城市綠地土壤研究文獻的CiteSpace可視化分析

包 婕，江 峰，馬嘉偉，徐 彥，馬瑗蕊，陳楚文，葉正錢，柳 丹

（1.浙江農林大學 環境與資源學院 浙江省土壤污染生物修復重點實驗室，浙江 杭州 311300；2.衢州市園林綠化管理服務中心，浙江 衢州 324000；3.浙江農林大學 風景園林與建筑學院，浙江 杭州 311300）

城市綠地是以土壤為基質，以自然和人工植被為主體，以人類干擾為特征，并與微生物和動物群落協同共生的人工生態系統，具有重要的生態意義和環境價值，維護著城市生態系統的平衡[1-2]。近年來，城市化進程加快，人為擾動嚴重，農業和林業土壤被大量占用，給土地造成嚴重污染，使得城市綠地在土壤物理、化學性質及生物學特性等方面都發生了顯著變化[3-4]。國內研究發現：城市綠地土壤存在來源復雜、養分較少、土體層次混亂、壓實嚴重、通氣性差、污染嚴重的問題，使植物根系呼吸和下扎受阻，影響植物生長發育以及城市環境生態效益和景觀功能[5]。國外對于城市綠地的關注較早，聚焦于城市土壤污染、生物多樣性、氣候變化及生態系統服務功能等方面[6]。為了全面了解城市綠地土壤研究文獻的變化趨勢，本研究總結了國內外城市綠地土壤研究領域的代表文獻、研究熱點，進行可視化分析，并系統綜述了近10 a 來的主要研究內容，以期為中國城市綠地土壤的研究和建設提供借鑒。

1 數據來源和研究方法

中文文獻以中國知網(China National Knowledge Infrastructure，CNKI)為數據源，擴大檢索范圍將檢索條件定為“主題=綠地土壤”，檢索年限設定為2012—2021年，進行高級精確檢索，經過人工篩選，將其中重復及與城市綠地土壤相關性不大的文獻剔除，共檢索到文獻557 篇。在科學網(Web of Science，WoS) 核心數據庫中，以主題TS=[(Urban Soil AND Greenbelt) OR (Soil AND Green Space) OR(Park Green Space AND Soil) OR (Greenfield AND Soil Evaluation)] AND 文獻類型=(Article OR Review)AND 語言=(English) 開展檢索，檢索年限設定為2012—2021年，學科主要選取“Environmental Science” OR “Geosciences Multidisciplinary” OR “Ecology” OR “Environmental Studies” OR “Plant Sciences” OR “Water Resources” OR “Soil Science” OR “Urban Studies” OR“Forestry”AND“Green Sustainable Science Technology”，共檢索到文獻550 篇。采用CiteSpace 5.7.R5W 對前50 位的文獻數據的關鍵詞、作者、國家/地區和機構進行可視化分析。

2 結果與分析

2.1 文獻數量

由表1可見：自CJ/T 340—2011《綠化種植土》頒布以來，北京、上海、重慶、廣州等城市開展了綠地土壤調研工作，并出臺了當地的種植土質量規范[7]，因此發文量有所增加，其中，2018 和2019年發文量較多，分別為79 和77 篇。從國家政策層面來看，從2017年黨的十九大提出“加快生態文明體制改革，建設美麗中國”，到2019年實施《中華人民共和國土壤污染防治法》，政策制度不斷完善，說明國家日益重視土壤污染管控、土壤生態保護及修復。英文發文量呈現整體上升的趨勢。

表1 年度中英文獻發文數量Table 1 Annual quantities of Chinese and English literatures

2.2 國家和機構分布

由表2可見：2012—2021年，從WoS 核心數據庫中獲取的城市綠地土壤研究文獻中，中國發文量位列第一，高達131 篇，其次是美國、澳大利亞、德國、意大利等。從發文機構的中心性來看，中國科學院的中心性最高。中國對城市綠地土壤研究領域的關注度較高，具有較強的國際學術影響力。

表2 發文量前5 位的國家和中心性前5 位的機構Table 2 Top 5 countries and institutions

2.3 代表性作者及熱點內容

由表3可知：中文文獻發文量排名前5 位的作者主要研究內容是城市綠地土壤理化性質、土壤質量分析、綠化廢棄物的利用、土壤重金屬污染[8-19]。華南農業大學盧瑛[20-21]、沈陽農業大學的邊振興[22]和上海市園林科學研究所的張琪[23]發表的文章被引頻次超過100 次。被引頻次高的文獻主要涉及城市綠地土壤的養分特征，肥力質量評價，土壤改良和重金屬污染等研究，側面反映了國內對城市綠地土壤的研究熱點和重點。

表3 中文發文量前5 位的作者及內容Table 3 Top 5 quantity of Chinese literature authors and their professional field

由表4可知：英文文獻發文量排名前5 位的作者主要研究內容是城市綠地土壤污染、物種多樣性、微生物等[24-28]。CAMERON 等[29]、LIVESLEY 等[30]、COUTTS 等[31]、KABISCH 等[32]和BRAAKER 等[33]發表文獻被引頻次超過100 次，最高達到277 次。高被引文獻研究主題為生態系統服務、綠色基礎設施、城市小氣候、花園和綠色屋頂構建及其功能，反映了城市綠地土壤研究的熱點和重點。

表4 英文發文量前5 位的作者及內容Table 4 Top 5 quantity of English literature authors and their professional field

2.4 研究重點關注領域

CiteSpace 對論文關鍵詞的共現分析能體現出文獻的關注領域。中文文獻關于城市綠地土壤的研究，主要圍繞土壤肥力、土壤理化性質、重金屬污染評價等展開(圖1)。土壤肥力是土壤質量狀況的綜合反映，可通過單項指標評價和綜合評價對土壤質量全面解析。張明等[34]收集了中國32 個城市綠地土壤的9 項理化指標數據，得出土壤堿性化趨勢明顯，城市綠地土壤肥力狀況待改善。土壤重金屬污染評價是根據不同尺度選用合適的評價方法和模型分析該區域的污染程度，如單因子指數評價法[35-36]、內梅羅綜合污染指數法[37]、模糊綜合評價法[38]、地質累積指數法[39]、潛在生態危害指數法[37,39]、污染負荷指數法[40-41]、綜合指數評價法[41]、灰色聚類法等。謝賢健等[42]利用單因子污染指數法、GIS 技術結合投影尋蹤模型評估了研究區不同土地利用方式下表層土壤鉛(Pb)、鎘(Cd)、銅(Cu)、鋅(Zn)的污染特征及其空間污染程度。張俊葉等[43]使用物元可拓模型法，計算單指標關聯度、多指標綜合關聯度和等級評定。

圖1 中英文文獻關鍵詞共現圖Figure 1 Keywords co-occurrence map of Chinese and English literatures

由圖1可以看出：英文文獻的關鍵詞主要有生態系統服務、生物多樣性、植被。在城市綠地生態系統服務研究中，高頻被引文獻圍繞著城市土壤與人類健康[44]、城市綠地對徑流調節[45]和土壤重金屬積累的影響[46]等方面展開。除此之外，英文文獻在可持續綠化和綠色基礎設施方面[47]的發展值得學習。JIM[48]提出了可持續的綠化戰略，加強綠地樹木和行道樹維護，充分利用可種植資源，創新公共政策和綠化技術，形成覆蓋全城的綠色網絡。?OPUCKI 等[49]通過多功能綠色基礎設施的參與式規劃過程，為城市提供生態系統服務的策略，如植物生物多樣性、微氣候控制、土壤滲透、碳固存、視覺質量、娛樂和社會資本等。在城市綠地生物多樣性研究中，TRESCH 等[50]調查發現：植物物種豐富度增加，使土壤動物物種和微生物豐富度增加，從而對凋落物分解產生積極影響。文獻從多角度分析城市生物多樣性的影響因素，如綠地管理和維護[51]、城市建筑高度和密度、土壤微生物群落和功能[52]、植物和土壤相互作用等。

2.5 研究趨勢及前沿分析

由圖2可見：中文文獻研究從重金屬、綜合評價、海綿城市等聚類節點展開。英文文獻研究方向主要是城市生態、城市氣候、城市土壤、歸一化植被指數、土壤理化性質等聚類。可見文獻圍繞城市綠地土壤特性對城市綠地生態系統的影響，著眼于土壤重金屬污染、植被覆蓋和土壤蓄滲能力等研究。LIU 等[53]研究發現：同一季節不同類型的城市綠地土壤中的重金屬含量差異較大。城市綠地為減緩徑流提供了巨大的潛力，植被覆蓋可提高雨水入滲率，土壤滲透速率隨堆積密度的增加而降低[45,54]。近幾年來，許多英文文獻闡述了綠色基礎設施建設、自然氣候、植被生長和人為活動等因素對土壤特征的影響，包含綠色屋頂、雨水循環利用、植被蒸騰等方面，反映出的內容更豐富。2012—2021年，重金屬、齊齊哈爾、污染評價等關鍵詞突現強度高，該階段土壤污染問題受重視，近3 a 主要關注重金屬污染和土壤改良問題(表5)。

圖2 中英文文獻關鍵詞聚類分析分布圖Figure 2 Cluster analysis distribution of key words of Chinese and English literatures

表5 中英文文獻關鍵詞突現前10 位Table 5 Summary of top 10 key words of Chinese and English literatures

由圖3可見：①2012—2014年重點是土壤肥力、土壤理化性質、綜合評價、重金屬污染，側重對城市綠地土壤理化和生物特性的分析評價；②2015—2017年，研究內容細化，區分不同類型綠地(公園、住宅小區、園林綠地)的土壤理化特性分析評價，其中主成分分析法運用較多；③2018—2021年，從空間變異角度分析城市綠地土壤污染特征并評價，即從污染源出發(源解析)，分析污染物類型(重金屬、多環芳烴)，最后進行生態風險評價。

圖3 中英文文獻城市綠地土壤關鍵詞時區圖Figure 3 Time zone map of key words of Chinese and English literatures

英文文獻中，2012—2021年突現強度高的關鍵詞是效益、蒸騰，主要關注綠地與社會效益以及與城市環境的關系，對城市綠地蒸騰、降溫[48]等方面的研究有所增加。其中，2017—2018年中國在城市綠

地土壤領域的研究處于突出位置(表5)。英文文獻也可分為2012—2014年、2015—2017年、2018—2021年3 個階段(圖3)。第1 階段基本涵蓋城市綠地土壤領域的熱點，集中在“生態系統服務”“生物多樣性”“影響”“城市化”等4 個方面。早期研究大多是關于城市居民健康水平及生活質量的提升[55]，隨著城市化進程加快以及城市氣候環境改變，研究重點轉向解決城市生態環境問題[56]。第2 階段的關鍵內容是“分類”“土壤改良”“空間”“效益”，綠地發展階段演變及新技術涌現，針對綠地管理和維護開展了大量研究[57]。第3 階段的高頻詞是“重金屬”“心理健康”“綠色”，綜合探討了綠地與城市社會、環境、居民整體效益的關系及對生態系統服務功能的影響。研究表明：增加公園綠地有利于提升城市環境質量[58]。第1 階段和第2 階段是從生態學角度探索城市綠地土壤與生態系統服務之間的關系，并尋求合適的解決方法。第3 階段學者們轉向對環境污染與治理以及人類健康與綠色空間的相互關系等研究。

3 結論與展望

本研究表明：城市綠地土壤中英文文獻的研究重點不同，中文文獻更關注城市綠地土壤質量，主要研究土壤理化性質、土壤肥力、土壤改良、綜合質量評價和土壤重金屬污染等，對城市土壤質量進行空間分析及評價，提出土壤改良建議，美化城市環境。而英文文獻更關注城市綠地生態系統，主要研究生態系統服務、生物多樣性、森林、綠色基礎設施和土壤重金屬污染等，研究多因素(植物、動物及微生物)間相互影響以及生態系統服務價值，提升社會、環境、人居這三方面的整體效益，更好地為人們提供適宜的生活環境。

今后，國內研究者應重點關注城市綠地土壤與城市生態系統之間的相互關系；對城市綠地土壤質量的量化評價需要增加物理學、化學、生物學、污染、植物等方面的指標；定期檢測各項土壤質量指標，利用大數據精密監控城市綠地土壤環境，實行數字智能化管理。