基于科学知识图谱的国外数据库盐碱地领域文献研究分析

敦惠霞，陈晓玲

（1.内蒙古自治区农牧业科学院 农牧业经济与信息研究所，内蒙古 呼和浩特 010031；2.吉林省科学技术信息研究所，吉林 长春 130033）

盐碱地是盐类集积的土壤，土壤内所含的盐分会影响作物的正常生长。根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，盐碱地在世界各地分布很广，遍及六大洲的30 多个国家，全世界盐碱地的面积为9.5 亿hm2，我国为9 913 万hm2[1-4]。我国是盐碱地大国，在盐碱地面积排前10 名的国家中位居第3位。我国盐碱地分布在西北、东北、华北及滨海地区在内的17个省（自治区），盐碱荒地和影响耕地的盐碱地总面积超过3 333.33 万hm2，具有农业发展潜力的盐碱地面积占我国耕地总面积的10%以上。当前盐碱地的改良技术发展迅速[5-6]，对于该领域研究现状进行分析，不仅可以为我国科技人员在盐碱地领域的进一步研究提供参考，还可以揭示盐碱地领域的发展现状和研究趋势。

1 数据来源与研究方法

本研究选取了Web of Science 核心数据库中的科学引言索引扩展版、社会科学索引和科技会议录索引（简称WOS），检索到8 094篇，无缺失字段，去除重复数据2篇，有效数据为8 092篇，高被引论文46篇，h指数（h-index）103篇；每项平均引用次数1 423篇，被引频次总计115 142篇；去除自引的被引频次总计104 619篇，施引文献84 771篇，去除自引的被引频次总计81 120篇。下载了数据的标题、作者、机构、摘要、关键词、年份及参考文献等题录信息，数据检索与下载日期为2018年7月18日。

采用文献计量分析法对盐碱地领域的科研成果进行定量的数理统计分析，揭示主要的增减趋势和数量关系[7-8]；并采用科学知识图谱工具进行可视化的二维角度分析，既有数量关系又有潜在的关联关系[9-10]。

2 结果与分析

2.1 发文量

为了进一步明确盐碱地领域研究的理论水平和发展速度，本研究统计了2007—2017年研究主题为盐碱地的8 092篇文献，年份的文献数分布（图1），2007—2017年的文献数分别为568、648、654、649、769、754、734、760、830、836、890篇，在2008年文献数突破600篇，2011年文献数突破700篇，2015年文献数突破800篇，说明盐碱地领域的文献数呈逐年上升的趋势。

图1 2007—2017年WOS盐碱地领域文献年份分布

通过对盐碱地研究的8 092篇文献统计得出每年的标题总数、关键词总数、期刊总数、作者总数、机构总数和国家总数分析（图2），每年的标题总数处于逐年上升的趋势，在2012年超过了3 000个，在2017年达到了4 000个；每年的关键词总数处于逐年上升的趋势，在2008年超过了2 000个，2013年达到了3 000个；每年的发表期刊总数处于上升趋势，2011年接近了2 000个；每年的作者总数处于逐年上升的趋势，在2015年超过了1 000位；每年的发文机构总数处于上升趋势，在2016年达到了400个；每年的国家总数处于平稳的趋势，总数一直在61～76个。

2.2 国家分布

由表1可知，2007—2017年WOS盐碱地领域文献前10位国家的发文总量为6 904篇，占WOS盐碱地领域文献总量的85.32%。我国发文量最多（2 061篇），占WOS盐碱地领域文献的25.47%，从2013年起上升幅度增大，说明我国在盐碱地领域开展的研究力度加大；排名第2位是美国，发文量为1 127篇，占WOS盐碱地领域文献的13.93%，除我国外，美国较其他国家对盐碱地领域的研究投入力度相对较大。

图2 2007—2017年WOS盐碱地领域文献的年份综合统计分布

表1 2007—2017年WOS盐碱地领域文献排前10位的国家分布 单位：篇

2.3 机构分布

由表2可知，WOS盐碱地领域文献前10位机构我国有4个，第2位的伊朗、俄罗斯，分别有2个机构进入前10，法国和日本各有1个机构进入前10；俄罗斯科学院在2008年发文量最多，之后略有下降，保持平衡的态势；中国科学院大学2012年后逐年上升；伊斯兰阿扎德大学在2011年达到了峰值，之后逐年下降。中国科学院发文量占据机构排名首位，发文量是第2位俄罗斯科学院的2倍多。

2.4 载文期刊分布

由表3可知，WOS盐碱地领域文献排名前10位的期刊，发文量占到WOS盐碱地领域文献总量的12.44%，载文量排名前10位的期刊中有5 本，均为美国期刊，英国和荷兰分别有两本期刊，德国有1 本期刊；载文量超过100篇的期刊有《INORGANIC CHEMISTRY》《DALTON TRANSACTIONS》《PHYSICAL REVIEW A》《PHYSICAL REVIEW B》《INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY》，载文量70～100篇的期刊有《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》《JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C》《JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS》《CHEMISTRY A EUROPEAN JOURNAL》《ENERGY & FUELS》。由此可见，美国的《INORGANIC CHEMISTRY》期刊对盐碱地领域研究具有领先性，其创办的期刊在世界范围得到认可。

2.5 国家合作分析

在VOSviewer 软件中进行国家合作分析，调整适合分析合作国家条件，选择最小文献数量为1（即只有文献数大于或等于1 才会显示这个国家），得到符合条件国家115个，根据软件计算的国家链接的总强度参数值，选取具有最大链接强度的前10位国家（表4）。

表2 2007—2017年WOS盐碱地领域文献排名前10位的机构 单位：篇

表3 2007—2017年WOS盐碱地领域文献排名前10位的期刊 单位：篇

在上述网络数据中的115个国家中有些合作机构没有相互链接，在生成的VOSviewer可视化图谱中，可得109个国家聚类Clusters为1，显示网络可视化图谱，中国的发文量最多，节点最大；美国的链接强度最大，形成了以美国为核心与多国开展的领域合作研究。

表4 WOS 具有最大链接强度前10位的国家 单位：篇

2.6 机构合作分析

在VOSviewer 软件进行机构合作可视化分析，选择机构的最小发文量为5，得到符合条件机构776个，聚类结果为4个。通过软件计算得到的机构间的链接强度选取具有最大链接强度的前10位机构（表5）。

在VOSviewer 软件进行参数调整，Analysis 设置：Attraction值为“3.0”，Repulsion值为“-2.0”，Resolution值为“0.20”，Min.Cluster size值为“8.0”，聚类Clusters为“4.0”，得到网络可视化图谱（图3），以中国科学院、德黑兰大学、巴斯大学、云南大学为核心的4个机构合作聚类图谱，是当前盐碱地研究领域的领军机构，属于同一聚类的机构关联强度大，说明它们有共同关注的研究领域，如中国科学院与东京大学属于同一类，说明它们之间有共同关注的研究领域。

表5 WOS 具有最大链接强度前10位的机构 单位：篇

图3 2007—2017年WOS盐碱地领域文献的机构合作聚类图谱

2.7 作者合作分析

在VOSviewer 软件中选择作者合作分析，调整适合分析合著作者条件，选择最小发文量为5，得到符合条件作者1 880位，阈值设置为528，选取具有最大链接强度的前10位作者（表6）。发文量较多前3位作者为HILL MICHAEL S、WESTERHAUSEN MATTHIAS、GOERLS HELMAR，发文量在49～51篇；但HILL MICHAEL S、LI WENJUN、WESTERHAUSEN MATTHIAS 总链接强度较强在142～164篇，表明这3位作者合作强度大。

2.8 关键词聚类分析

近10年，WOS盐碱地领域研究文献前20位关键词（表7），即晶体结构、复合物、水、钙、碱土、生长、吸附、温度、化学、碱土金属等。盐碱地领域研究主要关键词聚类分析见图4，出现频次不少于50次的207个关键词形成了5个研究热点聚类，表明盐碱地领域研究主要涉及5个主题。主题1（红色）包括crystal-structure、temperature、luminescence、abinitio、spectros copy、system、behavior、electronic-structure等75个关键词，即晶体结构、温度、发光、初始计算、光谱、体系、行为、电子结构等关键词；主题2（绿色） 包括alkaline-earth、adsorption、ions、derivatives、sensor、metalions、potentiometry、extraction、separation等46个关键词，即碱土、吸附、离子、衍生物、传感器、金属离子、电位法、萃取、分离等关键词；主题3（蓝色）包括water、growth、salinity、saline soil、acid、plants、China、salt stress、soil 等43个关键词，即水、生长、盐分、盐渍土、酸、植物、中国、盐胁迫、土壤等关键词；主题4（黄色）包括complexes、calcium、chemistry、alkaline-earth metals、crystal-structure、strontium、magnesium、barium、ligands、structural-characterization等23个关键词，即复合物、钙、化学、碱土金属、晶体结构、锶、镁、钡、配体、结构表征等关键词；主题5（紫色）包括biomass、reactivity、kinetics、pyrolysis、performance、mechanism、oxidation、catalysts、gasphase、gasification 等20个关键词，即生物质、反应性、动力学、热解、性能、机理、氧化、催化剂、气相、气化等关键词。归纳总结主要研究热点：一是通过小麦种植改良盐碱地，改变土壤的有机成分。二是研究盐碱地的碱土金属、碱含量、有机质等含量，找到改良的关键技术。三是通过水稻种植改良盐碱地，碱土的重金属的去除和吸附等研究。利用光学、光谱等衍射、吸收改良盐碱地的研究。四是通过物理方法排放、减少盐碱地的盐碱成分的研究。

表6 WOS 具有最大链接强度前10位的作者 单位：篇

表7 WOS盐碱地领域研究文献前20位的关键词

2.9 新兴主题分析

由图4可知，新出现的高频关键词反映新兴的研究主题[11-15]。WOS盐碱地领域研究文献近5年出现次数较多的关键词为biomass、reactivity、kinetics、pyrolysis、performance、mechanism、oxidation、catalysts、gasphase、gasification 等，即生物质、反应性、动力学、热解、性能、机理、氧化、催化剂、气相、气化等新兴主题词，都是关于盐碱地的化学成分和物理特征的研究。

图4 WOS盐碱地领域文献研究新出现关键词聚类图谱

3 结论

近年来，盐碱地领域研究发展迅速。本研究通过对Web of Science 核心数据库中2007—2017年关于盐碱地领域的8 092篇文献进行检索与分析发现，近10年盐碱地领域的研究态势处于成长期。我国盐碱地领域研究总体上与美国的基础一致，发文量呈逐年上升趋势。目前，全球科研投入比较多的国家有中国、美国、印度、德国、日本等；代表性研究机构有中国科学院、俄罗斯科学院和中国科学院大学等；相关领域的载文期刊主要集中在美国、英国、荷兰和德国的期刊，如《INORGANIC CHEMISTRY》《DALTON TRANSACTIONS》《PHYSICAL REVIEW A》《PHYSICAL REVIEW B》《INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY》等，都是化学或物理的专业性期刊；世界各国合作研究内容基本一致，形成了以美国、中国、德国为核心的研究团体；世界的代表性机构合作网络知识图谱，以中国科学院、德黑兰大学、巴斯大学、云南大学为核心的4个机构，链接强度较大，开展多项国际间的机构合作研究；在作者合作网络图谱中以HILL MICHAEL S、LI WENJUN、WESTERHAUSEN MATTHIAS 等为核心作者；WOS盐碱地领域研究文献主要涉及5个主题聚类，即生物质、反应性、动力学、热解、性能等新兴主题词。