基于文献计量的矿区修复研究现状及趋势分析*

周海洋，赵慧莹，古增瑞，余季红，黄瑞卿，杨崛园，吕学斌，熊 健，李 伟

(西藏自治区高原环境工程与污染控制重点实验室，西藏大学 生态环境学院，西藏 拉萨 850000)

我国幅员辽阔，拥有丰富的矿产资源，矿区开采增强国家工业的发展，带来可观的经济效益[1]。由于历史认知的影响，矿区不合理开发导致矿区资源损毁并引发地质灾害和污染水体及土壤等系列生态环境问题[2]。

文献计量对研究现有科研成果，分析当前研究现状和技术问题，理清矿区修复的发展脉络，宏观上把握矿区修复的未来走向、未来热点、研究方向等具有重要意义[3]。知识图谱是一种新兴的文献分析工具，在对大量文献进行处理和可视化分析的基础上，对特定学科领域内期刊、科研人员、机构和发文量等重要情报进行梳理，对历史热点的研究趋势进行归纳并对未来的研究趋势进行展望等，是其独特的作用[4]。以中国知网作为数据源，利用Cite Space可视化软件作为研究手段，对中国2003—2023年间矿区修复相关文献进行了统计和可视化分析。以可视化手段梳理出近20年以来该领域研究热点、研究趋势、阶段性前沿方向等，旨在为矿区生态环境恢复领域相关研究提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源

2023年3月1日，在CNKI数据库中，以主题为检索项，以“矿区修复” “矿区土壤修复” “矿区生态修复”为检索词，设定来源类别为全部期刊，检索2003年01月01日至2023年01月01日期间所有有关矿区修复的文献，共检索文献653篇，剔除153篇与主题相关度较小、与研究方向不符合的文献，最终使用500篇文献作为本文研究的基础数据分析。

1.2 研究方法

本文主要使用文献计量软件Cite Space(6.1.R6)进行数据分析。Cite Space是一款基于Java环境的引文网络分析与可视化“共引”的分析工具[5]，可以对期刊文献进行机构、作者和关键词时空序列分析，从而了解并预测某一学科领域的研究进展、前沿及未来方向[6]。

将CNKI数据库中文献Ref works格式导出，以download_01命名存进input文件夹中，经Cite Space转换后复制粘贴进data文件夹中，数据分析结果放入project文件夹中。然后开始进行分析，选择时间跨度为2003—2023、时间节点选择1年、修剪方式为Pruning sliced networks，其余保持默认。

2 结果与分析

2.1 矿区修复发文量分析

通过对2003年01月01日至2023年01月01日矿区修复领域的文献进行分析。经过统计分析，得到近二十年来发文量数量及变化趋势，如图1所示。由此可知，2003—2007年我国矿区修复领域发文量较少，还处于萌芽阶段，2022年发文量达到高峰。近20年关于矿区修复的发文量总体上呈现增长趋势，基本符合线性回归模型，而每年发文量的增长趋势也说明矿区修复越来越被人们所关注，逐步成为热门话题。

图1 2003-2022年矿区修复文献年度发文量

2.2 发文机构和作者分析

2.2.1 发文机构分析

对矿区修复领域的中文文献发文研究机构进行分析，分析各个研究机构的共现分析(如图2)以及机构的发文量(如图3)得出。在文献发文数量方面，中国矿业大学的发文数量(31篇)最多，中国科学院研究所、中国矿业大学(北京)和中国地质大学(北京)等高校和科研机构次之。同时，由图2可知，大部分研究公司之间会有一部分联系，形成一个研究网络，但高校与高校之间的交流比较稀少。

图2 机构分析图

图3 各机构发文量分析图

2.2.2 作者分析

作者合作群对研究发展方向和速度有着极大影响，并且对许多初入该领域的作者有着领导性作用[7]。通过Citspace软件对作者进行分析，得到作者合作网络图(如图4)。目前，矿区修复领域形成不少以核心作者为主的合作团队，如胡振琪、刘静、陈永华、毕银丽等。由此得出：大部分作者有自己的团队，且团队成员之间合作密集，图谱呈现出连线关系。

图4 作者分析图

2.3 研究热点分析

2.3.1 关键词共现分析

关键词是一篇论文思想的核心凝练，通常可以反应研究领域的研究热点、研究前沿以及研究趋势。对关键词网络共现图谱进行分析，可将这一领域的研究热点可视化呈现出来[8]。运用Cite Space关键词节点功能进行图谱绘制(如图5)。

图5 2003—2023年矿区修复研究热点图

图中圆心节点表示关键词，节点越大，就代表这一关键词出现频率越高，同时字体大小可表示该词重要程度，各节点间连线颜色深浅表示研究的关联程度[9]。图中共有412个关键词节点，849条连线，但网络密度仅有0.01，数值较低，说明该领域研究方向较为分散。与关键词频次数据相结合，可发现矿区修复领域的研究热点。由图5可知：“矿区” “生态修复” “重金属” “植物修复”与“土壤”等关键词出现频次较高，属于热点方向。

②加强病情监护（Ⅲ）：评估神经状态，监测血压、心率、呼吸频率、血氧饱和度，记录体重、腹围变化、24 h尿量、排便次数，性状等；建议完善病因及病情评估相关实验室检查，包括PT/INR、纤维蛋白原、乳酸脱氢酶、肝功能、血脂、电解质、血肌酐、尿素氮、血氨、动脉血气和乳酸、内毒素、嗜肝病毒标志物、铜蓝蛋白、自身免疫性肝病相关抗体检测、球蛋白谱、脂肪酶、淀粉酶、血培养、痰或呼吸道分泌物培养，尿培养；进行腹部超声波（肝、胆、脾、胰、肾，腹水）、胸片、心电图等物理诊断检查，定期监测评估[10]。有条件单位可完成血栓弹力图、凝血因子V、凝血因子Ⅷ、人类白细胞抗原（HLA）分型等。

矿区生态修复既要人为的恢复、复垦生态环境，还要对其进行符合社会发展需要的修整、重建[10]。目前矿区污染以重金属污染为主，Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu等为主要特征，一般采用植物修复的方式对土壤中的重金属进行吸收，所以如何选择合适植物变得至关重要。魏正贵等通过吸收系数来判断一个植物是否是稀土元素超积累植物，当植物的吸收系数达到或超过1时，该植物就是超累积植物[11]。表1整理了不同重金属所对应的超累积植物。

表1 有明确超累积作用植物及对应的重金属

2.3.2 关键词聚类分析

对关键词进行时间线图谱分析是为了理清楚聚类关键词之间的关系以及它们的时间跨度变化，选择时间区间为2003年至2023年。首先进行关键词聚类分析(如图6)，在此基础上，进行关键词时区分析，通过观察关键词时区分析图(如图7)，可以直观了解矿区修复研究领域未来的发展趋势。

图6 2003—2023关键词聚类分析

图7 2003—2023关键词时序图

#0生态修复聚类。该聚类集团包含矿区生态、地质灾害、景观再生、景观设计、景观改造、园林改造等主题词，并且该聚类各名词之间的联系较为紧密，生态修复最早出现于2004年，并在之后一直是研究热点。在生态修复集团中2010年之前人们更多关注矿区资源枯竭的修复问题，而2015年以后开始关注矿区的景观修复等问题，更加注重整个矿区生态系统的恢复，构建矿区公园。

#1土壤聚类。聚类中修复、污染、治理、先锋植物的风险评估都是该聚类关键词中的研究热点，而土壤修复这个观点正式提出是在2005年。矿产资源的开采带来诸如水体污染、大气污染等严重的负面影响，其中土壤问题正日益严峻[12]。

#2重金属聚类。重金属最早受到关注是在2003年，并一直活跃到如今。最开始人们研究生物修复、动电修复来修复重金属，而后逐渐出现植物提取、微生物修复、改性污泥等来进行修复。

#3矿区聚类。人们对矿区的研究从2002年一直持续到2023年。最开始关注矿区的水土流失、废弃煤矿、生态建设、土地修复等问题，而最近几年开始提出补偿机制、完善立法、公法责任等从源头抑制矿区污染。

#5土地复垦聚类。国内土地复垦工作主要针对露天煤炭开采所导致的地表植被和耕土层破坏、排土场土壤重构、生态系统损毁等问题进行研究，侧重关注矿区土地保护与恢复利用。1989年开始执行《土地复垦规定》，标志着中国土地矿山复垦进入依法复垦的新阶段[14]。胡振琪团队以高潜水位平原区采煤塌陷地复垦土壤作为研究对象，探讨评价复垦土壤形态发育的状况，相关成果促进了复垦土壤生产力的提高[15]。

#6煤矿区聚类。在煤矿区聚类中主要研究各种植物微生物对其的修复效果。例如丛植菌根、紫橞槐、接种菌根等。

#7植被修复聚类。在该聚类中出现了“土壤肥力” “土壤细菌”等关键词，说明植被修复聚类是以土壤与植被共同作用为主要研究重点。利用人工植被经长期恢复可增加土地肥力和微生物多样性，近些年在矿区修复中取得良好效果[16]。

#8土壤修复聚类。在该聚类中出现“形态分布” “农田吸附与解吸” “氯化钾”等关键词，说明土壤修复聚类是更多以研究被污染土壤为主要研究重点。

2.3.3 关键词突现分析

Cite Space的关键词突现分析功能则可以表示出不同研究热点的热度及其时间变迁规律[17]。突现词功能可以把一段时间内出现频数最高的词表现出来，还可以利用突现词图谱来分析不同时间段间的热门研究以及研究热点的趋势变化。由图8可知，关于矿区修复领域在2003年到2023年的突现关键词有土地复垦、煤矿区、污泥、植物修复、生态恢复、生物炭、废弃矿区、生态修复、矿区土壤。目前2023年的研究前沿有：生物炭、生态修复、矿区土壤。可以得出目前主要研究使用生物炭联合物理修复、化学修复、生物修复等的生态修复来修复矿区土壤。

图8 前九个突现词

3 总结

以文献计量的视角，运用Cite Space软件对2003年至2023年中国知网500篇矿区修复相关期刊文献进行分析，阐述该领域的发展和趋势。矿区修复从2003年开始得到关注，并且每年期刊发文数量总体呈现增加趋势。从机构和作者发文量来分析，以中国矿业大学为首的研究机构对矿区修复研究最为深入，大部分研究公司之间存在部分联系但高校与高校之间的交流比较少。发文量较多的作者一直保持着对矿区修复领域的研究，并且大多数作者一直研究某一种影响因素对矿区修复的影响。从作者合作关系来分析，主要的作者之间发展稳定且突出。

从关键词角度来分析，我国矿区修复萌芽阶段相关研究是比较浅薄的，主要从“重金属”“矿区水土流失”“土壤物理修复”等方面进行研究。自2016年开始，“生态修复” “生态恢复”逐渐受到重视，矿区修复的途径变得更加丰富，针对不同污染型矿区的研究开始兴起。在矿区修复研究领域人们逐渐注重生态修复，达到矿区环境修复目的的同时不对该环境造成新的污染，也开始关注生物炭等废弃物修复矿区环境的可行性。