近10 年国内外葡萄研究文献计量信息比较——基于CiteSpace 的可视化分析*

李庆英，田淑芬，马 闯，王 荣，王超霞

（天津农学院园艺园林学院， 300392）

葡萄（Vitis viniferaL.）是一种传统的世界性栽培的作物，其果实不仅可供鲜食或干食，还含有丰富的酚类化合物，是提炼植物抗氧化剂的重要原材料。截至2017 年底，全球葡萄种植总面积达735.4万hm2，产量达7 330 万t[1]。作为重要的园艺作物，世界各国就葡萄的分子育种[2-6]、抗性机理[7-11]、设施栽培[12-14]、果实品质[15-19]以及次生代谢产物[20-23]等方面开展了大量的研究。近年来，随着我国葡萄栽培面积逐年扩大，产量不断上升，有关葡萄的研究受到更广泛的关注。然而，该领域现状尚缺乏有效的归纳总结，特别是与国外研究内容的比较缺乏足够报道。

文献计量学是对文献进行定量分析研究的科学，在农业领域的应用也越来越多，如肖畅等[24]对我国近10 年柑橘（Citrus reticulataBl.）研究热点与前沿进行了分析，李金格等[25]对我国菊花（DendranthemamorifoliumTzvelev）进行了文献计量分析，晏志梅等[26]对我国番木瓜（Carica papayaL.）的发展情况进行了研究，马秀文等[27]分析了我国蝴蝶兰（Phalaenopsis amabilisH.G.Reichenbach）的研究现状和发展趋势。以往文献计量学的研究多集中在对国内文献的梳理，局限性较强。通过对国内外文献进行深度比较，更有助于了解世界主要国家和地区的葡萄研究的文献产出情况以及机构和人员信息，分析该领域热点与前沿，探究各国葡萄研究的分异特征，对我国葡萄未来研究提供充分的参考信息，具有较强的指导意义。

1 数据来源和研究方法

1.1 数据来源

本文以WOS 核心合集（2011—2020 年）为文献检索平台，以葡萄为主题搜索，精炼出中国、美国、欧洲3 个国家或地区的文献，其中，欧洲地区选择了文献产出量靠前的7 个主要国家，分别为西班牙、意大利、法国、德国、葡萄牙、希腊、英国。总计获得近10 年内文献16 410 条，其中我国发表文献3 805 条，美国发表文献3 951 条，欧洲主要国家共发表文献8 654 条。保存“全记录与引用的参考文献信息”为纯文本格式，经除重，获得我国目标文献数据3 766 条，美国文献数据3 897 条，欧洲文献数据8 329 条，共15 992 条。

1.2 研究方法

本文采用CiteSpace v.5.5R2分析工具进行分析。该软件可将某研究领域庞大复杂的文献数据和演进历程具象化为可视的知识图谱[28]。本文以15 992条目标数据源为研究对象，节点类型选择作者（Author）、发文机构（Institution）、关键词（Keyword）、被引文献（Reference）进行图谱分析，得到国内外葡萄研究领域的共现、聚类及时间线图谱，分析其研究热点和知识基础，形成对国内外近10 年葡萄研究领域的认知[29]。

2 研究趋势分析

图1 为2011—2020 年世界上葡萄研究领域发文数量较多的前20 个国家。其中，发文数量排名前6 位的国家依次为美国、中国、西班牙、意大利、巴西、法国，占总发文量的60.6%。可知，世界葡萄研究的热点地区主要分布在北美、东亚以及西南欧。

图1 2011—2020 年葡萄研究发文数量排名前20 位国家

由图2 可知2011—2020 年中国、美国以及欧洲主要国家的文献数量年度分布情况。自2011 年开始，我国葡萄领域研究文献数量整体呈现逐年增长的趋势，且在2017 年开始超过美国；欧洲主要国家的逐年发文数量在2014、2016、2017 年分别出现微小的下降，但总体呈增长趋势，且发文数量较高；美国逐年发文数量总体趋于平缓，近10 年基本维持在同一水平。说明在中国和欧洲葡萄研究热度和受重视程度在不断上升，而美国对该领域的关注程度10 年间未发生明显变化。

图2 世界主要国家或地区近10 年葡萄研究发文数量年度分布

3 研究计量与可视化分析

3.1 发文机构及合作分析

对某一领域研究机构合作情况进行分析，可以看出该领域的主要研究力量的分布与合作。图3 分别为中国、美国、欧洲主要国家的机构合作共现图谱，每个节点代表1 个机构，节点越大则发文频次越高。节点之间的连线代表机构之间的合作关系，合作关系越多，连线越粗。中国研究力量较强的机构分别为中国农业大学、西北农林科技大学、中国科学院、中国农业科学院、南京农业大学，美国研究力量较强的机构有加州大学戴维斯分校、康奈尔大学、农业科学研究院、美国农业部农业研究组织、华盛顿州立大学、俄勒冈州立大学、佛罗里达大学，欧洲研究力量较强的机构有法国农业科学研究院、西班牙高等学术研究委员会、洛维拉维吉利大学、意大利国家研究委员会、拉里奥哈大学、米兰大学、卡斯蒂里亚-拉曼查大学等。

总体来看，世界葡萄研究发文量以高校为主，其次是科研院所。其中，这3 个图中连线均比较密集，可知研究机构之间的合作较多，但从节点来看，中国和美国形成了几个核心的科研机构，其他机构的科研力量较小，而欧洲的科研力量则分布比较平均（图3）。

图3 世界主要国家或地区发文机构与合作共现图谱

3.2 文献作者群体分析

通过对作者的合作网络分析，可以展现该领域内的核心作者群及其合作关系。图4 分别为中国、美国及欧洲主要国家发文作者合作共现图谱，节点越大表示作者发表论文的数量越多，连线越粗表示作者之间合作关系越强，具有较高中介中心性的作者通常是连接2 个不同学术团队群的关键枢纽。中国葡萄研究领域已形成了以中国农业大学段长青、中国科学院李绍华以及西北农林科技大学王跃进、张振文、王西平等为核心的学术团队群。美国在葡萄研究领域比较突出的作者有伯明翰阿拉巴马大学Santosh K Katiyar 和华盛顿国家自然历史博物馆Jun Wen、Gaven L Sacks、Susan E Ebeler。欧洲形成了以意大利作者Luca Rolle、Simone Giacosa、Fabrizio Torchio，西班牙作者Susana Río Segade、Vinceozo Gerbi 为核心的学术团队群。从作者网络来看，美国发文作者之间关系比较松散，联系强度较低，中国和欧洲发文作者之间合作较多，联系更加紧密。

图4 世界主要国家或地区作者合作共现图谱

3.3 关键词聚类分析

关键词聚类是对某一领域的主要研究方向和研究热点进行分析的重要手段。图5 是世界主要国家或地区的关键词聚类图谱，每个聚类是由多个紧密相关的词组成，聚类号数字越小，聚类中包含的关键词越多，每个关键词会有一个值，同一聚类中值最大的选为该聚类的标签。其中，中国形成5 个有代表性的聚类，美国4 个，欧洲6 个。

图5 世界主要国家或地区关键词聚类图谱

表1 为世界主要国家或地区关键词聚类信息。其中，中国5 个有代表性的聚类，#0 葡萄酒聚类中包含的主要关键词有挥发性化合物、发酵、残渣、退化、植物乳杆菌等，#1 氧化应激聚类中有细胞凋亡、葡萄籽萃取物、原花青素、白藜芦醇、抗氧化剂等，#2 葡萄藤聚类中包含基因表达、脱落酸、山葡萄、挥发性化合物、转录组、原花青素等，#3 多倍体聚类中包含食用葡萄、叶的生理参数、失活、抗菌剂等，#4 炭黑曲霉聚类中包括pm 2.5、解脂耶氏酵母、免疫磁化分离、葡萄糖氧化酶、生物防治等。美国4 个有代表性的聚类，#0 炎症聚类中包含的主要关键词有抗氧化剂、多酚、一氧化氮、葡萄籽精华素、心血管疾病、酿酒葡萄、抗炎药等，#1葡萄栽培聚类中有树形管理、灌溉、亏缺灌溉、葡萄酒、炎症、抗氧化剂等，#2 葡萄酒聚类中包括乙醇、发酵、甘油、夏敦埃酒（霞多丽）、氨基酸、气相色谱法、酒精发酵等，#3 分子系统发育聚类中包括鉴定、遗传多样性、遗传改良、皮尔斯病害、序列、葡萄根瘤蚜等。欧洲6 个有代表性的聚类，#0 酿酒酵母聚类中包含的关键词主要有葡萄酒、酒精发酵、挥发性化合物、酵母、发酵、戴尔凯氏有孢圆酵母、非酿酒酵母、褪黑素、乙醛、香气成分等，#1 葡萄藤中包含的关键词主要有葡萄栽培、气候变化、多酚、酿酒酵母、脱落酸、葡萄园、水分胁迫、解百纳红葡萄酒（赤霞珠）、葡萄渣等，#2 多酚聚类中包括抗氧化活性、萃取、单宁、葡萄皮、葡萄籽、葡萄渣、酒精发酵、挥发性化合物等，#3抗氧化剂聚类中包括酒糟、脂质结构、制酒厂废水、杀菌剂、酿酒酵母、单宁、酒精发酵、抗菌活性等，#4 碳足迹聚类中包括品质、生命周期评估、遗传学、影响类型、葡萄栽培、二氧化碳、工艺及酚醛成熟度、气孔吸收、水足迹、叶绿素、臭氧植物性毒素的影响、消费行为等，#5 葡萄渣聚类中包括类似谷氨酸钠的氨基酸、必须低温浓缩、主成分分析、化学成分、挥发性、苦味氨基酸、利口酒等。

表1 关键词聚类信息

4 共被引分析

时间线视图侧重于表达聚类之间的关系和某个聚类里文献的历史跨度，是将同一聚类排布在同一水平线附近，可以直接高效地展示聚类之间的关系，即聚类之间的相互联系和相互影响，都会在时间线视图上直接地表现出来。总的来说，时间线视图分析是对研究历程兴衰过往、现有热点的最直观表现。

整体看来，2007—2015 年是中国葡萄研究的理论奠基阶段，该时间段产生了数量最多、影响力最高的研究文献（图6）。①历史上产生过较大影响而现今逐渐趋冷、关注度有所降低的研究分别为#0 anthocyanin/花色素苷、#4 muscadine/圆叶葡萄（麝香葡萄）。其中，#0 anthocyanin/花色素苷的研究起始于2003 年，在2007 年该方向的研究达到第1 个小高潮，较多高影响力的文献在此时出现，在2008—2012 年达到最高潮，更多、更高影响力的文献出现，2013 年以后该方向的研究逐渐降温。②研究起步较晚，近几年来关注度影响力仍然较高的聚类有#1 monoterpenes/单萜、#2 evolution/演变、#3 jasmonic acid/茉莉酸、#6 apical leaf removal/顶端叶切除。③#5 phenolics/酚类物质、#9 sucrose transporter/蔗糖转运蛋白方面的相关研究则一直影响力较低。④#7 vitaceae/葡萄科和#8 grafting/嫁接2个聚类的研究仅持续一段时间，即研究起步较晚，近几年热度降低。

图6 中国葡萄研究文献共被引时间线视图

美国葡萄研究的繁荣期主要集中在2007—2010 年（图7）。①历史上产生过较大影响而后逐渐趋冷、关注度降低的研究有#0 aging/老化、#1 resveratrol/白藜芦醇、#3 bordeaux mixture/波尔多液和#4 vitaceae/葡萄科。其中，#1 resveratrol/白藜芦醇的研究始于2002 年，在2006—2010 年间产生了大量影响力较高的文章，这一方向的研究在2013 年以后逐渐趋冷。②研究起步较晚，近几年来关注度影响力仍然较高的聚类有#5 genome/基因组、#8 fermentation/发酵。③#10 agricultural residues/农业废弃物、#11 volatile compound/挥发性化合物、#12 acid invertase/酸性转化酶方面的相关研究则一直影响力较低。④短暂出现研究过几年的聚类有#6 spotted wing drosophila/翅果蝇、#7 selective harvest/选择性收获、#9 cell wall material/细胞壁物质。

图7 美国葡萄研究文献共被引时间线视图

对欧洲主要国家而言，其葡萄研究的繁荣期从2006 开始持续到2016 年（图8）。①从开始出现到现在一直被关注的是#0 non-saccharomyces/非酿酒酵母，在2008 年该方向的研究达到第1 个小高潮，较多高影响力的文献在此时出现，在2010—2016 年间达到最高潮，出现了大量高影响力的文献，而后该方向的研究逐渐减少但一直在被关注。②历史上产生过较大影响而现今逐渐趋冷、关注度降低的研 究有#2 grapevine/葡萄藤、#3 texture analysis/纹理分析。③研究起步较晚，近几年来关注度影响力仍然较高的聚类有#1 climate change/气候变化。④#4 grape pomace/葡萄渣、#5 bmal1/芳香烃受体核转位蛋白1 抗体、#6 domestication/驯化方面的相关研究则一直影响力较低，近2 年也没有再持续研究。

图8 欧洲主要国家葡萄研究文献共被引时间线视图

5 讨 论

葡萄的原产地位于黑海和里海间的外高加索地区，后引种到欧洲、亚洲、美洲等地区[30]。其中，南北纬30～50°是最适合葡萄种植的地方。本研究发现，葡萄研究领域排名靠前的20 个国家中，既有中国、美国以及法国、意大利等传统葡萄产区的国家，也有土耳其、印度、伊朗等国家，说明随着栽培技术的提高，葡萄栽培面积的扩大，新的国家和地区加入到葡萄生产和研究工作中。从发文数量的逐年变化来看，我国的葡萄研究虽然起步较晚，但发展较快，并于2017 年超过美国，仅次于欧洲地区。说明近年来随着我国对农产品生产和研发的持续投入，葡萄相关领域的科研成果产出也逐渐增加。从机构和作者关联度来看，各国均形成了以少数研究者为核心的学术团队群，推动葡萄研究整体发展。然而，与美国研究者相对松散的国内联系度相比，我国学者更加重视不同研究团队间的合作，这也可能是我国在该领域发展较快的原因。

结合关键词聚类分析发现，挥发性化合物和抗氧化剂在不同国家和地区的葡萄研究过程中均处于热点位置，说明葡萄香气和次生代谢产物的研究受到各国关注。然而，不同国家和地区的研究内容也存在一定差异。我国的核心研究不仅包括挥发性化合物、葡萄籽萃取物、原花青素、白藜芦醇等方面，也包括植物激素、叶片生理以及葡萄曲霉病等研究[31-36]，这些内容分别代表了该领域的葡萄酒酿造、葡萄代谢产物、植株生长、系统演化以及抗病性等5 个方向，说明我国葡萄研究涵盖范围广、内容较全面。而与我国相比，美国更突出了对葡萄栽培管理和分子系统发育的探索[37-39]，欧洲则在葡萄酒风土和酿造工艺方面具有鲜明的研究特色[40-42]。

不同国家或地区的文献共被引时间线聚类图谱反映了各聚类形成时间以及持续时间不一。我国葡萄研究由早期对花色素苷等黄酮类物质逐渐向单萜、茉莉酸代谢方向转移，而有关酚类、蔗糖转运蛋白方面的研究尚未受到重视。花色素苷为黄酮类化合物中的一类，具有防护紫外线、抵抗病原微生物等作用。不同葡萄品种具有自己独特的花色苷类型，各自的比例不仅决定了果皮的颜色、果实的商品质量，也对葡萄酒的颜色、质量及其营养价值具有重要作用[43]。而萜烯类化合物是组成葡萄香气的主要成分，特别是里那醇、橙花醇、萜品醇、香叶醇和香茅醇被认为是玫瑰香型葡萄中主要的单萜组分，因此对单帖合成与代谢的研究能够揭示不同葡萄品种香气的差异[44-47]。

在美国，有关葡萄白藜芦醇的研究早在2002 年就已开始。白藜芦醇是一种葡萄属植物受到真菌侵染、机械伤害、紫外线照射后产生的植物抗毒素，曾被认为在人体生理代谢过程中具有强抗氧化和抗自由基功能，一度成为研究热点[48-50]。然而，由于其临床功效存在较大争议，2013 年之后的相关研究趋冷。近年来，越来越多的有关葡萄组学的研究被美国学者报道，如基因组学、代谢组学等方法，从整体上解释了葡萄生长和代谢的复杂生物学过程，成为该领域研究的重要工具[51-52]。在欧洲方面，全球变暖正在改变主要葡萄产区的气候，怎样调整各产区栽培模式，使其适应未来气候条件，降低气候变化对葡萄品质的影响，成为这一地区学者们近期关注的主要问题。

总体来说，国内外对葡萄的研究维度存在一定差别，欧美国家更加偏向于酿酒葡萄的研究，而我国则更偏向于鲜食葡萄，这与国内外葡萄消费模式有关。随着我国成为世界最大的鲜食葡萄生产国和消费国，有关鲜食葡萄品种选育、品质影响、精深加工等方面的研究将受到更广泛关注，而气候变化背景下酿酒葡萄的风土与产区规划的研究也是我国亟待解决的关键问题。经历多年的发展，葡萄已经单纯从园艺产品属性，发展成为集工业原料、保健品原料以及旅游资源为一体，融合一二三产业的重要元素，其研究的范畴也将呈现更加多样性、交叉性、复杂性的特点。