基于文献计量的中国林草科学研究现状及热点分析

李博　马文君　王姣姣　王忠明

摘要：文中以中国科学引文数据库（CSCD）收录的我国近10年的43 275篇林草科学相关研究论文为研究对象，基于文献计量分析法，利用CiteSpace和VOSviewer可视化软件，从年度发文量、作者、发文机构和关键词等维度进行分析，从而探讨林草研究领域的现状及热点，为林草产业的进一步研究、发展、决策提供一定的参考。结果表明：林草领域发文量整体呈现下降趋势，变化趋势具有明显的政策導向特征；发文机构主要集中在农林类高等院校，各机构内部作者合作较紧密，但不同机构间作者合作较为薄弱；研究热点相互交叉、联系紧密，可总结概括为林木遗传育种研究、森林生态系统与可持续经营研究和生物多样性研究3个主要研究热点。

关键词：林草科学；文献计量；CiteSpace；VOSviewer；研究热点

中图分类号：G353.1；S7-0文献标识码：A 文章编号：2096-9546（2023）04-0027-09

DOI： 10.12344/lczcyj.2023.08.16.0003

李博，马文君，王姣姣，等.基于文献计量的中国林草科学研究现状及热点分析［J］.林草政策研究，2023，3（4）：27-35.

Current Research on Forest and Grassland Science and Its Hopspots

Based on Bibliometrics

Li Bo Ma Wenjun Wang Jiaojiao Wang Zhongming

（Research Institute of Forestry Policy and Information， Chinese Academy of Forestry，

Beijing 100091， China）

Abstract： The paper retrieves 43 275 papers on forestry and grassland from CSCD database， which have been published in China in the last 10 years， and analyzes the annual number of publication， authors and their institutions， and keywords using bibliometric analysis method and the visual analysis software， such as CiteSpace and VOSviewer， to further explore the current research on forestry and grassland and its hotspots. This study would provide certain references for the future research， development， and decision-making in forestry/grassland industry. The results indicate that the number of paper published on forestry and grassland is generally on the decline， which is obviously influenced by policy orientation; the institutions of authors are mainly concentrated in the higher education agricultural/forestry institutions， and the authors within institutions are closely collaborative， but less collaborative between different institutions; and the research hotspots are characterized with interrelation and interaction， which could be concluded into 3 research hotspots， i.e.， forest genetic breeding， forest ecosystem and sustainable management， and biodiversity.

Keywords： forestry and grassland science; bibliometrics; CiteSpace; VOSviewer; hotspot and front field

林草兴则生态兴，生态兴则文明兴。林草高质量发展是国家高质量发展的重要组成，也是经济社会可持续发展的前进动力，而林草高质量发展离不开科技创新。学术论文是科学技术研究直接产出的重要形式，以文献计量学方法统计分析某一领域学术论文发文情况可以从不同层面反映该领域的研究现状，具有重要的意义^［1］。石红青等^［2］基于《林业科学》期刊关键词的共词分析对近年来中国林业科学研究热点进行了统计研究；葛汝阳等^［3］以中国知网（CNKI）作为数据来源，分析了2010—2020年我国林业政策研究的发展状况；王强等^［4］以中国知网（CNKI）为数据来源，对我国近30年草原政策研究热点及前沿进行了统计分析；高玉娟等^［5］以Web of Science（WOS）为数据源对草原碳汇进行可视化统计分析；张丽媛等^［6］以中国知网（CNKI）为来源，对中国森林生态系统文化服务研究进展进行文献计量分析。借鉴谭春辉等^［7］在数据挖掘时将主题内容划分为理论维度和应用维度的研究方法，本文认为目前林草领域的技术研究进展的探讨尚显不足。考虑到中国科学引文数据库（Chinese Science Citation Database，CSCD）主要收录数学、工程技术等领域的自然科学学术期刊的技术性特点^［8］，本文基于CSCD数据源，利用文献计量法，从发表时间、作者、研究机构和关键词等维度对近10年中国林草科学研究现状开展统计和关联可视化分析，以期为科研管理部门制定林草发展战略和科研工作者的行业研究提供参考。

1 数据来源与研究方法

本文以CSCD为数据来源，把2012—2021年度CSCD中收录的15种纯林草期刊《北京林业大学学报》《东北林业大学学报》《林业工程学报》《林业科学》《林业科学研究》《南京林业大学学报（自然科学版）》《世界林业研究》《浙江林业科技》《中南林业科技大学学报》《林产化学与工业》《草原与草坪》《草业科学》《草业学报》《森林与环境学报》《湿地科学》的文献全部提取，与设置学科分类字段为“林业”的文献取并集，通过筛选过滤，剔除掉与主题不相关的文献及重复文献，最终保留 43 275 篇文献用于进一步分析。数据检索时间为2022年4月。

CiteSpace是由陈超美教授开发的信息可视化软件，着眼于分析科学论文中蕴含的潜在知识，是在科学计量学、数据和信息可视化背景下逐渐发展起来的一款多元、分时、动态的文献可视化分析软件^［9］。VOSviewer是由雷登大学科学技术中心研究机构的相关人员开发的用于绘制科学知识图谱的文献计量分析软件^［10］。二者都是基于Java环境下运行的常用的文献计量分析软件。CiteSpace侧重研究前沿辨识和热点演进趋势分析^［11］，VOSviewer侧重“聚类分析”图谱的呈现^［12］。基于此，本文综合应用CiteSpace（6.2.R4）和VOSviewer（1.6.18）软件针对相关文献的作者、机构间合作、关键词共现、聚类与突现等绘制图谱并进行分析解读。

2 结果与分析

2.1 年度发文情况

文献发文量的变化是衡量该领域研究进展的重要指标^［13］。2012—2021年，林草领域研究论文发文量相对较多，每年的发文量均在4 000篇以上，但10年间整体呈现下降趋势（图1）。2012年，中共十八大作出了一系列林草重大决策部署，加快推进林草事业改革发展，文献量达到峰值；在此后的2013—2016年发文量有所回落，处于小幅度波动状态；2017年，中共十九大提出“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”和“深入实施‘互联网+林业行动计划”等进一步的发展战略，相应带动了林草领域的研究和论文发表，在之后的2018—2020年，发文量也呈上升趋势；2021年出现小幅度下降。

2.2 主要研究机构

通过分析林草科学研究领域的主要研究机构，可以掌握我国林草领域科研力量的分布。发文量排名前10的学术机构中，以农林类高校和科研院为主（表1）。其中，科研院所2个，分别为中国林业科学研究院和中国科学院；其余机构均为高等院校。发文量最多的机构为中国林业科学研究院（4 996篇）。

基于VOSviewer对林草领域TOP10的发文机构进行可视化分析，以反映机构间的合作关系（图2）；基于CiteSpace对TOP10发文机构和关键词进行共现分析（频次≥50的关键词节点），从而获得各发文机构的研究重点（图3）。从图2分析可知，中国林业科学研究院、北京林业大学、南京林业大学间的合作关系较强，甘肃农业大学与其他发文机构的合作较少。由图3可知，中国林业科学研究院和福建农林大学更侧重于杉木的研究，同时中国林业科学研究院也侧重于马尾松、种源、遗传变异的研究；北京林业大学主要对湿地和植被恢复等领域进行研究；东北林业大学着重对白桦的研究；中国科学院的研究侧重点在于气候变化、物种多样性和氮沉降；南京林业大学主要关注松材线虫和木质素等的研究；中南林业科技大学着重基于森林火灾和气象因子的研究；西北农林科技大学重点关注油松、刺槐和人工林等方面的研究；甘肃农业大学主要从紫花苜蓿、种子萌发等领域进行研究；浙江农林大学则侧重于毛竹、土壤等领域的研究。

2.3 作者群体分析

分析发文作者合作网络，有助于识别领域内的重要研究群体^［14］。利用VOSviewer软件生成作者合作网络图谱，将运行参数设置为“Author”发文量>50，共筛选出145位作者（图4）。图中不同颜色代表不同合作集群，节点大小反映该作者的发文数多少，连线粗细反映作者间合作的密切程度。发文量最多的作者是四川农业大学杨万勤教授（131篇），发文方向主要围绕人工林、凋落物分解；其次是中国林业科学研究院的王军辉研究员（109篇），发文方向为遗传育种改良、定向培育等。此外，林草领域研究大部分已不是孤立状态，作者间相互关联，形成多个以某一作者为核心的集群。由图4可知，作者群体主要为6个主要集群和一些分散的小集群。6个主要集群分别是以四川农业大学的张健、杨万勤等，中国林业科学研究院的刘世荣、王军辉等，甘肃农业大学的师尚礼等，南京林业大学的张金池等为核心的研究团队。各个作者集群内部联系性较强，但不同集群间的合作相对分散，联系不紧密。

2.4 研究热点及前沿分析

关键词是文章核心内容和重要信息的提炼和总结，可在一定程度上反映某一领域的研究热点和前沿^［15］。在文献计量领域，研究热点的识别主要有3种方法^［16］：一是關键词法，通常频次较高的关键词被认为是研究热点；二是共现分析法，对关键词等名词性术语进行特征词共现分析，展现相关研究热点；三是聚类图谱法，关键词共现的聚类图谱也可以在一定程度上反映研究热点。为了更直观地发现研究热点演变趋势，本文以5年为一阶段分别对关键词进行共现和聚类统计分析。而关键词的突现能够反映一段时间内持续受到关注的研究热点以及变化趋势^［17］，从而在一定程度上能够分析出研究前沿。

2.4.1 高频关键词统计分析

利用CiteSpace对关键词频次及中心度数据进行排序（表2），频次越高表明关注度越高，中心度越高表明关系连接越紧密^［4］。由不同时期发文前10的关键词频次可知，2个时期出现频次前10的关键词大部分重叠，且“生物量”出现的频次均最高；中心度排在第1位的分别是“马尾松”和“土壤”，说明这些关键词与其他关键词有着较高的共现关系。

2.4.2 关键词共现图谱

利用CiteSpace软件分别对2个时期的关键词进行共现分析，得到共现图谱（图5）。2012—2016年林草科学研究热点主要集中在“生物量”“马尾松”“杉木”“人工林”“土壤”“群落结构”和“光合特性”等，2017—2021年技术研究主要围绕“生物量”“马尾松”“杉木”“土壤”“人工林”“干旱胁迫”“气候变化”“盐胁迫”和“种子萌发”等方面，2个时期的高频关键词基本吻合。可以看出在林草技术领域，生物量、马尾松、杉木、土壤、人工林一直是研究热点，但最近5年也侧重气候变化、盐胁迫和干旱胁迫等对种子萌发和植物生长影响的研究。

2.4.3 关键词聚类图谱

为进一步归纳关键词的特征，利用CiteSpace对关键词进行聚类可视化分析。聚类评判标准中^［18］，模块值Q>0.3说明聚类社团结构显著，值越大说明聚类效果越好；平均轮廓值S>0.5说明聚类结果合理。本文的聚类结果中，前后2个时期的Q值均大于0.5，S值均大于0.7，聚类结果均合理，基本可以反映不同时期林草科学研究领域的总体情况。2012—2016年的主要聚类包括碳储量、干旱胁迫、马尾松、土壤呼吸、油松、基因克隆、土壤养分和组织培养8大类；2017—2021年主要聚类包括干旱胁迫、土壤、生物量、土壤呼吸、基因克隆、紫花苜蓿、气候变化、群落结构和杉木9大类（图6）。根据关键词共现和聚类图谱提供的信息，以及关键词所属的论文内容，可以发现各时期林草科学研究的热点均十分广泛，且相互交叉，联系紧密。本文将2个时期林草科学领域共同的研究热点总结为3方面。

1）林木遗传育种研究。聚类“基因克隆”“组织培养”“杉木”“油松”“马尾松”“紫花苜蓿”“干旱胁迫”“气候变化”涉及该研究方向。随着我国退耕还林还草、可持续发展等政策的实施，林木遗传育种逐渐受到重视。“基因克隆”与关键词“基因表达”“遗传变异”“聚类分析”“种源”等共现度较高，说明生物技术和基因工程的发展突破了传统的遗传育种方法^［19］，并持续推动育种快速发展。林木遗传育种相关研究主要围绕基因选择与改良、林木生长与环境的适应性、增强林木抗逆性、缩短育种周期、降低育种成本、提高林木产量等方面。毛白杨、油松、落叶松等已利用分子标记监测技术实现谱系重建^［20-22］，杉木、阔叶树等在无性系制种和利用方面也取得了十分显著的进展^［23］。由于全球气候变化的不断加剧和生态恢复成效不够显著，使得开展林木逆境适应性的研究十分必要。“胁迫”是最能代表林木抗逆研究的关键词^［2］，与“苜蓿”“油茶”“马尾松”“杨树”的共现度较高，说明林木抗逆研究涉及的植物种类比较多；“胁迫”与关键词“生长”“基因”“生态”“生理特性”共现度较高，说明近年来侧重从分子、生态和生理等角度研究植物不同逆境胁迫下的响应机制。

2）森林生态系统与可持续经营研究。聚类“土壤”“土壤养分”“土壤呼吸”“碳储量”“生物量”“群落结构”涉及该研究方向。森林生态系统是地球最重要的生态系统之一，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。构建物种资源丰富、健康稳定的森林生态系统，提高生态产品生产力是可持续发展目标的战略需求。土壤呼吸在一定程度上反映了土壤养分转化和供应能力，对生态系统碳平衡起着重要调节作用，进而影响气候变化。关键词“生物量”“群落结构”“碳储量”“氮沉降”“土壤”与“森林”共现度较高，说明近些年对森林生态系统的生物量和碳储量研究较多，主要研究内容包括森林和土壤碳储量的影响因素，氮沉降、气候变化等环境因素对森林土壤酶活性、土壤有机质等方面的影响，土壤呼吸的测定方法及影响因素，以及保护森林生态系统服务功能的可持续森林经营模式等。

3）生物多样性研究。聚类“群落结构”“生物量”“气候变化”“土壤”涉及该研究方向。生物多样性指地球上各种生物的总和，主要包括物种多样性、遗传多样性、景观多样性和生态系统多样性4方面的内容^［24］。关键词“湿地”“群落结构”“森林土壤”与“生物多样性”的共现较高，说明近10年侧重对湿地、森林土壤等特定空间分布群落结构的生物多样性研究，主要包括群落结构的物种组成及多样性、群落结构的生物多样性与生物量的关系、气候变化等环境因素或人为干扰对生物多样性的影响等。

2.4.4 研究前沿分析

分析近10年出现的突现关键词，可以了解林草科学研究领域的前沿动态（表3）。从关键词突现强度来看，“种子”以33.93的突现强度位列第1，“序列分析”“燕麦”次之，分别为19.76和19.43。此外，“生长性状”“樟子松”“转录组”“胡杨”“燕麦”“红松”“冗余分析”和“物种组成”这8个关键词在近几年呈现持续突现。总体而言，林草科学研究领域的研究前沿主要有以下3方面：一是樟子松、胡杨、红松等用材树种的遗传育种研究，包括遗传基因、生长性状等方面的研究。目前，我国大多数树种已出现品种退化现象，生长缓慢、抗病性差等问题频出，不断培育新品种是未来的重点也是难点，尤其受气候条件和地理因素的限制，树种的耐受性将成为将来育种工作的重点。二是森林、草原、湿地等生態系统的生物多样性研究，这对于维持生态系统的完整性、稳定性和可持续性至关重要。当前，人类活动、气候变化和物种入侵等都对生物多样性造成了严重的威胁，对生态系统也产生了不可逆转的影响，《生物多样性公约》的制定、自然保护区的建立都说明了对保护生物多样性的重视；因此，对生物多样性的研究将是林草科学研究领域的前沿之一。三是“智慧林草”的应用研究。当前5G技术、机器学习、林业GIS、物联网等先进手段已被应用到森林防火、林木识别、病虫害诊断等方面，随着技术的不断创新以及信息全球化和绿色环保思想的全面普及，未来“智慧林草”将成为林草科学研究领域的前沿。

3 结论与建议

3.1 结论

本文借助CiteSpace和VOSviewer工具利用文献计量法定量对2012—2021年的林草科学相

关文献进行统计分析，梳理了该领域研究现状，并依据关键词的聚类和突现对研究热点及前沿进行解读。

1）从研究现状来看，我国林草领域近10年发展迅速，研究热度较高。总体而言，发文数量的变化趋势具有明显的政策导向特征。研究

机构主要集中在农林类高等院校，其次是科研院所及师范类高校，但当前机构间的合作深度不足。目前已涌现出一批核心作者，以刘世荣、张健、杨万勤为主要研究者的3个团队都主要集中于森林生态学领域的研究，王军辉团队主要从事林木遗传育种相关研究，师尚礼团队主要对于草类育种与栽培学进行研究，张金池团队集中于林业生态工程、水土保持生态建设技术等方面的研究。作者间合作图谱呈现“大分散、小聚集”状态，表明机构团队内联系较紧密，但不同机构间合作较为薄弱。

2）从研究热点来看，2012—2016年和2017—2021年2个时间段内共同的聚类为“干旱胁迫”“基因克隆”“土壤呼吸”3大类。结合高频关键词及对应的论文内容，进一步归纳出3个研究热点主题：林木遗传育种研究、森林生态系统与可持续经营研究、生物多样性研究。

3.2 建议

近年来，在国家的高度重视和大力支持下，林草事业取得了很大成就，但如何继续拓展和深化林草领域的研究依旧值得思考。

1）林草领域研究应向国际研究看齐。在林木遗传育种研究方面，虽然中国作为4个世界林木育种研究中心的代表之一，育种工作最为活跃^［25］，但在优质种质创制、林木高通量精准评价等方面仍与林业发达国家仍存在一定差距^［26］。在人工林栽培方面，虽然我国人工林种植面积位居世界第1，但仍存在树种结构单一、稳定性低等问题^［27］，從而导致生产力总体不高。在生物多样性方面，国内外对物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性等方面均进行了大量的研究，但受全球气候变化等因素的影响，生物多样性保护面临着很大的威胁。未来各国应紧密协作，共同促进生物多样性保护，维护完整的生态系统。

2）促进林草领域研究机构间的有效合作。一方面，科研机构是林草领域科学研究的主力军，机构与机构间应加强信息共享、合作交流，营造浓厚科研氛围，不断提高科研能力、积极推动林草领域创新发展；另一方面，应促进科研机构、高等院校与企业间的协作，积极推动科研成果转化应用，实现林草产业快速发展。

3）加强跨学科融合交流。林草作为推动人口、经济、社会、环境和资源协调发展的支柱性产业，其研究学科应该是多元化的，但当前较缺乏与其他学科的多维度交叉研究。未来应加强与其他学科之间的融合，如探索大数据、遥感、人工智能等新技术在林草领域的应用，从而实现数字化向智能化的飞跃。

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