基于文獻定量分析的我國沙化土地治理研究

李芹芳，鄧瑞豐，李 文

（長安大學 土地工程學院，陜西 西安 710054）

沙化土地是指干旱、半干旱和部分半濕潤地區[1]在一定氣候條件下，由于自然因素（干旱、缺水、風力、地質作用等）和人為因素（過度放牧、過度樵采、過度利用水資源、不合理的土地利用等）的影響導致植被覆蓋消失，地表裸露，土壤受風力侵蝕而形成的表層以沙質、礫質土壤為主的退化土地[2-3]。近年來，隨著城市化進程的加快和社會生產力的極速發展，全球氣候變化、地質作用和人類對土地不合理利用[4]等使得土地沙化日益嚴重。第六屆庫布其國際沙漠論壇報告指出，截至2016年，我國沙化土地面積172.12萬km2，占國土面積的17.93%，其廣泛分布于我國30個?。ㄊ?、自治區）的920多個縣（旗、區）[5]，19.81%的陸地面積正在受到土地沙化的威脅，沙化土地迅速蔓延已經嚴重威脅我國的生態安全、耕地質量、人居環境和經濟社會可持續發展。因此，沙化土地治理迫在眉睫。

目前，沙化土地治理已經受到學術界廣泛關注，但我國的沙化土地治理措施研究尚處于初步探索階段[6-7]，因此，分析我國沙化土地治理措施的研究現狀及未來發展很有必要。文獻計量分析法可以揭示某一研究領域的發展過程[8]，通過定性和定量研究沙化土地治理方面的文獻可以在一定程度上反映出我國沙化土地治理研究的現狀和方向。本文利用Noteexpress3.2和Excel軟件[9]，結合文獻計量分析法的原理和方法，對沙化土地治理相關文獻進行定量分析，揭示該領域的發展過程和研究現狀[9]，對我國沙化土地治理措施進行歸類總結，在此基礎上對該領域研究未來的發展提出建議。

1 數據來源及分析

1.1 數據來源

本文分析研究的文獻均來自1980—2019年的中國知網和萬方數據庫，以“沙化土地治理” 、“沙化土地防治” 、“沙化土地修復” 為主題，采用主題精確匹配的方式共檢索得到3 917篇文獻。將檢索結果導入Noteexpress3.2軟件進行歸類建庫，剔除重復、與主題無關文獻301篇，將剩余的3 616篇文獻作為本文研究的樣本數據。

1.2 文獻數量分析

不同年份的發文量可以在一定程度上直觀反映沙化土地治理的研究熱點和發展過程。用Excel軟件對3 616篇文獻按發表年份進行分析，發現從1980年開始該研究領域的文獻數量呈現遞增的趨勢，增長趨勢符合二次函數遞增模型（圖1）。從擬合曲線可以看出我國沙化土地治理研究大體上經歷了3個階段：1980—1994年，研究文獻數量較少，為萌芽階段，數量為[0，9]；1995—2005年間文獻數量開始逐漸增多，為起步階段，數量為[9，129]；2006—2019年間文獻數量以每年近50%的增幅迅速增加，增長幅度較大，為快速發展階段，數量為[129，+∞]，說明從2006年開始沙化土地的治理已經受到該學術領域專家學者的廣泛關注，同時從曲線擬合趨勢可以預測未來一定時期國內沙化土地治理研究領域的文獻數量會保持增長態勢。

1.3 作者分析

核心作者群和核心文獻流[8-9]代表著一個研究領域的發展方向，能體現一個學術領域的研究重點和研究動態，對研究領域起著導向作用，推動該領域研究的深度和廣度。3 616篇文獻樣本數據包含了7 693位作者，平均每篇文獻有2.13位作者，僅發表1篇文章的作者有6 517位，占總數的84.71%，只有7位作者發表5篇及以上，占總數的0.1%，由此可見，沙化土地治理研究領域的學者多為瞬時研究者，還沒有形成系統的派系。

根據普賴斯理論[10]，核心作者群中貢獻最多的作者文獻數量（Nmax）與貢獻最少的作者文獻數量（Nmin）之間存在如下關系[11]：

7 693位作者中貢獻最多的作者文獻數量為9篇，根據上式可知該領域作者發表最少的文獻數量為2.24篇，因此文獻數量在[2，+∞）內的作者均為該領域的核心作者。分析發現該領域的核心作者有131位，文獻總數為1 441篇，僅占文獻總量的39.85%，說明該領域核心作者的文獻數量普遍偏低，核心作者群并未形成。

1.4 研究機構分析

分析不同研究機構的文獻數量，可以反映研究沙化土地治理的核心機構和主要力量，體現不同研究機構的科研能力[11]。分析文獻樣本數據得出文獻數量排名前10的研究機構（表1），北京林業大學文獻數量位居第一，為98篇，占整個文獻樣本總量的2.71%；文獻數量排名前10的研究機構全部為科研院所和高等院校。由此可以得出結論：①沙化土地治理研究的核心機構較少，發表文獻數量偏少；②科研院所和高等院校是沙化土地治理研究領域的核心機構，是推動我國沙化土地治理研究進展的主要力量。

表1 文獻數量排名前10的研究機構

1.5 關鍵詞分析

關鍵詞通常能表達文章的核心內容，關鍵詞出現的頻次高低可以反映某一研究領域的研究方向和發展動態[12]。利用Noteexpress3.2軟件提取3 616篇文獻樣本數據所涉及的關鍵詞，共得到關鍵詞1 876個，1 876個關鍵詞出現頻次為3 796次，出現頻次小于50的關鍵詞有1 863個。由于文獻樣本數量較大，所以將頻次大于50的關鍵詞定義為高頻關鍵詞，小于50的關鍵詞定義為低頻關鍵詞[13]，對高頻關鍵詞進行統計（表2）。

表2 高頻關鍵詞統計分析（頻數≥50）

從表2中可以看出，“土地沙化” “沙化土地” “生態環境” “沙化治理” 四個關鍵詞在3 616篇文獻樣本數據中出現的頻率最高，這說明研究者的研究內容多集中在沙化土地治理以及生態環境修復和保護等方面。再結合其他關鍵詞可以發現，沙化土地治理研究領域的文獻主要為沙化土地的成因、治理對策、修復技術、動態變化等。

2 沙化土地治理措施的研究進展

通過梳理3 616篇文獻可以將沙化土地治理措施歸納總結為五大類：生態建設措施、物理修復措施、生物修復措施、化學修復措施以及聯合治理措施。

2.1 生態建設措施

生態建設措施是指通過研究各區域沙化土地的成因，利用生態學、系統學、工程學的方法實現沙化土地的恢復與重建[14]。生態建設措施包括增加裸露地植被覆蓋度[15]、建設生態防護林涵養水源[16]、修復沙地植被、增種沙生植物、增加農業灌溉條件、意楊河坡造林、沙改田種植作物等。

生態建設措施是最常見的沙化土地治理措施，能夠有效阻止沙地活化、沙漠外延，被廣泛應用于風沙活動顯著的原生沙漠地區、沙化湖區和河流攜沙淤積沙化區。在原生沙漠地區，通過增加植被覆蓋度的方式使流動沙地向固定沙地轉化；通過修復沙地植被、增種沙生植物的方式使半固定沙地面積逐漸減少；要通過建設和保護草（牧）場，增加農業灌溉條件等措施使露沙地修復為非沙化土地。在沙化湖區和河流攜沙淤積沙化區，沙化土地與水文情勢的變化關系密切，沙隨水動,水靜沙沉，所以通過意楊河坡造林、沙改田種植作物等宜林則林、宜草則草、宜糧則糧[17]的方式治理沙化土地。

2.2 物理修復措施

物理修復措施，是根據物理學原理，采用一定的物理工程技術阻止沙化土地擴張并使其恢復利用的治理措施。物理修復措施包括封山育林[18]、設置機械沙障、引水沖沙、洪淤壓沙、客土調劑壓沙[19]、小范圍改變地貌狀況等。

設置機械沙障是指通過利用柴（草）、卵石、板條等材料在沙面上設置障礙物來控制風沙的速度、方向和結構；引水沖沙適用于沙層較薄、水源充足的區域，通過引大水將覆蓋于土壤表面的砂礫物質沖積到特定位置，經過處理進行合理利用；洪淤壓沙是指在漲水或泄洪期間將河流攜帶的淤泥引流于沙化區，覆蓋淤沙，種植沙生植物和農作物；客土調劑壓沙，即在流沙點或風蝕斑沙化區[19]，采用客土法將其他地方的黏土覆蓋于砂礫物質之上，改變沙化結構，將沙地變為非沙地。

2.3 生物修復措施

生物修復措施是指采用植物修復技術、微生物修復技術、腐植酸應用技術對沙化土地進行修復和治理。生物修復措施包括保護性耕作、圍欄封育、微生物分解、生物腐植酸應用技術[20]等。

保護性耕作是防止土地沙化最原始的技術手段，通過休耕及秸稈還田來增加土壤有機質含量，改善土壤結構，緩解沙化危害[22]。圍欄封育是草地沙化的主要修復措施，在退化草地生產力沒有被根本破壞時，封地育草，可以恢復草地生產力。培養沙地微生物，利用微生物活性將難溶性的礦物[20]分解轉化成能被植物吸收的各種易溶性礦質元素，促進植物生長。生物腐植酸應用技術是將秸稈碎渣經特殊微生物種群發酵后干燥粉碎，灑在沙化土地表面，改善沙化土地的理化性質，為植物存活和生長提供保障。

2.4 化學修復措施

化學修復措施是利用天然或人工合成的有機或無機膠凝材料固定沙面[21]。通常在流沙表面噴灑化學膠結物質，固結沙粒，形成一層抗風蝕膜或殼，隔斷風力對沙面的直接作用?；瘜W修復措施包括植生帶綠化技術和功能化高分子不織布植生帶技術[20-21]。

植生帶綠化技術適用于大面積沙化地區，將高吸水性高分子化學物質與黏土、水制成保水劑，再和植物種子摻在一起,灑在沙面上，可有效保持土壤中水分,提高植物存活率，從而綠化沙地；由于植生帶綠化技術成本較高，推廣困難，因此我國學者對植生帶綠化技術進行改良研究，提出功能化高分子不織布植生帶技術，就是選擇價廉易得的高分子材料制作綠化覆蓋層，引進等離子體技術對材料改性得到具有高吸水保水性能的材料。

2.5 聯合治理措施

聯合治理措施是指將若干單項修復技術相互組合，發揮各自優勢，在各沙化單元內因地制宜、因時制宜[22]實現沙化土地的高效治理。聯合治理措施主要包括物理-生態聯合技術、生物-化學聯合技術以及生態、物理、生物、化學等不同類別工程措施的結合和綜合應用[23]。

物理-生態聯合技術適用于沙面流動性較強的區域，首先通過設置機械沙障、客土調劑壓沙等物理修復措施固定流沙，然后通過建設生態防護林、修復沙地植被、增種沙生植物等生態措施修復沙化區域生態系統[24]，實現沙化土地的恢復與重建；生物-化學聯合技術適用于沙化程度嚴重、生態脆弱的沙化地區，這類區域缺乏植被生長條件，植被成活率較低，故先通過植生帶綠化技術和功能化高分子不織布植生帶技術創造植被生長條件，再結合微生物分解、生物腐植酸應用技術等生物措施種植植被，以固、阻、輸的方式防沙治沙。

2.6 治理措施的特點和存在問題

上述5類措施是我國主要的沙化治理措施，既是沙化土地治理研究的縮影，也是治理歷程的時代見證。各項治理措施均有各自獨特的優勢，同時，也存在一定的問題。

生態建設措施是最廣泛的治沙措施，能從根本和源頭上對沙化土地進行重建修復，遏制沙化趨勢，但其周期較長、工程量巨大且短期內不能看到明顯效果，其對風沙活動顯著的原生沙地治理和恢復顯然是一種長效機制。

物理修復措施是最原始、最古老的治沙措施，其通過育、阻、沖、壓等一系列物理工程措施實現固沙、治沙目的，這種措施耗費人力、物力、財力較大，短期內效果能立竿見影，但難以從根本上實現沙地修復和復綠，不適合大規模和較大范圍的沙地治理。

生物修復措施和化學修復措施的實質是通過改變沙地內部結構和理化性質而達到沙地治理和修復的目的，其特點是效果明顯、技術含量高，但需要大量資金和科學技術支持，目前大面積實施相對還比較困難。這兩種措施在應用時間上較生態建設措施和物理修復措施要晚，但卻是提高生態建設措施和物理修復措施實施效果的必要前提和保障。

為了彌補單一修復措施的缺點和不足，使各項治理措施發揮出最大效應，聯合治理措施應運而生，這種措施是單個治理措施的融合，克服了單一措施實施的困難和缺點，使單一措施“物盡其用，技盡其善” ，能更好地促使沙化土地治理實現靈活機動，效能最大。

3 沙化土地治理方向和趨勢

我國在長期的治沙過程中取得了豐碩的成果，也積累了豐富的經驗。但以往在生態建設為主體的治沙背景下，存在片面追求覆蓋度，短期復綠的問題，因此，在新時代生態文明理念下，創新方法，改革模式，建立長效機制將是未來一定時期內我國沙化土地治理方向和趨勢。

1）革新傳統治沙模式，研發治沙新技術并推廣應用。傳統治沙模式和措施存在成本高、技術推廣難、不易操作的瓶頸，因此，研發節水、易操作、成本低和適合大面積推廣的新治理技術將是未來我國治沙領域的方向。

2）因地制宜，促進綠色可持續發展。傳統的生態建設，通常片面追求覆蓋度、往往是單個治理措施的簡單疊加，缺乏針對性、系統性的治沙已經不能滿足新時代建設美麗國家的需求，未來多種措施融合發展，因地制宜地推進系統性、規?；木G色可持續綜合治理措施將成為今后沙化土地治理的發展趨勢和研究重點。

3）建立全方位、全天候沙化土地動態監測機制。目前，我國沙化土地監測循環周期長、監測精度不高，直接導致不能實時掌握沙化土地動態變化，制約了沙化土地治理的時效性。運用“3S” 技術融合大數據和云計算技術研究一套系統的沙化監測體系，縮短監測周期，完善監測機制，實時監測沙化土地動態變化，準確預測沙化土地變化趨勢，提高沙化土地治理的時效性和有效性。

4 結語

本文通過對我國1980—2019年沙化土地治理研究領域發表的文獻進行定量分析，發現我國該研究領域的文獻數量呈現逐年遞增的趨勢，符合二次函數遞增模型，并且在未來一定時期將會保持持續增長態勢；該領域的核心作者群和核心文獻流尚未形成，作者大多為瞬時研究者；沙化土地治理領域的核心研究機構較少，高等院校和科研院所是沙化土地治理研究的核心力量；沙化土地的成因、治理對策、修復技術、動態變化等是目前沙化土地治理研究領域的熱點。我國沙化土地治理措施，主要分為五大類：生態建設措施、物理修復措施、生物修復措施、化學修復措施及聯合修復措施。為了提高沙化治理的成效、推動沙化治理措施的研究進展，未來我國沙化治理需要在建立專業學科隊伍和科研機構、加大科研投入、建立全方位、全天候沙化土地動態監測機制、因地制宜制定綜合治理措施等方面下功夫。