基于CiteSpace的菌根土壤修复研究文献计量分析

徐寿霞

（河南科技大学 图书馆，河南 洛阳 471000）

土壤污染已成为全球性主要的土壤威胁之一，成为世界上最难准确评估的全球性问题之一。土壤修复一经提出迅速成为一门新兴的土壤科学分支学科[1]。土壤修复开始于20世纪70年代后期欧美国家的土壤污染化学与控制。直到20世纪80年代至90年代初，伴随着重金属污染的超积累植物修复和石油污染的微生物修复等研究与应用而取得了显著进展，进一步推动了土壤污染修复领域生物修复的研究与发展[2-3]。

菌根是自然界中存在的一类植物根系与土壤中的菌根真菌形成的互惠共生体，广泛存在于地球上各种生态环境中，能与陆地80%以上的植物共生。菌根是植物在长期进化过程中形成的重要特征，不仅帮助植物吸收各种养分，改善植物的营养状况还能够提高植物对各种胁迫环境的适应性和耐受能力[4]。众多研究证明，菌根与植物共生能够提高植物抵抗各种环境胁迫的能力。因此，菌根与植物共生联合修复土壤也得到研究者的重视，已经进行了成功的土壤修复验证并迅速成为研究热点[5]。

为了较好地呈现菌根土壤修复研究方面的进展和探索该方面的研究热点，本研究采用CiteSpace软件，结合发表收录在Web of Science核心数据集文献，探讨菌根土壤修复研究的进展，分析其研究热点和前沿趋势[6]，以期为未来菌根土壤修复研究提供借鉴与启示。

1 研究方法

1.1 数据获取

本研究数据来自于Web of Science（WOS）数据库核心合集，采用高级检索，检索式为TS=（mycorrhiza*AND soil*remed*）或TS=（mycorrhiza*AND soil*restor*）或TS=（mycorrhiza*AND soil*repair*），文献类型选择Article和Review，时间跨度为1985—2020年，共检索到912条记录。全部选择912条记录，分2次以文件名为“download_”的格式导出txt数据文件，用于后续的CiteSpace软件分析。

1.2 数据处理

运用陈超美教授开发的CiteSpace（5.5.R2）软件对从WOS核心数据集所获得的数据进行知识图谱可视化分析，以及相应的文献计量分析。通过文献的年度变化结合SPSS分析软件，分析了菌根土壤修复研究文献发表量随年度变化的规律。在CiteSpace软件中，分别选择国家（country）和研究机构（institution）进行科研合作网络分析；选择被引文献（references）进行参考文献的共被引分析；选择学科类别（category）和关键词（key words）进行共现网络分析；从而探索菌根土壤修复领域研究现状、研究热点与前沿及未来发展态势。

2 结果与分析

2.1 发文数量的年度变化动态和趋势分析

对WOS核心合集数据库中所检索到的菌根土壤修复研究方面的912篇文献，进行年度变化分析（图1），表明最早研究开始于2009年，从2009—2020年的12年间，从2009年的40篇发表量，直到2020年的148篇，年均发文76篇。进一步分析12年间，菌根土壤修复研究领域发文量变化趋势呈现指数增长。

图1 菌根土壤修复研究发文量及其年度变化

从菌根土壤修复研究领域发文量的年度变化动态和趋势，可以看出，菌根土壤修复的研究起步虽然较晚，但一开始就受到较高关注，成为热点的科学问题。因为自2009年有该方面的研究报道开始，当年就达到发文量40篇，可见菌根土壤修复研究一开始就是热点科学问题。

2.2 菌根土壤修复研究合作特征分析

运用CiteSpace合作网络分析功能，分析了菌根土壤修复研究领域国家间的合作特征，并绘制了可视图（图2），表明共有46个国家存在着合作关系。进一步根据图中代表国家的圆形节点的大小和颜色，可以看出，合作发文量明显高的国家是中国和美国，分别合作224和202次；同时，中国和美国与其他国家的合作频率和中介中心性也是最高的。

图2 菌根土壤修复研究国家合作网络可视图

图3为关于菌根土壤修复领域的研究机构间合作分析，可以看出共有145个不同国家的机构参与了该领域研究的合作，合作频率较高的机构包括为中国科学院、中国西北农林科技大学、澳大利亚西澳大学、中国矿业大学和巴基斯坦费萨拉巴德农业大学；而从机构合作的重要性指数中介中心性来看，比较重要的机构，即中介中心性大于0.1的机构有4个，依次分别为中国西北农林科技大学、中国科学院、澳大利亚西澳大学、巴基斯坦费萨拉巴德农业大学。

图3 菌根土壤修复研究机构合作网络可视图

结合国家和研究机构在菌根土壤修复研究领域的合作情况进行综合分析可以预测，未来中国在菌根土壤修复的研究必将遥遥领先于其他国家。同时表明中国该方面的研究受到多家机构的重视，也必将会受到更加广泛的关注。

2.3 菌根土壤修复研究学科共现特征分析

CiteSpace学科共现特征可视化图表明，菌根土壤修复研究共有36个学科相互交叉，代表学科间联系的连线为146条（图4），交叉最广泛的学科包括环境科学与生态学、环境科学、生态学、农学、土壤学和植物学，但从中介中心性来看，最重要的学则为环境学与生态学、农业、环境科学、生态学、科学技术（其他主题）。

图4 菌根土壤修复研究学科共现网络可视图

从学科共现特征分析可知，虽然菌根的形成需要有菌根真菌与植物根系形成共生关系，才是菌根土壤修复的作用基础，但微生物学和土壤学学科的中介中心性并不高，都远远低于0.1，表明菌根土壤修复研究领域更侧重于综合应用效果的研究。

2.4 菌根土壤修复研究共引文献特征

对检索到的有关菌根土壤修复研究文献进行共引文献分析，共得到包含1 066个节点和3 461条连线的可视化图谱并进一步聚类，获得23个聚类群组（图5）。从聚类模块Q来看，Q达到了0.778 1，远远大于存在明显聚类0.3的阈值，表明菌根土壤修复研究存在显著的聚类特征。而其Silhouette值仅为0.290 4，远低于通常认为的判断聚类合理性的临界值0.5。对一些较大的聚类组群进行分析则表明，其Silhouette值都大于0.5。

图5 菌根土壤修复研究文献共被引网络可视图

2.5 菌根土壤修复研究热点和前沿分析

从图6的菌根土壤修复研究关键词分析可以看出，在该领域中丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）的共现节点最大，为研究者最为关注的焦点；进一步针对节点较大的关键词可以得出，在菌根土壤修复研究领域，研究的指标包括多样性、生长和侵染，研究对象主要包括丛枝菌根真菌、植物、土壤，主要修复的污染为重金属污染，而修复的技术或效果则为植物修复和恢复。

图6 菌根土壤修复研究关键词共现网络可视图

对该研究领域关键词进行突显性分析，共得到44个关键词的突显特征（表1），从突显值来看，处于2009—2013年间，“生态系统”关键词的突显性最高。从关键词的持续时间来看，在该领域44个关键词的平均持续时间为3年，持续时间最长的关键词为5年，包括生态系统、丛枝菌根和真菌群落，到目前为止已经结束。

表1 关键词突显特征

3 结论

全球有关菌根土壤修复方面研究的文献发表数量呈上升趋势，该领域的研究起步较晚但起点高，发展迅速。我国在该领域的研究处于领先地位，与菌根土壤修复研究涉及的学科较多，但最重要的有5个学科，分别为环境科学与生态学、农业、环境科学、生态学、科学技术（其他主题）。菌根土壤修复研究文献被引领域较为广泛，高引用频率的文献较少。该研究领域的研究方向较为集中，研究热点突出，丛枝菌根真菌在土壤修复中的研究是未来几年的热点，未来的前沿方向集中在菌根与土壤其他逆境互作下的修复实际应用方面的研究。