基于CiteSpace的草地鼠害研究现状及热点分析

杨 鼎， 岳方正， 李 璇， 徐震霆， 王志鹏， 程通通， 庞晓攀， 秦思源， 关政昊，冯智慧， 柴守权*

(1. 国家林业和草原局生物灾害防控中心， 辽宁 沈阳 110034； 2. 新疆维吾尔自治区蝗虫鼠害预测预报防治中心站，新疆 乌鲁木齐 830000； 3. 东营市东营区农业农村局， 山东 东营 257100； 4. 兰州大学草地农业科技学院， 甘肃 兰州 730020)

草地是地球上可更新的自然资源的主体[1]，也是地球上面积最大、构成方式最复杂、资源最丰富的陆地生态系统[2-3]，它不仅为人类的生存和发展提供了重要的场所，创造了一定的经济价值[4-5]，而且在维持陆地生态平衡中发挥着重要的作用(如水土保持、调节气候、固碳释氧)[6-7]。然而草地生态系统容易受到多种因素的影响，譬如放牧、鼠类、气候条件等[8-9]。其中鼠类在一般情况下对草地具有积极作用，被认为是草地生态系统中的“关键种”和“生态工程师”[10-11]，维持着草地生态系统健康发展。但是，我国因牲畜过度放牧而导致草地退化的现象十分常见[12-13]，这为鼠类的入侵和高密度种群的形成提供了良好条件，鼠类活动会进一步加速草地的退化速率[14-15]，从而形成鼠害。

我国草地鼠害危害形势十分严峻，呈危害面积广、爆发速度快、治理难度大的特点[16-17]。尤其是近年来，草地鼠害危害面积持续扩大，严重威胁着我国草地生态安全和牧民群众的粮食安全[10]，据统计，2020年全国草地鼠害危害面积达3.59×107hm2，占我国草地总面积的8.97%，严重危害面积达2.21×107hm2，占全国草地鼠害危害面积的61.71%(国家林业和草原局生物灾害防控中心提供)。我国草地鼠害主要危害种类包括沙鼠类、鼢鼠类、鼠兔类和田鼠类[18-19]，主要集中分布在青藏高原、甘肃河西走廊、宁夏南部、内蒙古中东部和西部、新疆北疆等地区[20-21]。面对数量多、分布广的草地鼠害，如何有效地降低其种群密度、最大程度地减少损失，是当下亟需解决的问题。我国早期的鼠害防控以化学药剂为主，能够快速抑制草原鼠害致灾密度的形成[22]，然而我国天然草地分布区是许多江河的源区[23]，化学药剂的大量残留严重威胁着江河区的用水安全。自1988年农业部颁布《草原治虫灭鼠实施规定》以来，草地鼠害防控逐渐从化学防治转为绿色防治，主要采用微生物农药、不育剂，以及天敌控鼠等措施进行防治[24]，但实施周期长，资金投入大，且短时间内效果不明显[25]。因此，了解草地鼠害的最新研究动态，对及时调整草地鼠害的防控措施有着十分重要的作用。

当前，关于草地鼠害领域的研究已经积累大量的理论基础和技术方法，总结和探索草地鼠害领域的研究方法、内容和发展趋势及研究热点，不仅可以为科研人员提供参考，也可以为主要管理部门提供决策依据。为全面了解我国草地鼠害的研究热点和发展趋势，本研究采用文献计量学方法，运用文献可视化软件CiteSpace，对草原鼠害研究文献进行计量及可视化分析，挖掘草地鼠害的研究热点及发展趋势，以期为我国草地鼠害研究提供科学依据与参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究数据来源于Web of Science(WOS)核心数据库和中国知网(China National Knowledge Infrastructure，CNKI)。本研究的检索选用主题词进行检索，检索主题涉及我国草地中常见的主要鼠害种(表1)，这些鼠害种为2020年各省市草原有害生物防治业务承担机构所监测到的草原鼠害种。在WOS中的检索公式为TS=(“草原鼠害种的拉丁名”OR“英文名”)AND T1 =(Grassland OR Meadow OR Steppe)，文献类型选为Article；而在CNKI中以主题词=(“草原鼠害种的拉丁名”+“中文名”)AND(草地+草原+草甸+草场)方式进行检索，文献类型选为期刊和硕博论文。WOS和CNKI的检索时间跨度均为1970-01-01至2021-07-25，分别检索到英文文献680篇，中文文献1 941篇，通过查阅检索到的WOS和CNIK文献的标题和摘要，判断文献研究内容是否与中国草地鼠害研究领域有关，剔除不相关的文献后，剩余CNIK文献584篇，WOS文献556篇。

表1 中国草地主要鼠害种目录Table 1 Catalogue of main rodent pests in grassland of China

1.2 研究方法

首先利用WOS和CNKI数据库中的文献计量在线分析平台，初步分析中国草地鼠害研究领域发文量、主要作者、主要研究机构和主要期刊等指标，然后利用Excel 2019对这些指标进行统计，最后使用Origin 2018进行绘图。然后将WOS数据库的文献数据导出为文本格式，将CNKI数据库的数据导出为Refworks格式，通过CiteSpace.5.8.R1可视化软件分析文献的作者合作、机构合作，可以识别出中国草地鼠害领域的主要研究力量。同时利用CiteSpace.5.8.R1软件对关键词频(Keyword)和突现词频(Burst term)的析出方法找草地鼠害领域的研究热点和发展趋势。

CiteSpace.5.8.R1可视化分析图谱中的节点的大小代表着该机构在草地鼠害领域发文量的多少，节点越大，其发文量就越大，节点之间的连接线表示两个机构之间存在合作，连接线越多，合作则越强[26]。H指数越大，表明该机构在该领域发表了较多高质量论文，也说明该机构在该领域处于领先地位[[27]。中心性可以识别网络中高度连接的节点，反映该机构所发表的论文在学科领域知识发展过程中的关键性和影响力[28]。关键词突现是指某一关键词在一段时间内的频次突然增加，关键词突现不仅能够反映一段时间内某一研究领域的研究热点和发展趋势，还能够了解影响该领域热点变化的潜在因素[29]。

2 结果与分析

2.1 发文趋势与被引用频次分析

基于CNKI和WOS数据库分析可知，中国草地鼠害研究领域总发文量共1 140篇，其中CNKI数据库发文量为584篇，WOS数据库发文量为556篇。1977—2021年间，整体上论文发文量处于上升的趋势，且大致可以划分为三个阶段(图1)。第一阶段为萌芽期，时间段位为1977—1990年，此阶段发文量较少，在不同年份之间呈零星分布，其中CNKI文献数为21篇，WOS文献为10篇，且WOS在1977—1988年间的文献数持续为0篇。第二阶段为高速发展期，时间段为1991—2005年，此阶段发文量处于井喷式增长，其中CNKI文献数为201篇，WOS文献数为135篇，中文文献和英文文献差距逐渐缩小。第三阶段为波动增长期，时间段为2006—2021年，此阶段发文量呈上下波动增长，其中CNKI年均发文量为22篇，WOS年均发文量为26篇，英文文献超过了中文文献，这说明关于中国草地鼠害的研究逐步从国内转向国际。

图1 中国草地鼠害研究文献的年度发分布Fig.1 The number of domestic and international annual publications on grassland rodent pests

基于CNKI和WOS数据库中的文献计量在线分析可知，CNKI中引用频次最高的论文题为“不同放牧强度对植物及啮齿动物作用的研究”(表2)，该文在1999年发表于《生态学报》，该文研究了放牧强度与草地鼠害种群密度的关系[30]。此外排名第3的论文也研究了草地鼠害的种群密度[31]，而其余的3篇文章则主要从草地鼠害的生物学特征和生态作用进行探讨[9,32-33]。WOS中引用频次最高论文题为“Population Dynamics and Responses to Management of Plateau Pikas (Ochotonacurzoniae)”，该文在1999年发表于JournalofAppliedEcology，该文探究了草地的放牧管理对高原鼠兔种群动态的影响[34]，其余论文则讨论了草地鼠害的种群密度与环境的关系[35-37]。总体分析表明，CNKI引用频次要大于WOS，且CNKI和WOS的文献主要集中在草地鼠害的种群密度的研究。

表2 CNKI和WOS数据库中被引频次前5的文献Table 2 Top 5 cited references in CNKI and WOS databases

2.2 研究机构及合作关系分析

基于CiteSpace 5.8.R1软件分析可知，1977-2021年中国草地鼠害研究领域，CNKI和WOS数据中文献数量在不同机构之间极差较大(表3，4)。CNKI文献中排名前10的机构有中国科学院、兰州大学、甘肃农业大学等，发文数量在14～139篇之间，中国科学院和兰州大学的发文量占前10机构总发文量的52.38%，中国科学院总被引频次高于兰州大学，而篇均被引频次低于兰州大学，此外中国科学院H指数最高和中心性最高，分别为68和0.75。WOS文献中排名前10的机构有中国科学院、兰州大学、青海大学，发文数量在10～167篇之间，中国科学院发文量占据绝对优势，占52.68%，中国科学院所有指标中除了篇被引频次外，其余指标均排名第一(表4)。

表3 CNKI中草地鼠害研究领域发文量前10机构Table 3 Top 10 institutions in the field of grassland rodent pest research in CNKI

表4 WOS中草地鼠害研究领域发文量前10机构Table 4 Top 10 institutions in the field of grassland rodent pest research in WOS

基于CNKI和WOS文献数据对研究机构进行可视化，发现CNKI文献中机构之间共有416条连接线，但排名前3的机构之间几乎没有连接线，其中中国科学院与38个科研机构之间存在合作关系，尤其是与青海大学之间合作紧密。兰州大学和甘肃农业大学的合作机构均较少，分别有12和15个合作机构。WOS文献中机构之间共有747条连接线，排名前3的机构之间也几乎没有连接线。这说明中国草地鼠害研究机构之间联系不够紧密，缺乏交流。

图2 草地鼠害领域中CNKI文献来源的机构分布及合作网络Fig.2 Institutional distribution and cooperation network of CNKI document sources in the field of grassland rodent pests

图3 草地鼠害领域中WOS文献来源的机构分布及合作网络Fig.3 Institutional distribution and cooperation network of WOS document sources in the field of grassland rodent pests

2.3 研究作者及合作关系分析

草地鼠害研究领域的中文文献作者群体分析结果表明，CNKI中发文量前10的作者，分别累计发文量在17～39篇之间(表1)，总引用频次在129～703次之间，篇均被引频次在5.68～18.03次之间，中心性在0.02～0.25之间。CNKI中发文量较多的作者有刘伟、花立民、楚彬、郭正刚等，这些作者合作网络呈现明显聚集状，相互交织，连接线为900条(图4)。草地鼠害研究领域的外文文献作者群体分析结果表明，WOS中发文量前10的作者，累计发文量在7～21篇之间(表6)，总引用频次在48～359次之间，篇被引频次在6.9～18.1次之间，H指数为4～13次之间，中心性为0.01～0.03。WOS中发文量较多的作者有王德华、张堰铭和曲家鹏等，且连接线为1 279条(图5)。总体上，核心作者发文量、总被引频次、中心性均表现为CNKI大于WOS，但作者合作连接线表现为CNKI小于WOS，这说明中国草地鼠害领域在国际上的研究力量依然薄弱，但作者群体之间的紧密联系有利于该领域未来在国际上持续突破。

表5 CNKI草地鼠害研究领域发文量前10的作者Table 5 Top 10 institutions in the field of grassland rodent pest research in CNKI

图4 草地鼠害领域中CNKI文献来源的作者分布及合作网络Fig.4 Author distribution and cooperation network of CNKI literature sources in the field of grassland rodent pests

表6 WOS草地鼠害研究领域发文量前10的作者Table 6 Top 10 institutions in the field of grassland rodent pest research in WOS

图5 草地鼠害领域中WOS文献来源的作者分布及合作网络Fig.5 Author distribution and cooperation network of WOS literature sources in the field of grassland rodent pests

2.4 研究热点分析

2.4.1关键词聚类分析 研究热点是指在某一时间段内有一定数量的文章，所研究的对象、内容或者科学问题具有趋同性。本研究分别将CNKI数据库和WOS核心数据库的数据导入CiteSpace V.5.8.R1，分别得到国内和国际关于中国草地鼠害研究的关键词聚类分析图。CNKI文献得到了719个节点、1 542条连接线的13个关键词聚类视图(图6)。聚类后网络的模块值Q=0.721(Q>0.3)，可视化结果显著，平均轮廓值S=0.809(S>0.5)，聚类结果显著可信。WOS文献得到了617个节点、2 050条连接线的13个关键词聚类视图(图7)，聚类后网络的模块值Q=0.661(Q>0.3)，可视化结果显著，平均轮廓值S=0.847(S>0.5)，聚类结果显著可信。CNKI和WOS文献关键词聚类结果均在合理的范围内，说明整体聚类效果好。

图6 CNKI文献中草地鼠害领域研究的关键词聚类图谱Fig.6 Keyword clustering map of grassland rodent pest research in CNKI literature

图7 WOS文献中草地鼠害领域研究的关键词聚类图谱Fig.7 Keyword clustering map of grassland rodent pest research in WOS literature

对CNKI和WOS文献的关键词聚类结果进一步分类归纳分析，结果表明，在CNKI中，聚类0，1，2，4，5，7，8和11是草地鼠害的种类，分别是高原鼠兔、高原鼢鼠、布氏田鼠、根田鼠、大沙鼠、甘肃鼢鼠、长爪沙鼠、子午沙鼠，包含的主要关键词有活动模式、扰动效应、生态位、群落结构、物种多样性。聚类3和9分别是高寒草甸、青藏高原，包含的主要关键词有物种多样性、鼠洞密度、人类活动。聚类10和13分别是种群密度、季节性变化，包含的主要关键词有繁殖特征、气候因子、挖掘取食。在WOS中，聚类4，8分别是Ochotonacurzoniae(高原鼠兔)和Brandtsvoles(布氏田鼠)，包含的主要关键词有Demography(种群数量)、Reproduction (繁殖)和Winter survival (越冬生存率)。聚类0和6分别是Alpine meadow(高寒草甸)和Qinghai-Tibet plateau(青藏高原)，包含关键词有Grassland ecosystem (草地生态系统)、Rangeland degradation (牧场退化)以及Deteriorated grassland(退化草地)。聚类1，2，3，5，7，9，10分别是Biodiversity(生物多样性)、Habitat selection(生境选择)、Grazing management(放牧管理)、Grassland productivity(草地生产力)、Food hoarding(储食)、Disturbance(干扰)、Population dynamics(种群动态)，包含的关键词有Livestock grazing(家畜放牧)、Biodiversity conservation (生物多样性保护)、Vegetation cover (植被盖度)、Precipitation(降水)和Disturbance intensity(干扰强度)等。

2.4.2关键词突现分析 CNKI文献关键词突现的时间集中在1985—2021年，而1977—1985年未出现关键词突现，这可能与国内早期草地鼠害领域研究力量薄弱和不重视有关。1985—2021年，有关草地鼠害种或者类别的关键词出现了4次，分别是布氏田鼠、啮齿动物、长爪沙鼠、高原鼢鼠，其中高原鼢鼠的突现强度最高，突现强度为15.91，且持续至今，这说明当前以及未来一段时间内草地鼠害种类中高原鼢鼠是一个研究热点。草地鼠害领域的研究方向也发生了改变，从研究鼠害种群自身变化特征，逐渐转变为研究鼠害对土壤养分和物种多样性的影响。这说明以前主要研究外界环境对草地鼠害的影响，而现在主要研究草地鼠害对外界环境的影响，这也是未来一段时间内的研究趋势。WOS文献关键词突现的时间集中在2002—2021年。而1977—2000年未出现关键词突现，这与我国前期草地鼠害领域的研究在国际上影响不够、被认识的程度不高有关。2002—2021年，关键词突现的草地鼠害种只有高原鼠兔，这说明不同草地鼠害种的研究力量分布不均衡，对除高原鼠兔以外的其它草地鼠害的探索不够深入。

表7 CNKI和WOS中突现强度较强的主要关键词Table 7 The main keywords with strong emergence in CNKI and WOS

3 讨论

文献的年度发布量在一定程度上能够反映出该领域研究现状、水平和发展速度[29]。本研究结果表明，中文和英文文献中，草地鼠害研究领域的论文数量整体上处于上升的趋势，具体可划分为萌芽期(1977-1990年)、高速发展期(1991-2005)和波动增长期(2006-2021)。其中萌芽期发文量较少，持续时间长，此外中英文文献数量差距大，中文文献数量是英文文献数量的2倍多，且相当长一段时间内英文文献数量为0，这表明此阶段学术界对草地鼠害的危害有了一定的认识，但重视程度不够，且研究成果在国际上获得认可程度不高。其主要原因可能有以下两个方面：一方面政府在早期关于草地鼠害防治资金支持较少，早期鼠害防治主要以农业鼠害、林业鼠害为主[38-39]；另一方面与人们认识程度有关，早期人们并没有意识到草地的重要性，新中国刚成立后，主要政策是“以粮为纲”，大肆将草地开垦为农田，没有草地保护意识[7,40]，以致于萌芽期草地鼠害研究较少。高速发展期发文总量呈井喷式增长，此阶段英文文献数量提升很大，这说明此阶段人们不仅意识到草地鼠害危害的问题，且相关研究成果在国际上也得到了一定的认可。其主要原因是人们对草地的认识有了一定的转变，随着沙尘暴发生频率的剧烈增加，土壤荒漠化和沙化日益严重，造成了极其严重的环境问题[13,41-42]，人们逐渐意识到草地生态功能十分重要，并且政府在其中起着主导作用。同时，该阶段英文文献数量的增加与互联网高速发展密不可分[27]，该时期的国内科研人员能够通过互联网接收许多国外最新的草地鼠害研究成果，对于国内的草地鼠害研究具有重大的推动作用。波动增长期发文量继续增加，但有所波动，此期间年发文量中，英文文献比中文文献多5篇，也是英文文献发文量首次超过中文文献发文量，这说明草地鼠害在国际上已经有了广泛的共识，该领域的探索也更加深入了。

研究机构及其合作网络分析能够反映当前中国草地鼠害领域研究力量的分布情况[27]。本研究结果表明，CNKI和WOS数据库中发文量前10机构中有相互重叠，重叠的机构占60%，这表明草地鼠害领域的研究结构分布十分稳定。同时，中国科学院和兰州大学无论是CNKI中的排名，还是在WOS中的排名均为第一、第二，且这两所机构中被引频次也位居第一或第二，这说明这两所科研机构在草地鼠害领域研究中起着引领作用。北京师范大学在WOS中篇均被引数排名第一，这说明北京师范大学关于草地鼠害领域研究中的某一研究方向在国际上认可极高。本研究结果表明，CNKI和WOS数据库中，中国科学院的H指数分别为68，35，中心性分别为0.75，0.79，均排名第一，而兰州大学虽然排名第二，但H指数和中心性均远小于中国科学院。因此，本研究结合发文量、发文量占比、总被引频次、篇被引频次、H指数和中心性综合分析可知，在草地鼠害领域研究中，中国科学院占主导地位，兰州大学紧跟其后，而北京师范大学在某一方向上研究也处于较高水平。同时CNKI文献中各机构连线有416条，而WOS文献中各机构连线有747条，但排名前3的机构相互之间只有较少的连接线，这表明中国草地鼠害领域研究交流不够紧密，尤其是有较强科研力量的单位，其主要原因可能是人才的聚集效应，人才逐渐向更高更好的平台聚集[43-44]，最终靠前的机构不同的研究方向的人才较多，仅仅靠内部交流就能够完成草地鼠害领域各个方向的研究。

解析核心作者群以及合作关系有助于全面了解草地鼠害研究的主要群体[45]。本研究发现，CNKI和WOS数据库中发文量前10名的作者有相互重叠现象，重叠的作者分别是刘伟、郭正刚和张堰铭，重复率为30%，这表明中国草地鼠害领域的研究作者分布较不稳定，并未形成一定规模固定的群体数。本研究也发现，国内作者在文献产出数量上占据绝对优势，但被引用频次排名第一的文献为国外作者所发表，这说明中国作者的发文质量与国外作者相比仍有较大差距。本研究也发现，CNKI和WOS中的高频被引文献可以归纳为生态学范畴，主要探究影响草地鼠害种群密度的因素，这表明草地鼠害的形成与其种群密度关系十分密切。已有研究表明，当鼠类种群密度较低时，有利于草地生态的健康发展，而当鼠类种群密度过高时，则会导致草地生态系统持续劣化[38]。此外，WOS高频被引的文献中，第一作者是中国学者的仅有2人，其主要原因是国内草地鼠害的研究起步较晚，基础较差，相关的理论知识薄弱，导致国内机构早期关于草地鼠害领域的研究大多采取与国外机构合作的方式展开。本研究结果表明，核心作者中发文量、总被引频次、中心性均表现为CNKI大于WOS，但作者连接线表现为CNKI小于WOS，这说明中国草地鼠害领域在国际上的研究力量依然薄弱，但作者群体之间的紧密联系有利于该领域未来在国际上持续突破。

关键词是对文献研究内容的高度浓缩，出现频次较高的关键词可以在一定程度上反应某时间段内比较常用的研究方法、研究中的瓶颈问题或者研究人员关注的热点话题[29]。本研究对关键词进一步聚类分析，能够更加明晰当前草地鼠害领域的研究热点。本研究发现对CNKI和WOS聚类的结果均可以大致划分为3个部分，分别是研究对象、研究地区和研究方向。研究对象是草地鼠害种类，CNKI文献中草地鼠害种类分别是高原鼠兔、高原鼢鼠、布氏田鼠、根田鼠、大沙鼠、甘肃鼢鼠、长爪沙鼠和子午沙鼠；而WOS文献中草地鼠害种类分别是高原鼠兔和布氏田鼠，这说明CNKI对鼠害种类的研究十分广泛，而WOS对草地鼠害种类的研究较少，其原因可能与高原鼠兔和布氏田鼠危害最广有关[25]。此外，高原鼠兔和布氏田鼠在CNKI和WOS中相互重叠，这说明高原鼠兔和布氏田鼠是当前的研究热点，且热度将会持续一段较长时间。CNKI和WOS中的研究地区均为青藏高原和高寒草甸，这说明青藏高原或高寒草甸是主要研究区域，其主要原因有以下两个方面：一方面，青藏高原或草地类型为高寒草甸的区域在我国分布广泛，且生态环境较为脆弱，容易受到草地鼠害的破坏[3,11]；另一方面，青藏高原的局部地区以及高寒草甸分布区通常是我国放牧集中区，放牧强度大，容易导致草地退化，从而增加了鼠类的种群密度[45]。研究表明，CNKI草地鼠害领域的研究方向为种群密度、季节性变化，而WOS中草地鼠害领域的研究方向分别为生物多样性、生境选择、放牧管理、草地生产力、储食、干扰、种群动态，这表明在国际上关于我国草地鼠害领域的研究方向较多，同时，CNKI和WOS中相互重叠的只有种群密度，说明种群密度是当前研究方向的热点。研究结果表明，CNKI文献关键词突现的时间集中在1985—2021年，而1977—1985年未出现关键词突现，这可能与国内早期草地鼠害领域研究力量薄弱和不重视有关。同时发现高原鼢鼠和无人机的突现强度最高，且一直持续至2021年，这说明当前以及未来一段时间内高原鼢鼠和无人机是重要的研究热点和趋势。研究表明WOS文献关键词突现的时间集中在2002—2021年，而1977—2000年未出现关键词突现，其原因可能与我国早期关于草地鼠害方向的研究不够重视有关。WOS中不同关键词之间的突现强度相差不大，但突现时间持续至今的关键词有“多样性”和“土壤有机碳”，这说明“多样性”和“土壤有机碳”极有可能是未来一段时间内的研究趋势。

4 结论

本研究基于CiteSpace软件对1977—2021年来自CNKI和Web of Science中草地鼠害领域相关文献的数据进行可视化分析，综述草地鼠害研究领域的学术产出趋势、主要研究机构及人员的分布情况，以及当前的研究热点及趋势。发现关于草地鼠害研究的发文量逐步上升，主要的研究机构有中国科学院和兰州大学，且与其他机构之间形成了一定规模的群体，具有引导作用，而研究人员之间未形成固定的群体，不同的研究人员之间交流不够紧密。此外，对当前的研究热点分析，发现当前的研究热点中研究对象集中于高原鼠兔和高原鼢鼠，研究地点集中于青藏高原和高寒草甸，而研究方向为种群密度、多样性和土壤有机碳。