基于CiteSpace的菌根土壤修復研究文獻計量分析

徐壽霞

（河南科技大學 圖書館，河南 洛陽 471000）

土壤污染已成為全球性主要的土壤威脅之一，成為世界上最難準確評估的全球性問題之一。土壤修復一經提出迅速成為一門新興的土壤科學分支學科[1]。土壤修復開始于20世紀70年代后期歐美國家的土壤污染化學與控制。直到20世紀80年代至90年代初，伴隨著重金屬污染的超積累植物修復和石油污染的微生物修復等研究與應用而取得了顯著進展，進一步推動了土壤污染修復領域生物修復的研究與發展[2-3]。

菌根是自然界中存在的一類植物根系與土壤中的菌根真菌形成的互惠共生體，廣泛存在于地球上各種生態環境中，能與陸地80%以上的植物共生。菌根是植物在長期進化過程中形成的重要特征，不僅幫助植物吸收各種養分，改善植物的營養狀況還能夠提高植物對各種脅迫環境的適應性和耐受能力[4]。眾多研究證明，菌根與植物共生能夠提高植物抵抗各種環境脅迫的能力。因此，菌根與植物共生聯合修復土壤也得到研究者的重視，已經進行了成功的土壤修復驗證并迅速成為研究熱點[5]。

為了較好地呈現菌根土壤修復研究方面的進展和探索該方面的研究熱點，本研究采用CiteSpace軟件，結合發表收錄在Web of Science核心數據集文獻，探討菌根土壤修復研究的進展，分析其研究熱點和前沿趨勢[6]，以期為未來菌根土壤修復研究提供借鑒與啟示。

1 研究方法

1.1 數據獲取

本研究數據來自于Web of Science（WOS）數據庫核心合集，采用高級檢索，檢索式為TS=（mycorrhiza*AND soil*remed*）或TS=（mycorrhiza*AND soil*restor*）或TS=（mycorrhiza*AND soil*repair*），文獻類型選擇Article和Review，時間跨度為1985—2020年，共檢索到912條記錄。全部選擇912條記錄，分2次以文件名為“download_”的格式導出txt數據文件，用于后續的CiteSpace軟件分析。

1.2 數據處理

運用陳超美教授開發的CiteSpace（5.5.R2）軟件對從WOS核心數據集所獲得的數據進行知識圖譜可視化分析，以及相應的文獻計量分析。通過文獻的年度變化結合SPSS分析軟件，分析了菌根土壤修復研究文獻發表量隨年度變化的規律。在CiteSpace軟件中，分別選擇國家（country）和研究機構（institution）進行科研合作網絡分析；選擇被引文獻（references）進行參考文獻的共被引分析；選擇學科類別（category）和關鍵詞（key words）進行共現網絡分析；從而探索菌根土壤修復領域研究現狀、研究熱點與前沿及未來發展態勢。

2 結果與分析

2.1 發文數量的年度變化動態和趨勢分析

對WOS核心合集數據庫中所檢索到的菌根土壤修復研究方面的912篇文獻，進行年度變化分析（圖1），表明最早研究開始于2009年，從2009—2020年的12年間，從2009年的40篇發表量，直到2020年的148篇，年均發文76篇。進一步分析12年間，菌根土壤修復研究領域發文量變化趨勢呈現指數增長。

圖1 菌根土壤修復研究發文量及其年度變化

從菌根土壤修復研究領域發文量的年度變化動態和趨勢，可以看出，菌根土壤修復的研究起步雖然較晚，但一開始就受到較高關注，成為熱點的科學問題。因為自2009年有該方面的研究報道開始，當年就達到發文量40篇，可見菌根土壤修復研究一開始就是熱點科學問題。

2.2 菌根土壤修復研究合作特征分析

運用CiteSpace合作網絡分析功能，分析了菌根土壤修復研究領域國家間的合作特征，并繪制了可視圖（圖2），表明共有46個國家存在著合作關系。進一步根據圖中代表國家的圓形節點的大小和顏色，可以看出，合作發文量明顯高的國家是中國和美國，分別合作224和202次；同時，中國和美國與其他國家的合作頻率和中介中心性也是最高的。

圖2 菌根土壤修復研究國家合作網絡可視圖

圖3為關于菌根土壤修復領域的研究機構間合作分析，可以看出共有145個不同國家的機構參與了該領域研究的合作，合作頻率較高的機構包括為中國科學院、中國西北農林科技大學、澳大利亞西澳大學、中國礦業大學和巴基斯坦費薩拉巴德農業大學；而從機構合作的重要性指數中介中心性來看，比較重要的機構，即中介中心性大于0.1的機構有4個，依次分別為中國西北農林科技大學、中國科學院、澳大利亞西澳大學、巴基斯坦費薩拉巴德農業大學。

圖3 菌根土壤修復研究機構合作網絡可視圖

結合國家和研究機構在菌根土壤修復研究領域的合作情況進行綜合分析可以預測，未來中國在菌根土壤修復的研究必將遙遙領先于其他國家。同時表明中國該方面的研究受到多家機構的重視，也必將會受到更加廣泛的關注。

2.3 菌根土壤修復研究學科共現特征分析

CiteSpace學科共現特征可視化圖表明，菌根土壤修復研究共有36個學科相互交叉，代表學科間聯系的連線為146條（圖4），交叉最廣泛的學科包括環境科學與生態學、環境科學、生態學、農學、土壤學和植物學，但從中介中心性來看，最重要的學則為環境學與生態學、農業、環境科學、生態學、科學技術（其他主題）。

圖4 菌根土壤修復研究學科共現網絡可視圖

從學科共現特征分析可知，雖然菌根的形成需要有菌根真菌與植物根系形成共生關系，才是菌根土壤修復的作用基礎，但微生物學和土壤學學科的中介中心性并不高，都遠遠低于0.1，表明菌根土壤修復研究領域更側重于綜合應用效果的研究。

2.4 菌根土壤修復研究共引文獻特征

對檢索到的有關菌根土壤修復研究文獻進行共引文獻分析，共得到包含1 066個節點和3 461條連線的可視化圖譜并進一步聚類，獲得23個聚類群組（圖5）。從聚類模塊Q來看，Q達到了0.778 1，遠遠大于存在明顯聚類0.3的閾值，表明菌根土壤修復研究存在顯著的聚類特征。而其Silhouette值僅為0.290 4，遠低于通常認為的判斷聚類合理性的臨界值0.5。對一些較大的聚類組群進行分析則表明，其Silhouette值都大于0.5。

圖5 菌根土壤修復研究文獻共被引網絡可視圖

2.5 菌根土壤修復研究熱點和前沿分析

從圖6的菌根土壤修復研究關鍵詞分析可以看出，在該領域中叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）的共現節點最大，為研究者最為關注的焦點；進一步針對節點較大的關鍵詞可以得出，在菌根土壤修復研究領域，研究的指標包括多樣性、生長和侵染，研究對象主要包括叢枝菌根真菌、植物、土壤，主要修復的污染為重金屬污染，而修復的技術或效果則為植物修復和恢復。

圖6 菌根土壤修復研究關鍵詞共現網絡可視圖

對該研究領域關鍵詞進行突顯性分析，共得到44個關鍵詞的突顯特征（表1），從突顯值來看，處于2009—2013年間，“生態系統”關鍵詞的突顯性最高。從關鍵詞的持續時間來看，在該領域44個關鍵詞的平均持續時間為3年，持續時間最長的關鍵詞為5年，包括生態系統、叢枝菌根和真菌群落，到目前為止已經結束。

表1 關鍵詞突顯特征

3 結論

全球有關菌根土壤修復方面研究的文獻發表數量呈上升趨勢，該領域的研究起步較晚但起點高，發展迅速。我國在該領域的研究處于領先地位，與菌根土壤修復研究涉及的學科較多，但最重要的有5個學科，分別為環境科學與生態學、農業、環境科學、生態學、科學技術（其他主題）。菌根土壤修復研究文獻被引領域較為廣泛，高引用頻率的文獻較少。該研究領域的研究方向較為集中，研究熱點突出，叢枝菌根真菌在土壤修復中的研究是未來幾年的熱點，未來的前沿方向集中在菌根與土壤其他逆境互作下的修復實際應用方面的研究。