高帥帥，趙信林，邱化蛟，張麗麗

(1.湖南省微生物研究院，湖南 長沙 410009；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，湖南 長沙 410205；3.張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 張家口 075000)

苧麻(Boehmeria nivea L.Gaudich)為蕁麻科多年生草本植物，是最重要的天然纖維作物之一[1-2]。苧麻又稱“中國草”，廣泛種植于中國、印度以及其他一些東南亞和太平洋沿岸國家[3-4]。苧麻在中國已有5000多年的栽培歷史，其種植面積和纖維產(chǎn)量僅次于棉花。苧麻纖維具有許多優(yōu)良特性，如質(zhì)地平滑、纖維長度大、強度優(yōu)異等[5-7]，在重輕工業(yè)中均有應(yīng)用[3，8-10]。然而，苧麻產(chǎn)品主要依賴的國際市場需求不穩(wěn)，加之化纖、棉花產(chǎn)業(yè)的沖擊和苧麻自身生產(chǎn)加工技術(shù)存在瓶頸，苧麻種植和收獲機械化水平遠(yuǎn)不能和玉米、小麥等大宗作物相比，麻農(nóng)收益難以保證，苧麻種植面積下降，苧麻產(chǎn)業(yè)日益萎縮[11-12]。雖然苧麻不再具有“戰(zhàn)略物資”的使命，但是作為傳統(tǒng)優(yōu)勢作物，在工、農(nóng)、醫(yī)療，乃至水土保持、植物修復(fù)領(lǐng)域仍然發(fā)揮著重要作用[10，13-15]。了解苧麻相關(guān)研究的歷史更替和研究現(xiàn)狀，探討苧麻研究熱點與趨勢對振興苧麻產(chǎn)業(yè)具有積極的意義。然而，目前在苧麻方面的系統(tǒng)綜述還比較少。因此，本文擬利用中國知網(wǎng)和“Web of Science”數(shù)據(jù)庫，對苧麻相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，探討苧麻研究熱點和發(fā)展趨勢，為苧麻后續(xù)研究提供思路。

CiteSpace是由美國Drexel大學(xué)陳超美教授基于Java語言開發(fā)的一款免費的信息可視化文獻(xiàn)計量軟件，可用于分析科學(xué)文獻(xiàn)中蘊含的潛在知識，該軟件借助可視化分析生成可視化圖譜，直觀地呈現(xiàn)出各信息之間的關(guān)系，從而多元、分時、動態(tài)的揭示該領(lǐng)域的研究熱點、發(fā)展趨勢、核心作者及研究機構(gòu)等[16-17]。因此，本文將利用文獻(xiàn)計量學(xué)方法，結(jié)合CiteSpace這一引文可視化分析軟件，對2000—2022年國內(nèi)開展的苧麻相關(guān)研究(中國知網(wǎng)和“Web of Science”已經(jīng)公開發(fā)表的科技論文)進(jìn)行深入分析，以期通過本研究了解苧麻相關(guān)研究的歷史更替和研究現(xiàn)狀，探討苧麻研究熱點與趨勢，為助力和振興苧麻產(chǎn)業(yè)提供建設(shè)性思路和建議。

1 材料與方法

1.1 搜索條件設(shè)置

參考已發(fā)表文獻(xiàn)中的方法進(jìn)行文獻(xiàn)搜集[18]，具體操作和設(shè)置細(xì)節(jié)有所變化。首先，以“中國知網(wǎng)”(CNKI)為數(shù)據(jù)源，搜索主題詞中包含“苧麻”一詞的文章，設(shè)定期刊出版年限為2010—2022，將文獻(xiàn)來源設(shè)置為“核心期刊”，進(jìn)行搜索(搜索日期為2022-05-20)。通過設(shè)置以上搜索條件，最終獲得符合要求的文獻(xiàn)記錄809條。

然后，以“Web of Science”(WoS)為數(shù)據(jù)源，將文獻(xiàn)來源設(shè)置為“Web of Science Core Collection”，設(shè)定搜索主題詞為“ramie”或“Boehmeria nivea”或“Boehmeria nivea L.”，設(shè)定出版年限為2010-01-01至2022-05-20，語言種類設(shè)定為“not Chinese”，文獻(xiàn)類型設(shè)定為“Articles”進(jìn)行搜索(搜索日期為2022-05-20)。通過設(shè)置以上搜索條件，對檢索結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在主題詞“Roboticassisted minimally invasive esophagectomy”“Robot-assisted minimally invasive esophagectomy”“Robot”等的干擾，故在前述搜索結(jié)果中進(jìn)行篩選和刪除，最終獲得符合要求的文獻(xiàn)記錄889條。

1.2 數(shù)據(jù)處理與分析

將在CNKI上搜索到的目標(biāo)文獻(xiàn)記錄809條導(dǎo)出為“Refworks”格式，再用CiteSpace自帶的數(shù)據(jù)處理方法將文件轉(zhuǎn)換為CiteSpace可進(jìn)行可視化的數(shù)據(jù)格式，然后按照需要對處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。將在WoS上搜索到的目標(biāo)文獻(xiàn)記錄889條導(dǎo)出為“Plain Text File”格式，記錄內(nèi)容為“Full Record and Cited References”，用CiteSpace軟件對導(dǎo)出文件進(jìn)行“去重”處理，然后利用軟件進(jìn)行可視化分析。由于數(shù)據(jù)來源不同，數(shù)據(jù)格式存在較大差異，因此，對兩種數(shù)據(jù)來源使用CiteSpace軟件進(jìn)行分別分析。

文中圖片采用Origin 2022和CiteSpace 6.1.R2軟件繪制。

2 結(jié)果與討論

2.1 年度發(fā)文量分析

對兩個數(shù)據(jù)庫搜索到的研究論文進(jìn)行發(fā)文量分析，結(jié)果見圖1。結(jié)果顯示，2010—2021年中文核心論文的發(fā)文量表現(xiàn)出隨年序的波動性:2010和2011年，發(fā)文量處于最高值，2013—2021年發(fā)文量呈下降趨勢。與中文論文類似，外文論文也存在年際波動性，與2010年相比，外文論文發(fā)文量在2011年和2012年出現(xiàn)較大下降(分別僅有36篇和19篇)，2014年開始發(fā)文量緩慢上升，2021年共有108篇與苧麻主題相關(guān)的論文。由于檢索日期為2022年5月20日，沒有對2022年發(fā)文量進(jìn)行分析。對外文論文引用量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)論文引用量從2010年開始逐漸增加，從2010年的13次增加至2021年的3036次。

圖1 2010年以來與苧麻相關(guān)的核心論文發(fā)表情況Fig.1 Core collections of papers relatedto ramie since 2010

研究論文發(fā)表量以及相關(guān)研究論文的引用量在某種程度上反映著某種事物在現(xiàn)實生產(chǎn)或生活中的重要程度。從發(fā)文總量(CNKI和WoS之和)來看，年度發(fā)文量在2012年達(dá)到低谷，說明苧麻可能在2012年前后經(jīng)歷過一段冷落期。但在2012年之后，發(fā)文量緩慢波動增加，且引用量持續(xù)快速增長，表明苧麻再次受到重視，相關(guān)研究增加。

2.2 從事苧麻研究的主要國家或地區(qū)、單位、學(xué)者以及苧麻相關(guān)論文主要發(fā)表的期刊

2.2.1 基于中文核心期刊文獻(xiàn)的分析

自2010年以來，關(guān)于苧麻研究方面中文核心論文發(fā)文量排名前十的單位為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所(中麻所，89)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)(88)、東華大學(xué)(61)、武漢紡織大學(xué)(43)、天津工業(yè)大學(xué)(28)、西安工程大學(xué)(27)、中南林業(yè)科技大學(xué)(13)、中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所(12)、湖南人文科技學(xué)院(11)、四川大學(xué)(11)，在很大程度上說明國內(nèi)這10家單位對苧麻研究比較重視，尤其是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)兩家單位的發(fā)文量遙遙領(lǐng)先，這與苧麻是湖南的特色產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。對學(xué)者發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計，排名前十的為揭雨成(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué))、邢虎成(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué))、郁崇文(東華大學(xué))、王延周(中麻所)、佘偉(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué))、崔國賢(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué))、喻春明(中麻所)、戴求仲(中麻所)、熊和平(中麻所)和王春紅(天津工業(yè)大學(xué))。而在中文核心期刊中，論文發(fā)文量排前十的依次為《上海紡織科技》《紡織學(xué)報》《印染》《毛紡科技》《棉紡織技術(shù)》《植物遺傳資源學(xué)報》《工程塑料應(yīng)用》《湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》《紡織導(dǎo)報》和《作物學(xué)報》。

2.2.2 基于外文核心期刊文獻(xiàn)的分析

從發(fā)文國家來看，自2010年以來，中國相關(guān)論文發(fā)表量占總量的67%以上，具有絕對統(tǒng)治地位，排名前十的國家除了中國(524)之外，依次是印度(70)、美國(31)、韓國(29)、印度尼西亞(24)、巴西(24)、日本(22)、澳大利亞(20)、法國(17)和巴基斯坦(12)。而發(fā)文量排名前十的機構(gòu)均來自中國，依次是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院(126)、東華大學(xué)(74)、中國科學(xué)院(41)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)(40)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)(39)、武漢紡織大學(xué)(36)、湖南大學(xué)(35)、同濟大學(xué)(23)、四川大學(xué)(22)和中南大學(xué)(16)，在不同單位中，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院下屬單位中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所發(fā)文量(117)居于榜首。就研究學(xué)者來看，發(fā)文量排名前十的為Liu Lijun(劉立軍)、Peng Dingxiang(彭定祥)、Liu Touming(劉頭明)、Wang Bo(汪波)、Yu Chongwen(郁崇文)、Zhu Siyuan(朱四元)、Zhu Aiguo(朱愛國)、Chen Ping(陳平)、Wang Yanzhou(王延周)和Zeng Guangming(曾光明)，均為中國研究人員。從發(fā)文期刊來看，發(fā)文量排名前十的期刊為Journal of Natural Fibers、Cellulose、Industrial Crops and Products、Textile Research Journal、Fibers and Polymers、Polymer Composites、Scientific Reports、Journal of Applied Polymer Science、Journal of The Textile Institute和 Composites Part A:Applied Science and Manufacturing。

苧麻是中國特色纖維作物，中國的出口產(chǎn)量約占全世界苧麻總出口量的90%，然后是巴西和菲律賓[19]。因此，苧麻相關(guān)的研究論文絕大部分為中國學(xué)者發(fā)表。對在WoS上搜集到的889篇文獻(xiàn)進(jìn)行科研合作網(wǎng)絡(luò)分析(圖4)，圖中共有49個節(jié)點，節(jié)點大小反映國家出現(xiàn)頻次的高低，節(jié)點間連線數(shù)量反映兩個國家間合作關(guān)系。圖中節(jié)點年輪的顏色和厚度，表示該國家出現(xiàn)的時間(自內(nèi)向外為2010至2022)和每年出現(xiàn)的數(shù)量。年輪最外層深色環(huán)越厚，表示該關(guān)鍵詞中介中心性越高，說明該節(jié)點位于關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)較為中心的位置，是網(wǎng)絡(luò)中各部分的過渡。從圖中可以看出，中國這個節(jié)點外層深色圈最厚，節(jié)點最大，與其他各國的連線最多，因此，中國為世界苧麻研究的最大中心，其次是印度和美國。

圖3 國際從事苧麻研究的主要國家、單位、學(xué)者以及苧麻相關(guān)論文主要發(fā)表的期刊分析Fig.3 Analysis of the main countries，international institutes and scholars devoted to ramie research as well as the major journals for ramie-related papers

圖4 研究苧麻的主要國家之間的合作關(guān)系Fig.4 Cooperation network among major countries involved in ramie researches

2.3 苧麻研究熱點與趨勢分析

2.3.1 基于中文核心期刊文獻(xiàn)的分析

對在CNKI上搜集到的809篇論文進(jìn)行了關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析和聚類分析(表1和圖5)。從表1看到，關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率排在前十的為苧麻纖維、復(fù)合材料、力學(xué)性能、苧麻織物、脫膠、飼用苧麻、性能、克隆、刺癢感和聚乳酸，說明這些內(nèi)容是苧麻產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域研究的重點。圖5中節(jié)點標(biāo)簽(關(guān)鍵詞)因頻率閾值設(shè)置不為1而未完全顯示，而聚類僅選擇了諸多個聚類中最大的5個聚類。從聚類標(biāo)簽來看，2010—2022年與苧麻相關(guān)的研究主要集中在“苧麻纖維”“脫膠”“混紡紗”“飼用苧麻”和“苧麻織物”5個重要方面。

表1 中國知網(wǎng)搜集到的中文核心論文中頻率最高的10個關(guān)鍵詞Table 1 The ten keywords with the highest frequency in Chinese core papers collected by CNKI

圖5 基于中文核心期刊文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析Fig.5 Keyword co-occurrence network analysis based on Chinese core journal literature

纖維是苧麻最原始和最重要的用途，因此，苧麻纖維相關(guān)的研究歷來是研究的重點，同時在苧麻纖維研究的基礎(chǔ)上，拓展到飼用、應(yīng)用材料等領(lǐng)域，如陳旭等[20]制備了苧麻織物增強不飽和聚酯復(fù)合材料并探究了其光老化性能以及老化機理；白雪花等[8]以298份不同來源的苧麻種質(zhì)資源為材料，對6個苧麻纖維產(chǎn)量性狀(株高、莖粗、皮厚、鮮皮重、干麻重、鮮皮出麻率)進(jìn)行了綜合評價，并篩選出了多個綜合性狀優(yōu)異品種，為苧麻的保護(hù)和合理利用提供更精準(zhǔn)可靠的材料；沈小凡等[21]則通過用苧麻葉作為飼料來飼養(yǎng)四川白鵝，研究了動物對苧麻葉的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率，為確定苧麻葉在四川白鵝日糧中的合理添加量、優(yōu)化日糧配方提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考；孟超然等[22]則研究了丹蒽醌對氧化脫膠苧麻纖維理化性能的影響，并發(fā)現(xiàn)丹蒽醌用量為2%時，脫膠的綜合效果最佳。

通過對關(guān)鍵詞引用突現(xiàn)檢測，發(fā)現(xiàn)在CNKI搜集到的中文核心論文的關(guān)鍵詞中有5個存在引用突現(xiàn)(表2)，分別是“苧麻織物(2010—2011)”“表達(dá)分析(2012—2014)”“工藝(2012—2013)”“青貯(2016—2018)”和“飼用苧麻(2017—)”。由此可見，除“飼用苧麻”外，其他幾個關(guān)鍵詞相關(guān)的論文在某一段時間曾經(jīng)是研究的熱點，但目前引用已經(jīng)減少；而“飼用苧麻”在2017年引用突然增加，至今仍在持續(xù)，相關(guān)的研究也日益見多，如沈小凡等[21]研究了苧麻葉作為飼料來飼養(yǎng)四川白鵝可行性；梅秀麗等[23]則通過研究飼用苧麻粉對母兔繁殖性能的影響，確定了苧麻粉在母兔飼用中的合理添加量；鄧薈芬等[24]則研究了不同添加劑對飼用苧麻與麥麩混合青貯品質(zhì)的影響，并指出添加黑曲霉菌液可有效進(jìn)行木質(zhì)纖維素降解，提高青貯品質(zhì)，并且節(jié)約成本，為最佳處理。未來，“飼用苧麻”仍會是研究的熱點。

表2 基于中文核心文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞引用突現(xiàn)分析Table 2 Keyword citation burst analysis based on Chinese core literature

2.3.2 基于外文核心期刊文獻(xiàn)的分析

對在WoS上搜集到的889篇論文進(jìn)行了關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析和聚類分析(表3和圖6)。從表3中可以看到，關(guān)鍵詞頻率排在前十的為機械性能(Mechanical properties)、苧麻纖維(Ramie fiber)、纖維(Fiber)、天然纖維(Natural fiber)、復(fù)合材料(Composite)、行為(Behavior)、纖維素(cellulose)、鑒定(identification)、綠色復(fù)合材料(Green composite)和Performance(性能)。圖6中節(jié)點標(biāo)簽(關(guān)鍵詞)因頻率閾值設(shè)置不為1而未完全顯示，而聚類僅選擇了諸多個聚類中最大的5個聚類。從聚類標(biāo)簽來看，2010—2022年與苧麻相關(guān)的研究主要集中在“天然纖維(Natural fiber)”“植物修復(fù)(Phytoremediation)”“阻燃性(Flame retardancy)”“果膠裂解酶(Pectate lyase)”和“低共熔溶劑(Deep eutectic solvent)”5個方面。

圖6 基于外文核心期刊文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析Fig.6 keywords co-occurrence network analysis based on foreign core journal literature

表3 Web of Science搜集到的SCI核心論文中頻率最高的十個關(guān)鍵詞Table 3 Ten keywords with the highest frequency in SCI core papers collected by Web of Science

與中文核心論文分析結(jié)果類似，苧麻的纖維用途依然是研究的重點。如，Kumar等[37]利用苧麻、工業(yè)大麻以及香蕉纖維等通過添加聚乳酸樹脂再借助壓鑄機器制作成了復(fù)合板材；Zhao等[14]通過水培研究了165個苧麻種質(zhì)對水中重金屬鎘的富集能力，并指出不同苧麻種質(zhì)對鎘的吸收和積累差異大，部分種質(zhì)可以作為重金屬修復(fù)的候選植物；Cheng等[38]研究了持久屏蔽電子干擾的苧麻織物，并發(fā)現(xiàn)其具有很好的阻燃性能和自愈能力。苧麻脫膠也一直是影響苧麻產(chǎn)業(yè)的一大難題，關(guān)于苧麻脫膠的研究也較多，如Huang等[39]研究了低共熔溶劑用于苧麻脫膠的效果，發(fā)現(xiàn)該方法具有效率高、工藝流程短、化學(xué)和能源消耗少、纖維質(zhì)量好、溶劑易回收利用等特點，在纖維素纖維分離方面具有很大的潛力；Basu等[40]從Bacillus pumilus DKS1(EF467045)分離獲得純化的果膠裂解酶，發(fā)現(xiàn)用純化果膠裂解酶進(jìn)行苧麻脫膠的效率要比用DKS1更高，可以有效減少常規(guī)化學(xué)脫膠中化學(xué)品和能源的使用。

通過關(guān)鍵詞引用突現(xiàn)檢測，發(fā)現(xiàn)在Web of Science搜集到的SCI核心論文的關(guān)鍵詞中有25個存在引用突現(xiàn)(表4)，其中“Interfacial shear strength”“Morphology”等17個關(guān)鍵詞的引用突現(xiàn)已經(jīng)結(jié)束，而“Biosynthesis”“Thermal stability”“Water absorption”“Lignin”等 8 個關(guān)鍵詞相關(guān)論文的引用突現(xiàn)在2019或2020年才開始出現(xiàn)，至今仍在持續(xù)，如Liu等[41]對苧麻基因組草案的分析為深入了解栽培苧麻體內(nèi)粗蛋白質(zhì)的生物合成提供了深刻見解；Raja等[42]對比研究了苧麻/榕樹纖維增強混合聚合物復(fù)合材料的熱穩(wěn)性和機械性能；Yu等[43]研究了短苧麻纖維增強的聚乳酸復(fù)合材料的吸水和濕熱老化特點；Tang等[44]利用相關(guān)分析研究了苧麻體內(nèi)木質(zhì)素積累與木質(zhì)素生物合成關(guān)鍵基因表達(dá)之間的關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)苧麻莖中木質(zhì)素含量與苯丙素途徑中PAL、C4H和4CL1基因、木質(zhì)素特異合成途徑中的F5H和CCoAOMT、木質(zhì)素合成下游途徑中的CAD的表達(dá)量呈正相關(guān)，但木質(zhì)素含量與苯丙素途徑中的4CL3和木質(zhì)素單體合成轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的UDP-GT等基因的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。以上這些研究內(nèi)容仍將會是未來的研究的熱點。

表4 基于外文文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞引用突現(xiàn)分析Table 4 Analysis of the keyword citation burst based on foreign literature

3 結(jié)論

通過對2010—2022年發(fā)表的與苧麻相關(guān)的研究論文進(jìn)行分析，可以得出以下幾個結(jié)論:

(1)苧麻是中國特色農(nóng)作物，國際上與之相關(guān)的研究絕大部分為中國學(xué)者所開展，苧麻相關(guān)中外文核心期刊發(fā)表的論文平均每年為137篇左右，其中中文發(fā)表數(shù)量逐年減少，而外文的逐年增多，中國苧麻相關(guān)研究在國際上的影響會越來越大；

(2)中國苧麻相關(guān)研究國際化明顯，國內(nèi)學(xué)者已與澳大利亞、美國、巴基斯坦等20余個國家均有不同程度的合作；

(3)苧麻研究熱點和重點處于不斷變化中，但是苧麻纖維及其性能始終是研究的重點內(nèi)容。

未來苧麻的研究將主要集中在三個方面，第一是從遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)等方面進(jìn)一步挖掘苧麻優(yōu)良特性、抗逆機理，并利用新技術(shù)革新和加速苧麻定向育種，繼續(xù)提高苧麻纖維等的產(chǎn)量和品質(zhì)；第二是要關(guān)注苧麻新應(yīng)用的開發(fā)，如苧麻飼用、苧麻藥用、新型纖維復(fù)合材料等，提高苧麻種植業(yè)的產(chǎn)值，穩(wěn)定和強化苧麻產(chǎn)業(yè)體系；第三是要繼續(xù)致力于推進(jìn)苧麻種植收獲機械化、優(yōu)化苧麻纖維生產(chǎn)加工工藝等。