基於文獻計量的我國農地重金屬研究熱點分析

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來源：《農業環境科學學報》2018 年 04 期

作者：帥鴻1，歐陽迪慶2，陳玉成1*

單位：1. 農村清潔工程重慶市工程研究中心/西南大學資源環境學院；2. 重慶市第一中學

文章檢索了CNKI 中國期刊全文資料庫中2006-2016 年的我國農地重金屬相關文獻，通過文獻計量分析，初步探明了我國農地重金屬的研究現狀與趨勢。

結果表明，從2006 年開始，我國農地重金屬領域的發文量逐步增長，涉及到第一作者2114 名，著錄發文機構共635 家。發文50 篇及以上的機構4 家，是本領域的主要研究機構，南京農業大學居首位。刊發本領域論文的期刊共569種，其中《農業環境科學學報》發文量超過100 篇，位居榜首。被引頻次排在前10 的論文總被引頻次為1443，被引頻次最高的3 篇論文分別刊登在《農業環境科學學報》《地理學報》《生態環境學報》上。

重金屬類型要涉及到Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu 和Zn 等，其中涉及Cd 污染的最多；我國土壤修復方式以植物修復居多，微生物修復和電動修復較少，原位修復較異位修復多；有關風險評價的論文177 篇，涉及的重金屬中Cd 最多，涉及地區中湖南位居首位。近幾年在農地重金屬領域的研究主題主要集中在調查、污染評價、累積及化學轉化。

前 言

隨著社會經濟的發展，我國對土地的利用強度呈逐年遞增的態勢，由此引發的土壤問題也越來越嚴重。礦產資源的大量開發利用，工業生產的迅猛發展和各種化學產品、農藥及化肥的廣泛使用，會使含重金屬的污染物通過各種途徑進入環境，造成土壤，尤其是農田土壤重金屬污染日益嚴重。其中以毒害較大且易被作物富集的重金屬Hg、Cd、Pb、Cr 以及類金屬As 最為引起科研工作者的關注。據環保部門估算，全國每年因重金屬污染而減產的糧食高達1200 萬 t，造成的直接損失超過200 億元。由此可見，土壤重金屬污染已經嚴重威脅到人類健康和農業可持續發展，因此加強土壤的防治已成為環保工作的緊迫任務和重要內容。

文獻計量學以其顯著的客觀性、定量化、模型化的宏觀研究優勢已被不少學科採用。在農業方面，我國學者在林業、園藝、農作物、植物保護科學、農業經濟、環境科學與資源利用等方面進行過文獻計量分析與研究，但在土壤學科方面還較少。近年來，農地重金屬領域發文量持續增長，但從文獻計量角度研究其發展動態的報道較少。本文就此領域的相關文獻進行計量分析，以便科研工作者準確掌握該領域的研究現狀及前沿動態，了解該領域的整體情況，把握未來的研究方向。

1 材料與方法

數據來源於CNKI 中國期刊全文資料庫。利用高級檢索，以「農地」和「重金屬」為主題，時間跨度為2006—2016 年，檢索截止時間為2016 年12 月31 日，逐條整理，去掉重複、不相關題錄、簡訊、會議報道、一稿多發等，共獲取文獻2535 篇，以這些數據作為分析的數據集，利用Web of Science 中自帶分析軟體結合Excel 和SPSS，對農地重金屬領域發文量的變化趨勢、發文機構以及研究主題和研究熱點等進行分析。

2 結果與討論

2.1 發文量及年度變化趨勢

發文量表徵科學界對本領域的關注程度，一定意義上反映該領域的發展速度和發展程度。通過對2006—2016 年CNKI 論文檢索，農地重金屬領域共發表文章2535 篇，覆蓋40 個學科，其中基礎與應用基礎研究1637 篇，佔64.58%，其次是工程技術673 篇，佔27.07%。年度發文結果（圖 1）顯示，從2006 年（101篇）開始，農地重金屬領域的發文量穩步增長，到2016年達到338 篇，與2006 年相比，增加了2 倍多。2006年到2016 年該領域發文的年均增長率分別為43.56%、17.24% 、13.53% 、4.66% 、1.98% 、24.76% 、-0.39% 、29.69%、-0.90%和2.74%，平均增長率為13.69%。2006 年前後，土壤污染防治立法一度成為研究熱點，隨後幾年，熱度有所減退，2012 年左右，又重新成為熱點。這與發文量統計結果一致，2007 年我國農地重金屬領域發文量增加迅速，之後幾年呈平穩上升狀態，2012 年出現暫緩現象後發文量又迅速增長。

2010—2016 年累計發文量（1920 篇）占統計年限（11年）總發文量的75.74%，說明近幾年農地重金屬方面的問題開始受到研究工作者的高度重視，在該領域的研究熱度也逐漸提高。而國外該領域文獻統計顯示，從20 世紀80 年代開始便有重金屬污染土壤修復相關研究，發文量持續增長，而此時國內研究開展較少。2006—2012 年國內外趨勢相同，發文量均處於快速發展期，2014 年國內外發文量基本持平。隨後國外進入產業化階段，發文量略有下降趨勢，而國內仍處於技術追蹤與基礎研究，尚未進入產業化階段。

2.2 主要研究機構

核心研究機構一般是指某一專業或某一領域的綜合性研究機構，對其進行基於文獻統計結果的分析有助於對科研機構的研究重點和研究水平形成清晰的脈絡。著錄發文機構共635 家，其中發文50 篇及以上的機構4 家，30 篇及以上的機構15 家，10 篇及以上的機構63 家，它們是本領域的主要研究機構，在63 家研究機構中，高等院校57 家，科研機構6 家，其發文量分別為1229 篇和226 篇。可以看出，高等院校不僅所佔比例大，而且發文量多，在農地重金屬方面有較強的實力。發文量排在前20 名的機構見表 1，南京農業大學居首位，發文81 篇，占發文總量的9.77%。

2.3 基金項目分析

目前，對基金論文比這一指標能否表達論文的水平高低還存在爭議，但對該項目的統計卻是非常必要的。統計出的2535 篇文獻中共有308 個基金種類，1068 篇基金論文，基金論文比例是42.1%。圖 2列出了排名前10 的基金種類，依次是國家自然科學基金、國家科技支撐計劃、國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家重點基礎研究發展計劃（973 計劃）、中國地質調查局地質調查項目、中國科學院知識創新工程基金、廣西科學基金、江蘇省自然科學基金、廣東省自然科學基金和浙江省自然科學基金。其中，國家自然科學基金、國家科技支撐計劃、國家高技術研究發展計劃（863 計劃）、國家重點基礎研究發展計劃（973 計劃）分別佔到基金總數的41.20%、11.33%、8.24%、7.58%，共計佔比68.35%。這表明農地土壤重金屬研究受到國家層面基金資助的佔比較高，國家對於農地土壤重金屬研究給予了很大程度的重視。

2.4 主要作者

第一作者的系統分布

文獻作者是文獻的重要外部特徵之一，對文獻質量有決定性影響；核心作者則是期刊質量穩定的堅實基礎，從一定程度反映了期刊水平高低。

文獻涉及到第一作者2114 名，其中發文10 篇以上（包括10 篇）的作者2 名，5 篇以上（包括5 篇）的作者47 名。在2114 名第一作者中，高等院校有1502名，占第一作者總數的71.2%，各級科研機構有612名，占第一作者總數的28.8%。說明高等院校和科研機構尤其是高等院校具有密集的人才儲備和較強的學術研究能力，是我國環境科學研究的主要力量，是學術論文創作的主要發源地之一。

第一作者的地區分布狀況

該領域作者地區分布廣泛，各個省（市）自治區均有第一作者分布，作者的地域分布極廣但不均衡（表 2）。北京有246 名，占第一位，因為北京是北京大學、清華大學、中國人民大學、中國科學院等高等院校和科研機構的所在地，是全國人才聚集的中心。排在其後的依次是江蘇、陝西、廣東、浙江，第一作者人數均在100 以上，這幾個省份也都是我國科技文化和經濟較為發達的地區。

第一作者的年齡結構與學歷情況分析

將檢索範圍內文章的第一作者（未註明的不做統計）的年齡按30 歲以下、31~40、41~50、51~60、60 歲以上五個檔次統計，學歷按照大專、本科、碩士、博士四個類別統計，見圖 3。從圖 3 可見，第一作者年齡主要集中在31~40 歲，達1265 人，占註明年齡作者總數（2495 人）的50.7%，他們正值中青年，精力充沛，接受能力強，開拓性、進取心都是其他幾個階層所無法比擬的，是學術研究中最為活躍的群體。從第一作者學歷來看，碩士和博士的發文量占註明學歷作者總數（2240 人）的77.23%，是科研隊伍中重要的組成部分，這說明本領域作者大都具有高學歷。

高發文量作者信息

從表 3可以看出，發文量前20 的作者中，高校的作者8 名，科研機構的作者12 名，其中來自中國科學院南京土壤研究所的作者5 名，由此可以判斷科研機構是高發文量的主體單位，在本領域有著較強的實力。

2.5 主要期刊

在檢索範圍內，刊發本領域論文的期刊共569種。其中《農業環境科學學報》發文量超過100 篇，占發文總數的18.6%。限於篇幅，僅列出被引頻次、影響因子較高的10 種主要期刊，如表 4所示。影響因子常用來評估同一研究領域不同期刊的相對重要程度，但有時未必盡然，經SPSS 分析，該領域期刊發文量與期刊影響因子沒有相關性。

2.6 引文分析

被引頻次是文獻計量學中用來測度學術論文的社會顯示度和學術影響力的重要指標。被引頻次排在前10 的論文分布在7 種期刊上，被引頻次最高的3 篇論文分別刊登在《農業環境科學學報》《地理學報》《生態環境學報》上。2006—2016 年發表的土壤重金屬污染修復研究相關文獻中，2013 年的總下載量最高，為315 899 次，篇均下載量最高出現在2006年，為1 324.2 次，單篇文獻最高下載量為21 448 次，是2013 年中國科學院生態環境研究中心的黃益宗等發表的文章《重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐》。總被引頻次最高為2011 年的3152 次，篇均被引頻次最高出現在2006 年，為36.9 次，單篇文獻最高被引頻次為334 次，單篇文獻最高下載和單篇文獻最高被引文獻均是2013 年中國科學院生態環境研究中心的黃益宗等發表的文章《重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐》。總體而言，2006—2016 年，總下載量和總被引頻次均呈波動先上升後下降趨勢（圖 4），篇均下載量和篇均被引頻次均呈逐年下降趨勢。

2.7 熱點分析

關鍵詞是作者自行選取的或者資料庫加工者補充的。不同的人選取關鍵詞的原則差別很大，所以關鍵詞的詞頻分析只能在一定程度上說明問題，離文獻內容分析還相差很遠，甚至還談不上內容分析。但對關鍵詞、標題和文摘的分析是內容分析的基礎，同時也可利用高頻辭彙歸納研究重點。根據關鍵詞、文摘將文章按照污染調查及評價、風險評價、累積及化學轉化、修復和其他綜述進行歸納統計（圖 5），發現近幾年我國在農地重金屬領域的研究主題主要集中在污染調查及評價（662 篇）與累積及化學轉化（627篇）。總體趨勢可以看出，2013 年之前，該領域主要圍繞污染調查及風險評價等基礎研究，修復類文章雖逐年增加，但增速緩慢，2013 年開始，修復類文章數量急劇增加，但仍低於其他類文章。

檢索文章中重金屬類型主要涉及到Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu 和Zn 等，其中Cd 污染最多，有1643 篇，其次是Pb 污染，有1476 篇，涉及Cu、Zn、Cr、As、Hg 重金屬污染的論文數依次降低，分別有1211、1128、868、729、588 篇（圖 6）。

在檢索範圍內，涉及到修復的文章佔總篇數的12.2%。從修復技術文獻統計結果（圖 7）來看，先期發展的技術包括化學淋洗、固定化、氧化/還原調控等。後期隨著國際植物修復成為研究熱點，以及國內土壤修復相關政策與指導意見的出台，植物修復與制度控制成為國內關注的主要技術，涉及植物修復的文章數量也急劇增加，這與李珊珊等學者研究結果一致。但修復技術普遍存在成熟度低、技術實用性差、成本較高等問題，技術研發仍以實驗室研究為主，輔以小規模田間實驗，尚未進入產業化階段。

除農地重金屬污染土壤修復技術外，對修復的風險評價和生物監測也是一個重要的研究方向。據歸納統計，檢索的文獻中有關風險評價的論文177 篇，評價地區主要包括：湖南、廣東、河南、浙江等，其中湖南省最多，有19 篇，廣東、河南、浙江次之，分別有11、11、10 篇。評價重金屬主要有Cd、Pb、Hg、As、Cr、Zn、Ni、Cu 等，其中關於重金屬Cd 污染的論文量最多，有140 篇，其次是Pb、Zn 和Cu，分別有139、110、106篇。由此可以說明Cd、Pb、Zn 和Cu 污染越來越受到人們的重視，逐漸成為科研工作者研究的重心。

對檢索範圍內文章所選取的作物進行統計分析，發現水稻最多，玉米、小麥、白菜和油菜次之，可能由於這些作物常見且試驗價值高，因此成為科研工作者的熱點研究對象。

3 結 論

近10 年間國內發表的農地重金屬領域文獻數量及載體期刊數逐年增加，基本與國外發文量持平。文章的下載及引用在最近的4 年左右均呈下降趨勢，被引頻次下降尤其明顯。文獻下載及引用這兩個指標雖然可能受年份影響，但還有可能是因為其他原因引起，一是因為綜述展望類文獻隨著時間積累越來越多，下載及引用選擇面更廣，比較分散；二是隨著研究領域的細化，同一學科不斷分化為更加詳盡的研究方向，也會分散對主體文獻的關注度。

2006—2016 年我國農地土壤重金屬污染研究大部分集中在污染調查及理論研究層面，修復類文章整體來說佔比較小，僅占被統計文獻的12.2%，且隨著時間推移，修復方式從前期的物理化學修復逐漸向植物修復過渡，但研究仍處於實驗室階段，尚未進入產業化階段，這一現象值得該研究領域科研工作者重視。

對我國農地土壤重金屬污染進行研究的作者沒有顯示出特別的研究持續性，因此沒有明顯的核心作者群。而對於研究機構來說，已經有幾家單位對農地土壤重金屬污染進行了連續研究，形成了一些研究成果。但整體來說，作為核心研究機構，論文數量還稍顯不足。

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