摘要：土壤碳庫(kù)在全球碳循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)健康維持方面具有關(guān)鍵作用。為了解土壤碳庫(kù)的研究趨勢(shì)和熱點(diǎn)，本文基于2014—2023年中國(guó)知網(wǎng)和Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)表的8659篇論文，利用VOSviewer和CiteSpace可視化工具，分析了有關(guān)土壤碳庫(kù)研究的論文發(fā)表數(shù)量、被引頻次、研究機(jī)構(gòu)、主要作者和研究熱點(diǎn)等。結(jié)果表明：近十年間國(guó)內(nèi)外關(guān)于土壤碳庫(kù)的研究論文發(fā)文量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，年均發(fā)文量為492.95篇；被引頻次最高的中文文獻(xiàn)為《土壤碳庫(kù)構(gòu)成研究進(jìn)展》，被引次數(shù)為265次，被引頻次最高的英文文獻(xiàn)為“Total Carbon and Nitrogen in the Soils of the World”，頻次為2480次；中英文文獻(xiàn)的主要貢獻(xiàn)者為我國(guó)的科研機(jī)構(gòu)和人員；研究熱點(diǎn)聚焦在土壤碳庫(kù)的組分、穩(wěn)定性和影響因素等方面；研究趨勢(shì)逐漸從碳組分研究轉(zhuǎn)向碳庫(kù)穩(wěn)定性控制和與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系探討。未來(lái)研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注碳庫(kù)穩(wěn)定性調(diào)控、碳中和策略以及全球變化對(duì)碳庫(kù)的影響。期望本文能夠?yàn)橥寥捞紟?kù)的研究提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：土壤碳庫(kù)；文獻(xiàn)計(jì)量；VOSviewer；CiteSpace；研究熱點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：S153 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " "文章編號(hào)：1007-0435（2025）01-0136-11

Visual Analysis of Soil Carbon Pool Research from 2014 to 2023 Based on VOSviewer and CiteSpace

ZHOU Ze， ZHANG Chun-ping， CAO Quan， YU Yang， WEI Kong-tao， DONG Quan-min*

（Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine/Qinghai University Academy of Animal and Veterinary Science， Qinghai Provincial Key Laboratory of Adaptive Management on Alpine Grassland， Key Laboratory of Alpine Grassland Ecosystem in the Three-River-Source Qinghai University， Ministry of Education， Xining， Qinghai Province 810016， China）

Abstract：Soil carbon pools plays a crucial role in the global carbon cycle and the maintenance of ecosystem health. To understand the research trends and hotspots related to soil carbon pools， in this paper we analyzed 8659 relevant articles published from 2014 to 2023 in the China National Knowledge Infrastructure （CNKI） and Web of Science databases by utilizing the visualization tools VOSviewer and CiteSpace. The results indicated that the volume of research papers on soil carbon pools has shown an increasing trend over the past decade， with an average annual publication rate of 492.95 articles. The most cited Chinese paper was titled “Research Progress on the Composition of Soil Carbon Pools”with 265 citations， while the most cited English paper was “Total Carbon and Nitrogen in the Soils of the World” with 2480 citations. The primary contributors to both Chinese and English literature were research institutions and personnel from our country. The research hot spots focued on the components， stability， and influencing factors of soil carbon pools. The trend in research was shifting from studying carbon components to exploring the control of carbon pool stability and its relationship with ecosystem functions. Future studies should prioritize the regulation of carbon pool stability， carbon neutrality strategies， and the impact of global changes on carbon pools. It is hoped that this paper will provide references and insights for further research on soil carbon pools.

Key words：Soil carbon pool；Bibliometrics；VOSviewer；CiteSpace；Research hotspot

隨著全球城市化進(jìn)程和工業(yè)化程度加快，產(chǎn)生了大量溫室氣體，排放到環(huán)境中，引發(fā)了全球性的氣候變暖問(wèn)題，嚴(yán)重影響了人類(lèi)的生存環(huán)境［1-2］。Monastersky研究表明［3］，當(dāng)前氣候變暖問(wèn)題是由人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的CO2和CH4等溫室氣體過(guò)量排放所致。中國(guó)在2020年率先宣布，將在2030年前實(shí)現(xiàn)CO2排放達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)［4］?！疤歼_(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)已經(jīng)列入國(guó)家“十四五”發(fā)展規(guī)劃方案之中［5］。在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)大背景下，如何減少碳排放，提高生態(tài)系統(tǒng)的儲(chǔ)碳能力，盡早實(shí)現(xiàn)2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)成為政府與學(xué)術(shù)界共同關(guān)注的研究熱點(diǎn)［6］。土壤碳庫(kù)是全球第3大碳庫(kù)，僅次于海洋和巖石碳庫(kù)，是地球表層的最大碳庫(kù)，碳含量約為2500 Pa，其碳儲(chǔ)量約等于大氣碳庫(kù)的3.3倍、陸地植物碳庫(kù)的4.5倍［7］。根系凋落物和微生物將碳輸入土壤中，土壤的呼吸作用散失一部分碳，剩余穩(wěn)定的碳構(gòu)成土壤碳庫(kù)［8］。土壤碳庫(kù)在全球碳循環(huán)中占據(jù)重要地位，土壤碳庫(kù)是引起大氣溫室氣體濃度變化的重要因素之一［9］，每年因?yàn)橥寥篮粑饔孟虼髿庵信欧诺奶歼_(dá)到了60 Pg［10］。因?yàn)橥寥捞紟?kù)的體量巨大，其微小的變化，就會(huì)造成大氣中溫室氣體的較大波動(dòng)，從而引起氣候變暖等問(wèn)題［11］。土壤碳庫(kù)的研究關(guān)乎國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成，更是減少溫室氣體排放、遏制氣候變暖的重要抓手。

目前對(duì)土壤碳庫(kù)的研究文獻(xiàn)數(shù)量在不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的文獻(xiàn)閱讀方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前科研人員的需求，不能匹配當(dāng)前研究強(qiáng)度。傳統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述，主要依據(jù)個(gè)人的想法與主觀意識(shí)，更多為定性分析描述，無(wú)法做到精確地定量分析。文獻(xiàn)計(jì)量是依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，通過(guò)分析處理文獻(xiàn)之間的定量關(guān)系，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的研究歷程、現(xiàn)狀及研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析［12］。使用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)能夠規(guī)避傳統(tǒng)文獻(xiàn)綜述的缺陷，定量地分析該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)等［13］。因此可以利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)手段，對(duì)土壤碳庫(kù)的研究進(jìn)行系統(tǒng)的梳理總結(jié)，明確前期研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，分析相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢(shì)。有關(guān)土壤碳庫(kù)的研究綜述，主要集中在土壤碳庫(kù)構(gòu)成［14］、土壤碳儲(chǔ)量［15］、碳循環(huán)［16］ 、土壤碳庫(kù)的影響因素，如氮沉降等［17-19］、 農(nóng)田土壤管理措施等人為因素對(duì)土壤碳庫(kù)的影響等方面［20］。前人的研究主要集中在對(duì)土壤碳庫(kù)影響或機(jī)制等單一熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)土壤碳庫(kù)總體的研究熱點(diǎn)梳理、文獻(xiàn)計(jì)量定性、定量分析層面相對(duì)較少。

CiteSpace是由美國(guó)德雷塞爾大學(xué)陳超美博士聯(lián)合大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的一款基于Java環(huán)境可視化文獻(xiàn)計(jì)量分析軟件［21］。主要應(yīng)用于文獻(xiàn)資料的查找收集，分析研究的主題與熱點(diǎn)等方面［22］。VOSviewer可視化分析軟件具有出圖分辨率高、操作簡(jiǎn)單、作圖美觀等特點(diǎn)，能夠?qū)iteSpace的分析進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)充與完善［23］。為更好地了解土壤碳庫(kù)的研究熱點(diǎn)與研究趨勢(shì)，本文使用文獻(xiàn)可視化軟件CiteSpace和VOSviewer，對(duì)2014—2023年發(fā)表在中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）與Web of Science （WOS）數(shù)據(jù)庫(kù)核心合集中的Science Citation Index Expanded（SCI—E）文獻(xiàn)進(jìn)行整理和分析，總結(jié)近十年的研究成果，并對(duì)未來(lái)研究的趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，系統(tǒng)地呈現(xiàn)關(guān)于土壤碳庫(kù)研究的總體情況，以期揭示近10年以來(lái)有關(guān)土壤碳庫(kù)的研究領(lǐng)域與發(fā)展動(dòng)態(tài)，旨在推動(dòng)相關(guān)學(xué)者對(duì)土壤碳庫(kù)更進(jìn)一步地深入研究，為今后土壤碳庫(kù)的相關(guān)研究提供參考與思路。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究用于分析的數(shù)據(jù)檢索自中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)和科睿唯安（Clarivate Analytics）旗下的Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)，引文索引選擇SCI-E（Science Citation Index Expanded），該數(shù)據(jù)庫(kù)包含全球高質(zhì)量的文獻(xiàn)資料［24］。在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)高級(jí)檢索中，以主題=“土壤碳庫(kù)”檢索，在WOS數(shù)據(jù)庫(kù)以公式TS=“Soil carbon pool”為主題詞進(jìn)行檢索，為確保文獻(xiàn)質(zhì)量，除去會(huì)議論文、科技成果、在線發(fā)表的論文，將時(shí)間范圍設(shè)定為2014-2023年，共獲得中文文獻(xiàn)1028篇，英文文獻(xiàn)7631篇。

1.2 分析方法

在WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)以文本格式保存；CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到的文獻(xiàn)以Refworks格式保存。使用軟件VOSviewer繪制作者之間的合作圖譜、關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖、關(guān)鍵詞時(shí)間分布圖和關(guān)鍵詞熱點(diǎn)分布圖。使用軟件CiteSpace繪制關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖、關(guān)鍵詞時(shí)線圖等。研究熱點(diǎn)與前沿分析利用VOSviewer中Keyword功能以及CiteSpace控制面板“Node Types”中的Keyword功能對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類(lèi)，再通過(guò)Control Panel控制面板中“Burstness”與“Timeline”功能進(jìn)行突現(xiàn)性與時(shí)間線分析。對(duì)檢索并下載的數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2021分析年度總出版物數(shù)量變化趨勢(shì)，使用Origin 2022繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文數(shù)量

文獻(xiàn)出版物的年度發(fā)文數(shù)量能夠反映該研究領(lǐng)域的關(guān)注程度與發(fā)展趨勢(shì)［25-26］。由圖1可知，國(guó)外關(guān)于土壤碳庫(kù)的相關(guān)研究發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，該領(lǐng)域被越來(lái)越重視。中文文獻(xiàn)最近十年的發(fā)文數(shù)量基本持平，無(wú)明顯變化。英文文獻(xiàn)的發(fā)文量顯著高于中文文獻(xiàn)，截至2024年年初，中文文獻(xiàn)發(fā)文數(shù)量最多的年份為2021年，達(dá)到110篇；英文文獻(xiàn)發(fā)文量最大的年份為2022年，達(dá)到945篇。英文文獻(xiàn)發(fā)文量從2015年開(kāi)始進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段，2021年增長(zhǎng)速率達(dá)到高峰。中文文獻(xiàn)近十年來(lái)沒(méi)有明顯的增長(zhǎng)，基本保持平穩(wěn)的趨勢(shì)，無(wú)明顯的變化?？傮w而言，國(guó)際上關(guān)于土壤碳庫(kù)的研究仍然為熱點(diǎn)，預(yù)計(jì)發(fā)文量會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，中文文獻(xiàn)的發(fā)文量預(yù)計(jì)會(huì)保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。

2.2 發(fā)文作者

將檢索到的中文文獻(xiàn)與英文文獻(xiàn)作者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，英文文獻(xiàn)發(fā)文作者共有28 226名，中文作者共有2796名。圖2與圖3為主要作者合作關(guān)系，主要作者之間節(jié)點(diǎn)均有聯(lián)系，分散存在的較少，說(shuō)明在土壤碳庫(kù)研究領(lǐng)域，主要以學(xué)者之間的合作研究為主，較少學(xué)者在土壤碳庫(kù)研究領(lǐng)域開(kāi)展獨(dú)立研究。由表1可知，來(lái)自德國(guó)哥廷根大學(xué)的Kuzyakov·Yakov教授發(fā)文量最大。中文文獻(xiàn)中，發(fā)文量較大的主要為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的潘根興教授。

2.3 發(fā)文機(jī)構(gòu)

由表2可知，CNKI檢索的文獻(xiàn)中共涉及257家科研機(jī)構(gòu)，發(fā)文量最高的機(jī)構(gòu)為西北農(nóng)林科技大學(xué)，近十年間共發(fā)文115篇，占比為12.98%；WOS中檢索的文獻(xiàn)共涉及4831家科研機(jī)構(gòu)，發(fā)文量最大的為Chinese Academy of Sciences（中國(guó)科學(xué)院），共發(fā)文1162篇，占比15.23%，其余中國(guó)機(jī)構(gòu)還有中國(guó)科學(xué)院大學(xué)和西北農(nóng)林科技大學(xué)。從分析結(jié)果可知，對(duì)土壤碳庫(kù)的研究我國(guó)的貢獻(xiàn)度要高于其他國(guó)家，其中以中國(guó)科學(xué)院及其附屬單位為杰出代表，其次為美國(guó)農(nóng)業(yè)部和西北農(nóng)林科技大學(xué)。西北農(nóng)林科技大學(xué)發(fā)文主要以碩博論文為主，中科院及其附屬機(jī)構(gòu)主要以相關(guān)的研究論文為主。主要的發(fā)文機(jī)構(gòu)集中在農(nóng)業(yè)環(huán)境類(lèi)的高校和研究機(jī)構(gòu)。

2.4 發(fā)文期刊

對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)文期刊進(jìn)行分析，學(xué)者可根據(jù)期刊的發(fā)文量與排名更好地選擇合適的期刊發(fā)表自己的研究成果。在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中，發(fā)文量最高的期刊為《生態(tài)學(xué)報(bào)》，發(fā)文數(shù)量為59篇，其次為《土壤通報(bào)》，發(fā)文量前五的期刊均被收錄于中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)于土壤碳庫(kù)的發(fā)文期刊主要集中在環(huán)境生態(tài)類(lèi)的相關(guān)期刊中。在WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中，發(fā)文量最高的為期刊Soil Biology Biochemistry，發(fā)文量為387篇，遠(yuǎn)高于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中《生態(tài)學(xué)報(bào)》的發(fā)文量，該期刊為土壤專(zhuān)業(yè)類(lèi)期刊，在土壤學(xué)領(lǐng)域排名靠前，具有很高的權(quán)威性。其次為Science of The Total Environment，該期刊為環(huán)境類(lèi)綜合期刊，排名前五的期刊均為中科院分區(qū)1區(qū)的頂尖期刊。

2.5 文獻(xiàn)引用

文獻(xiàn)的被引頻次能夠反映論文在該研究領(lǐng)域的影響力和重要性，是領(lǐng)域內(nèi)被大家公認(rèn)的具有很高學(xué)術(shù)價(jià)值的研究論文［27］。表5為土壤碳庫(kù)研究領(lǐng)域近十年被引頻次前十的中文論文，被引頻次最高的論文為《土壤碳庫(kù)構(gòu)成研究進(jìn)展》，作者為余健等人，2014年發(fā)表于《生態(tài)學(xué)報(bào)》，被引頻次為265次，年均被引頻次為24.09次，該論文主要綜述了土壤碳庫(kù)的組分和構(gòu)成，對(duì)土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定性有機(jī)碳庫(kù)和不穩(wěn)定性有機(jī)碳庫(kù)進(jìn)行歸類(lèi)，并評(píng)述了各類(lèi)碳庫(kù)的分析測(cè)定方法。在WOS數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的文獻(xiàn)中，被引頻次最高的為“Total Carbon and Nitrogen in the Soils of the World”，該文章由Batjes等人于2014年發(fā)表在期刊European Journal of Soil Science上，被引次數(shù)為2480次，年均被引次數(shù)為225.45次，這篇論文主要評(píng)估了全球土壤中碳和氮的含量和分布，探討了土地利用變化、氣候變化對(duì)土壤碳氮循環(huán)的影響。

2.6 研究熱點(diǎn)與趨勢(shì)分析

2.6.1 關(guān)鍵詞聚類(lèi) 關(guān)鍵詞能夠表述論文的中心內(nèi)容，可以根據(jù)關(guān)鍵詞來(lái)理解研究者的主題和方向，通過(guò)關(guān)注關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率來(lái)追蹤一個(gè)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)［12］。聚類(lèi)分析是一種常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，能夠根據(jù)關(guān)鍵詞的聯(lián)系緊密情況將不同關(guān)鍵詞聚類(lèi)成團(tuán)［28］。根據(jù)軟件VOSviewer繪制的關(guān)鍵詞聚類(lèi)可視化圖，可以明確關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系，以此為根據(jù)探究土壤碳庫(kù)研究的熱點(diǎn)。從CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索文獻(xiàn)關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖發(fā)現(xiàn)（圖4），土壤碳庫(kù)方面的研究主要集中在土壤有機(jī)碳、碳庫(kù)管理指數(shù)、土壤碳庫(kù)、活性有機(jī)碳、有機(jī)碳、碳庫(kù)等方面。WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中出現(xiàn)次數(shù)最多的關(guān)鍵詞依次是dynamic，carbon，nitrogen，decomposition。

從關(guān)鍵詞出現(xiàn)的情況來(lái)看，土壤碳庫(kù)的研究主要圍繞土壤碳庫(kù)管理、碳的分解等方面。圖5為關(guān)鍵詞時(shí)間分布圖，前期的研究主要集中在碳、氮、土壤有機(jī)碳、碳庫(kù)管理指數(shù)和氣候變化等方面，主要關(guān)注土壤碳庫(kù)的檢測(cè)與評(píng)估，以便更準(zhǔn)確地估算不同類(lèi)型土壤中碳的含量。研究集中關(guān)注碳庫(kù)變化的影響因素、土壤碳庫(kù)的管理實(shí)踐，以及碳庫(kù)與生態(tài)系統(tǒng)功能等方面。近期的研究主要在生物炭、土壤團(tuán)聚體、碳組分、土壤有機(jī)碳組分、碳庫(kù)穩(wěn)定性、微生物群落和有機(jī)碳等方面開(kāi)展。近期的研究主要關(guān)注全球變化對(duì)土壤碳庫(kù)的影響，土壤有機(jī)碳的來(lái)源與去處，土壤碳庫(kù)管理實(shí)踐的創(chuàng)新以及碳庫(kù)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系等。根據(jù)關(guān)鍵詞熱點(diǎn)分布圖（圖6），近十年關(guān)于土壤碳庫(kù)的研究主要圍繞土壤有機(jī)碳、碳庫(kù)管理指數(shù)、有機(jī)碳、氮分解等展開(kāi)。主要集中在評(píng)估方法的改進(jìn)、影響因素研究、管理實(shí)踐探索、生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系研究以及對(duì)土壤碳庫(kù)的長(zhǎng)期檢測(cè)等方面。

關(guān)鍵詞聚類(lèi)可以將土壤碳庫(kù)研究更加細(xì)致的劃分，由CiteSpace軟件分析可知，聚類(lèi)后Q值聚類(lèi)模塊值，一般在區(qū)間［0，1］之間，Qgt;3意味著劃分的圖譜結(jié)構(gòu)是顯著的，S值為平均輪廓值，S=0.7時(shí)認(rèn)為圖譜是最理想的，Sgt;0.5時(shí)認(rèn)為聚類(lèi)是合理的，聚類(lèi)同質(zhì)性高［29］。根據(jù)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)聚類(lèi)結(jié)果可知，Q=0.4724，S=0.7593；WOS數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)聚類(lèi)結(jié)果可知，Q=0.3113，S=0.6605，Q值與S值均在合理區(qū)間，由此可知，本次聚類(lèi)分析結(jié)果較為可信。根據(jù)繪制的文獻(xiàn)關(guān)鍵性聚類(lèi)分析圖可知（圖6），CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)論文可分為7個(gè)聚類(lèi)：聚類(lèi)1標(biāo)簽為土壤碳庫(kù)，主要以碳循環(huán)、碳密度、高寒草甸、土壤肥力、全球變化、海拔、模擬增溫等關(guān)鍵詞為主，重點(diǎn)研究土壤碳庫(kù)密度組成以及影響土壤碳庫(kù)的因素如土壤肥力、海拔等；聚類(lèi)2標(biāo)簽為碳庫(kù)，重點(diǎn)關(guān)注土壤呼吸、有機(jī)碳庫(kù)、無(wú)機(jī)碳、氮肥、土壤質(zhì)量、黃土高原和土壤固碳等關(guān)鍵詞，研究碳組分、有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳等碳組分和土壤呼吸、質(zhì)量等因素對(duì)于碳庫(kù)的影響；聚類(lèi)3標(biāo)簽為生物炭，主要關(guān)注碳積累、活性炭、碳同位素和凈碳平衡等關(guān)鍵詞；聚類(lèi)4標(biāo)簽為有機(jī)碳，主要關(guān)注秸稈還田、穩(wěn)定性、有機(jī)碳、碳匯、森林土壤和全氮等關(guān)鍵詞；聚類(lèi)5標(biāo)簽為溫室氣體，主要關(guān)注二氧化碳、黑土、空間分布、秸稈和農(nóng)田等關(guān)鍵詞；聚類(lèi)6標(biāo)簽為影響因素，主要以土壤、碳儲(chǔ)量、氮添加、人為因素等關(guān)鍵詞為主；聚類(lèi)7標(biāo)簽為互花米草（Spartina alterniflora Loisel.），互花米草原產(chǎn)于北美，是一種生態(tài)草，現(xiàn)已成為一種嚴(yán)重的入侵植物［30］，互花米草聚類(lèi)中主要以作物產(chǎn)量，有機(jī)肥料，微生物和農(nóng)田土壤等關(guān)鍵詞為主。

WOS數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析中，由圖7可知，將關(guān)鍵詞劃分為7類(lèi)：聚類(lèi)1的標(biāo)簽為nitrogen deposition，主要以microbial community等關(guān)鍵詞為主；聚類(lèi)2標(biāo)簽為carbon management index，主要以agriculture soils 等關(guān)鍵詞為主；聚類(lèi)3標(biāo)簽為black carbon，以carbon等關(guān)鍵詞為主；聚類(lèi)4標(biāo)簽為temperature sensitivity，以organic matter decomposition等關(guān)鍵詞為主；聚類(lèi)5標(biāo)簽為norway spruce，以ecosystem servicer等關(guān)鍵詞為主；聚類(lèi)6標(biāo)簽為soil organic matter，主要以關(guān)鍵詞organic matter為主；聚類(lèi)7標(biāo)簽為soli organic carbon，以carbon sequestration等關(guān)鍵詞為主。總體來(lái)看，CNKI與WOS數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)于土壤碳庫(kù)的研究熱點(diǎn)多聚焦于土壤碳庫(kù)管理，氣候變化和氮沉降等因素對(duì)土壤碳庫(kù)的影響，土壤碳庫(kù)對(duì)氣候變化的響應(yīng)及其反饋?zhàn)饔玫妊芯俊?/p>

2.6.2 關(guān)鍵詞突現(xiàn) 關(guān)鍵詞突現(xiàn)性是指在一段時(shí)間內(nèi)關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率快速上升，可以認(rèn)為是在該段時(shí)間內(nèi)代表該領(lǐng)域的研究前沿與熱點(diǎn)［31］。圖8 為排名前25的關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖，圖中紅色為該關(guān)鍵詞作為研究熱點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)段。圖9 為關(guān)鍵詞時(shí)間線圖，主要表示核心的關(guān)鍵詞隨時(shí)間變化的趨勢(shì)和熱度。根據(jù)關(guān)鍵詞熱點(diǎn)突現(xiàn)圖和關(guān)鍵詞時(shí)間線圖，可大致將近10年的土壤碳庫(kù)研究分為3個(gè)階段：第一階段為2014—2016年，此階段國(guó)內(nèi)的研究主要是對(duì)影響土壤碳庫(kù)的因素進(jìn)行探究，國(guó)外的研究主要關(guān)注碳的分配，氮對(duì)土壤碳庫(kù)的影響等。主要的關(guān)鍵詞為碳儲(chǔ)量、施肥、碳密度、溫室氣體、nitrate 和carbon allocation，glassland soils，United States，表明此階段關(guān)于土壤碳庫(kù)的研究，美國(guó)的相關(guān)度較高，研究熱點(diǎn)集中于土壤的碳儲(chǔ)量的大小、土壤有機(jī)碳組分的劃分研究、施肥與溫室氣體排放對(duì)土壤碳庫(kù)的影響。第二研究階段為2017—2020年，此時(shí)國(guó)內(nèi)的研究主要關(guān)注有機(jī)碳，生物炭等具體的碳組分，開(kāi)始探究農(nóng)田的耕作措施對(duì)土壤碳庫(kù)的影響。國(guó)外主要關(guān)注長(zhǎng)期施肥等措施對(duì)土壤碳庫(kù)的影響。主要的關(guān)鍵詞為有機(jī)碳、生物炭、耕作方式、稻田、long time fertilization，Tibetan Plateau，此階段的研究主要集中于具體的碳組分（有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳、活性碳等具體組分）的研究。其次為農(nóng)田中碳的研究，長(zhǎng)期施肥對(duì)碳庫(kù)的影響，耕作方式對(duì)碳庫(kù)的影響，對(duì)土壤的物理性質(zhì)也進(jìn)行了一部分研究，主要為土壤團(tuán)聚體，粒徑等，更進(jìn)一步對(duì)土壤固碳潛力進(jìn)行了分析研究。第三階段為2021—2023年，此時(shí)國(guó)內(nèi)的研究主要集中于全球變化對(duì)土壤碳庫(kù)及生態(tài)系統(tǒng)的影響。國(guó)外的研究開(kāi)始關(guān)注氮沉降等因素與土壤碳庫(kù)的關(guān)系，土壤質(zhì)地對(duì)土壤碳庫(kù)的影響。主要的關(guān)鍵詞為土壤碳庫(kù)、全球變化、種植模式、活性碳庫(kù)、模擬增溫、nitrogen deposition，soil texture，此階段的研究，主要從大尺度上通過(guò)量化全球變化，模擬增溫的方法來(lái)研究氣候變化對(duì)土壤碳庫(kù)的影響，探究全球的氮沉降對(duì)土壤碳庫(kù)的影響。此外還有對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的土壤進(jìn)行研究，通過(guò)改變作物的種植模式來(lái)觀察土壤碳庫(kù)的變化，從而找到減少碳排放的綠色種植模式。

3 結(jié)論與展望

本文利用文獻(xiàn)計(jì)量可視化軟件，對(duì)近十年關(guān)于土壤碳庫(kù)的研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1）發(fā)文趨勢(shì)：英文文獻(xiàn)在近十年呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，中文文獻(xiàn)在近十年來(lái)無(wú)較大變化。中文發(fā)文最多的作者為潘根興，英文發(fā)文最多的作者為Kuzyakov·Yakov。我國(guó)是相關(guān)發(fā)文量最大的國(guó)家，中文發(fā)文最多的機(jī)構(gòu)為西北農(nóng)林科技大學(xué)，英文發(fā)文最多的機(jī)構(gòu)為中國(guó)科學(xué)院及其附屬機(jī)構(gòu)。

（2）研究主題：土壤碳庫(kù)研究可分為三個(gè)階段。第一階段為土壤碳的初步研究，包括碳儲(chǔ)量、碳分配和碳密度等。第二階段主要為具體的碳組分及其功能研究，包括有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳和活性碳等，以及相關(guān)措施對(duì)土壤碳庫(kù)的影響，如長(zhǎng)期施肥。第三階段主要為大尺度研究以及氮沉降等外部環(huán)境變化對(duì)土壤碳庫(kù)的影響，氣候變化對(duì)土壤碳庫(kù)的具體調(diào)控機(jī)制等研究。

（3）研究熱點(diǎn)：當(dāng)前的研究熱點(diǎn)集中于氮沉降對(duì)土壤碳庫(kù)的影響，土壤碳庫(kù)在全球碳循環(huán)中的作用等方面，通過(guò)這些研究來(lái)共同探究土壤碳庫(kù)穩(wěn)定性與氣候變化以及生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)系。

土壤碳庫(kù)研究對(duì)全球碳循環(huán)、氣候調(diào)節(jié)和生態(tài)系統(tǒng)健康至關(guān)重要，更深入地研究有助于了解碳儲(chǔ)存、釋放的影響因素，能夠?yàn)閼?yīng)對(duì)氣候變化、維護(hù)生態(tài)平衡提供科學(xué)依據(jù)。

綜合2014—2023年的文獻(xiàn)來(lái)看，土壤碳庫(kù)未來(lái)的研究趨勢(shì)和熱點(diǎn)主要有以下三個(gè)方面：

第一，氣候變化是當(dāng)前全球面臨的重大挑戰(zhàn)之一［32］，土壤碳庫(kù)對(duì)氣候的影響已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)與趨勢(shì)，未來(lái)的研究將重點(diǎn)關(guān)注土壤碳庫(kù)的管理與調(diào)控，探索有效的土壤碳儲(chǔ)存手段和碳減排途徑［33］。通過(guò)土壤改良技術(shù)、農(nóng)田管理措施和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等方面的研究來(lái)達(dá)到減排減碳［34］。探索可持續(xù)發(fā)展的土地管理策略下的碳庫(kù)管理，在提高土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力的同時(shí)還能促進(jìn)土壤碳儲(chǔ)存，減少溫室氣體排放，從而實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展［35］。通過(guò)對(duì)碳循環(huán)機(jī)制的深入解析，可以更好地理解土壤碳庫(kù)的形成、演化和穩(wěn)定性，為有效管理和保護(hù)土壤碳庫(kù)提供科學(xué)依據(jù)［36-37］。

第二，氮沉降對(duì)土壤碳庫(kù)的影響以及相互作用機(jī)制是未來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。隨著全球氣候變化的不斷加劇，氮沉降水平的增加已成為全球性的環(huán)境問(wèn)題［38］，氮沉降對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響日益顯著［39］。目前對(duì)于氮沉降如何在不同生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生差異性效應(yīng)的認(rèn)識(shí)仍然有限［40］。未來(lái)的研究應(yīng)深入探討氮沉降對(duì)土壤碳庫(kù)的影響機(jī)制以及氮沉降與土壤碳庫(kù)之間的復(fù)雜關(guān)系，著重考察其在不同生態(tài)系統(tǒng)和氣候條件下的差異性。此外，結(jié)合模擬試驗(yàn)，有助于揭示不同生態(tài)系統(tǒng)中特定的響應(yīng)模式和機(jī)制［41］。

第三，微生物在土壤碳循環(huán)過(guò)程中扮演重要的角色［36］，微生物是土壤有機(jī)碳的關(guān)鍵分解者和轉(zhuǎn)化者［42-43］。研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注微生物對(duì)土壤碳庫(kù)穩(wěn)定化過(guò)程的調(diào)控機(jī)制，以及微生物土壤有機(jī)碳之間的相互作用方式。未來(lái)隨著其他學(xué)科的發(fā)展，結(jié)合微生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、氣象學(xué)等相關(guān)學(xué)科，借助其先進(jìn)的方法技術(shù)，更精確地了解土壤微生物與碳循環(huán)的關(guān)系，從而制定針對(duì)性的土壤碳庫(kù)管理策略。

未來(lái)的土壤碳庫(kù)研究將面臨更多的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，需要跨學(xué)科合作和創(chuàng)新方法的應(yīng)用。采用新手段、新技術(shù)，可以增進(jìn)我們對(duì)土壤碳庫(kù)在全球碳循環(huán)中作用的理解，從而為應(yīng)對(duì)氣候變化和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)支持。

參考文獻(xiàn)

［1］ SARKODIE S A，OWUSU P A，LEIRVIK T. Global effect of urban sprawl， industrialization， trade and economic development on carbon dioxide emissions［J］. Environmental Research Letters，2020，15（3）：034049

［2］ WANG Z X，XING A J，SHEN H H. Effects of nitrogen addition on the combined global warming potential of three major soil greenhouse gases： A global meta-analysis［J］. Environmental Pollution，2023，334：121848

［3］ MONASTERSKY R. Global carbon dioxide levels near worrisome milestone： concentrations of greenhouse gas will soon surpass 400 parts per million at sentinel spot［J］. Nature，2013，497（7447）：13-14

［4］ 習(xí)近平. 在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上的講話［J］. 中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院公報(bào)，2020，28：5-7

［5］ 趙震宇，姚舜，楊朔鵬，等. “雙碳”目標(biāo)下：中國(guó)CCUS發(fā)展現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及建議［J］. 環(huán)境科學(xué)，2023，44（2）：1128-1138

［6］ 賈天朝，胡西武. 基于PLUS-InVEST-Geodector模型的三江源國(guó)家公園碳儲(chǔ)量時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力［J］. 環(huán)境科學(xué)，2024，45（10）：5931-5942

［7］ YANG J J，LI A Y，YANG Y F，et al. Soil organic carbon stability under natural and anthropogenic-induced perturbations［J］. Earth-Science Reviews，2020，205：103199

［8］ 劉魏魏，王效科，逯非，等. 全球森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量、固碳能力估算及其區(qū)域特征［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，26（9）：2881-2890

［9］ 徐英明，虞依娜，李鑫，等. 南亞熱帶不同造林模式碳匯林土壤碳積累與碳匯功能［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（1）：355-362

［10］ LAL R. Carbon management in agricultural soils［J］. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change，2007，12（2）：303-322

［11］ 周莉，李保國(guó)，周廣勝. 土壤有機(jī)碳的主導(dǎo)影響因子及其研究進(jìn)展［J］. 地球科學(xué)進(jìn)展，2005，20（1）：99-105

［12］ 陳林，曹萌豪，宋乃平，等. 中國(guó)荒漠草原的研究態(tài)勢(shì)與熱點(diǎn)分析——基于文獻(xiàn)計(jì)量研究［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2021，41（24）：9990-10000

［13］ 李進(jìn)，陳仕勇，李世丹，等. 基于文獻(xiàn)計(jì)量分析的披堿草屬植物研究進(jìn)展［J］. 草業(yè)科學(xué)，2021，38（9）：1793-1804

［14］ 余健，房莉，卞正富，等. 土壤碳庫(kù)構(gòu)成研究進(jìn)展［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（17）：4829-4838

［15］ ABRAMOFF R Z，GUENET B，ZHANG H C，et al. Improved global-scale predictions of soil carbon stocks with Millennial Version 2［J］. Soil Biology and Biochemistry，2022，164：108466

［16］ FAN X L，GAO D C，ZHAO C H，et al. Improved model simulation of soil carbon cycling by representing the microbially derived organic carbon pool［J］. The ISME Journal，2021，15（8）：2248-2263

［17］ 王詩(shī)旖，姚惠婷，黃欣，等. 茶園土壤有機(jī)碳庫(kù)組分、影響因素及其穩(wěn)定性研究進(jìn)展［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2024，37（5）：1104-1115

［18］ 楊艷華，蘇瑤，何振超，等. 還田秸稈碳在土壤中的轉(zhuǎn)化分配及對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)影響的研究進(jìn)展［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，30（2）：668-676

［19］ ZHENG M H，ZHANG T，LUO Y Q，et al. Temporal patterns of soil carbon emission in tropical forests under long-term nitrogen deposition［J］. Nature Geoscience，2022，15（12）：1002-1010

［20］ MATTILA T J，HAGELBERG E，S?DERLUND S，et al. How farmers approach soil carbon sequestration？ Lessons learned from 105 carbon-farming plans［J］. Soil and Tillage Research，2022，215：105204

［21］ SHEN Z T，TIAN Y，YAO Y X，et al. Ecological restoration research progress and prospects： A bibliometric analysis［J］. Ecological Indicators，2023，155：110968

［22］ CHEN C M，HU Z G，LIU S B，et al. Emerging trends in regenerative medicine： a scientometric analysis in CiteSpace［J］. Expert Opinion on Biological Therapy，2012，12（5）：593-608

［23］ 管秀靜，蘇燕，阿娜爾，等.農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)研究進(jìn)展-基于CiteSpace知識(shí)圖譜分析［J］.土壤通報(bào)，2024，55（2）：573-583

［24］ 高云峰，徐友寧，祝雅軒，等. 礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)研究熱點(diǎn)與前沿分析——基于VOSviewer和CiteSpace的大數(shù)據(jù)可視化研究［J］. 地質(zhì)通報(bào)，2018，37（12）：2144-2153

［25］ 串麗敏，鄭懷國(guó)，趙同科，等. 基于Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)的土壤污染修復(fù)領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)分析［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，35（1）：12-20

［26］ XU Z，LI X，ZHANG L. A bibliometric analysis of research trends and hotspots in alpine grassland degradation on the Qinghai-Tibet Plateau［J］. PeerJ，2023，11：e16210

［27］ 曲孝云，侯東杰，陸帥志，等. 基于WOS和CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)的青藏高原草地研究文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2023，43（19）：1-12

［28］ 任睿，高雯芳，李敏，等. 基于VOSviewer和CiteSpace的昆蟲(chóng)腸道微生物領(lǐng)域可視化分析［J］. 微生物學(xué)通報(bào)， 2023，50（11）：5219-5234

［29］ HE Y Q，LAN Y H，ZHANG H，et al. Research characteristics and hotspots of the relationship between soil microorganisms and vegetation： A bibliometric analysis［J］. Ecological Indicators，2022，141（4）：109145

［30］ HUANG X F，F(xiàn)ENG J X，DONG J D，et al. Spartina alterniflora invasion and mangrove restoration alter diversity and composition of sediment diazotrophic community［J］. Applied Soil Ecology，2022，177：104519

［31］ 張?jiān)隹?，王齊，吳雅華，等. 基于CiteSpace植物功能性狀的研究進(jìn)展［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，40（3）：1101-1112

［32］ ARMSTRONG MCKAY D I，STAAL A，ABRAMS J F，et al. Exceeding 1.5°C global warming could trigger multiple climate tipping points［J］. Science，2022，377（6611）：7950

［33］ ANGST G，MUELLER K E，CASTELLANO M J，et al. Unlocking complex soil systems as carbon sinks： multi-pool management as the key［J］. Nature Communications，2023，14（1）：2967

［34］ MINASNY B，MALONE B P，MCBRATNEY A B，et al. Soil carbon 4 per mille［J］. Geoderma，2017，292：59-86

［35］ LAL R. Digging deeper： A holistic perspective of factors affecting soil organic carbon sequestration in agroecosystems［J］. Global Change Biology，2018，24（8）：3285-3301

［36］ SCHMIDT M W I，TORN M S，ABIVEN S，et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property［J］. Nature，2011，478（7367）：49-56

［37］ 史佳梅，許冬梅，劉萬(wàn)龍，等. 沙化草地土壤有機(jī)碳及碳庫(kù)管理指數(shù)的分異特征研究［J］. 草地學(xué)報(bào)，2022，30（7）：1630-1640

［38］ 李媛媛，劉興婕，陳月琴，等. 氮沉降背景下土壤動(dòng)物馬陸對(duì)溫室氣體排放的調(diào)節(jié)作用［EB/OL］.http：//link.cnki.net/urlid/21.1148.Q.20240315.1115.011，2024-03-15/2024-04-19

［39］ 宋成功，王克勤，宋婭麗，等. 氮沉降對(duì)滇中高原地帶性森林土壤呼吸的影響［EB/OL］.https：//link.cnki.net/urild/32.1161.S.20240313.1334.002，2024-03-14/2024-04-19

［40］ WIEDER W R，BONAN G B，ALLISON S D. Global soil carbon projections are improved by modelling microbial processes［J］. Nature Climate Change，2013，3（10）：909-912

［41］ 馬寧，趙允格，馬昕昕，等.黃土丘陵區(qū)退耕草地土壤碳庫(kù)管理指數(shù)對(duì)放牧的響應(yīng)［J］. 草地學(xué)報(bào)，2022，30（5）：1043-1053

［42］ LIANG C，BALSER T C. Warming and nitrogen deposition lessen microbial residue contribution to soil carbon pool［J］. Nature Communications，2012，3（1）：1222

［43］ DENG F B，LIANG C. Revisiting the quantitative contribution of microbial necromass to soil carbon pool： Stoichiometric control by microbes and soil［J］. Soil Biology and Biochemistry，2022，165：108486

（責(zé)任編輯 "閔芝智）