基于CiteSpace 的国内植物领域研究知识图谱分析

郭笑笑，吴丽丽

（长江大学园艺园林学院，湖北荆州 434022）

由于我国疆域广袤，自然地理条件复杂，且其植物群落区系久远，使我国成为了世界上植物种类最丰富的国家之一。植物作为中国园林造园的四大基本要素之一，能使园林空间富于四时变化。同时，植物又是人类自然生态系统的第一个生产主体，对有效地涵蓄当地水源，调节当地气候，保持其水土质量，吸收并分解其污染物等都显得极为重要。近年来，随着生态文明建设和国家高度重视野生植物保护管理工作，促进了国内植物领域研究不断向前发展。植物领域研究致使其主要研究成果文献具有多学科综合交叉的特点，已经成为生物学、城乡规划与市政、环境学和园艺学等多门学科的重要研究热点。在CNKI 数据库现有文献中，鲜有研究对国内植物领域的研究和发展情况作出较全面和客观的概述。本研究主要采用CiteSpace 可视化数据分析软件，定量分析了2010-2020 年CNKI 数据库中所收录的国内植物领域研究的相关文献，有助于相关研究者更为深入地认知我国植物领域研究的现状与前沿趋势，为相关领域的研究提供参考信息。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本研究以中国学术期刊出版总库（CNKI）作为文献数据来源，以“关键词”为“植物”对其进行数据检索，检索时间限定在2010 年-2020 年12 月15 日，得到初步检索结果4784 篇。剔除了学术访谈、报纸、书籍介绍、会议等非学术性文献，最终共计得到4100 篇有效的学术性研究文献。

1.2 研究方法

文献计量法是一种以数学、统计学为基础统计分析文献体系，并用数据对其分布结构、数量关系和变化规律等因素进行解释的一种定量分析方法[1]。它的引入和使用，使学界对植物领域研究方向的认识和探讨更为精准。CiteSpace 是陈超美教授团队[2]开发的一款可视化分析工具，通过差异化的图标、连线、色彩、文字等多种可视化的形式，展示研究对象发展的趋势与动向。本研究借助CiteSpace 作为分析软件，可以准确地绘制出国内植物领域有关文献的关键词、作者、发文机构等知识图谱，能够直观性地展示国内植物领域的研究现状和研究热点，为相关研究者们提供依据和参考。

2 结果与分析

2.1 作者分析

作者是开展科学工作的微观研究主体，通过研究作者的文献成果及相关作者间的合作情况，有助于了解国内植物研究领域关键研究人员的分布及其合作情况。在CiteSpace 软件中将网络节点类型勾选为“作者”，最终形成包含452 个节点、352 条连线的国内植物领域研究作者知识图谱。如图1 所示，网络密度为0.0035。该网络密度处于较低水平，表明目前国内植物领域的科研力量较分散，大部分学者处于独立研究状态，彼此之间学术联系很少，缺乏广泛的学术共识，长期来看不利于国内植物领域研究的可持续发展。

图1 国内植物领域研究作者图谱

从发文量角度分析（见表1），我国植物领域研究发文量次数最多的是李明（26 篇），其长期主要致力于对我国杉木人工林的高效种植、林木养分循环与代谢以及植物亲缘地理学研究工作，其次是任延靖（22 篇）、赵孟良（22 篇）、刘静（12 篇）、戴绍军（9 篇）、张娜（9 篇）。从合作网络分析，各研究团队内部学术合作紧密，多部分来自同一所高校。如李明和刘静、马祥庆有合作关系，均来自于福建农林大学；任延靖和赵孟良、李莉有合作关系，均来自于青海大学。根据研究课题涉及到植物非生物胁迫方面可知，相关研究课题外部联系的可能性较大。由此可见，学者应加强跨高校之间的合作，促进不同学术观点的交流与探讨。

表1 国内植物领域研究作者发文数量

2.2 发文机构分析

科研机构作为宏观研究主体，分析研究机构的发文情况有助于了解国内植物领域的研究力度。国内植物领域研究机构合作网络图谱诠释了该领域研究力量的空间分布，如图2 所示。图谱由428 个节点，130 条连线构成，网络密度为0.0014，仍然处于较低水平。图中连线呈现少、短的特征，说明我国植物领域各研究机构之间联系较弱，相互之间鲜有合作。中国科学院大学与多所高校内部合作紧密，还有待从跨地域、跨高校建立更为深入的学术合作关系。

图2 国内植物领域研究机构图谱

通过采用EXCEL 表格整合了相关数据可知，高发文量机构（见表2）。中国科学院大学以42 篇发文量位居排名第一，青海大学农林科学院青海省蔬菜遗传与生理重点实验室、青海大学三江源生态和高原农牧业国家重点实验室以22 篇的发文量依次紧跟其后，其次是中国科学院研究生院、北京林业大学园林学院等机构发表文献均在8 篇以上。反映了目前高等院校较为关注植物领域的研究，优势是获得了一定的研究成果，引领着国内植物领域研究发展。

表2 国内植物领域研究机构发文数量

2.3 发文期刊分析

期刊的载文量作为评价和判断期刊的主要指标之一，分析植物领域研究文献的来源期刊分布，既有利于发现国内植物领域的主流期刊及发展动态，也为研究人员阅读和选择投稿提供参考[3]。通过各类期刊所涉及的学术领域来看，我国植物领域研究文献以园艺、农业及生物学与工程类刊物为主，偏农业类期刊较多。载文总数量前16 名的学术期刊发文情况（如图3），《现代园艺》居于榜首，发文320 篇，占总载文量的25.18%，反映了该类学术期刊对植物领域研究课题的支持力度较大。其次是《安徽农业科学》（125 篇）、《山西建筑》（64 篇）、《中国农学通报》（64 篇）。

图3 国内植物领域研究载文期刊分布

2.4 学科分类分析

学科分类主要是为了在一定范围内反映作者的科研结果所属领域。由统计结果可知（如图4），国内植物领域研究主要集中在生物学（1305 篇）、城乡规划与市政（891 篇）、环境（726 篇）、观赏园艺与园林（682 篇）、农业资源与环境（294 篇）、林学（254 篇）、植物保护（246 篇）等学科，而其他学科的论文相对较少。植物领域的相关论文涉及学科非常广，是一个多学科交叉的研究领域，其综合了生物、规划、环境、生态等多学科的特点，促进了这一领域进一步综合发展。从具体学科看，生物学和城乡规划与市政的文献数量遥遥领先，生物学和城乡规划与市政是研究植物领域较多的学科，还需要加强相关技术学科的联系和研究工作力度，采用多学科、多视角的方式不断深入分析研究国内植物领域发展。

图4 国内植物领域研究学科分类

3 研究热点与前沿趋势分析

3.1 研究热点分析

关键词是用来表达某一文献主题研究内容的词语，其频度在一定程度上可以直接反映该领域的热点研究方向。在CiteSpace 中将网络节点类型选择“关键词”进行分析，得出由735 个节点和1199 个连接组成的关键词共现图谱，除去普遍性的关键词“植物”，词频排名前20 的关键词排序（见表3）。其中，园林、景观、配置、应用、园林绿化等关键词出现总频次最高，它们均涉及植物应用领域，是国内植物领域研究的热点方向。

表3 2010—2020 年国内植物领域研究高频关键词

CiteSpace 软件经过计算，将联系紧密的关键词进行分组，这一过程称为关键词聚类。如图5 所示，模块化程度值为0.6282＞0.3，网络轮廓值为0.885＞0.5，表明整个网络的聚类结果合理。通过分析归纳出国内植物领域分为3 个研究热点方向：植物配置、植物修复、植物应对生物及非生物胁迫。

图5 国内植物领域关键词共现聚类时序图

3.1.1 植物配置。2010－2020 年，植物配置的研究热点主要体现在空间营造和生态方面。植物配置的景观空间营造主要侧重于从园林艺术的角度出发，在符合园林艺术景观审美的基础上，充分利用各类植物本身的自然美特点，营造适合空间结构变化、色彩效果变化、韵味变化等观赏性强的园林景观空间。张志永等[4]从当前城市环境的特殊性角度出发，阐述了如何创造景观空间、灵活运用种植模式、顺应地方特色、根据其生态习性及注重生态功能等措施。段敏杰等[5]基于SBE 法对公园内36个典型植物群落景观进行美学质量分析评价，发现树种组成数量、生活型构成、郁闭度这3 个影响显著因子较准确预测公园美景度。在生态方面，植物配置及其探究主要集中于人工湿地、雨水花园、调节气候等多个方面。郝明旭等[6]通过分析50 种常见的人工湿地植物，指出湿地植物在实现净化水体的同时，其性质及功能也有可能会直接受到各种物种、环境因子、种类配置模式等因素的影响。马逍原[7]、阎波[8]、何雨洋等[9]基于雨水花园的设计思路和实践案例进行分析，探讨了雨水花园在不同城市不同场地使用条件下的设计应用策略。在未来我国园林植物配置过程中，从环境心理学、生态学、园林文学等多个方面还有很大的科学研究价值和探索发展空间。

3.1.2 植物修复。2010－2020 年，植物修复研究的内容主要是土壤重金属污染场地的修复与修复植物选择。植物修复指利用植物或植物群组的作用降解受到污染的环境，是当前全球环保领域认可的绿色修复技术。吴洁婷等[10]把菌根技术引入植物修复环境中，构成了一种植物—菌根真菌的联合修复技术，这种新型的技术能够从多个方面有效地对植物修复重金属污染产生影响并起到加强的作用。任建武等[11]根据丹江口水库蓄水后消落区的变化特征，发现在平原、丘陵地区选用意大利杨等速生丰产的树种，贫瘠的山区选择饲料桑等灌木或小乔木。运用多种强化植物修复生态环境治理技术在我国具有广泛发展前景，今后应结合多种强化植物修复共同探讨和研究治理生态环境问题，实现植物修复的大规模工程化应用。

3.1.3 植物应对生物及非生物胁迫。2010－2020 年，国内学者主要通过研究微生物探讨植物如何处理生物及非生物胁迫问题。由于这些胁迫并不利于植物的正常生长和发育，因此植物必须有能力对所处环境当中的各种生物胁迫及非生物胁迫作出适当、有效地反应。王佺珍等[12]分析了盐碱胁迫对植物的影响，提出了外源物质的加入、与真菌之间的协同作用效应、利用生物科学技术方法手段、培育能够耐受盐碱的品种及其抗性锻炼5 种有效解决问题的方法。王凯悦等[13]阐述了植物干旱胁迫响应的分子机制及参与其中的调节基因和功能基因，研究发现胁迫反应主要表现为光合作用、渗透调节代谢、抗氧化代谢和激素物质。朱健康[14]、王冰[15]、孙琳琳[16]等通过研究分析了解非生物胁迫的信号传递及植物在非生物胁迫下的反应，对提高植物在逆境中的适应能力具有重要的科学意义。探讨植物如何感知病原体或其他昆虫的侵袭以及了解细菌和真菌如何提高植物的抗逆性，有助于更加深入地研究植物的胁迫耐受。

3.2 研究趋势分析

突现词指在一定时间内出现较多或使用该词频率相对较高的词，通过突现词的词频变化可以看出研究领域的前沿和发展趋势。图6 清晰直观地展示了国内植物领域研究热点词突现结果，包括突现年份和持续时长等。从突现程度来看，排名前5 名的突现词分别为雨水花园、抗肿瘤药、海绵城市、基因工程、风景园林。从突现词的时间分布角度来看，2010－2015 年，国内植物领域的研究前沿主要集中在生物学、分子标记、生态系统、植物调查等多个相关研究话题；2015－2020 年，国内植物领域的研究前沿主要集中在雨水花园、植物生长发育、蛋白质组学等多个相关植物研究领域话题。从最新的突现词来看，毒性效应、低磷胁迫、组织培养、生物学功能、作用机制等相关学术话题将是国内植物领域的研究前沿。可见，国内植物领域研究每一阶段都有不同的研究侧重点，研究内容也随时间推移不断发生变化。

图6 国内植物领域2010-2020 年突现关键词

4 结论与展望

本研究运用CiteSpace 可视化软件对2010－2020年CNKI 数据库中关于国内植物领域研究的4100 篇文献进行知识图谱分析。经过分析得出如下结论：①从发文作者和研究机构来看，本领域学者内部合作紧密，不同团队之间的研究人员学术联络较少。研究力量主要集中在高校，各研究机构之间联系较弱，合作较分散。②从发文期刊和学科领域来看，热点期刊以园艺学、农业及建筑科学与工程类刊物为主，主要集中在《现代园艺》《安徽农业科学》《山西建筑》。生物和城乡规划是与国内植物领域结合最紧密的学科，各学科应相互联系，根据自身特点研究视角各有侧重，对国内植物领域研究的发展具有促进作用。③从研究热点和研究前沿来看，国内植物领域的研究热点主要聚集于植物配置、植物修复、植物应对生物及非生物胁迫。研究前沿涉及海绵城市、毒性效应、低磷胁迫、作用机制等方面。

综上所述，现阶段国内植物领域的研究已经取得了一定成果，形成了从宏观到微观，从理论到实践的研究历程。但未来仍然还需从以下3 个方面进行植物领域的相关基础科学研究：①在研究方向视角上，植物领域在目前的研究中呈现多元化发展趋势，还需多结合相关的文学、生态学、城市经济等相关学科知识，更广泛地研究植物，促进植物领域研究的发展，使其发挥更大的作用。②在研究合作网络上，国内植物领域的研究是一个庞大复杂的学术体系，研究机构应不断加强跨不同地域、跨高校之间的合作学术交流，更好地推进国内植物领域研究的发展。③在研究课题内容上，要不断探索拓展国内植物领域的研究范畴，对植物领域课题开展多角度、多元化的研究，逐渐完善国内植物领域研究的理论框架和知识体系。