基于文献定量分析的我国沙化土地治理研究

李芹芳，邓瑞丰，李 文

（长安大学 土地工程学院，陕西 西安 710054）

沙化土地是指干旱、半干旱和部分半湿润地区[1]在一定气候条件下，由于自然因素（干旱、缺水、风力、地质作用等）和人为因素（过度放牧、过度樵采、过度利用水资源、不合理的土地利用等）的影响导致植被覆盖消失，地表裸露，土壤受风力侵蚀而形成的表层以沙质、砾质土壤为主的退化土地[2-3]。近年来，随着城市化进程的加快和社会生产力的极速发展，全球气候变化、地质作用和人类对土地不合理利用[4]等使得土地沙化日益严重。第六届库布其国际沙漠论坛报告指出，截至2016年，我国沙化土地面积172.12万km2，占国土面积的17.93%，其广泛分布于我国30个省（市、自治区）的920多个县（旗、区）[5]，19.81%的陆地面积正在受到土地沙化的威胁，沙化土地迅速蔓延已经严重威胁我国的生态安全、耕地质量、人居环境和经济社会可持续发展。因此，沙化土地治理迫在眉睫。

目前，沙化土地治理已经受到学术界广泛关注，但我国的沙化土地治理措施研究尚处于初步探索阶段[6-7]，因此，分析我国沙化土地治理措施的研究现状及未来发展很有必要。文献计量分析法可以揭示某一研究领域的发展过程[8]，通过定性和定量研究沙化土地治理方面的文献可以在一定程度上反映出我国沙化土地治理研究的现状和方向。本文利用Noteexpress3.2和Excel软件[9]，结合文献计量分析法的原理和方法，对沙化土地治理相关文献进行定量分析，揭示该领域的发展过程和研究现状[9]，对我国沙化土地治理措施进行归类总结，在此基础上对该领域研究未来的发展提出建议。

1 数据来源及分析

1.1 数据来源

本文分析研究的文献均来自1980—2019年的中国知网和万方数据库，以“沙化土地治理” 、“沙化土地防治” 、“沙化土地修复” 为主题，采用主题精确匹配的方式共检索得到3 917篇文献。将检索结果导入Noteexpress3.2软件进行归类建库，剔除重复、与主题无关文献301篇，将剩余的3 616篇文献作为本文研究的样本数据。

1.2 文献数量分析

不同年份的发文量可以在一定程度上直观反映沙化土地治理的研究热点和发展过程。用Excel软件对3 616篇文献按发表年份进行分析，发现从1980年开始该研究领域的文献数量呈现递增的趋势，增长趋势符合二次函数递增模型（图1）。从拟合曲线可以看出我国沙化土地治理研究大体上经历了3个阶段：1980—1994年，研究文献数量较少，为萌芽阶段，数量为[0，9]；1995—2005年间文献数量开始逐渐增多，为起步阶段，数量为[9，129]；2006—2019年间文献数量以每年近50%的增幅迅速增加，增长幅度较大，为快速发展阶段，数量为[129，+∞]，说明从2006年开始沙化土地的治理已经受到该学术领域专家学者的广泛关注，同时从曲线拟合趋势可以预测未来一定时期国内沙化土地治理研究领域的文献数量会保持增长态势。

1.3 作者分析

核心作者群和核心文献流[8-9]代表着一个研究领域的发展方向，能体现一个学术领域的研究重点和研究动态，对研究领域起着导向作用，推动该领域研究的深度和广度。3 616篇文献样本数据包含了7 693位作者，平均每篇文献有2.13位作者，仅发表1篇文章的作者有6 517位，占总数的84.71%，只有7位作者发表5篇及以上，占总数的0.1%，由此可见，沙化土地治理研究领域的学者多为瞬时研究者，还没有形成系统的派系。

根据普赖斯理论[10]，核心作者群中贡献最多的作者文献数量（Nmax）与贡献最少的作者文献数量（Nmin）之间存在如下关系[11]：

7 693位作者中贡献最多的作者文献数量为9篇，根据上式可知该领域作者发表最少的文献数量为2.24篇，因此文献数量在[2，+∞）内的作者均为该领域的核心作者。分析发现该领域的核心作者有131位，文献总数为1 441篇，仅占文献总量的39.85%，说明该领域核心作者的文献数量普遍偏低，核心作者群并未形成。

1.4 研究机构分析

分析不同研究机构的文献数量，可以反映研究沙化土地治理的核心机构和主要力量，体现不同研究机构的科研能力[11]。分析文献样本数据得出文献数量排名前10的研究机构（表1），北京林业大学文献数量位居第一，为98篇，占整个文献样本总量的2.71%；文献数量排名前10的研究机构全部为科研院所和高等院校。由此可以得出结论：①沙化土地治理研究的核心机构较少，发表文献数量偏少；②科研院所和高等院校是沙化土地治理研究领域的核心机构，是推动我国沙化土地治理研究进展的主要力量。

表1 文献数量排名前10的研究机构

1.5 关键词分析

关键词通常能表达文章的核心内容，关键词出现的频次高低可以反映某一研究领域的研究方向和发展动态[12]。利用Noteexpress3.2软件提取3 616篇文献样本数据所涉及的关键词，共得到关键词1 876个，1 876个关键词出现频次为3 796次，出现频次小于50的关键词有1 863个。由于文献样本数量较大，所以将频次大于50的关键词定义为高频关键词，小于50的关键词定义为低频关键词[13]，对高频关键词进行统计（表2）。

表2 高频关键词统计分析（频数≥50）

从表2中可以看出，“土地沙化” “沙化土地” “生态环境” “沙化治理” 四个关键词在3 616篇文献样本数据中出现的频率最高，这说明研究者的研究内容多集中在沙化土地治理以及生态环境修复和保护等方面。再结合其他关键词可以发现，沙化土地治理研究领域的文献主要为沙化土地的成因、治理对策、修复技术、动态变化等。

2 沙化土地治理措施的研究进展

通过梳理3 616篇文献可以将沙化土地治理措施归纳总结为五大类：生态建设措施、物理修复措施、生物修复措施、化学修复措施以及联合治理措施。

2.1 生态建设措施

生态建设措施是指通过研究各区域沙化土地的成因，利用生态学、系统学、工程学的方法实现沙化土地的恢复与重建[14]。生态建设措施包括增加裸露地植被覆盖度[15]、建设生态防护林涵养水源[16]、修复沙地植被、增种沙生植物、增加农业灌溉条件、意杨河坡造林、沙改田种植作物等。

生态建设措施是最常见的沙化土地治理措施，能够有效阻止沙地活化、沙漠外延，被广泛应用于风沙活动显著的原生沙漠地区、沙化湖区和河流携沙淤积沙化区。在原生沙漠地区，通过增加植被覆盖度的方式使流动沙地向固定沙地转化；通过修复沙地植被、增种沙生植物的方式使半固定沙地面积逐渐减少；要通过建设和保护草（牧）场，增加农业灌溉条件等措施使露沙地修复为非沙化土地。在沙化湖区和河流携沙淤积沙化区，沙化土地与水文情势的变化关系密切，沙随水动,水静沙沉，所以通过意杨河坡造林、沙改田种植作物等宜林则林、宜草则草、宜粮则粮[17]的方式治理沙化土地。

2.2 物理修复措施

物理修复措施，是根据物理学原理，采用一定的物理工程技术阻止沙化土地扩张并使其恢复利用的治理措施。物理修复措施包括封山育林[18]、设置机械沙障、引水冲沙、洪淤压沙、客土调剂压沙[19]、小范围改变地貌状况等。

设置机械沙障是指通过利用柴（草）、卵石、板条等材料在沙面上设置障碍物来控制风沙的速度、方向和结构；引水冲沙适用于沙层较薄、水源充足的区域，通过引大水将覆盖于土壤表面的砂砾物质冲积到特定位置，经过处理进行合理利用；洪淤压沙是指在涨水或泄洪期间将河流携带的淤泥引流于沙化区，覆盖淤沙，种植沙生植物和农作物；客土调剂压沙，即在流沙点或风蚀斑沙化区[19]，采用客土法将其他地方的黏土覆盖于砂砾物质之上，改变沙化结构，将沙地变为非沙地。

2.3 生物修复措施

生物修复措施是指采用植物修复技术、微生物修复技术、腐植酸应用技术对沙化土地进行修复和治理。生物修复措施包括保护性耕作、围栏封育、微生物分解、生物腐植酸应用技术[20]等。

保护性耕作是防止土地沙化最原始的技术手段，通过休耕及秸秆还田来增加土壤有机质含量，改善土壤结构，缓解沙化危害[22]。围栏封育是草地沙化的主要修复措施，在退化草地生产力没有被根本破坏时，封地育草，可以恢复草地生产力。培养沙地微生物，利用微生物活性将难溶性的矿物[20]分解转化成能被植物吸收的各种易溶性矿质元素，促进植物生长。生物腐植酸应用技术是将秸秆碎渣经特殊微生物种群发酵后干燥粉碎，洒在沙化土地表面，改善沙化土地的理化性质，为植物存活和生长提供保障。

2.4 化学修复措施

化学修复措施是利用天然或人工合成的有机或无机胶凝材料固定沙面[21]。通常在流沙表面喷洒化学胶结物质，固结沙粒，形成一层抗风蚀膜或壳，隔断风力对沙面的直接作用。化学修复措施包括植生带绿化技术和功能化高分子不织布植生带技术[20-21]。

植生带绿化技术适用于大面积沙化地区，将高吸水性高分子化学物质与黏土、水制成保水剂，再和植物种子掺在一起,洒在沙面上，可有效保持土壤中水分,提高植物存活率，从而绿化沙地；由于植生带绿化技术成本较高，推广困难，因此我国学者对植生带绿化技术进行改良研究，提出功能化高分子不织布植生带技术，就是选择价廉易得的高分子材料制作绿化覆盖层，引进等离子体技术对材料改性得到具有高吸水保水性能的材料。

2.5 联合治理措施

联合治理措施是指将若干单项修复技术相互组合，发挥各自优势，在各沙化单元内因地制宜、因时制宜[22]实现沙化土地的高效治理。联合治理措施主要包括物理-生态联合技术、生物-化学联合技术以及生态、物理、生物、化学等不同类别工程措施的结合和综合应用[23]。

物理-生态联合技术适用于沙面流动性较强的区域，首先通过设置机械沙障、客土调剂压沙等物理修复措施固定流沙，然后通过建设生态防护林、修复沙地植被、增种沙生植物等生态措施修复沙化区域生态系统[24]，实现沙化土地的恢复与重建；生物-化学联合技术适用于沙化程度严重、生态脆弱的沙化地区，这类区域缺乏植被生长条件，植被成活率较低，故先通过植生带绿化技术和功能化高分子不织布植生带技术创造植被生长条件，再结合微生物分解、生物腐植酸应用技术等生物措施种植植被，以固、阻、输的方式防沙治沙。

2.6 治理措施的特点和存在问题

上述5类措施是我国主要的沙化治理措施，既是沙化土地治理研究的缩影，也是治理历程的时代见证。各项治理措施均有各自独特的优势，同时，也存在一定的问题。

生态建设措施是最广泛的治沙措施，能从根本和源头上对沙化土地进行重建修复，遏制沙化趋势，但其周期较长、工程量巨大且短期内不能看到明显效果，其对风沙活动显著的原生沙地治理和恢复显然是一种长效机制。

物理修复措施是最原始、最古老的治沙措施，其通过育、阻、冲、压等一系列物理工程措施实现固沙、治沙目的，这种措施耗费人力、物力、财力较大，短期内效果能立竿见影，但难以从根本上实现沙地修复和复绿，不适合大规模和较大范围的沙地治理。

生物修复措施和化学修复措施的实质是通过改变沙地内部结构和理化性质而达到沙地治理和修复的目的，其特点是效果明显、技术含量高，但需要大量资金和科学技术支持，目前大面积实施相对还比较困难。这两种措施在应用时间上较生态建设措施和物理修复措施要晚，但却是提高生态建设措施和物理修复措施实施效果的必要前提和保障。

为了弥补单一修复措施的缺点和不足，使各项治理措施发挥出最大效应，联合治理措施应运而生，这种措施是单个治理措施的融合，克服了单一措施实施的困难和缺点，使单一措施“物尽其用，技尽其善” ，能更好地促使沙化土地治理实现灵活机动，效能最大。

3 沙化土地治理方向和趋势

我国在长期的治沙过程中取得了丰硕的成果，也积累了丰富的经验。但以往在生态建设为主体的治沙背景下，存在片面追求覆盖度，短期复绿的问题，因此，在新时代生态文明理念下，创新方法，改革模式，建立长效机制将是未来一定时期内我国沙化土地治理方向和趋势。

1）革新传统治沙模式，研发治沙新技术并推广应用。传统治沙模式和措施存在成本高、技术推广难、不易操作的瓶颈，因此，研发节水、易操作、成本低和适合大面积推广的新治理技术将是未来我国治沙领域的方向。

2）因地制宜，促进绿色可持续发展。传统的生态建设，通常片面追求覆盖度、往往是单个治理措施的简单叠加，缺乏针对性、系统性的治沙已经不能满足新时代建设美丽国家的需求，未来多种措施融合发展，因地制宜地推进系统性、规模化的绿色可持续综合治理措施将成为今后沙化土地治理的发展趋势和研究重点。

3）建立全方位、全天候沙化土地动态监测机制。目前，我国沙化土地监测循环周期长、监测精度不高，直接导致不能实时掌握沙化土地动态变化，制约了沙化土地治理的时效性。运用“3S” 技术融合大数据和云计算技术研究一套系统的沙化监测体系，缩短监测周期，完善监测机制，实时监测沙化土地动态变化，准确预测沙化土地变化趋势，提高沙化土地治理的时效性和有效性。

4 结语

本文通过对我国1980—2019年沙化土地治理研究领域发表的文献进行定量分析，发现我国该研究领域的文献数量呈现逐年递增的趋势，符合二次函数递增模型，并且在未来一定时期将会保持持续增长态势；该领域的核心作者群和核心文献流尚未形成，作者大多为瞬时研究者；沙化土地治理领域的核心研究机构较少，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、治理对策、修复技术、动态变化等是目前沙化土地治理研究领域的热点。我国沙化土地治理措施，主要分为五大类：生态建设措施、物理修复措施、生物修复措施、化学修复措施及联合修复措施。为了提高沙化治理的成效、推动沙化治理措施的研究进展，未来我国沙化治理需要在建立专业学科队伍和科研机构、加大科研投入、建立全方位、全天候沙化土地动态监测机制、因地制宜制定综合治理措施等方面下功夫。