基于CNKI 的我國小麥低溫逆境研究文獻計量分析

陳 翔，蔡洪梅，于 敏，吳 宇，張 妍，許 輝，李金才,2*

（1.安徽農業大學農學院/農業部華東地區作物栽培科學觀測站，安徽合肥230036；2.江蘇省現代作物生產協同創新中心，江蘇南京210095）

小麥（Triticumaestivum L.）是世界第一大糧食作物，年產量約7.5×104萬t，能為人類提供約20%的蛋白質和熱量，全球約60%的人口以小麥為主食[1-2]。預計到2050 年，全球糧食產量需增加60%～110%才能滿足日益增長的人口數量對口糧的需求[3-4]，但以氣候變暖為主要特征的全球氣候變化增加了農業生產的不穩定性。Xu 等研究表明，1900—2017 年全球陸地平均氣溫升高趨勢為1℃/100 年[5-6]，而全球平均氣溫每升高1℃將導致小麥減產6%[7]。同時，全球氣候變暖還導致極端低溫事件出現的頻率、強度和持續時間不斷增加[8-9]。據報道，過去幾十年間低溫災害對我國、美國、澳大利亞和歐洲等國家的小麥生產的穩產、豐產產生了嚴重影響，對全球糧食安全造成了極大的威脅[10-13]。因此，低溫逆境已成為限制小麥穩產豐產與優質的主要農業氣象災害之一，嚴重影響小麥的產量和品質。

作為一種定量統計分析文獻的方法，文獻計量學[14]以文獻體系和文獻計量特征為研究對象，可客觀定量地反映學科研究的宏觀發展動態與優勢、研究熱點、優勢團隊等，已廣泛應用于作物學研究的諸多領域[15-18]。例如：Garrido-Cardenas 等基于文獻計量學分析了分子標記在植物研究中應用的趨勢[16]；Giraldo 等基于文獻計量學分析了全球小麥的研究態勢[17]；Cecchini 等基于Scopus 數據庫分析了硬粒小麥面粉品質的研究動態[18]；何子偉等基于Web ofScience分析了小麥數量性狀基因座（quantitative trait loci，QTL）定位研究的態勢[19]；王娟等基于文獻計量學分析了小麥重金屬污染農田修復領域的研究動態和修復治理技術效果[20]。可見，基于文獻計量學分析小麥的研究報道較多，但尚未見有關小麥低溫逆境方面的計量文獻報道。

本研究利用目前國內最大型的學術期刊數據庫《中國學術期刊全文數據庫》（中國知網CNKI）收集1979—2020 年發表的小麥低溫逆境文獻，采用文獻計量學方法和信息可視化分析軟件CiteSpace，從發文數量、研究機構、發文作者、文獻來源、被引次數、研究熱點及資助基金等方面分析我國小麥低溫逆境領域研究的現狀和發展特點，明確未來研究方向，旨在為相關科研工作者提供新的研究視角，同時為我國小麥生產的防災減災與提質減損增效提供科學參考。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本研究對國內小麥低溫逆境研究的相關文獻進行分析。以CNKI 作為數據來源，采用高級檢索模式，以主題或者篇名或者關鍵詞“小麥”并含“低溫”進行檢索，時間跨度為“1979 年1 月1 日至2020 年12 月31 日”，數據庫來源類別為“學術期刊”跨庫檢索，數據采集日期為2021 年1 月28 日。共檢索到相關論文1 292 篇，經過人工題錄識別，逐條篩選并剔除重復或不相關的，選取與主題密切相關的525篇文獻進行分析，每篇文獻包含題目、作者、機構、關鍵詞、發表年份、發表期刊等。

1.2 研究方法

利用Excel 2016 軟件對檢索出的文獻進行整理統計，利用信息可視化分析軟件CiteSpace 制作圖片。

2 結果與分析

2.1 年發文數量

發文數量反映了科學研究活動在某一時間段內的絕對產出量，能較好地衡量科學研究的活躍程度[21]。因此，為更好地了解我國小麥低溫逆境領域研究內容的特征和演變趨勢，首先對從CNKI 數據庫篩選的525 篇有效文獻進行年發文數量變化及其占發文總量比例分析，結果如圖1 所示。由圖1 可見，自1979年以來，發文數量存在較大的波動，但整體表現為明顯的上升趨勢。分析可知，年發文數量及其占發文總量的比例變動情況大致可分為3 個階段：1）1979—2003 年該領域文獻發表量比較平穩，年均發文量在5 篇/年。2）2004—2016 年該領域研究迅速升溫，年發文數量呈現較大幅度的增加，年均發文量在24 篇/年，2013 年達到最高的41篇。3）2017—2020 年該領域發文量略有下降，但年均發文量還維持在20 篇/年，這可能是因為國內小麥低溫逆境研究成果從高量向高質轉變，并逐漸與國際接軌，得到國際認可，導致國內發文數量略有下降。

圖1 1979—2020 年我國小麥低溫逆境領域年發文數量及其占發文總量比例

2.2 小麥低溫逆境領域研究機構

通過對研究機構論文發表數量和被引頻次的定量分析來評估研究機構的學術水平，可反映該機構在某研究領域的影響力[22]。按照性質將研究機構分為高等院校、科研院所和其他機構3 類。從CNKI篩選的525 篇有效文獻共涉及253 個研究機構，其中發表1 篇的研究機構有195 家，發表2 篇的有30家，發表3～6 篇的有18 家，發表7 篇以上的有10家。高等院校和科研院所參與的發文量分別占44.57%和46.67%，其他機構包括企業和無機構信息的文獻共占8.76%。

發文量前10 的機構如表1 所示。這10 所研究機構發文量共計159 篇，約占發文總量的30.29%。東北農業大學是發文量最高的機構，發文34 篇，占發文總量的6.48%，該機構持續研究了高寒地區冬小麥的抗寒育種、抗寒機理以及外源化調劑對冬小麥抗寒能力的調控機制，同時，培育出的東農冬麥1號是首例能在黑龍江高寒地區安全越冬的小麥品種，可耐受-30 ℃以下的低溫，返青率大于85%[23-26]。其次是西北農林科技大學（24 篇）、中國科學院（23篇）、安徽農業大學（15 篇）、河南科技學院（15 篇）、河南農業大學（13 篇）等，這些活躍的發文機構大多為我國農業大省的農業院校。從總被引次數和篇均被引次數來看，前10 機構發文的總被引次數和篇均被引次數與發文量基本表現一致，說明東北農業大學、西北農林科技大學等機構在小麥低溫逆境研究領域具有較強的科研實力和影響力。同時，前10機構的所在地基本都在國內小麥主產區河南、河北、山東、安徽、陜西等地區，說明該領域的研究多是依托在田間試驗基礎上，小麥的大面積種植對相關研究有良好的促進作用。

表1 1979—2020 年小麥低溫逆境領域發文量前10 的研究機構

利用CiteSpace 繪制該領域研究機構分布圖譜（圖2），由圖2 可知，目前國內小麥低溫逆境領域的研究機構合作關系并不密切，范圍也不夠廣泛，多數合作發生于各農業大省區域內的研究機構之間。例如，東北農業大學生命科學學院和齊齊哈爾大學生命科學與農林學院、河南農業大學農學院和國家小麥工程技術研究中心、揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室和江蘇省宜興市農林局農業技術推廣中心之間的合作等。由并不密集的合作關系網絡圖可以看出，國內小麥低溫逆境領域的研究機構相互之間的交流與合作應進一步加強，推進協同創新。

2.3 小麥低溫逆境研究領域發文作者

通過對作者的發文數量進行定量分析可發現該領域的高產作者，再結合文章被引次數能快速定位核心作者。基于CNKI 檢索到的525 篇有效文獻共涉及第一作者449 位，1979—2020 年間小麥低溫逆境領域發文量≥2 篇的作者有51 位，發文量3 篇以上的作者如表2 所示。來自揚州大學的李春燕發文量、總被引次數和篇均被引次數分別為5 篇、254次和50.8 次，均居于首位。位居第2、第3 的是來自中國科學院植物研究所的簡令成和東北農業大學的于晶，其中簡令成于1980 年在實驗生物學報發表了《冬小麥（Triticum aestivum L.）分蘗節細胞內三磷酸腺苷酶活性的細胞化學研究》，是國內小麥低溫逆境領域公開報道中最早研究低溫脅迫對小麥細胞生物學特性影響的作者[27]。

從國內小麥低溫逆境領域發文作者分布圖譜（圖3）可知，研究者一般在自己所在機構或研究團隊內部建立了穩定的合作關系，例如：中國科學院植物研究所的簡令成、孫龍華團隊，揚州大學的李春燕、朱新開及郭文善團隊，東北農業大學的于晶、蒼晶、李卓夫團隊，等。

2.4 小麥低溫逆境研究領域論文刊發期刊

對發文期刊來源進行統計分析，可為研究人員快速查找小麥低溫逆境領域的研究文獻以及論文撰寫和投稿期刊的選擇提供依據[28]。從CNKI 數據庫篩選的525 篇有效文獻的來源期刊共174 種，篩選出1979—2020 年小麥低溫逆境領域發文量前10的期刊（表3）。前10 種期刊的發文量為189 篇，占發文總量的36%，平均復合影響因子為0.919。發文量排名第1 和第2 的期刊是《麥類作物學報》和《安徽農業科學》，發文量分別為65 和25 篇，分別占發文總量的12.38%和4.76%，兩者相差較大。《作物學報》和《麥類作物學報》2 刊的總被引次數、篇均被引次數及復合影響因子均高于其他期刊，處于領先地位，表明這2 種期刊所刊載的文獻具有較高的影響力和研究水平，要把握我國小麥低溫逆境領域的研究發展方向可對這2 種期刊多加關注。

圖2 我國小麥低溫逆境領域研究機構分布的知識圖譜

表2 1979—2020 年小麥低溫逆境領域發文量3 篇以上的作者

圖3 我國小麥低溫逆境領域發文作者分布的知識圖譜

表3 1979—2020 年小麥低溫逆境領域發文量前10 的期刊

2.5 小麥低溫逆境研究論文被引次數

在文獻計量學中，論文的被引次數在一定程度上反映著文獻的質量以及在該領域被交流和被應用的程度，因此論文的被引次數越高，在該領域的影響力就越大[29]。基于CNKI 檢索到的525 篇有效文獻的總被引次數為6 782 次，篇均被引次數為12.92 次。1979—2020 年我國小麥低溫逆境研究領域被引次數前10 的高被引文獻如表4 所示，包括研究論文9 篇、綜述1 篇，10 篇文獻的篇均被引次數為139.70 次。單篇被引次數最高達192 次，是來自山東農業大學的王樹剛等于2011 年發表在《生態學報》的文章，報道了利用主成分分析、聚類分析等數學統計方法對15 個冬小麥品種在低溫脅迫條件下的生理指標進行綜合評價，能較好地鑒別小麥

品種的抗凍性[30]。被引次數排名第2 位的是南京農業大學的朱根海等于1984 年在《南京農業大學學報》發表的《小麥抗凍性的季節變化以及溫度對脫鍛煉的效應》，報道了冬季短期氣溫回暖引起脫鍛煉是造成小麥凍害的主要威脅[31]。東北師范大學由繼紅團隊于2002 年在《作物學報》發表了《鈣對低溫脅迫下小麥幼苗光合作用及相關生理指標的影響》[32]，文章已經被引159 次，排名第3。該團隊從葉片光合速率、葉綠素含量以及1,5- 二磷酸核酮糖羧化酶活性等方面研究了低溫脅迫對小麥光合作用的影響。其余7 篇文獻研究內容主要涉及低溫脅迫對小麥光合作用[33]、膜脂過氧化物、抗氧化保護酶及滲透調節物質的影響[34-36]和外源化調劑對小麥抗低溫能力的影響[24,37]等方面。此外，被引次數前10 的論文發表期刊的影響因子平均值為1.932，均是中文核心期刊，從這一角度也表明前10 論文具有較高的學術影響力和學術價值。

表4 1979—2020 年小麥低溫逆境領域被引次數前10 的論文

2.6 小麥低溫逆境研究熱點

作為反映論文主題或思想的關鍵性詞語，關鍵詞的共現反映著某一研究領域的熱度和趨勢，通過對高頻關鍵詞的共現分析可進一步明確該領域的研究熱點[38]。基于CNKI 檢索到的525 篇有效文獻提取高頻關鍵詞作為分析樣本，利用CiteSpace 繪制關鍵詞共現知識圖譜（圖4），中心度較高的關鍵詞有小麥、冬小麥、低溫脅迫、低溫、抗寒性、凍害等。由圖4 可見，以高頻關鍵詞為節點，向四周發散的連線呈現出復雜的交叉輻射狀，表明國內小麥低溫逆境領域研究方向和熱點較多，且多個研究方向與熱點之間存在交叉關系，具有多學科的交叉屬性。

對高頻關鍵詞進行聚類分析得到3 個研究熱點：1）耐低溫小麥新品種的培育，包括小麥品種、半冬性品種與春性品種等；2）低溫逆境對小麥生長發育、產量及質量的影響，包括小麥分蘗節、葉片與葉綠素含量、抗氧化酶、小穗數、結實率等；3）小麥低溫逆境的分子生物學研究，包括細胞化學、抗寒基因的表達分析等。

圖4 我國小麥低溫逆境領域關鍵詞共現的知識圖譜

2.7 小麥低溫逆境研究論文資助基金

文獻資助的基金項目反映著政府管理者對某一研究領域的導向及重視程度[39]。基于CNKI 檢索到的525 篇有效文獻中涉及基金項目支撐的論文有277 篇，占1979—2020 年發文總數的52.76%。論文資助項目主要有國家自然科學基金、國家重點研發計劃及科技支撐計劃等、省部級基金、其他基金4類，資助論文數量分別56、111、91 和19 篇（圖5），其中國家級基金資助的論文占基金資助論文總數的60.29%，表明國家級基金是小麥低溫逆境領域研究的主要資助來源。同時，相關數據也反映著低溫逆境是我國小麥生產穩產豐產與優質的主要限制因素，受到政府的重視，從而給予較多的資金資助。

圖5 我國小麥低溫逆境領域論文基金資助來源

3 討論與結論

本文利用文獻計量可視化軟件CiteSpace，以CNKI 數據庫檢索的1979—2020 年525 篇文獻為研究樣本，對我國小麥低溫逆境領域文獻的發文數量、研究機構、發文作者、文獻來源、被引次數、研究熱點及資助基金等方面做了較全面的文獻計量學分析，得出以下主要結論。

1）自1979 年以來，我國小麥低溫逆境領域的相關研究文獻數量雖存在較大的波動，但整體表現為明顯的上升趨勢，相關研究水平也在不斷提高，2010—2020 年間的發文總量達到309 篇，數量過半。高等農業院校和科研院所是小麥低溫逆境領域研究的主力軍，發文量較多的研究機構有東北農業大學、西北農林科技大學等，且機構的所在地基本都在國內小麥主產區，表明在全球氣候變暖導致極端低溫氣候事件頻發的大背景下[9]，低溫逆境已成為限制小麥穩產豐產與優質的重要因素，越來越受到重視。該領域的高產作者主要有李春燕、簡令成、于晶等，且在自己所在機構或研究團隊內部建立了穩定的合作關系，呈現小模塊的合作群體。但研究機構與作者間的交流與合作較為局限，領域內的研究力量較為零散，相互之間的交流與合作有待加強，應推進協同創新。

2）從文獻的期刊分布來看，我國小麥低溫逆境領域的高影響力論文主要發表在《生態學報》《作物學報》《麥類作物學報》《中國農業科學》等優質期刊。其中，《作物學報》的篇均被引次數居于首位，前10 高被引論文中的2 篇就來自此期刊；《麥類作物學報》的發文量和總被引次數居于首位，前10 高被引論文中的3 篇就來自此期刊。前10 高被引論文往往都具有創新性和借鑒意義，值得關注。小麥低溫逆境領域的科研工作者為推廣研究成果進而更好地服務我國小麥生產，在論文投稿時應關注該領域的優質期刊。

3）從研究熱點來看，目前我國小麥低溫逆境領域的研究主要集中在耐低溫小麥新品種的培育，低溫脅迫對小麥生長發育、產量及質量的影響，小麥低溫逆境的分子生物學研究等方面，但研究內容與成果還有待進一步豐富與系統化。目前，關于通過農藝措施提高小麥抗低溫能力進而減災保產的研究較少。氣候變暖會導致光、溫、水等多種生態因子時空分布格局的改變，在實際生產中播期、密度和水肥運籌等農藝措施的應用也要隨氣候資源供給的變化而改變。因此，將來還應加強小麥低溫逆境栽培防控技術的研究，從而實現小麥生產的抗逆保產與提質減損。

4）從資助基金來看，我國小麥低溫逆境領域論文整體受資助情況良好。52.76%的論文獲得資金資助，其中國家級基金資助占60.29%，是小麥低溫逆境研究領域的主要資助來源，且2010—2020 年間有基金資助的論文數量是1979—2009 年的2.74倍，表明我國政府越來越來越重視全球氣候變化導致小麥生產的不穩定性問題，從而投入較多的資金加強我國小麥生產應對全球氣候變化的能力。

本研究所使用的數據來自CNKI 數據庫，重點考慮了我國范圍內小麥低溫逆境領域的基本研究情況，缺少針對來自Web of Science、Scopus 等數據庫中我國作者發表在外文期刊的論文。在后期研究中，將進一步結合Web of Science、Scopus 等數據庫，采用CiteSpace 軟件全面分析我國小麥低溫逆境領域的研究趨勢和發展特點。