人員，主要研究飼料對(duì)牛羊生長(zhǎng)性能、肉質(zhì)、瘤胃發(fā)酵與生物菌群結(jié)構(gòu)等的影響[18]，以及反芻動(dòng)物甲烷排放量的測(cè)定，以甲烷產(chǎn)生原理為基礎(chǔ)，采取源頭管控的辦法控制農(nóng)業(yè)甲烷排放量；由葉小梅帶領(lǐng)的江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)，主要研究秸稈或畜禽糞便的厭氧、混合等發(fā)酵過程，通過甲烷產(chǎn)生過程研究甲烷管控的方法[19]。國(guó)外農(nóng)業(yè)領(lǐng)域甲烷管控研究人員主要有澳大利亞南十字星大學(xué)的Damien T Maher、意大利米蘭大學(xué)的Marco Fiala等[20-21]。

4)廢棄物甲烷管控方面。我國(guó)學(xué)者及研究人員主要基于有機(jī)廢棄物和生活污水2個(gè)層面，研究甲烷管控的有效措施。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所的趙立欣和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所的馮晶建立合作關(guān)系，共同研究秸稈、牛羊糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物及其發(fā)酵影響因素，以及甲烷產(chǎn)生過程，從源頭管控，促進(jìn)甲烷管控研究發(fā)展[22]；以劉廣青為代表的北京化工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，主要研究廚余垃圾等有機(jī)作物厭氧消化過程和鈉鹽對(duì)其影響及甲烷排放潛力[23]，進(jìn)而研究有機(jī)廢棄物的甲烷管控辦法；以王東波為代表的湖南大學(xué)團(tuán)隊(duì)，主要研究了食物垃圾厭氧消化、廢水等城市生活廢棄物產(chǎn)生甲烷的過程及影響，從過程出發(fā)研究了廢棄物領(lǐng)域甲烷管控的辦法[24]。在國(guó)外，以Pariatamby和Rahedah為代表的馬來亞大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，研究了有機(jī)廢物添加對(duì)甲烷氧化活性的影響[25]。

2.2.2 國(guó)別與機(jī)構(gòu)分析

由統(tǒng)計(jì)可得，2011—2021年甲烷管控研究領(lǐng)域的論文來自143個(gè)國(guó)家和地區(qū)，但在此領(lǐng)域的研究較為集中，其中發(fā)文量前15的國(guó)家如圖4所示。

由圖4可以看出:中國(guó)和美國(guó)發(fā)文量分別為1 360篇和1 338篇，占據(jù)甲烷管控研究領(lǐng)域的第一梯隊(duì)，大幅領(lǐng)先于其他國(guó)家和地區(qū)，且兩國(guó)發(fā)文量之和約占總發(fā)文量的1/2，表明中美兩國(guó)在甲烷管控和氣候環(huán)境保護(hù)方面極其重視，同時(shí)也擁有雄厚的經(jīng)濟(jì)和科研實(shí)力，并對(duì)該領(lǐng)域的研究投入了大量的財(cái)力和物力。加拿大發(fā)文量為426篇，位列第三，表明其在甲烷管控領(lǐng)域有較強(qiáng)的科研實(shí)力；德國(guó)、英國(guó)、澳大利亞分別以424、340和308篇文章緊隨其后，與加拿大同處于此研究領(lǐng)域的第二梯隊(duì)；印度、意大利、日本、法國(guó)處于此研究領(lǐng)域的第三梯隊(duì)；其余發(fā)文量較多的國(guó)家還包括西班牙、荷蘭、俄羅斯、波蘭和韓國(guó)等。

圖4 2011—2021年甲烷管控領(lǐng)域發(fā)文量前15位的國(guó)家

2011—2021年甲烷管控領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)合作圖譜如圖5所示。機(jī)構(gòu)數(shù)量以節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)表示，節(jié)點(diǎn)(圓圈)的大小和字體標(biāo)簽大小代表機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)的產(chǎn)出量；網(wǎng)絡(luò)中連線的疏密反映機(jī)構(gòu)之間合作的密切程度。

圖5 2011—2021年甲烷管控領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)合作圖譜

由圖4、圖5可以看出，全球共有1 058個(gè)研究機(jī)構(gòu)在甲烷管控領(lǐng)域發(fā)表了學(xué)術(shù)研究成果，發(fā)文量排名前三的研究機(jī)構(gòu)分別是中國(guó)科學(xué)院(253篇)、瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(105篇)、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(89篇)，其中中國(guó)科學(xué)院的發(fā)文量遙遙領(lǐng)先于其他機(jī)構(gòu)，且在此領(lǐng)域的研究水平較高、影響程度較大；在機(jī)構(gòu)分布方面，排名前15的機(jī)構(gòu)分別來自中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、丹麥、加拿大，其中有7個(gè)中國(guó)機(jī)構(gòu)，分別是中國(guó)科學(xué)院、瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)。

2.3 研究前沿與熱點(diǎn)

2.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

為分析近些年中外甲烷管控的研究熱點(diǎn)，采用共現(xiàn)分析方法對(duì)2011—2021年數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞是作者將論文論點(diǎn)高度凝練后提取的，分析其演變情況可以有效了解該研究領(lǐng)域的總體特征和發(fā)展態(tài)勢(shì)。利用CiteSpace軟件繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)科學(xué)知識(shí)圖譜，得到2011—2021年國(guó)內(nèi)外甲烷管控研究中文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，如圖6所示。其中節(jié)點(diǎn)數(shù)N為617，連線數(shù)E為706。外文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜如圖7所示，其中節(jié)點(diǎn)數(shù)N為578，連線數(shù)E為726。

圖6 2011—2021年中文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

圖7 2011—2021年外文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

圖6和圖7中用半徑大小不同的“年輪形”節(jié)點(diǎn)和大小不同“十字形”節(jié)點(diǎn)來表示國(guó)內(nèi)外甲烷管控研究關(guān)鍵詞的共現(xiàn)頻次。節(jié)點(diǎn)半徑越大、節(jié)點(diǎn)間連接線越粗，則表示該關(guān)鍵詞的共現(xiàn)頻次越高。由圖6、圖7可以看出：出現(xiàn)頻次較高的中文關(guān)鍵詞為穿層鉆孔(337)、卸壓增透(212)、水力沖孔(181)、順層鉆孔(165)、水力割縫(142)、厭氧發(fā)酵(91)、產(chǎn)甲烷菌(58)等；出現(xiàn)頻次較高的外文關(guān)鍵詞為Rumen microorganism(瘤胃微生物)(215)、Biogas production(沼氣生產(chǎn))(196)、Co-digestion(共消化)(168)、Biogas production(沼氣生產(chǎn))(132)、Fluid flow(流體流動(dòng))(117)、Antioxidant activity(抗氧化活性)(98)、Shale gas(頁巖氣)(75)等。

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中節(jié)點(diǎn)最外層的深色圓圈顯示關(guān)鍵詞共現(xiàn)的中心性，中心性能反映某節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系及其在整個(gè)圖譜中的作用和地位。通過對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)中心性(中心性大于0.1)進(jìn)行分析，可以得到對(duì)甲烷管控研究具有重要作用的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞，進(jìn)而得到近些年國(guó)內(nèi)外甲烷管控研究領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)：國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞為排放特征(0.25)、餐廚垃圾(0.23)、排放通量(0.21)、卸壓增透(0.14)、順層鉆孔(0.13)、水力沖孔(0.11)、穿層鉆孔(0.11)；國(guó)外研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞為Hydrocarbon(碳?xì)浠衔?(0.32)、Pressure swing adsorption(變壓吸附)(0.17)、Natural gas production(天然氣生產(chǎn))(0.11)。

結(jié)合關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻次和中心性分析，可知我國(guó)甲烷管控的研究熱點(diǎn)主要集中在瓦斯抽采利用方面[26]，卸壓增透、順層鉆孔、水力沖孔、穿層鉆孔、水力割縫等技術(shù)是瓦斯抽采領(lǐng)域重要的研究熱點(diǎn)。國(guó)外甲烷管控技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要集中在油氣行業(yè)方面。

2.3.2 突現(xiàn)詞分析

進(jìn)一步研究某一時(shí)段引用量有較大變化的關(guān)鍵詞，探究某一個(gè)關(guān)鍵詞衰落或者興起的情況，進(jìn)一步對(duì)該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析，分別繪制中文和外文的突現(xiàn)詞共現(xiàn)圖譜，如圖8和圖9所示。圖中大小不同“十字形”節(jié)點(diǎn)用以表示突現(xiàn)詞，節(jié)點(diǎn)越大、節(jié)點(diǎn)之間的連線越粗則表示該突現(xiàn)詞的出現(xiàn)頻次越高。

年份

年份

分析圖8、圖9可知，2011—2015年，出現(xiàn)的突現(xiàn)強(qiáng)度較高的中文詞是封孔工藝，其次是預(yù)抽瓦斯、好氧堆肥、鉆孔間距等；出現(xiàn)的突現(xiàn)強(qiáng)度較高的外文詞是Denitrification(脫氮)，其次是Adsorption(吸附)、Methane oxidation(甲烷氧化)、Catalyst(催化劑)、Organic carbon(有機(jī)碳)等。脫氮[27]主要應(yīng)用在土壤、垃圾填埋場(chǎng)等方面，氮可以影響甲烷產(chǎn)生、氧化和傳輸過程，最終影響甲烷排放量，因此脫氮可實(shí)現(xiàn)甲烷的資源化利用，減少環(huán)境污染。

2016—2021年突現(xiàn)強(qiáng)度較高的中文詞是乏風(fēng)瓦斯、管道輸送，其次是替代燃料、兩堵一注、填埋處理等。乏風(fēng)[28](又稱礦井乏風(fēng)，簡(jiǎn)稱VAM)指煤礦在采掘過程中對(duì)煤礦井下進(jìn)行大量通風(fēng)，供風(fēng)風(fēng)流經(jīng)過開采工作面及其他用風(fēng)地點(diǎn)后攜帶有瓦斯，其所含甲烷濃度(體積分?jǐn)?shù))低于0.75%。目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有乏風(fēng)利用技術(shù)有乏風(fēng)熱逆流反應(yīng)器技術(shù)、催化逆流反應(yīng)器技術(shù)、乏風(fēng)甲烷氧化技術(shù)等。乏風(fēng)瓦斯資源的利用對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

2011—2021年突現(xiàn)強(qiáng)度最高的外文詞是保護(hù)性耕作(Tillage)[29]。水稻田秸稈還田降低了CH4的排放，CH4的排放降低量會(huì)隨著還田量和年限增加而增加。分析評(píng)價(jià)全球增溫潛勢(shì)時(shí)，如果考慮固碳作用，保耕措施能減少GHG排放甚至使農(nóng)田轉(zhuǎn)變成碳匯。

進(jìn)一步挖掘圖譜可知，2019—2020年涌現(xiàn)了新興熱點(diǎn)內(nèi)容，Biofuel(生物燃料)、Interspecies electron transfer(微生物種間電子轉(zhuǎn)移)、Methane reforming(甲烷重整)將是未來甲烷管控領(lǐng)域的前沿問題。

2.4 中外研究熱點(diǎn)對(duì)比分析

從地域角度可知，各地域的相關(guān)研究存在一定的共性，同時(shí)也有著較大的差異性[30]。在甲烷管控研究領(lǐng)域，中國(guó)和美國(guó)的發(fā)文量占據(jù)了領(lǐng)先地位，歐洲國(guó)家也以較高的發(fā)文量位居其后，因此筆者對(duì)中、美、歐洲國(guó)家2011—2021年在甲烷管控領(lǐng)域發(fā)表論文的高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)比分析中外近年來在此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。2011—2021年中外甲烷管控領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞對(duì)比如表1所示。

表1 2011—2021年中外甲烷管控領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞對(duì)比

由表1可以看出：中國(guó)在甲烷管控領(lǐng)域的發(fā)文中出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞有Gas extraction(瓦斯抽采)、Methanogens(產(chǎn)甲烷菌)、Numerical Simulation(數(shù)值模擬)、Drilling through layers(穿層鉆孔)、Anaerobic fermentation(厭氧發(fā)酵)；美國(guó)在甲烷管控領(lǐng)域的發(fā)文中出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞有Anaerobic digestion(厭氧消化)、Biogas production(沼氣生產(chǎn))、Oxidation(氧化)、Co-digestion(共消化)、Fermentation(發(fā)酵)；歐洲國(guó)家在甲烷管控領(lǐng)域的發(fā)文中出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞有Fermentation(發(fā)酵)、Adsorption(吸附)、Anaerobic oxidation(厭氧氧化)、Numerical Simulation(數(shù)值模擬)、Biogas production(沼氣生產(chǎn))。

結(jié)合其他高頻關(guān)鍵詞可知，中、美、歐洲在能源、農(nóng)業(yè)及廢棄物等領(lǐng)域甲烷管控方面均有較多的學(xué)術(shù)研究成果，但中、美、歐存在一定的差異。中國(guó)的研究側(cè)重于瓦斯抽采、產(chǎn)甲烷菌、穿層鉆孔、厭氧發(fā)酵、卸壓增透等方向，而美國(guó)的研究側(cè)重于厭氧消化、沼氣生產(chǎn)、氧化、共消化、發(fā)酵、捕集、吸附等方向，歐洲國(guó)家的研究側(cè)重于發(fā)酵、吸附、厭氧氧化、瘤胃發(fā)酵、分解、封存等方向，各國(guó)研究的側(cè)重點(diǎn)呈現(xiàn)多元化。中美多家研究機(jī)構(gòu)在甲烷排放和監(jiān)測(cè)技術(shù)方面有著密切的合作關(guān)系；中歐在產(chǎn)甲烷菌、厭氧氧化等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展方向一致；中、美、歐在全球甲烷管控和氣候變暖方面達(dá)成共識(shí)，為全球甲烷管控目標(biāo)及全球氣候變暖的應(yīng)對(duì)起到了有效的助推作用。

3 結(jié)語

1)從研究熱點(diǎn)來看，煤炭行業(yè)甲烷管控主要在卸壓增透、順層鉆孔、水力沖孔、穿層鉆孔、水力割縫等瓦斯抽采技術(shù)方面進(jìn)行研究；油氣行業(yè)主要集中在變壓吸附、油氣化探、氣體逃逸、油氣泄漏研究等方面；農(nóng)業(yè)行業(yè)主要聚焦厭氧發(fā)酵、產(chǎn)甲烷菌、瘤胃發(fā)酵研究等方面；廢棄物甲烷管控研究主要圍繞共消化、餐廚垃圾處理和堆肥。此外，綜合管控方面主要對(duì)排放特征、排放因子、排放標(biāo)準(zhǔn)、在線監(jiān)測(cè)等進(jìn)行研究。

2)從新興技術(shù)來看，生物燃料、微生物種間電子轉(zhuǎn)移、甲烷重整將是未來甲烷管控技術(shù)領(lǐng)域的前沿問題，研究將從源頭減少甲烷的生成、從末端進(jìn)行甲烷的處理、利用衛(wèi)星遙感等監(jiān)測(cè)甲烷管控的成效等方向進(jìn)行。

3)從地區(qū)分布角度來看，各區(qū)域在甲烷管控技術(shù)領(lǐng)域的研究各有側(cè)重點(diǎn)，研究呈現(xiàn)多元化。我國(guó)能源行業(yè)的甲烷管控相關(guān)研究較多，側(cè)重于煤炭瓦斯開采和利用等技術(shù)的研究；美國(guó)著重研究油氣、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的甲烷管控，側(cè)重于厭氧消化等技術(shù)的研究；歐洲農(nóng)業(yè)和廢棄物的相關(guān)研究較多，側(cè)重于瘤胃發(fā)酵等技術(shù)的研究。