黃麗娜，孫麟鈞，朱嘉寧，林智熠，吳鵬飛，馬祥慶

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建 福州 350002； 2.國家林草局杉木工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350002)

凋落物是森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)植物生長發(fā)育過程中的代謝產(chǎn)物，是分解者物質(zhì)和能量的重要來源，是連接植物和土壤養(yǎng)分循環(huán)的“紐帶”[1-2]，對土壤肥力、土壤動物和微生物、森林水量平衡和植物生長等均有重要影響[3-4]。因此，有關(guān)植物凋落物研究一直是林學(xué)和森林生態(tài)學(xué)的研究熱點。

杉木(Cunninghamialanceolata)是我國特有的重要用材樹種，具有生長快、產(chǎn)量高、材質(zhì)好、用途廣等特點[5]，是我國人工林面積最大的造林樹種，在我國林業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。近年來，隨著杉木造林面積的不斷擴(kuò)大，大量杉木林在同一林地上連栽導(dǎo)致杉木人工林產(chǎn)量下降[6-10]。因此，如何保持杉木人工林的長期生產(chǎn)力成為當(dāng)前林業(yè)生產(chǎn)上急需解決的重大課題。

由于凋落物是連接人工林林木和土壤的重要“紐帶”，凋落物在維持杉木人工林土壤肥力方面起著重要作用，有關(guān)杉木凋落物的研究是杉木長期生產(chǎn)力保持研究領(lǐng)域的熱點，國內(nèi)外學(xué)者對杉木凋落物進(jìn)行了大量研究，研究涉及凋落物產(chǎn)量、凋落動態(tài)、凋落物分解、養(yǎng)分釋放和循環(huán)等方面，取得了顯著的研究成果[11-19]。為了進(jìn)一步掌握杉木凋落物的研究現(xiàn)狀、研究熱點和今后的研究趨勢，本文采用文獻(xiàn)計量分析方法，以中國基礎(chǔ)設(shè)施工程期刊數(shù)據(jù)庫和Web of Science 核心合集數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，利用CNKI數(shù)據(jù)庫分析工具、Web of Science數(shù)據(jù)庫分析工具和CiteSpace 5.8.R1可視化軟件，分別從杉木凋落物研究文獻(xiàn)總體情況、研究力量和研究熱點等方面進(jìn)行杉木凋落物研究文獻(xiàn)的計量分析，以全面了解杉木凋落物的研究現(xiàn)狀和研究熱點，指出存在的問題，提出今后的研究方向，為解決杉木人工林連栽生產(chǎn)力下降提供參考。

1 研究方法

1.1 文獻(xiàn)資源獲取

中文文獻(xiàn)采用中國基礎(chǔ)知識設(shè)施工程(China National Knowledge Infrastructure，CNKI)的期刊數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，選用高級檢索中的專業(yè)檢索“SU=杉木凋落物”，共檢索得到中文文獻(xiàn)729篇。英文文獻(xiàn)選擇Web of Science中的核心合集數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，以主題詞=“Chinese fir litter or Cunninghamia lanceolata litter”為設(shè)定條件進(jìn)行檢索，得到相關(guān)文獻(xiàn)163篇，中英文文獻(xiàn)的檢索截止時間均為2021年7月28日。

1.2 文獻(xiàn)分析方法

將CNKI檢索到的729篇文獻(xiàn)和Web of Science中檢索到的163篇文獻(xiàn)分別從文獻(xiàn)的數(shù)量、期刊來源、研究機(jī)構(gòu)、高產(chǎn)作者、高被引文獻(xiàn)、所屬學(xué)科、研究熱點等角度來分析杉木凋落物。由于杉木凋落物研究文獻(xiàn)的時間跨度較大，部分期刊名稱、研究機(jī)構(gòu)名稱及作者所在單位發(fā)生變動，因此期刊名稱、研究機(jī)構(gòu)及作者所在單位均以2021年7月28日為準(zhǔn)。

利用5.8.R1版本的Citespace可視化軟件對檢索到的文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行分析。以上述檢索到的文獻(xiàn)為樣本，基于尋徑網(wǎng)絡(luò)算法和共引分析理論[20]，選擇相應(yīng)的功能模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到可進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)形式。將CNKI和Web of Science中杉木凋落物文獻(xiàn)的時間段分別設(shè)置為1981—2021年和2002—2021年，時間跨度設(shè)置為1 a，節(jié)點選擇為關(guān)鍵詞，分別生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵詞聚類圖、關(guān)鍵詞聚類時間線圖和關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜，并對其進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 杉木凋落物研究文獻(xiàn)總體情況

2.1.1 研究發(fā)展趨勢分析 文獻(xiàn)的年發(fā)表數(shù)量能在一定程度上反映該領(lǐng)域的研究態(tài)勢和趨勢。由圖1可知，CNKI收錄的杉木凋落物研究文獻(xiàn)729篇，最早發(fā)表于1981年，1981—2021年有關(guān)杉木凋落物研究文獻(xiàn)大致可分為3個階段：第一階段是1989年以前，此時期杉木凋落物文獻(xiàn)年發(fā)表量較少，年均1.4篇，處于研究的初始階段；第二階段是1990—1999年，此階段文獻(xiàn)年發(fā)表量較穩(wěn)定，年均7.8篇，處于研究起步階段；第三階段是2000—2021年7月，此時期文獻(xiàn)數(shù)量整體上呈上升趨勢，2017年發(fā)表數(shù)量最多，達(dá)51篇，說明杉木凋落物研究熱度不斷增加，進(jìn)入快速發(fā)展階段。有關(guān)杉木凋落物英文文獻(xiàn)的發(fā)表時間較遲，最早收錄的是2002年，截止2021年7月28日有163篇文獻(xiàn)被Web of Science收錄。雖然杉木凋落物的英文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量總體偏少，但整體呈上升趨勢。

圖1 CNKI與SCI收錄杉木凋落物研究文獻(xiàn)數(shù)量的年變化

2.1.2 文獻(xiàn)期刊分布 對CNKI期刊數(shù)據(jù)庫中729篇杉木凋落物研究文獻(xiàn)的分析表明，杉木凋落物研究的中文文獻(xiàn)發(fā)表于國內(nèi)129個學(xué)術(shù)期刊。其中120個期刊有CNKI給出的綜合影響因子，占總期刊數(shù)的93.02%；64個期刊被列入北京大學(xué)《中文核心期刊總覽》，占總期刊數(shù)的49.61%。影響因子排名前3名的期刊分別是《自然資源學(xué)報》《資源科學(xué)》《生態(tài)學(xué)報》。從發(fā)表杉木凋落物文獻(xiàn)前10位的期刊(表1)看出，這10個期刊發(fā)表杉木凋落物文獻(xiàn)332篇，占杉木凋落物總文獻(xiàn)量的45.54%，說明這些期刊是關(guān)注杉木凋落物研究的核心期刊。杉木凋落物研究文獻(xiàn)在不同期刊分布不均，《生態(tài)學(xué)報》發(fā)表杉木凋落物論文73篇，占文獻(xiàn)總量的10.01%，該期刊是由中國生態(tài)學(xué)學(xué)會、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心主辦，主要報道生態(tài)學(xué)理論和研究的原創(chuàng)性成果，杉木凋落物研究屬生態(tài)學(xué)研究范疇，這可能是杉木凋落物文獻(xiàn)較多發(fā)表在該期刊的原因。

Web of Science收錄的163篇杉木凋落物英文文獻(xiàn)分布于71個英文期刊。發(fā)表杉木凋落物文獻(xiàn)數(shù)量前10位的英文期刊見表1，這10種期刊2020年的平均影響因子4.45，主要集中在Forestry和Agriculture領(lǐng)域。這10種期刊上發(fā)表了82篇杉木凋落物的英文文獻(xiàn)，占總文獻(xiàn)量的50.31%，說明這些期刊對杉木凋落物的研究關(guān)注度較高，是該研究領(lǐng)域的主要期刊。

表1 杉木凋落物研究文獻(xiàn)發(fā)表的主要期刊

2.1.3 文獻(xiàn)學(xué)科分布 對CNKI中期刊數(shù)據(jù)庫和Web of Science中核心合集數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)：杉木凋落物文獻(xiàn)隸屬于15個中文學(xué)科和19個英文學(xué)科。從表2看出，在杉木凋落物中文文獻(xiàn)中，隸屬于林業(yè)學(xué)科的文獻(xiàn)數(shù)量最多，達(dá)700篇；其次是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)科。在杉木凋落物英文文獻(xiàn)中，則以Agriculture學(xué)科的文獻(xiàn)數(shù)量最多，達(dá)59篇；其次是Forestry學(xué)科，達(dá)56篇。中、英文文獻(xiàn)學(xué)科分布的差異主要與國內(nèi)外學(xué)科分類體系不同有關(guān)。

表2 杉木凋落物研究文獻(xiàn)的主要學(xué)科分布

2.2 杉木凋落物研究力量分析

2.2.1 主要研究人員及研究機(jī)構(gòu) 從表3看出，發(fā)表杉木凋落物中文文獻(xiàn)前10位的研究單位地域分布明顯，主要分布在我國杉木主產(chǎn)區(qū)的福建、湖南、廣西、廣東、浙江、江西等省區(qū)。文獻(xiàn)數(shù)量前10位的研究機(jī)構(gòu)發(fā)表論文480篇，占總文獻(xiàn)量的65.84%。其中，福建農(nóng)林大學(xué)的杉木凋落物研究論文數(shù)量居第一位，占發(fā)表論文總量的21.40%，說明該單位對杉木凋落物研究有良好的基礎(chǔ)。發(fā)表論文數(shù)量居第二位和第三位的單位分別是福建師范大學(xué)和中南林業(yè)科技大學(xué)。不同機(jī)構(gòu)在杉木凋落物研究領(lǐng)域的側(cè)重點不同，福建農(nóng)林大學(xué)、福建師范大學(xué)和中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所的研究領(lǐng)域較廣，包括杉木凋落物分解特性，凋落物對土壤理化性質(zhì)、土壤生物的影響等。而中南林業(yè)科技大學(xué)、廣西大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和南京林業(yè)大學(xué)則集中在杉木凋落物生物量、凋落物對土壤碳儲量和養(yǎng)分的影響等方面；浙江農(nóng)林大學(xué)的研究包括杉木凋落物分解速度，凋落物與土壤有機(jī)碳、土壤酶之間的關(guān)系等；南昌工程學(xué)院和主要集中在杉木凋落對氮沉降的影響。

表3 發(fā)表杉木凋落物論文數(shù)量前10位的研究單位

表3(續(xù))

發(fā)表杉木凋落物英文文獻(xiàn)的單位分布在23個國家和地區(qū)的208個機(jī)構(gòu)，研究人員有595名。按全部作者統(tǒng)計，發(fā)表英文文獻(xiàn)數(shù)量前10位的研究機(jī)構(gòu)9個在中國，說明從事杉木凋落物研究并發(fā)表英文文獻(xiàn)的人員和機(jī)構(gòu)主要集中在國內(nèi)高校和科研院所，國外研究機(jī)構(gòu)和研究人員主要是與國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)合作開展相關(guān)研究。國外研究機(jī)構(gòu)發(fā)表文獻(xiàn)較少與杉木是我國特有的樹種有關(guān)。中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所發(fā)表的相關(guān)英文文獻(xiàn)最多，為33篇；其次是福建師范大學(xué)，發(fā)文量為32篇；福建農(nóng)林大學(xué)排名第三，為22篇；可見中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所、福建師范大學(xué)和福建農(nóng)林大學(xué)在國際杉木凋落物研究領(lǐng)域有較高的影響力。

2.2.2 高被引論文 論文被引數(shù)據(jù)是反映文獻(xiàn)數(shù)量特征與其內(nèi)在規(guī)律的一種方法，較高的被引頻次能夠反映該文獻(xiàn)具有較高的科研水平，在一定程度上反映該領(lǐng)域的研究熱點[21]。

在CNKI收錄文獻(xiàn)中，被引頻次前10位的中文文獻(xiàn)見表4。中南林業(yè)科技大學(xué)方晰等的《速生階段杉木人工林碳素密度、貯量和分布》論文被引次數(shù)最高，達(dá)312次；中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所胡亞林等的《凋落物化學(xué)組成對土壤微生物學(xué)性狀及土壤酶活性的影響》論文被引次數(shù)居第二；原福建農(nóng)林大學(xué)楊玉盛的《格氏栲天然林與人工林細(xì)根生物量、季節(jié)動態(tài)及凈生產(chǎn)力》論文被引次數(shù)居第三。中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所的4篇被引用次數(shù)均較高，說明該單位在杉木凋落物研究領(lǐng)域有較高影響力。

表4 杉木凋落物研究文獻(xiàn)被引用次數(shù)前十的論文

表4(續(xù))

在163篇杉木凋落物研究英文文獻(xiàn)中，被引次數(shù)前10位的論文有9篇來自于中國，體現(xiàn)了中國在杉木凋落物研究領(lǐng)域的重要影響力。被引次數(shù)最高的英文論文是福建師范大學(xué)楊玉盛等的《Effects of forest conversion on soil labile organic carbon fractions and aggregate stability in subtropical China》論文，被引次數(shù)115次。福建師范大學(xué)4篇杉木凋落物英文論文有較高的被引次數(shù)，以楊玉盛為第一作者的英文論文3篇，說明該團(tuán)隊在杉木凋落物領(lǐng)域有較深入的研究，在國際上有較高的認(rèn)可度。中科院、福建農(nóng)林大學(xué)、浙江大學(xué)、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)、西班牙科爾多瓦大學(xué)均有英文論文進(jìn)入被引次數(shù)前十。

2.3 杉木凋落物研究熱點分析

2.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn) 關(guān)鍵詞作為論文研究內(nèi)容的重要部分，能夠在一定程度上體現(xiàn)該論文研究的熱點問題[22]，利用高頻關(guān)鍵詞可以進(jìn)行共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化分析[23-24]。利用CiteSpace軟件分別對CNKI收錄的729篇及Web of Science核心合集收錄的163篇杉木凋落物研究文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，得到杉木凋落物研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜(圖2、圖3)和關(guān)鍵詞頻次及中心性統(tǒng)計分布表(表5)。

圖2 CNKI杉木凋落物研究中文論文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

圖3 WOS杉木凋落物研究英文論文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

表5 杉木凋落物研究論文關(guān)鍵詞頻次和中心性統(tǒng)計

在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖中，其節(jié)點數(shù)為關(guān)鍵詞個數(shù)，節(jié)點大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，頻次越多則節(jié)點越大，節(jié)點之間的連線代表兩詞的共現(xiàn)情況，線條越粗表示兩詞間的共現(xiàn)次數(shù)越多[25-26]。在CNKI收錄的中文文獻(xiàn)中，將Threshold設(shè)置為3(即顯示次數(shù)大于或等于3的關(guān)鍵詞)，得到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點130個、連線162條、網(wǎng)絡(luò)密度為0.0193的杉木凋落物研究中文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖。除“杉木人工林”“凋落物”“杉木林”這3個與檢索條件有關(guān)的詞外，節(jié)點較大的還有“混交林”“生物量”“人工林”“土壤有機(jī)碳”“凋落物分解”“土壤肥力”“碳儲量”“土壤微生物”“氮沉降”“生產(chǎn)力”“凋落葉”“酶活性”等，說明這些研究方向是該領(lǐng)域的研究重點，與其它研究方向關(guān)聯(lián)較多且頻繁。為準(zhǔn)確表達(dá)關(guān)鍵詞的地位和關(guān)系，探究杉木凋落物研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和熱點，有必要結(jié)合關(guān)鍵詞頻次及中心性進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞的中心性是指該關(guān)鍵詞在整個共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)任媒介的能力，中心性大于0.10的關(guān)鍵詞一般具有較高的中介性[27]。在共現(xiàn)圖譜中節(jié)點較大的“土壤肥力”“碳儲量”“土壤微生物”“生產(chǎn)力”“凋落葉”“酶活性”，其詞頻較高，但中心性均低于0.10，其重要性還有待上升。

在Web of Science的英文文獻(xiàn)中，將Threshold設(shè)置為3，得到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點102個、連線229條、網(wǎng)絡(luò)密度為0.0445的杉木凋落物英文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖。除了“cunninghamia lanceolata”“Chinese fir”“l(fā)itter”這3個與檢索條件有關(guān)的詞外，“l(fā)itter decomposition”(凋落物分解)“nitrogen”(氮)“dynamics”(動態(tài))“forest”(森林)“plantation”(種植)“carbon”(碳)“bioma”(生物)“l(fā)eaf litter”(落葉層)“organic matter”(有機(jī)物質(zhì))“respiration”(呼吸)“ecosystem”(生態(tài)系統(tǒng))“microbial community”(微生物群落)“decomposition”(分解)“microbial bioma”(微生物)等關(guān)鍵詞的節(jié)點較大，其出現(xiàn)的頻次較高。“Bioma”的中心性最高，其次是“l(fā)itter decomposition”，說明這2個研究方向是杉木凋落物研究最受關(guān)注的領(lǐng)域。而“Dynamics”“forest”“plantation”“carbon”“l(fā)eaf litter”“respiration”“microbial community”“microbial bioma”的中心性較低，其重要性有待提高。

2.3.2 關(guān)鍵詞突變分析 關(guān)鍵詞突變可以得到在不同時間段內(nèi)的突變詞，從而分析不同時間段內(nèi)的研究熱點及預(yù)判未來的研究方向[28-29]。利用CiteSpace軟件分別對CNKI和Web of Science杉木凋落物研究文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行突變分析，得到突變強(qiáng)度前20的關(guān)鍵詞(圖4)。

圖4 杉木凋落物研究中、英文論文突變強(qiáng)度前20的關(guān)鍵詞

CNKI中文論文突變強(qiáng)度前20的關(guān)鍵詞中，突變關(guān)鍵詞持續(xù)時間超過10 a的有4個，且這4個關(guān)鍵詞的突變強(qiáng)度較大。其中，“混交林”持續(xù)時間最長(13.3，1992—2005年)，其次分別為“地力衰退”(4.5，1992—2004年)“土壤肥力”(7.2，1996—2008年)和“生產(chǎn)力”(5.7，1996—2007年)，說明杉木凋落物研究領(lǐng)域在2008年以前的研究重點是杉木混交林凋落物在緩解地力衰退和保持土壤肥力方面有重要作用。而出現(xiàn)時間接近當(dāng)前時間且還未停止突變的關(guān)鍵詞“林分密度”(3.61，2020—2021年)“土壤理化性質(zhì)”(3.01，2020—2021年)，這是該領(lǐng)域的新興研究主題。

在杉木凋落物研究英文論文突變強(qiáng)度前20的關(guān)鍵詞中，關(guān)鍵詞突變起始時間最早的是2004年的“organic matter”(4.11，2004—2010年)“natural forest”(2.32，2004—2009年)和“ecosystem”(2.1，2004—2007年)，這3個研究方向較早被關(guān)注，且保持著較高的研究熱度。而出現(xiàn)時間接近當(dāng)前時間且還未停止突變的關(guān)鍵詞是“diversity”(2.29，2019—2021年)“forest conversion”(1.9，2019—2021年)“plantation”(2.01，2020—2021年)，說明這些研究領(lǐng)域是近年來杉木凋落物研究領(lǐng)域的國際前沿主題。

3 結(jié)論

從文獻(xiàn)發(fā)表量看，國內(nèi)有關(guān)杉木凋落物研究大致分為3個階段：研究初始階段(1989年以前)、起步階段(1990—1999年)、快速發(fā)展階段(2000—至今)；國際上對杉木凋落物的研究較晚，總體文獻(xiàn)數(shù)量較少，但整體呈上升趨勢。杉木凋落物研究中文文獻(xiàn)分布于129種期刊，主要集中在《生態(tài)學(xué)報》《林業(yè)科學(xué)》《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報》《森林與環(huán)境學(xué)報》《福建林業(yè)科技》《中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報》《生態(tài)學(xué)雜志》《植物生態(tài)學(xué)報》《亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報》和《林業(yè)資源管理》。杉木凋落物研究英文文獻(xiàn)主要分布于71種期刊，《Forest Ecology And Management》和《Plant And Soil》期刊對杉木凋落物研究有較高關(guān)注度，林學(xué)和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)對杉木凋落物研究較為關(guān)注。

杉木凋落物的研究力量主要集中在中國的高校和研究院所。其中，福建農(nóng)林大學(xué)、中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所和福建師范大學(xué)在杉木凋落物研究領(lǐng)域有較高影響力。被引頻次較高的文獻(xiàn)主要來自中國高校和科研院所，尤其是中科院沈陽生態(tài)應(yīng)用研究所、福建農(nóng)林大學(xué)、福建師范大學(xué)。

杉木凋落物研究中文文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次較高且共現(xiàn)機(jī)會較多的是“混交林”“生物量”“人工林”“土壤有機(jī)碳”“凋落物分解”“氮沉降”等；在英文文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻率較高且共現(xiàn)較多的是“l(fā)itter decomposition”(凋落物分解)“nitrogen”(氮)“bioma”(生物)“organic matter”(有機(jī)物)“ecosystem”(生態(tài)系統(tǒng))“decomposition”(分解)，說明這些方向是該領(lǐng)域的研究熱點。

中文文獻(xiàn)突變時間接近當(dāng)前時間且還未停止突變的關(guān)鍵詞“林分密度”(3.61，2020—2021年)“土壤理化性質(zhì)”(3.01，2020—2021年)，這些是該領(lǐng)域的新興研究主題。英文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞突變出現(xiàn)時間接近當(dāng)前時間且還未停止突變的關(guān)鍵詞是“diversity”(2.29，2019—2021年)“forest conversion”(1.9，2019—2021年)“plantation”(2.01，2020—2021年)，說明這些研究領(lǐng)域是近年來杉木凋落物研究領(lǐng)域的國際前沿主題。