張珂, 厲萌萌, 何明珠

基于CiteSpace和HistCite的生態(tài)化學計量學國內外文獻特征與研究熱點分析

張珂1, 2, 3, *, 厲萌萌1, 何明珠4

1. 鄭州輕工業(yè)大學材料與化學工程學院, 鄭州 450000 2. 中國輕工業(yè)污染治理與資源化重點實驗室, 鄭州 450000 3. 環(huán)境污染治理與生態(tài)修復河南省協(xié)同創(chuàng)新中心, 鄭州 450000 4 .中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院, 蘭州 730000

利用CiteSpace 和 HistCite 文獻計量方法, 對 CNKI 和 Web of Science核心數(shù)據(jù)庫中2000—2019年發(fā)表的生態(tài)化學計量學領域的文獻進行探究, 以期明確該領域研究變化特征與趨勢, 為進一步把握發(fā)展方向和創(chuàng)新研究方法提供參考。結果表明: 1)自2000年起, 根據(jù)文獻數(shù)量的分析, 國內外對生態(tài)化學計量學的研究都經(jīng)歷了初期、發(fā)展和快速發(fā)展三個階段, 但我國對生態(tài)化學計量學的研究起步較晚。在國際上, 美國發(fā)文量居第一位, 我國發(fā)文量居第二位, 但我國文章篇均被引次數(shù)在發(fā)文量前十的國家中居末位, 且在國際合作中, 我國與除美國外其他國家間的合作較弱; 2)根據(jù)我國生態(tài)化學計量學研究中被引次數(shù)前十的文章分析, 綜述類文章對我國生態(tài)化學計量學的發(fā)展起到了主要的推動作用; 3)國際上對生態(tài)化學計量學的研究重點和熱點的發(fā)展趨勢大致為植物、土壤、土壤酶、土壤微生物、植物-微生物-土壤綜合體。我國對生態(tài)化學計量學的研究發(fā)展趨勢與國際上具有一致性, 但研究時間有一定的滯后性。綜上, 在發(fā)表綜述類文章讓學者了解本領域發(fā)展全貌的基礎上, 進一步加強國際合作、發(fā)表高質量學術論文可以作為提高我國生態(tài)化學計量學研究國際地位的重要方法。此外, 在精準把握研究重點和熱點的基礎上, 積極探索新的研究重點、創(chuàng)新研究方法對我國生態(tài)化學計量學的發(fā)展也至關重要。

生態(tài)化學計量學; 文獻特征; 研究熱點; Web of Science; CNKI數(shù)據(jù)庫

0 前言

生態(tài)學是研究有機體與其周圍環(huán)境(包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境)相互關系的科學, 具有高度的綜合性、交叉性、復雜性和多尺度的特點。隨著生態(tài)學不斷的深化發(fā)展, 不同領域生態(tài)學研究面臨著系統(tǒng)化的困難[1–3]。生態(tài)化學計量學從分子到全球尺度, 以生物體在生態(tài)相互作用過程中多種化學元素(主要是碳(C)、氮(N)、磷(P))平衡對生態(tài)交互作用為切入點, 為生態(tài)學系統(tǒng)化研究提供了新思路, 也成為當前生態(tài)學研究的熱點[4]。

1862年李比希提出的最小量定律(Liebig’s law of the minimum)認為有機體受到與需求量相比供應量最小資源的限制, 該理論揭示了生物體的元素組成平衡對生物體生長的重要性, 這也是化學計量學理論在生態(tài)學上可以追溯到的早期應用[5]。1986年, Reiners[6]提出了結合化學計量學和生態(tài)學的理論模型, 使化學計量學與生態(tài)學有機結合了起來。但是, 該理論模型中存在一些并非完全正確的公理, 因此, Sterner和Elser[7]對該理論模型進行了修正并于2002年出版了《生態(tài)化學計量學: 從分子到生物圈的元素生物學》一書, 在該書中生態(tài)化學計量學的概念及理論被正式確立。

生態(tài)化學計量學早期主要被應用于水生生態(tài)系統(tǒng)中, 利用化學計量學原理研究水體養(yǎng)分限制和養(yǎng)分循環(huán)[8–10]。隨著近年來的發(fā)展, 生態(tài)化學計量學已廣泛應用于陸地生態(tài)系統(tǒng), 成為生態(tài)學、植物學與土壤化學研究領域的新方向。其中, 植物N:P已經(jīng)被證明對研究N限制到P限制的轉變具有指示作用[11–12]?；趯貛Ш透呔暥鹊貐^(qū)天然及人工植被系統(tǒng)的研究, Güsewell[13]發(fā)現(xiàn), 在植被水平上, 植物N:P常與生物量生產呈負相關, 且在短期施肥實驗中, N:P<10和N:P>20通?？梢灾甘旧锪可a受N限制和P限制。Reich和Oleksyn[14]對全球452個樣點1280種植物葉片N、P特征的研究發(fā)現(xiàn), 由于熱帶地區(qū)土壤主要受P限制, 而溫帶和高緯度地區(qū)土壤主要受N限制, 導致葉片N:P隨著溫度的增加而增加, 且越接近赤道, N:P越高。在我國, Zhang等[15]于2003年首次對生態(tài)化學計量學進行綜述研究, 一方面說明了研究N:P化學計量特征的重要性, 另一方面從分子生物學角度分析了應用N:P化學計量學的可行性, 并指出了N:P化學計量學研究的應用前景和存在的缺陷。2005年, 曾德慧和陳廣生[5]概述了生態(tài)化學計量的概念、歷史起源和基本理論, 重點介紹了生態(tài)化學計量學理論在消費者驅動的養(yǎng)分循環(huán)、限制性養(yǎng)分元素判別以及全球C、N、P循環(huán)等方面的應用。通過對我國127個樣點753種植物葉片N、P特征的分析, Han等[16]發(fā)現(xiàn)可能由于P在我國土壤中的短缺, 導致我國植物區(qū)系植物葉片N:P高于全球平均值。2008年, 王紹強和于貴瑞[17]重點從土壤C、N、P化學計量比的分布特征、指示作用、對碳固定的影響, 以及人類活動對C:N:P比的影響等方面探討了C:N:P比在養(yǎng)分限制、生物地球化學循環(huán)、森林演替與退化等領域中的應用。此后, 生態(tài)化學計量學受到我國學者的廣泛關注, 并被應用到不同的生態(tài)系統(tǒng)中[18–22]。但是, 目前利用文獻計量法對生態(tài)化學計量學發(fā)展進程及研究熱點進行論述的文章還未見報道。

文獻計量法是一種以文獻外部特征為研究對象, 從文獻發(fā)表時間、刊載來源、被引次數(shù)等方面進行計量, 采用數(shù)學與統(tǒng)計學方法來描述、評價和預測某一領域的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的研究方法[23]。文獻計量法作為一個成熟的工具已經(jīng)廣泛應用于各個學科, 近幾年開始有學者將此方法應用于生態(tài)學研究領域[24–25]。本文從文獻計量學的角度出發(fā), 采用CiteSpace和HistCite 2種科學計量軟件, 對Web of Science(WOS)核心數(shù)據(jù)庫和中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫中的生態(tài)化學計量學研究文獻進行圖譜量化[26–27]。同時, 結合典型文獻閱讀, 分析了生態(tài)化學計量學在國內外的發(fā)展歷程、研究重點及熱點, 以期為了解生態(tài)化學計量學的研究現(xiàn)狀, 掌握生態(tài)化學計量學的研究重點和熱點, 從而更精準地把握未來生態(tài)化學計量學的研究方向提供理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于WOS核心數(shù)據(jù)庫和中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫, 檢索日期自2000年1月1日至2019年12月31日。在WOS核心數(shù)據(jù)庫中, 以“ecological stoichiometry” or “carbon nitrogen phosphorus stoichiometry” or“ nitrogen phosphorus stoichiometry”為主題詞, 檢索到關于生態(tài)化學計量學研究的論文共2853篇。在CNKI數(shù)據(jù)庫中, 以“生態(tài)化學計量”或含“碳氮磷化學計量”或含“氮磷化學計量”為主題詞進行檢索, 結合人工篩選, 得到文獻1262篇。

1.2 研究方法

本文利用CiteSpace和HistCite軟件對文獻進行計量和可視化分析。CiteSpace是由美國Drexel大學陳美超博士團隊基于Java程序設計開發(fā)的一款專門用于學術文獻分析的軟件。該軟件主要是通過大量直觀圖譜的可視化展現(xiàn)分析某一研究領域的演進歷程、研究熱點及前沿, 從而使研究人員可從科學文獻中識別并發(fā)現(xiàn)該領域的發(fā)展新趨勢和新動態(tài)[28]。HistCite是由尤金·加菲爾德博士和 MG 科學出版公司共同開發(fā)的一款引文編年可視化程序, 主要針對某一領域研究文獻發(fā)表的時間、作者、國家、研究機構、關鍵詞、被引用頻次等指標進行分析[29]。本文借助HistCite 對生態(tài)化學計量學領域研究文獻發(fā)表的時間、期刊來源、國家等指標進行分析, 利用CiteSpace共現(xiàn)圖譜分析生態(tài)化學計量學的發(fā)展趨勢和研究熱點。

2 結果與分析

2.1 WOS 核心數(shù)據(jù)庫中生態(tài)化學計量學文獻特征

2.1.1 年文獻分布特征

為了更好的了解目前國際上對生態(tài)化學計量學領域研究內容的特征的變化趨勢, 首先利用 HistCite 對 WOS 核心數(shù)據(jù)庫中收集到的2853篇文獻進行年文獻數(shù)量變化的分析, 結果如圖1所示。由圖1可見, 自2002年以來, 文獻數(shù)量整體表現(xiàn)為明顯的上升趨勢。根據(jù)年文獻量及年際間文獻量變化情況可總結出3個明顯的階段性特征: 1)2002—2009年, 為生態(tài)化學計量學研究的初始階段。受2002年《生態(tài)化學計量學: 從分子到生物圈的元素生物學》一書發(fā)表的影響, 2002—2003年發(fā)表文獻的年增長量為39篇, 2003—2009年, 文獻量仍呈增長趨勢, 年均量為68篇/年, 但是增長速度緩慢, 年均增長量僅為7篇/年。2)2010—2017年, 為生態(tài)化學計量學研究的發(fā)展階段。發(fā)文量共計1321篇, 文獻量逐年增加, 呈明顯的上升趨勢, 年均量為189篇/年, 年均增長量為18篇/年, 表明生態(tài)化學計量學已受到各國學者的廣泛關注。3)2017—2019年, 為生態(tài)化學計量學研究迅速發(fā)展階段。文獻增長趨勢仍持續(xù)上升, 年均量為350篇/年, 年均增長量為40篇/年, 該階段總發(fā)文量占2002—2019年生態(tài)化學計量學研究總發(fā)文量的36.97%。

2.1.2 熱點期刊分析

由圖2可知, WOS核心數(shù)據(jù)庫中, 生態(tài)化學計量學的研究論文排名前十的期刊為: 《Freshwater Biology》、《Ecology》、《Plant and Soil》、《Soil Biology & Biochemistry》、《Biogeochemistry》、《Limnology and Oceanography》、《Ecology Letters》、《Oikos》、《Plos One》、《Oecologia》。其中, 總被引次數(shù)較多的期刊有: 《Ecology Letters》(2498次)、《Ecology》(1673次)、《Oikos》(1062次)、《Fresearch Biology》(904次)。而且, 排名前十的期刊的被引次數(shù)占檢索到的2853篇文獻總被引次數(shù)的46.6%, 說明這些期刊在生態(tài)化學計量學的研究進展中發(fā)揮著重要作用。

2.1.3 地域分布特征

對不同國家生態(tài)化學計量學研究領域的發(fā)文量的研究見表1, 發(fā)文量前10的國家分別為美國、中國、德國、加拿大、英國、澳大利亞、西班牙、法國、荷蘭和瑞典。美國的發(fā)文量居全球之首, 為1183篇, 占檢索到的總論文數(shù)量的41.47%。中國的發(fā)文量位居第二, 為771篇, 占檢索到的總論文數(shù)量的27.02%。在發(fā)文量前10的國家中, 美國、中國、德國、加拿大和英國的總被引次數(shù)較多, 均超過8000次, 其中美國的總被引頻次最高為48573次, 遙遙領先于其它國家。美國、德國、加拿大、英國、澳大利亞的篇均被引次數(shù)較多, 均超過35次。從發(fā)文量、總被引次數(shù)以及篇均被引次數(shù)綜合分析, 美國, 英國、德國和加拿大在生態(tài)化學計量學研究領域的影響力較大。中國在發(fā)文量上排名第二, 總被引次數(shù)位居第三, 但篇均被引次數(shù)在排名前十的國家中排末位, 一方面表明了我國在生態(tài)化學計量學研究中發(fā)文量較多, 另一方面反映出我國在生態(tài)化學計量學領域的國際影響力相對較弱。

圖1 2002—2019年 WOS 核心數(shù)據(jù)庫中生態(tài)化學計量學領域年文獻數(shù)量及其年際間變化量

Figure 1 The number of annual total papers and its changes of ecological stoichiometry based on WOS during 2002-2019

圖2 WOS核心數(shù)據(jù)庫中生態(tài)化學計量學研究載文量前10的期刊及被引次數(shù)

Figure 2 Top 10 journals and total cited times in ecological stoichiometry research in WOS

表1 WOS核心數(shù)據(jù)庫中各主要國家生態(tài)化學計量學研究發(fā)文現(xiàn)狀

2.1.4 國際合作特征

圖3展示了利用CiteSpace所分析的發(fā)文量前10的國家合作研究情況, 圖中圓圈的大小表示發(fā)文的數(shù)量, 連線代表國家之間的合作關系。由圖3可知, 主要研究國家之間既有密切的合作, 也有獨立的研究。美國不僅在發(fā)文量上占據(jù)優(yōu)勢, 而且與其他國家的合作也較為密切。其中, 美國與德國、法國、澳大利亞、英國、中國等合作較為密切。中國的發(fā)文量僅次于美國, 相對于其它國家, 中國與美國的合作最為密切, 但與其它國家的合作較弱。圓圈中間顏色越深代表中介中心性越大, 中介中心性越大對合作網(wǎng)絡的形成和結構穩(wěn)定性貢獻越大。由CiteSpace分析可知, 美國的中介中心性最高(0.35), 其次是德國(0.32)和法國(0.28), 中國位于第四位。由此表明, 進一步加強國際合作, 是提高我國在生態(tài)化學計量學領域國際影響力的方法之一。

圖3 WOS 核心數(shù)據(jù)庫中生態(tài)化學計量學研究國家合作網(wǎng)絡圖

Figure 3 Collaborative networks among countries of ecological stoichiometry research on WOS

2.2 CNKI中生態(tài)化學計量學文獻總體特征

2.2.1 年文獻分布特征

對 CNKI 數(shù)據(jù)庫檢索到的1262 篇文獻分析見圖4。由圖4可知, 我國對生態(tài)化學計量學的研究也呈逐年增長趨勢, 與國際研究變化趨勢相似, 但又有不同之處。根據(jù)年文獻量及年際間文獻量變化, 我國對生態(tài)化學計量學的研究也存在3個明顯的階段性特征: 1)2003—2009年, 為初始階段。自2003年張麗霞等在植物學報發(fā)表的英文綜述《Appli-cation of N:P Stoichiometry to Ecology Studies》為起點, 生態(tài)化學計量學理論首次被引入我國。但此后, 很長一段時間, 我國學者對生態(tài)化學計量學的研究關注較少, 主要表現(xiàn)為自2005年至2009年, 總發(fā)文量為18篇, 年均發(fā)文量約為4篇。2)2010—2012年, 為緩慢增長階段。在該階段, 生態(tài)化學計量學受到了我國學者一定的關注, 總發(fā)文量為59篇, 年均發(fā)文量約為20篇, 是初始階段的5倍。3)2013—2019年, 為快速發(fā)展階段。年均發(fā)文量為169篇, 是緩慢發(fā)展階段的8倍, 年均增長量為29.57篇/年。以上結果表明, 我國對生態(tài)化學計量學的研究起步較晚, 但發(fā)展較快。

2.2.2 熱點期刊及經(jīng)費來源分析

本研究中所檢索到的生態(tài)化學計量學研究的文獻主要發(fā)表在生態(tài)學報、植物生態(tài)學報、生態(tài)學雜志、應用生態(tài)學報、應用與環(huán)境生物學報、草業(yè)學報和水土保持學報等期刊上(圖5)。其中, 在生態(tài)學報上的發(fā)文量為102篇, 遠高于其它期刊(圖5)。

對1262篇文獻的經(jīng)費分析見圖6, 由圖6可知, 經(jīng)費主要來源于國家自然科學基金, 占總經(jīng)費的41.23%。其它經(jīng)費來源主要有國家科技支撐計劃、國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃(973計劃)、國家重點研發(fā)計劃、中國科學院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃和中央級科研院所科技基礎性工作專項資金項目等。

3 生態(tài)化學計量學的研究熱點進展分析

3.1 國際生態(tài)化學計量學研究熱點進展分析

由圖7可見, 生態(tài)化學計量學研究的發(fā)展呈現(xiàn)明顯的時間變化特征, 主要概況為兩個方面, 即: 起始發(fā)展階段和研究擴增階段。

圖4 2003—2019 年 CNKI 數(shù)據(jù)庫中生態(tài)化學計量學領域年文獻數(shù)量及其年際間變化量

Figure 4 The number of annual total papers and its changes of ecological stoichiometry based on CNKI during 2003-2019

圖5 CNKI 數(shù)據(jù)庫中生態(tài)化學計量學載文量前 10 的期刊

Figure 5 Top 10 journals in ecological stoichiometry research on the CNKI

(1)起始發(fā)展階段(2000—2007年): 該階段中, 對生態(tài)化學計量學理論的研究和應用由水生生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到陸地生態(tài)系統(tǒng)。2000年, Elser等[4,8]論證了生態(tài)化學計量學可以將基因到生態(tài)系統(tǒng)、微生物到多細胞動物、海洋到荒漠的研究有機結合起來的觀點, 并提出了生態(tài)化學計量學的養(yǎng)分限制理論在水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)中均普遍存在的觀點。2002年, 由Sterner和Elser[7]主編的《生態(tài)化學計量學: 從分子到生物圈的元素生物學》一書的發(fā)表, 確定了生態(tài)化學計量學的概念及相關理論, 并成為生態(tài)化學計量學發(fā)展的重要支柱。2003年, 生長速率與C:N:P化學及特征的耦合關系在微生物、昆蟲和甲殼類動物中被驗證[30]。2004年, Güsewell[13]通過控制實驗確定了植被水平上N:P的大小與養(yǎng)分元素限制的關系; Reich和Oleksyn[14]對全球尺度上植物葉片與環(huán)境因子的關系進行了分析。自此, 生態(tài)化學計量學被廣泛的應用到陸地生態(tài)系統(tǒng)植物葉片的研究中。2007年, Cleveand等[31]基于全球尺度, 研究了土壤及土壤微生物C:N:P化學計量特征, 進一步拓展了生態(tài)化學計量學的應用并推動了生態(tài)化學計量學的發(fā)展, 該文章的引用次數(shù)達1040次。

圖6 我國生態(tài)化學計量學研究經(jīng)費來源

Figure 6 Funding sources of Chinese ecological stoichiometry research

(2)研究擴增階段(2008—2019年): 在該階段初期, 研究不同區(qū)域水平上植物葉片化學計量特征及其與環(huán)境因素的關系成為研究的重點和熱點。其中, 2008年, He等[32]通過對中國草地生物群落中213種植物進行系統(tǒng)調查, 研究了植物葉片C和N的變化規(guī)律。此后, Elser等[33]將N沉降作為重要的環(huán)境因子在水生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)中被研究、Sinsabaugh等[34]研究了土壤和沉積物的酶的化學計量特征、Manzoni等[35]研究了凋落物中的C、N、P化學計量特征、Han等[36]進一步研究了我國陸地生態(tài)系統(tǒng)中11種礦質元素的化學計量特征、Xu等[37]研究了全球尺度上土壤微生物生物量C、N、P化學計量特征、Zechmeister-Boltenstern等[38]利用生態(tài)化學計量學將植物—微生物—土壤作為整體進行了研究。由此可以看出, 隨著研究的深入, 生態(tài)化學計量學的研究方向在不斷的擴展, 同時, 生態(tài)化學計量學作為研究各有機體間關系的連接作用得到驗證。

3.2 國內生態(tài)化學計量學研究熱點進展分析

被引頻次代表論文的研究結果和觀點被研究領域內其它學者認可的程度, 高被引頻次能夠客觀地反映該論文的學術影響力以及在學術交流中的作用和地位, 當前高被引論文成為國際上普遍采用的科研水平的評價標準[39]。表2列出了在CNKI數(shù)據(jù)庫中關于生態(tài)化學計量學主題研究被引頻次前10的文獻[17,5,40–47], 從表2可以看出, 被引用次數(shù)高的前四篇文獻發(fā)表時間在2013年之前, 且綜述類文章占到60%, 說明在我國對生態(tài)化學計量學研究的綜述類文章為我國生態(tài)化學計量學的發(fā)展起到了極大的推動作用。另外, 從表2中可見, 對森林和濕地的研究屬于我國對生態(tài)化學計量學早期研究的主要生態(tài)類型。

通過 CiteSpace 的時區(qū)視圖可以觀察研究內容的變遷及不同時段內的研究熱點和重點。時區(qū)視圖中, 節(jié)點所在的年份代表該節(jié)點所代表的關鍵詞第一次出現(xiàn)的年份, 當后來的年份又出現(xiàn)了該關鍵詞時, 該關鍵詞會在首次出現(xiàn)的位置多加一圈, 所以節(jié)點越大, 則該關鍵詞被研究的次數(shù)越多。由圖8可知, 我國對生態(tài)化學計量學的研究熱點主要集中于對陸地生態(tài)系統(tǒng)中, 所研究的生態(tài)系統(tǒng)類型從森林向黃土高原、人工林變化; 研究內容的重點變化趨勢為養(yǎng)分限制、養(yǎng)分利用效率、內穩(wěn)性、施肥及環(huán)境因子變化; 研究主體的重點發(fā)展順序為: 植物、土壤、微生物, 這與國際研究具有一致性, 但研究時間有一定的滯后性。

注: 圖中共有節(jié)點數(shù) 1088 個, 節(jié)點連線 6608 條; 節(jié)點表示高頻共被引文獻, 根據(jù)文獻作者及年份以黑色文字標簽標注, 節(jié)點越大表示文章的共被引頻次越高, 影響力越大; 節(jié)點連線表示節(jié)點之間相互聯(lián)系; 節(jié)點和連線顏色從紫色到黃色的變化表示對應的 2000—2019 年的時間演變。

Figure 7 Co-citation papers of ecological stoichiometry on the WOS

表2 CNKI 生態(tài)化學計量學主題被引頻次前10的文獻

4 結論及展望

4.1 結論

(1)生態(tài)化學計量學研究自2000年以來得到迅速發(fā)展, 受到國內外學者的廣泛關注。雖然我國對生態(tài)化學計量學的研究起步稍晚, 但發(fā)展較快。我國在國際上的發(fā)文量位居第二, 但篇均被引次數(shù)在排名前十的國家中居末位, 反映出我國在生態(tài)化學計量學領域的國際影響力相對較弱。在國際間合作關系上, 我國與美國的合作最為密切, 與其它國家的合作較弱, 因此, 加強國際間的合作可以作為提高我國在國際上的影響力的方法之一。

注: 圖中共有節(jié)點數(shù)453個, 節(jié)點連線1842 條; 節(jié)點表示高頻關鍵詞, 節(jié)點越大表示該關鍵詞被研究的頻次越高; 節(jié)點連線表示節(jié)點之間相互聯(lián)系; 節(jié)點和連線顏色從紫色到橘黃色再到黃色的變化表示對應的2005—2019 年的時間演變。

Figure 8 Evolution map of ecological stoichiometry research keywords

(2)綜述類文章對我國生態(tài)化學計量學的發(fā)展起到了主要的推動作用, 說明整體把握生態(tài)化學計量學的概念及相關理論對推動生態(tài)化學計量學的研究具有重要作用。

(3)國際上對生態(tài)化學計量學的研究熱點的變化趨勢主要表現(xiàn)為: 1)由水生生態(tài)系統(tǒng)向陸地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展; 2)在陸地生態(tài)系統(tǒng)中, 研究重點和熱點的發(fā)展趨勢大致為植物、土壤、土壤酶、土壤微生物、植物—微生物—土壤綜合體。國內對生態(tài)化學計量學研究重點和熱點的發(fā)展趨勢與國際研究趨勢大體一致, 但研究時間相對滯后。因此, 在精準把握研究重點和熱點的基礎上, 積極探索新的研究重點、創(chuàng)新研究方法對我國生態(tài)化學計量學的發(fā)展也至關重要。

4.2 展望

盡管生態(tài)化學計量學已受到了科學家的廣泛關注, 并在不同的生態(tài)系統(tǒng)及實驗模式中得到了很好的發(fā)展。但是, 針對生態(tài)化學計量學的研究還有很多的不足, 例如: 生態(tài)化學計量內穩(wěn)性指數(shù)的高低與物種的生態(tài)策略和適應性有關, 能夠反映生物對環(huán)境變化的生理和生化的適應, 目前, 針對生態(tài)化學計量內穩(wěn)性的研究還十分有限[44]。在全球變化背景下, 如大氣氮沉降、CO2濃度、降雨格局的改變等因素將對陸地生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學循環(huán)造成極大的改變, 勢必會影響元素化學計量關系。因此, 利用生態(tài)化學計量學理論, 如養(yǎng)分限制判斷依據(jù)、內穩(wěn)性指數(shù)及生長速率假說等, 并結合示蹤元素循環(huán)的同位素技術來理解和探索生態(tài)系統(tǒng)地球化學循環(huán)復雜的耦合過程以及物種的響應及適應機制將可以作為以后研究的創(chuàng)新點。

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Analysis of the literature characteristics and research hotspots of ecological chemometrics at home and abroad based on CiteSpace and HistCite

ZHANG Ke1, 2, 3, *, LI Mengmeng1, HE Mingzhu4

1. School of Material and Chemical Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450000, China 2. Key Laboratory of Pollution Treatment and Resource, China National Light Industry, Zhengzhou 450000, China 3. Collaborative Innovation Center of Environmental Pollution Control and Ecological Restoration, Henan Province, Zhengzhou 450000, China 4. Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, CAS, Lanzhou730000, China

To clarify the research variation characteristics and trends in ecological stoichiometry and provide reference for further development and innovation, CiteSpace and HistCite were used to explore literature in the field of ecological stoichiometry published in CNKI and Web of Science from 2000 to 2019. Results shown that since 2000, based on the number of articles, the development trends of researches on ecological stoichiometry by domestic and overseas have been similar and both of them have experienced three periods, including initial stage, development period, and rapid expansion period. Internationally, the number of articles of American and China ranked first and second, respectively. However, the average of citations per article of China was in the bottom among the top ten. Meanwhile, the cooperation between China and other countries, except for American, was relatively weaker. According to the top 10 cited articles of ecological stoichiometry from CNKI database, review articles made great contribution to the development of ecological stoichiometry in China. Internationally, the development trends of research emphases and hotspots were plant, soil, soil enzyme, soil microorganism, the complex of plant, microorganism, and soil. The development of ecological stoichiometry in China was similar with international trend; however, China started relatively late. In conclusion, on the basis of publishing review articles to make scholars have a clear knowledge of the overall development of ecological stoichiometry, it is necessary to improve international status of research on ecological stoichiometry in China by further strengthening international cooperation and publishing high-quality academic papers. Besides, based on the precision of research emphases and hotspots, to develop ecological stoichiometry in China, it is also crucial to positively explore new research emphases and innovate research methods.

ecological stoichiometry; literature features; research hotspots; Web of Science; CNKI

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.05.024

Q149

A

1008-8873(2021)05-195-11

2020-04-01;

2020-04-26基金項目:國家自然科學基金青年基金項目(418011086); 鄭州輕工業(yè)學院2017年度博士科研啟動費(2017BSJJ038)

張珂(1988—), 女, 河南泌陽人, 博士, 講師, 主要從事生態(tài)化學計量學和恢復生態(tài)學研究, E-mail: zkecology@163.com

通信作者:張珂, 女, 博士, 講師, 主要從事生態(tài)化學計量學和恢復生態(tài)學研究, E-mail: zkecology@163.com

張珂, 厲萌萌, 何明珠. 基于CiteSpace和HistCite的生態(tài)化學計量學國內外文獻特征與研究熱點分析[J]. 生態(tài)科學, 2021, 40(5): 195–205.

ZHANG Ke, LI Mengmeng, HE Mingzhu. Analysis of the literature characteristics and research hotspots of ecological chemometrics at home and abroad based on CiteSpace and HistCite[J]. Ecological Science, 2021, 40(5): 195–205.