徐壽霞

（河南科技大學(xué) 圖書館，河南 洛陽 471000）

土壤污染已成為全球性主要的土壤威脅之一，成為世界上最難準(zhǔn)確評估的全球性問題之一。土壤修復(fù)一經(jīng)提出迅速成為一門新興的土壤科學(xué)分支學(xué)科[1]。土壤修復(fù)開始于20世紀(jì)70年代后期歐美國家的土壤污染化學(xué)與控制。直到20世紀(jì)80年代至90年代初，伴隨著重金屬污染的超積累植物修復(fù)和石油污染的微生物修復(fù)等研究與應(yīng)用而取得了顯著進(jìn)展，進(jìn)一步推動了土壤污染修復(fù)領(lǐng)域生物修復(fù)的研究與發(fā)展[2-3]。

菌根是自然界中存在的一類植物根系與土壤中的菌根真菌形成的互惠共生體，廣泛存在于地球上各種生態(tài)環(huán)境中，能與陸地80%以上的植物共生。菌根是植物在長期進(jìn)化過程中形成的重要特征，不僅幫助植物吸收各種養(yǎng)分，改善植物的營養(yǎng)狀況還能夠提高植物對各種脅迫環(huán)境的適應(yīng)性和耐受能力[4]。眾多研究證明，菌根與植物共生能夠提高植物抵抗各種環(huán)境脅迫的能力。因此，菌根與植物共生聯(lián)合修復(fù)土壤也得到研究者的重視，已經(jīng)進(jìn)行了成功的土壤修復(fù)驗(yàn)證并迅速成為研究熱點(diǎn)[5]。

為了較好地呈現(xiàn)菌根土壤修復(fù)研究方面的進(jìn)展和探索該方面的研究熱點(diǎn)，本研究采用CiteSpace軟件，結(jié)合發(fā)表收錄在Web of Science核心數(shù)據(jù)集文獻(xiàn)，探討菌根土壤修復(fù)研究的進(jìn)展，分析其研究熱點(diǎn)和前沿趨勢[6]，以期為未來菌根土壤修復(fù)研究提供借鑒與啟示。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取

本研究數(shù)據(jù)來自于Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫核心合集，采用高級檢索，檢索式為TS=（mycorrhiza*AND soil*remed*）或TS=（mycorrhiza*AND soil*restor*）或TS=（mycorrhiza*AND soil*repair*），文獻(xiàn)類型選擇Article和Review，時間跨度為1985—2020年，共檢索到912條記錄。全部選擇912條記錄，分2次以文件名為“download_”的格式導(dǎo)出txt數(shù)據(jù)文件，用于后續(xù)的CiteSpace軟件分析。

1.2 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用陳超美教授開發(fā)的CiteSpace（5.5.R2）軟件對從WOS核心數(shù)據(jù)集所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行知識圖譜可視化分析，以及相應(yīng)的文獻(xiàn)計(jì)量分析。通過文獻(xiàn)的年度變化結(jié)合SPSS分析軟件，分析了菌根土壤修復(fù)研究文獻(xiàn)發(fā)表量隨年度變化的規(guī)律。在CiteSpace軟件中，分別選擇國家（country）和研究機(jī)構(gòu)（institution）進(jìn)行科研合作網(wǎng)絡(luò)分析；選擇被引文獻(xiàn)（references）進(jìn)行參考文獻(xiàn)的共被引分析；選擇學(xué)科類別（category）和關(guān)鍵詞（key words）進(jìn)行共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析；從而探索菌根土壤修復(fù)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)與前沿及未來發(fā)展態(tài)勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文數(shù)量的年度變化動態(tài)和趨勢分析

對WOS核心合集數(shù)據(jù)庫中所檢索到的菌根土壤修復(fù)研究方面的912篇文獻(xiàn)，進(jìn)行年度變化分析（圖1），表明最早研究開始于2009年，從2009—2020年的12年間，從2009年的40篇發(fā)表量，直到2020年的148篇，年均發(fā)文76篇。進(jìn)一步分析12年間，菌根土壤修復(fù)研究領(lǐng)域發(fā)文量變化趨勢呈現(xiàn)指數(shù)增長。

圖1 菌根土壤修復(fù)研究發(fā)文量及其年度變化

從菌根土壤修復(fù)研究領(lǐng)域發(fā)文量的年度變化動態(tài)和趨勢，可以看出，菌根土壤修復(fù)的研究起步雖然較晚，但一開始就受到較高關(guān)注，成為熱點(diǎn)的科學(xué)問題。因?yàn)樽?009年有該方面的研究報道開始，當(dāng)年就達(dá)到發(fā)文量40篇，可見菌根土壤修復(fù)研究一開始就是熱點(diǎn)科學(xué)問題。

2.2 菌根土壤修復(fù)研究合作特征分析

運(yùn)用CiteSpace合作網(wǎng)絡(luò)分析功能，分析了菌根土壤修復(fù)研究領(lǐng)域國家間的合作特征，并繪制了可視圖（圖2），表明共有46個國家存在著合作關(guān)系。進(jìn)一步根據(jù)圖中代表國家的圓形節(jié)點(diǎn)的大小和顏色，可以看出，合作發(fā)文量明顯高的國家是中國和美國，分別合作224和202次；同時，中國和美國與其他國家的合作頻率和中介中心性也是最高的。

圖2 菌根土壤修復(fù)研究國家合作網(wǎng)絡(luò)可視圖

圖3為關(guān)于菌根土壤修復(fù)領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)間合作分析，可以看出共有145個不同國家的機(jī)構(gòu)參與了該領(lǐng)域研究的合作，合作頻率較高的機(jī)構(gòu)包括為中國科學(xué)院、中國西北農(nóng)林科技大學(xué)、澳大利亞西澳大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)和巴基斯坦費(fèi)薩拉巴德農(nóng)業(yè)大學(xué)；而從機(jī)構(gòu)合作的重要性指數(shù)中介中心性來看，比較重要的機(jī)構(gòu)，即中介中心性大于0.1的機(jī)構(gòu)有4個，依次分別為中國西北農(nóng)林科技大學(xué)、中國科學(xué)院、澳大利亞西澳大學(xué)、巴基斯坦費(fèi)薩拉巴德農(nóng)業(yè)大學(xué)。

圖3 菌根土壤修復(fù)研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)可視圖

結(jié)合國家和研究機(jī)構(gòu)在菌根土壤修復(fù)研究領(lǐng)域的合作情況進(jìn)行綜合分析可以預(yù)測，未來中國在菌根土壤修復(fù)的研究必將遙遙領(lǐng)先于其他國家。同時表明中國該方面的研究受到多家機(jī)構(gòu)的重視，也必將會受到更加廣泛的關(guān)注。

2.3 菌根土壤修復(fù)研究學(xué)科共現(xiàn)特征分析

CiteSpace學(xué)科共現(xiàn)特征可視化圖表明，菌根土壤修復(fù)研究共有36個學(xué)科相互交叉，代表學(xué)科間聯(lián)系的連線為146條（圖4），交叉最廣泛的學(xué)科包括環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)、土壤學(xué)和植物學(xué)，但從中介中心性來看，最重要的學(xué)則為環(huán)境學(xué)與生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、科學(xué)技術(shù)（其他主題）。

圖4 菌根土壤修復(fù)研究學(xué)科共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖

從學(xué)科共現(xiàn)特征分析可知，雖然菌根的形成需要有菌根真菌與植物根系形成共生關(guān)系，才是菌根土壤修復(fù)的作用基礎(chǔ)，但微生物學(xué)和土壤學(xué)學(xué)科的中介中心性并不高，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于0.1，表明菌根土壤修復(fù)研究領(lǐng)域更側(cè)重于綜合應(yīng)用效果的研究。

2.4 菌根土壤修復(fù)研究共引文獻(xiàn)特征

對檢索到的有關(guān)菌根土壤修復(fù)研究文獻(xiàn)進(jìn)行共引文獻(xiàn)分析，共得到包含1 066個節(jié)點(diǎn)和3 461條連線的可視化圖譜并進(jìn)一步聚類，獲得23個聚類群組（圖5）。從聚類模塊Q來看，Q達(dá)到了0.778 1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于存在明顯聚類0.3的閾值，表明菌根土壤修復(fù)研究存在顯著的聚類特征。而其Silhouette值僅為0.290 4，遠(yuǎn)低于通常認(rèn)為的判斷聚類合理性的臨界值0.5。對一些較大的聚類組群進(jìn)行分析則表明，其Silhouette值都大于0.5。

圖5 菌根土壤修復(fù)研究文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)可視圖

2.5 菌根土壤修復(fù)研究熱點(diǎn)和前沿分析

從圖6的菌根土壤修復(fù)研究關(guān)鍵詞分析可以看出，在該領(lǐng)域中叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）的共現(xiàn)節(jié)點(diǎn)最大，為研究者最為關(guān)注的焦點(diǎn)；進(jìn)一步針對節(jié)點(diǎn)較大的關(guān)鍵詞可以得出，在菌根土壤修復(fù)研究領(lǐng)域，研究的指標(biāo)包括多樣性、生長和侵染，研究對象主要包括叢枝菌根真菌、植物、土壤，主要修復(fù)的污染為重金屬污染，而修復(fù)的技術(shù)或效果則為植物修復(fù)和恢復(fù)。

圖6 菌根土壤修復(fù)研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖

對該研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞進(jìn)行突顯性分析，共得到44個關(guān)鍵詞的突顯特征（表1），從突顯值來看，處于2009—2013年間，“生態(tài)系統(tǒng)”關(guān)鍵詞的突顯性最高。從關(guān)鍵詞的持續(xù)時間來看，在該領(lǐng)域44個關(guān)鍵詞的平均持續(xù)時間為3年，持續(xù)時間最長的關(guān)鍵詞為5年，包括生態(tài)系統(tǒng)、叢枝菌根和真菌群落，到目前為止已經(jīng)結(jié)束。

表1 關(guān)鍵詞突顯特征

3 結(jié)論

全球有關(guān)菌根土壤修復(fù)方面研究的文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量呈上升趨勢，該領(lǐng)域的研究起步較晚但起點(diǎn)高，發(fā)展迅速。我國在該領(lǐng)域的研究處于領(lǐng)先地位，與菌根土壤修復(fù)研究涉及的學(xué)科較多，但最重要的有5個學(xué)科，分別為環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、科學(xué)技術(shù)（其他主題）。菌根土壤修復(fù)研究文獻(xiàn)被引領(lǐng)域較為廣泛，高引用頻率的文獻(xiàn)較少。該研究領(lǐng)域的研究方向較為集中，研究熱點(diǎn)突出，叢枝菌根真菌在土壤修復(fù)中的研究是未來幾年的熱點(diǎn)，未來的前沿方向集中在菌根與土壤其他逆境互作下的修復(fù)實(shí)際應(yīng)用方面的研究。