丁 寒，呂金印

(1.安徽理工大學(xué) 學(xué)術(shù)出版中心，安徽 淮南 232001；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

近年來，土壤重金屬污染已成為一個日益嚴重的環(huán)境問題[1].根據(jù)2014年中國環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國土壤污染主要以無機類污染為主，鎘污染物的超標率高達7.0%，屬于無機污染物中污染最嚴重的元素[2].陳雅麗等[3]研究發(fā)現(xiàn)我國土壤中的主要重金屬污染元素為Cd，土壤中Cd主要來自施肥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動.李霞等[4]利用GIS模型發(fā)現(xiàn)Cd主要以點源形式進入土壤，移動性較大.李嬌等[5]通過收集134 篇文獻發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外土壤污染物源解析研究對象出現(xiàn)頻率最多的是鉛和鎘.Gope 等[6]對印度工業(yè)城市阿桑索爾進行健康風(fēng)險研究，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)地球化學(xué)指數(shù)如富集因子、地球累積指數(shù)和污染因子排序為Pb>Cd>Zn>Cu.

文獻計量學(xué)(Bibliometrics)的概念由英國情報學(xué)家普里查德(Pritchard A.)于1969 年提出，是對文獻和文獻工作進行定量的方法，它的基礎(chǔ)在“量”，所以必須進行一系列的統(tǒng)計工作以獲得必要的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析從中找出變化規(guī)律，進而預(yù)測未來的發(fā)展趨勢[7].文獻計量分析可在某一領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)地評估科研結(jié)果的相對重要程度，預(yù)示該領(lǐng)域近一段時期的研究方向，表征該項研究的地域分布情況.21世紀以來，文獻計量學(xué)以其顯著的客觀性、定量化、模型化的宏觀研究優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于許多學(xué)科前沿進展的探討，例如，Oh等[8]通過文獻計量分析了2003—2019年某醫(yī)學(xué)期刊所刊發(fā)文獻，以期對該期刊研究內(nèi)容和研究水平進行定位；Luo等[9]利用文獻計量分析農(nóng)業(yè)食品供應(yīng)鏈管理(ASCM)的知識結(jié)構(gòu)，確定了ASCM的6個聚類，并在此基礎(chǔ)上提出了未來的研究方向；Guo等[10]對智慧城市研究進行了文獻計量分析，直觀地展示了智慧城市相關(guān)領(lǐng)域的全面概述和智能城市研究的特征；Martinez-Pulgarin 等[11]對全球Zika病毒研究進行文獻計量分析發(fā)現(xiàn)，為控制具有流行性的熱帶病毒，應(yīng)將過去十年的相關(guān)研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為合理有效的診斷和治療方法；李珊珊等[12]利用文獻計量分析發(fā)現(xiàn)中國土壤污染的主要類型有重金屬污染、有機物污染、農(nóng)藥污染；Guo等[13]通過文獻計量發(fā)現(xiàn)1999—2012年全球土壤污染的研究主要集中在重金屬污染和生物修復(fù)；趙慶齡等學(xué)者[14]以印度芥菜為例，利用Web of Science引文數(shù)據(jù)庫研究了中美土壤重金屬污染，發(fā)現(xiàn)中國學(xué)者在芥菜方面的研究和美國學(xué)者相比還有一定差距，需提高科技論文的國際影響力.整體而言，應(yīng)用文獻計量學(xué)的研究方法較為成熟[15].在土壤重金屬污染研究方面，文獻計量學(xué)的研究起步晚、基礎(chǔ)薄弱，針對該科學(xué)領(lǐng)域部分研究結(jié)果存在主體研究內(nèi)容重復(fù)、重點與難點問題關(guān)注度不夠等問題，亟待從文獻計量角度進行整體梳理、分析，以期為該研究領(lǐng)域的研究內(nèi)容分布、研究水平評價、研究機構(gòu)分工等提供一個清晰的脈絡(luò)，從而為研究隊伍的科研選題提供參考，避免人、財、物的浪費.

筆者擬對 ISI Web of Knowledge 的Web of Science數(shù)據(jù)庫收錄的有關(guān)土壤鎘污染文獻進行計量分析，以期解讀土壤鎘污染的溯源，聚焦環(huán)境學(xué)科研究主題，為跟蹤環(huán)境鎘污染研究動態(tài)提供支撐.

1 數(shù)據(jù)來源與統(tǒng)計方法

該文數(shù)據(jù)來源是 ISI Web of Knowledge 的 WOS中核心合集 Web of ScienceTM下 SCIE 引文數(shù)據(jù)庫.以“((soil or field or farmland or cropland)AND(Cd or cadmium)AND(pollution or contamination))”為主題詞進行檢索，檢索時間跨度為2010—2019年，文獻類型選擇 Article或 Review，搜索與文獻下載時間為 2020 年 1 月 15日，共檢索出與土壤鎘污染相關(guān)文獻8 466篇，共計13種語種，其中英文文獻8 349篇，葡萄牙文37篇，中文22篇，西班牙文20篇，波蘭文16篇，法文 7篇，日文、捷克文、土耳其文各3篇，德文、意大利文各2篇，塞爾維亞文、克羅地亞文各1篇.

利用 Web of ScienceTM數(shù)據(jù)庫自帶的分析工具、Citespace軟件、Excel軟件，對2010—2019年間發(fā)表的有關(guān)土壤鎘污染文獻從年度發(fā)文量、發(fā)文國家和機構(gòu)、來源期刊分析、關(guān)鍵詞分析、研究方向以及熱點等方面進行計量統(tǒng)計.

2 結(jié)果與討論

2.1 年度發(fā)文量統(tǒng)計分析

通過檢索 WOS 中 SCIE 數(shù)據(jù)庫 2010—2019年間的文獻，共得到8 466篇關(guān)于土壤鎘污染的文獻，其年度發(fā)文量和變化趨勢如圖1所示.

圖1 土壤鎘污染年度發(fā)文量統(tǒng)計

由圖1可知，近10年來，土壤鎘污染領(lǐng)域的發(fā)文量總體呈上升趨勢，2019年發(fā)文量(1 331篇)為2010年(508篇)的1.6倍，2017年發(fā)文量有小幅下降.2010—2019年該領(lǐng)域年度發(fā)文量的年均增長率為11.73%，年均發(fā)文量約847篇，說明2010—2019年國際學(xué)者對土壤鎘污染的研究越來越重視，關(guān)注度在不斷增強.根據(jù)近10年有關(guān)土壤鎘污染的研究文獻數(shù)量和逐年變化趨勢可以預(yù)測，有關(guān)土壤鎘污染仍是未來學(xué)術(shù)界的研究熱點之一.

2.2 土壤鎘污染的研究國家和機構(gòu)分析

通過SCI收錄發(fā)文量和總被引頻次，可反映一個國家或地區(qū)的整體科研實力和影響力，h指數(shù)能夠比較準確地反映一個人的學(xué)術(shù)成就[16].h指數(shù)(H-index)是一個混合量化指標，用于評估研究人員的學(xué)術(shù)產(chǎn)出數(shù)量與學(xué)術(shù)產(chǎn)出水平.一個人的h指數(shù)越高，則表明他的論文影響力越大.筆者共檢索出144個國家/地區(qū)發(fā)表了有關(guān)土壤鎘污染的研究論文.統(tǒng)計并分析了2010—2019年發(fā)文量位居前10的國家和地區(qū)，結(jié)果列于表1.

表1 發(fā)文量位居前10名的國家

由表1可知，中國在土壤鎘污染研究領(lǐng)域的發(fā)文量居全球第一，共2 962篇，占總發(fā)文量的35%，遠高于排名第二的美國和第三的印度，從一定程度上可看出中國研究者對土壤鎘污染研究較為關(guān)注.從文獻的總被引頻次來看，中國文獻被引頻次最高，接近50 000次，美國的文獻被引頻次超過10 000次，其次是印度和巴基斯坦軍超過7 000次；但中國的文獻篇均被引頻次偏低，排名第6位，巴基斯坦和美國的論文篇均被引頻次較高，超過了18次/篇.通過統(tǒng)計高被引論文數(shù)(被引頻次≥50次)和h指數(shù)發(fā)現(xiàn)，中國均居第一，高被引論文220篇，h指數(shù)87，均明顯高于其他國家.雖然中國在篇均被引頻次上排名低于其他國家，但在發(fā)文量、總被引頻次、高被引論文和h指數(shù)上均排名第一.說明中國在土壤鎘污染研究領(lǐng)域具有一定的科研實力，但篇均被引頻次的偏低降低了國際影響力，因此我國科研人員在追求發(fā)文數(shù)量的同時應(yīng)注重論文質(zhì)量的提高.

筆者利用Citespace軟件制作了2010—2019年土壤鎘污染領(lǐng)域中國大陸和臺灣地區(qū)以及世界各國之間的合作關(guān)系圖，如圖2所示，圓圈大小代表國家/地區(qū)的活躍程度及發(fā)文量，連線表示國家/地區(qū)之間合作的密切程度.

圖2 中國大陸和臺灣地區(qū)以及世界各國之間的合作關(guān)系

由圖2可知，世界各國/地區(qū)均有學(xué)者致力于土壤鎘污染的研究，并存在不同程度的合作關(guān)系，國家/地區(qū)之間的合作有利于了解國際研究態(tài)勢和學(xué)術(shù)交流；與中國合作的國家/地區(qū)主要有新加坡、馬來西亞、以色列、愛爾蘭、蘇格蘭，但合作網(wǎng)絡(luò)較為簡單，我國在今后研究中應(yīng)加強與歐美國家的合作交流.

統(tǒng)計分析發(fā)文量位居前20的機構(gòu)見表2，該領(lǐng)域研究文獻共涉及5 986個研究機構(gòu)，以高校和科研機構(gòu)為主，發(fā)文量最多的是中國科學(xué)院，共計818篇，占全部發(fā)文量的9.66%，其次是中國科學(xué)院大學(xué)和法國國家科研中心，發(fā)文量分別是279,187篇.此外，來自中國的機構(gòu)占所統(tǒng)計機構(gòu)的55%，由此可見，我國研究學(xué)者對土壤鎘污染的高度重視以及我國科研院所和高校對該領(lǐng)域的突出貢獻.

表2 發(fā)文量前20的研究機構(gòu)

2.3 土壤鎘污染研究發(fā)文期刊分布

通過對刊載論文的出版物進行分析，可以確定該領(lǐng)域文獻SCI來源的核心期刊，有助于研究人員進行資料收集和撰寫論文[17].對2010—2019年土壤鎘污染研究領(lǐng)域進行檢索，檢索文獻共計發(fā)表在948種出版物上.如表3所示，10種期刊主要來自德國(4種)、荷蘭(3種)和英國(3種)，共發(fā)文3 018篇，占總發(fā)文量的35.65%，發(fā)文量最多的刊物是德國的Environmental Science and Pollution Research，10年間共發(fā)表文獻617篇，該刊物于1994創(chuàng)刊，SCI 2018年影響因子為2.914.總被引頻次和h指數(shù)最高的刊物是荷蘭的Science of the Total Environment，其影響因子、發(fā)文量和篇均被引頻次均居第二.根據(jù)總被引頻次分析，Science of the Total Environment，Chemosphere，Ecotoxicology and Environmental Safety的被引頻次分別為10 289，7 153，6 170，這3種均為該領(lǐng)域影響力較高的刊物.通過分析發(fā)文期刊，有利于研究人員有針對性地收集文獻、跟蹤最新的科研成果和寫作投稿.

據(jù)統(tǒng)計，近10年中國在該領(lǐng)域的研究文獻共計發(fā)表在356種刊物上，發(fā)文量前10的刊物發(fā)文量(1 100篇)占中國該領(lǐng)域總發(fā)文量(2 962篇)的37.14%，平均影響因子為4.047，有4種刊物影響因子在5以上，影響因子最高(7.65)的期刊是荷蘭的Journal of Hazardous Materials，10種期刊中來自荷蘭、德國和英國各有3種，1種來自瑞士.

表3 發(fā)文量位居前10名的期刊

2.4 高被引頻次文獻分析

筆者通過對被引頻次前10 的文獻統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其中6篇綜述文章、4篇研究論文，有7篇論文發(fā)表在專業(yè)的環(huán)境科學(xué)類期刊.排名第一的是“Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review”，被引頻次高達1 360次，由韓國作者Nagajyoti P C等于2010年發(fā)表在Environmental Chemistry Letters期刊上，該刊影響因子為5.922；其次是巴基斯坦作者Ali Hazrat等發(fā)表在Chemosphere(影響因子5.778)的綜述文章“Phytoremediation of heavy metals-concepts and applications”和中國作者Wei Binggan等發(fā)表在Microchemical Journal(影響因子3.594)的綜述文章“A review of heavy metal contaminations in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from China”，被引頻次分別為1 226次和1 047次.高被引頻次的文章可以從數(shù)量上反映該領(lǐng)域的研究熱點，筆者通過分析被引頻次位居前10的文章，發(fā)現(xiàn)共計6篇文章是有關(guān)中國土壤重金屬污染，分析發(fā)現(xiàn)我國土壤受各種重金屬污染濃度均高于其背景值、礦區(qū)重金屬污染嚴重，研究熱點集中在健康風(fēng)險評估和重金屬植物修復(fù).

2.5 土壤鎘污染研究內(nèi)容分析

關(guān)鍵詞是論文主要內(nèi)容的概括，一個關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次等于富有該關(guān)鍵詞的論文數(shù)，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高，說明相關(guān)的研究成果數(shù)越多，研究內(nèi)容的集中性就越高[18].筆者通過引文網(wǎng)絡(luò)分析工具Citespace對關(guān)鍵詞進行統(tǒng)計分析，剔除該文檢索所用主題詞，列出出現(xiàn)頻次>10的關(guān)鍵詞，如表4所示.土壤鎘污染研究的主要內(nèi)容：一是土壤鎘復(fù)合其他重金屬污染的研究；二是鎘污染土壤的植物修復(fù)研究；三是土壤和沉積物中鎘源解析和風(fēng)險評估的研究.通過引文網(wǎng)絡(luò)分析工具Citespace生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化圖譜，可揭示目前該領(lǐng)域的研究熱點，如圖3所示.近10年土壤鎘污染領(lǐng)域研究熱點主要涉及鎘鉛等重金屬復(fù)合污染，鎘在土壤中的分布、累積、毒害、吸附性和植物修復(fù)、鎘污染的健康風(fēng)險評估和溯源解析研究.

表4 土壤鎘污染研究出現(xiàn)頻次>10的關(guān)鍵詞

圖3 土壤鎘污染關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化圖譜

3 結(jié)束語

筆者通過對2010—2019年WOS數(shù)據(jù)庫土壤鎘污染領(lǐng)域的文獻分析發(fā)現(xiàn)，全球范圍內(nèi)對土壤鎘污染的研究和關(guān)注度在逐年增加；中國、美國、印度在該領(lǐng)域發(fā)文較多；我國應(yīng)加強與歐美國家合作交流，提升論文質(zhì)量；該領(lǐng)域的論文主要發(fā)表在Environmental Science and Pollution Research，Science of the Total Environment，Chemosphere上；我國的科研院所和高校在該領(lǐng)域貢獻較大；該領(lǐng)域研究內(nèi)容和熱點有鎘鉛等重金屬復(fù)合污染研究、鎘污染修復(fù)、鎘污染的健康風(fēng)險評估和溯源解析研究.