王君惠， 喻 武， 丁宇浩， 黃莎琳， 徐金杰， 王小姣

(西藏農(nóng)牧學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院， 西藏 林芝 860000)

0 引言

【研究意義】土壤微生物是土壤中肉眼看不見或看不清楚的一切微小生物的總稱[1]。研究土壤微生物及多樣性對于應(yīng)對全球氣候變化、治理環(huán)境污染、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面具有重要意義[2-4]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】土壤中動(dòng)植物及微生物的呼吸作用是溫室氣體(如N2O、CO2和CH4等)的主要來源，因此，土壤微生物對氣候變化響應(yīng)的研究已成為微生物生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)[5-10]。其次，微生物在土壤的形成和發(fā)育、肥力維持與提高及物質(zhì)循環(huán)過程中發(fā)揮著重要作用。近年來，作為指示土壤質(zhì)量的微生物指標(biāo)已成為國內(nèi)外倍受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一[11-15]。此外，對于諸如高溫、鹽堿等各種極端環(huán)境的土壤微生物研究倍受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。高海拔地區(qū)主要分布在高緯度、氣候寒冷、土壤養(yǎng)分匱乏及凍土分布廣泛的地區(qū)[16]。在此惡劣環(huán)境中仍棲息著大量微生物，對構(gòu)建和維持極端環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)起著重要作用[17-19]。但由于高海拔地區(qū)對氣候變化異常敏感，其氣候變暖速度高于地球平均水平，隨著溫度上升，高寒凍土融化、土壤活動(dòng)層加深，土壤理化性質(zhì)發(fā)生劇烈改變[20-25]。環(huán)境條件改變將導(dǎo)致高海拔地區(qū)植被覆蓋度減少、生物多樣性降低、水土流失等問題，從而對微生物群落結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生直接或間接影響，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定[26-28]。目前，高海拔地區(qū)土壤微生物研究還處于起步階段，主要集中在對功能微生物[29]、微生物群落結(jié)構(gòu)[30]以及微生物多樣性[31]的研究。文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)是應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究文獻(xiàn)學(xué)的交叉科學(xué)[32]，在各研究領(lǐng)域都有應(yīng)用[33-34]?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，對高海拔地區(qū)土壤微生物的研究呈逐年增多趨勢，但對研究成果的量化分析不足。期刊論文能夠清晰反映當(dāng)前微生物研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和重點(diǎn)，碩博論文則更詳細(xì)地揭示微生物研究領(lǐng)域的系統(tǒng)性和完整性[35]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以2005-2019年中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫中相關(guān)文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，利用CNKI可視化和Excel對高海拔地區(qū)土壤微生物進(jìn)行量化分析，以揭示當(dāng)前微生物領(lǐng)域研究現(xiàn)狀和重點(diǎn)，為后續(xù)研究高寒微生物在氣候變化下的動(dòng)態(tài)過程奠定基礎(chǔ)。

1 資料來源與研究方法

1.1 資料來源

以中國知網(wǎng)(CNKI)(國內(nèi)最大的、幾乎涵蓋國內(nèi)所有研究領(lǐng)域的全文數(shù)據(jù)庫——數(shù)據(jù)庫收錄了8 000余種學(xué)術(shù)期刊和大多數(shù)碩博論文[36])為數(shù)據(jù)源，設(shè)置檢索類型為“主題”，檢索“高寒微生物”，對2005-2019年在國內(nèi)期刊發(fā)表的有關(guān)高海拔寒區(qū)土壤微生物的文獻(xiàn)(含學(xué)術(shù)論文、出版著作以及文獻(xiàn)綜述等)進(jìn)行系統(tǒng)梳理。共檢索出高寒土壤微生物研究文獻(xiàn)162篇。

1.2 研究方法

基于CNKI可視化模塊、Excel統(tǒng)計(jì)分析軟件，采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，從文獻(xiàn)中分別提取發(fā)表年份、資源類型分布、文獻(xiàn)來源、作者隸屬機(jī)構(gòu)分布、學(xué)科領(lǐng)域分布、基金項(xiàng)目等字段，各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理后，分別對其發(fā)文量、資源類型、研究機(jī)構(gòu)等進(jìn)行可視化分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份文獻(xiàn)的發(fā)文量與被引頻次

論文發(fā)表的時(shí)間分布能反映某一時(shí)間段內(nèi)該領(lǐng)域的研究狀況和研究熱點(diǎn)[37]。從圖1看出，2005-2019年有關(guān)高寒土壤微生物研究的發(fā)文量和被引頻次均呈上下波動(dòng)趨勢。從發(fā)文量看，2018年發(fā)文量達(dá)高峰，為25篇；2009年發(fā)文獻(xiàn)最少，僅3篇；2005年、2006年、2008年、2009年、2010年和2012年發(fā)表文獻(xiàn)量均低于10篇。2005-2019年該領(lǐng)域發(fā)文量最多與最少年間相差約8.3倍。從被引頻次看，檢出的162篇論文在15年間被引頻次總計(jì)2421次，年均被引量為161.4次。論文被引頻次在2007年達(dá)第1次高峰，被引頻次為499次；之后呈下降趨勢，2011年達(dá)第2次高峰，被引頻次為320次，隨后呈遞減趨勢。

圖1 2005-2019年我國高寒土壤微生物研究文獻(xiàn)的數(shù)量變化趨勢及被引頻次

2.2 資源類型分布

從圖2可知，檢出的162篇文獻(xiàn)包括期刊、碩士論文、博士論文和國內(nèi)會(huì)議論文共4個(gè)類型，以期刊發(fā)文量最多，達(dá)118篇，占總發(fā)文量的72.84%；碩士論文33篇，占20.37%；博士論文7篇，占4.32%；國內(nèi)會(huì)議為4篇，占2.47%。說明，我國對高寒土壤微生物研究多傾向于期刊發(fā)文，期刊在我國高寒土壤微生物文獻(xiàn)的資源分布中處于中心地位。

圖2 2005-2019年我國高寒土壤微生物文獻(xiàn)的資源類型分布

2.3 不同期刊的載文分布

從圖3看出，《草業(yè)學(xué)報(bào)》《生態(tài)學(xué)報(bào)》和《蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)》3種期刊發(fā)文量均在10篇以上，分別占總發(fā)文量的15.43%、9.26%和9.26%；發(fā)文量4～9篇的期刊有《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》《草原與草坪》《水土保持學(xué)報(bào)》和《草地學(xué)報(bào)》，分別占總發(fā)文量的5.56%、5.56%、3.09%和3.09%；其他達(dá)79篇，占48.77%。說明，我國高寒生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物文獻(xiàn)在各期刊上的分布極不平衡，以《草業(yè)學(xué)報(bào)》具明顯優(yōu)勢，達(dá)25篇，為《生態(tài)學(xué)報(bào)》的1.67倍、《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》的2.78倍和《水土保持學(xué)報(bào)》的5倍。

圖3 2005-2019年我國高寒土壤微生物文獻(xiàn)在不同期刊的載文分布

2.4 文獻(xiàn)作者的隸屬機(jī)構(gòu)分布

從表1可知，檢出的162篇文獻(xiàn)中論文發(fā)表數(shù)量≥7篇的機(jī)構(gòu)有6個(gè)，發(fā)表文獻(xiàn)共計(jì)117篇，占總檢出量的72.22%。其中，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)表的文獻(xiàn)相對較最多(為61篇)，蘭州大學(xué)和中國科學(xué)院西北高原生物研究所發(fā)表的文獻(xiàn)相對較多，均超過10篇，三者共發(fā)文95篇，占總檢出量的 58.64%；發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量>2篇的機(jī)構(gòu)有10所，共發(fā)表134篇，占總發(fā)表量的82.72%；其他28篇，占17.28%。同時(shí)看出，我國西南、西北、華北地區(qū)對高寒土壤微生物研究分布不平衡，尤以西部地區(qū)研究較多。

表1 2005-2019年我國高寒土壤微生物文獻(xiàn)作者的隸屬分布

2.5 文獻(xiàn)主要研究領(lǐng)域

關(guān)鍵詞是論文主題和核心觀點(diǎn)的集中體現(xiàn)[38]，高頻關(guān)鍵詞可以反映一定時(shí)期高海拔土壤微生物研究的主要方向。從表2可知，2005-2019年CNKI收錄的高寒土壤微生物文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞中出現(xiàn)頻度最多的10個(gè)關(guān)鍵詞為高寒草甸、微生物數(shù)量、土壤呼吸、酶活性、微生物群落、微生物量碳、微生物多樣性、草地土壤微生物、土壤真菌和土壤有機(jī)碳。其中，高寒草甸和微生物數(shù)量是出現(xiàn)頻度最高的關(guān)鍵詞，出現(xiàn)頻次分別為73次和36次；此外，微生物群落、微生物量碳、土壤呼吸、酶活性、微生物多樣性和草地土壤微生物等出現(xiàn)頻次相對較高，均超過10次。說明，

表2 2005-2019年我國高寒土壤微生物文獻(xiàn)出現(xiàn)頻次前10的關(guān)鍵詞

我國高海拔地區(qū)土壤微生物的相關(guān)研究主要集中在高寒草甸土壤微生物數(shù)量方面，而其他領(lǐng)域的研究較薄弱。

2.6 基金項(xiàng)目發(fā)文量

基金項(xiàng)目是指研究經(jīng)費(fèi)來源于國家和各級政府部門及社會(huì)團(tuán)體等撥款資助的科研項(xiàng)目[39]，由于經(jīng)費(fèi)來源不同，基金項(xiàng)目大致分為國家級基金項(xiàng)目、部級基金項(xiàng)目、省級基金項(xiàng)目和其他基金項(xiàng)目4種類型，其中，其他基金又包括市級基金項(xiàng)目和所在單位基金項(xiàng)目[40]。從表3看出，檢出的162篇文獻(xiàn)上述4類基金項(xiàng)目均有不同的占比。國家級基金項(xiàng)目發(fā)表文獻(xiàn)103篇，占總檢出文獻(xiàn)的63.58%，其中，國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目發(fā)表文獻(xiàn)最多，達(dá)76篇，占46.92%；國家科技支撐計(jì)劃和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973計(jì)劃)各發(fā)表10篇，各占6.17%；中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項(xiàng)目發(fā)表5篇，占3.09%；中國科學(xué)院“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃發(fā)表2篇，占1.23%。省級基金項(xiàng)目發(fā)表文獻(xiàn)10篇，占6.17%，其中，青海省科技計(jì)劃發(fā)表6篇，占3.70%；甘肅省自然科學(xué)基金資助發(fā)表4篇，占2.47%。部級基金項(xiàng)目發(fā)表文獻(xiàn)3篇，占1.85%，經(jīng)費(fèi)來源于教育部科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目。其他基金項(xiàng)目發(fā)表文獻(xiàn)46篇，占28.40%。

表3 2005-2019年我國高寒土壤微生物基金項(xiàng)目發(fā)文量

3 討論

由于高海拔地區(qū)獨(dú)特的自然地理環(huán)境，孕育了大量、豐富而特殊的適應(yīng)該環(huán)境的微生物，但由于自然環(huán)境條件惡劣(如高寒、缺氧等)，限制了對其微生物的研究[18]。目前，高寒微生物的研究較多，主要形成了以高寒草甸土壤微生物數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)與多樣性為中心的基本技術(shù)體系；以前所未有的廣度和深度拓展了高寒地區(qū)的研究；主要圍繞土壤呼吸、有機(jī)碳分解等過程，在微生物的數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)及其多樣性等方面取得了長足發(fā)展；在應(yīng)對全球氣候變化與環(huán)境修復(fù)等方面也成效顯著[43-44]，但相比歐美國家仍存在較大差距，整體研究水平亟待提高。由于以中國知網(wǎng)為研究數(shù)據(jù)來源，并以“高寒微生物”字段進(jìn)行檢索，利用中國知網(wǎng)自帶計(jì)量可視化分析工具，對檢索論文進(jìn)行逐年統(tǒng)計(jì)，并統(tǒng)計(jì)各研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文量、論文引用頻次等，同時(shí)將檢索到的文獻(xiàn)按不同研究領(lǐng)域[41-42]分類，并未檢索全網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，因此，檢索結(jié)果難免存有誤差。但研究結(jié)果從一個(gè)側(cè)面反映出高海拔地區(qū)惡劣的自然環(huán)境條件已成為開展高寒地區(qū)土壤微生物研究的最大瓶頸，為解決此問題，一方面，可利用現(xiàn)代新興技術(shù)手段克服傳統(tǒng)技術(shù)存在的弊端，為后續(xù)研究提供技術(shù)支撐；另一方面，可通過基金項(xiàng)目資助為高海拔地區(qū)土壤微生物研究提供資金支持。

雖然高海拔地區(qū)土壤微生物的科研機(jī)構(gòu)隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、蘭州大學(xué)和中國科學(xué)院西北高原生物研究所等已成為該研究領(lǐng)域重要的研究機(jī)構(gòu)，但仍缺乏長期專門從事該領(lǐng)域研究的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)和機(jī)構(gòu)，今后可考慮開展相關(guān)領(lǐng)域人才的培養(yǎng)，建立長期觀測站，觀測、模擬微生物對溫度、大氣氮沉降、CO2濃度的響應(yīng)，探究高寒微生物對全球氣候變化的響應(yīng)及反饋機(jī)制，以獲得更多數(shù)據(jù)。

全球范圍內(nèi)的高海拔地區(qū)正受到氣候變化的深刻影響，其微生物群落及多樣性的動(dòng)態(tài)變化反作用于高寒生態(tài)系統(tǒng)的功能與穩(wěn)定。高海拔地區(qū)土壤微生物研究起步較晚、發(fā)展薄弱，此領(lǐng)域具有廣闊的研究前景和極大的研究價(jià)值。

4 結(jié)論

從中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫檢出162篇2005-2019年收錄的有關(guān)高海拔地區(qū)土壤微生物領(lǐng)域發(fā)表的文獻(xiàn)，包括期刊論文118篇，碩博論文40篇和4篇國內(nèi)會(huì)議論文。其中，2018年發(fā)表論文最多，達(dá)25篇。有25所機(jī)構(gòu)論文發(fā)表數(shù)量≥2篇，占82.72%；發(fā)表文獻(xiàn)量超過10篇的期刊有3種，占30.95%，且主要集中在《草業(yè)學(xué)報(bào)》；文獻(xiàn)作者隸屬機(jī)構(gòu)較多集中在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、蘭州大學(xué)和中國科學(xué)院西北高原生物研究所；研究主要集中在高寒草甸土壤微生物方面。有國家級、部級和省級等4類項(xiàng)目基金，其中，國家級基金項(xiàng)目包括國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐計(jì)劃和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973計(jì)劃)等5種，發(fā)表文獻(xiàn)103篇，占總檢出文獻(xiàn)的63.6%，以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目發(fā)表文獻(xiàn)最多(76篇，占46.9%)；省級2種，發(fā)表文獻(xiàn)10篇，占6.2%；部級1種，發(fā)表文獻(xiàn)3篇，占1.8%；其他基金項(xiàng)目發(fā)表文獻(xiàn)46篇，占28.4%。當(dāng)前該領(lǐng)域針的研究較豐富，但缺乏長期專門從事該領(lǐng)域研究的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)和機(jī)構(gòu)，今后可考慮開展相關(guān)領(lǐng)域人才的培養(yǎng)，建立長期觀測站，以獲得更多數(shù)據(jù)，增強(qiáng)高寒微生物的知識積累與理論創(chuàng)新能力，充分理解其在水土流失治理、土壤修復(fù)和氣候變化中扮演著重要角色，以期為應(yīng)對全球氣候變化下高寒區(qū)土壤微生物研究奠定基礎(chǔ)。