彭鴿 李旭 張軍

摘要：文章基于Citscpace和文獻計量方法，以crIKI數(shù)據(jù)庫為檢索數(shù)據(jù)源，將數(shù)據(jù)庫中2001年- 2021年205篇相關(guān)文獻視為研究對象。對作者、機構(gòu)、期刊、發(fā)文量進行科技文本挖掘，對關(guān)鍵詞共線圖譜、聚類分析、時間線圖譜和突現(xiàn)圖譜進行科學文獻可視化分析，總結(jié)重金屬源解析領(lǐng)域研究的起源、現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢。結(jié)果表明：2016年- 2021年是重金屬源解析研究領(lǐng)域快速增長時期，環(huán)境科學是載文量最多的期刊。發(fā)文作者，發(fā)文機構(gòu)之間合作網(wǎng)絡(luò)分布特征不顯著。該領(lǐng)域研究熱點為“土壤”、“生態(tài)風險”、“分布特征”等，研究前沿為“污染程度”、“空間分布”等。

關(guān)鍵詞：重金屬；源解析；Citespace；可視化分析

中圖分類號：X53 文獻標志碼：A

前言

重金屬元素包括鎳（Ni）、銅（Cu）、鉛（Pb）、汞（Hg）等污染物，這些污染物通過吸入、攝入、皮膚接觸等途徑進入人體，易危害人體健康。因此準確識別環(huán)境中重金屬污染來源，維護人體身體健康變得至關(guān)重要。

而對相關(guān)科學文獻的統(tǒng)計分析，不僅能夠了解到當前的研究動態(tài)，也能夠掌握其發(fā)展歷程，預測其未來發(fā)展趨勢。近年來，關(guān)于重金屬源解析逐漸成為研究熱點，如黃華斌等研究農(nóng)田土壤中重金屬主要來源有自然源、農(nóng)業(yè)活動、燃煤釋放等，于林松等研究姜湖貢米產(chǎn)地土壤重金屬主要來源為耕地農(nóng)業(yè)源、混合源、燃煤源等。但利用文獻計量數(shù)據(jù)對重金屬源解析研究進行統(tǒng)計分析現(xiàn)在卻鮮有報道。研究基于Citespace6.1R2分析軟件，以CNKI為數(shù)據(jù)庫，以“重金屬”、“源解析”、“源識別”為主題詞進行檢索，對主題熱點的關(guān)鍵詞圖譜進行分析。以可視化的方式顯示該領(lǐng)域發(fā)展動態(tài)，以期對重金屬源解析領(lǐng)域的相關(guān)研究提供參考和借鑒并對未來的趨勢做出預測。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1數(shù)據(jù)來源

文獻以中國知網(wǎng)（China national knowledge infiastructure，CNKI）為檢索平臺，設(shè)定“重金屬”、“源解析”和“源識別”為主題詞，時間閾值為2001年1月1日-2021年12月31日，CNKI數(shù)據(jù)庫中El來源期刊、CSSCI、CSCD、核心期刊文獻進行專業(yè)檢索，剔除不相關(guān)文獻、會議、報紙、廣告及重復文獻。最終CNKI數(shù)據(jù)庫篩選出205篇文獻，將篩選出的中文文獻以Refworks的參考文獻格式導出，以“download”開頭命名的txt.格式進行保存和后續(xù)分析。

1.2研究方法

Citscpace是一款能根據(jù)關(guān)鍵詞的演變來探查新趨勢和新動態(tài)的信息可視化軟件。與其他軟件相比如VOSyiewer、Pajek、Histcite，該軟件融合了多種分析方法，能夠通過演示圖譜來直觀的顯示該領(lǐng)域的研究熱點、關(guān)鍵文獻和前沿方向。并且該軟件能夠利用共引分析理論對研究領(lǐng)域文獻進行計量分析，探查新的發(fā)展趨勢和演示動態(tài)，反映出研究文獻的主題演化趨勢、引用情況和研究熱點之間的聯(lián)系等。因其圖形展示直觀，具有較高的可讀性，易于理解和記錄，而被廣泛應用于環(huán)境、教育學、化學、經(jīng)濟學等領(lǐng)域。

2結(jié)果與分析

2.1發(fā)文量分析

年發(fā)文量的變化可以體現(xiàn)出該研究領(lǐng)域是否為熱點研究領(lǐng)域，總發(fā)文量可以體現(xiàn)出該領(lǐng)域的發(fā)展變化，在一定程度上是該領(lǐng)域的發(fā)展進程和變化規(guī)律的重要體現(xiàn)。圖1為CNKI數(shù)據(jù)庫發(fā)文量統(tǒng)計圖，如圖1所示2006年發(fā)表了該領(lǐng)域研究的首篇文獻，隨后2007年-2010年經(jīng)歷了緩慢起步時期，該時期4年時間發(fā)表文獻6篇，平均每年發(fā)文量不足兩篇。在2011年-2015年經(jīng)歷了小幅增長時期，在2014（10篇）年突破兩位數(shù)。2016年- 2021年均保持較高的發(fā)文量，經(jīng)歷快速增長時期，2021年發(fā)文量43篇，是2014年的4.3倍。

在來源期刊分布上，統(tǒng)計發(fā)文量分布前五的期刊。排名第一為環(huán)境科學，發(fā)文量29篇，所占比例為14.1%，緊隨其后的是環(huán)境科學學報。該領(lǐng)域研究成果較為豐碩，且研究水平維持在較高水平層次。對2001年-2021年國內(nèi)重金屬源解析研究文獻的發(fā)文量進行擬合分析，結(jié)果顯示發(fā)文量均呈線性增長（CNKJ：R2=0.758 3），如圖1所示。這表明人們環(huán)保意識在不斷增強，重金屬源解析研究受到越來越多人的關(guān)注，研究成果不斷增加，具有廣闊的前景。

2.2發(fā)文作者分析

文章對205篇文獻的發(fā)文作者進行統(tǒng)計得到作者合作網(wǎng)絡(luò)分析圖（如圖2所示），其中N=302、E=349、Density=0.007 7，可以看出研究領(lǐng)域的核心作者群及合作強度。205篇文獻中作者302位，其中核心作者計算公式計算出核心作者19位。由圖1可知，國內(nèi)發(fā)文量最多的作者依次為：于瑞蓮（11篇）、胡恭任（9）篇、吳勁（3篇）、滕彥國（3篇）、劉小龍（3篇）、吳龍華（3篇）、陳志凡（3篇），其發(fā)文量都在3篇以上。

在作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中，節(jié)點之間的連線表示作者之間的合作或聯(lián)系。由圖2可知，合作關(guān)系多集中在高產(chǎn)作者之間，不同作者團隊之間雖有聯(lián)系，但合作關(guān)系度較低。其中以于瑞蓮、胡恭任、劉小龍、陳志凡、張軍等為核心形成網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，并產(chǎn)生較高學術(shù)成果，也對其他作者產(chǎn)生輻射影響。而針對個人及小團隊之間合作關(guān)系較弱，需要多開展學術(shù)交流，積極加強各學術(shù)團體之間的交流合作，以大團隊帶動小團隊，推動國內(nèi)重金屬污染領(lǐng)域的研究不斷向前發(fā)展。

2.3發(fā)文機構(gòu)分析

由CNKI數(shù)據(jù)庫得到的數(shù)據(jù)對其進行發(fā)文機構(gòu)分析（如圖3所示），其中N=209、E=165、Density=0.0076，可以看出研究領(lǐng)域的核心機構(gòu)及合作強度。其中，國內(nèi)發(fā)文量前五的機構(gòu)分別為華僑大學（8篇）、中國科學院大學（8篇）、北京師范大學（7篇）、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心（5篇）、中國環(huán)境科學研究院基準與風險評估重點實驗室（5篇）?？梢钥闯?，高校及研究院是該領(lǐng)域研究的主體，但這些機構(gòu)中心性普遍很低，網(wǎng)絡(luò)核心機構(gòu)還未出現(xiàn)。機構(gòu)間多為其附屬學院間存在聯(lián)系，最典型的就是中國科學院大學，而不同地區(qū)機構(gòu)之間合作關(guān)系較少。

2.4關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

研究熱點是指在一個研究領(lǐng)域中，被研究人員所經(jīng)常關(guān)注的一個或者多個主題，可以顯示出該領(lǐng)域的學者所關(guān)注研究方向。關(guān)鍵詞是對科學文獻內(nèi)容的總結(jié)概括，通過對關(guān)鍵詞的分析，可以凝練出該領(lǐng)域的研究熱點。研究以“重金屬”、“源解析”和“源識別”為主題詞，利用Citespace6.1 R2軟件進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，并將其可視化，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（如圖4所示），有243個節(jié)點、370條連線。由圖4可知，除“重金屬（1.16）”和“源解析（0.81）”主題詞外，“土壤（0.96）”、“沉積物（0.44）”、“空間分布（0.27）”、“農(nóng)田土壤（0.09）”、“生態(tài)風險（0.61）”、“來源（0.07）”、“分布特征（0.11）”、“受體模型（0.1）”等詞出現(xiàn)頻次較高，可視為研究熱點?！巴寥馈弊鳛橹行亩容^高的關(guān)鍵詞，表明研究者多以土壤作為實驗樣本來分析其重金屬含量和作源解析研究。

2.5關(guān)鍵詞聚類分析

利用關(guān)鍵詞分析2001年-2021年重金屬源解析問題，時間分區(qū)為1年，其他值均選擇系統(tǒng)默認值，繪制出節(jié)點為237，連線為365的關(guān)鍵詞聚類共現(xiàn)時間線視圖如圖5所示。該圖譜Q值為0.847 3，S值為0.974 2，說明聚類合理，聚類結(jié)果具有高度可信性。由圖可以看出主要聚類#0源解析、#1土壤重金屬分別最早出現(xiàn)于2007年、2006年，且與后續(xù)研究關(guān)聯(lián)性強，表明該相關(guān)研究在有了研究基礎(chǔ)后，也促進了相關(guān)領(lǐng)域的迅速發(fā)展。在2006年-2013年間，該領(lǐng)域研究聚類熱點還較為集中，主要有“#2土壤”、“#4農(nóng)田土壤”、“#6生態(tài)風險”、“#7沉積物”等，而在2013年-2022年間研究熱點不在呈現(xiàn)出相對集中的趨勢，呈現(xiàn)出多元化、分散化的發(fā)展趨勢，表明該領(lǐng)域發(fā)展也在不斷發(fā)展完善。

2.6研究前沿分析

突現(xiàn)詞（Burst Terms）通常是指那些短期內(nèi)突然迅速增長的詞匯，有成為新的研究熱點的潛力，可視為研究前沿。對關(guān)鍵詞進行研究前沿分析可追蹤顯示研究領(lǐng)域的進展趨勢和前沿。從突現(xiàn)強度來看，“富集因子”最大，其后依次為“南京”、“空間分布”、“鉛污染”、“環(huán)境風險”、“寶雞市”、“北京”、“污染特征”等。這些突現(xiàn)詞的變化也表明隨著人民環(huán)保意識的增強，在研究重金屬源解析的同時，運用多種模型探究地區(qū)重金屬污染的等級，利用多種方法展現(xiàn)重金屬污染的空間分布特征，以便更好的為治理重金屬污染提供理論依據(jù)。從突現(xiàn)時間上看，“環(huán)境風險”、“源識別”持續(xù)時間最長，連續(xù)5-6年成為國內(nèi)研究領(lǐng)域的熱點。

在2013年-2015年，“北京”、“水環(huán)境”、“南京”、“污染特征”、“污染歷史”、“受體模型”成為研究熱點。側(cè)重于對重要地區(qū)重金屬污染情況進行分析和探討，更好符合環(huán)境保護政策要求和與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相適應。在2016年-2021年，“污染程度”、“空間分布”、“寶雞市”成為研究熱點。如張軍等以寶雞市區(qū)為研究區(qū)域，運用地統(tǒng)計法及地理探測器模型并使用Unmix 6.0模型對土壤重金屬進行源解析，表明重金屬主要來源為“混合源”。龐闊等采用蒙特卡洛法對黃河流域沉積物重金屬進行地累積指數(shù)（Igeo）、潛在生態(tài)風險及毒性單位概率的評價，表明沉積物中重金屬處于低毒性狀。這些主要是借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)將污染情況空間化，從空間上和時間上對重金屬污染進行分析。然而，重金屬污染來源廣泛，在對重金屬來源做源解析時，單一模型方法的運用可能會造成數(shù)據(jù)運行的不準確。因此，有學者將多個模型應用到源解析研究中，如張涵等通過構(gòu)建正定矩陣因子分解（PMF）模型和貝葉斯穩(wěn)定同位素混合模型相結(jié)合進行定量源解析，通過比較源成分組成的異同，來進行相互佐證的研究，為當前源解析的研究提供了參考和借鑒。（見圖6）

3結(jié)語

重金屬源解析相關(guān)文獻始發(fā)于2006年，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，在2016年-2021年進入快速增長時期。載文量最高的期刊為環(huán)境科學，表明該領(lǐng)域研究相對保持較高層次科研水平。從研究核心團隊（發(fā)文作者、發(fā)文機構(gòu)）來看，國內(nèi)發(fā)文作者、發(fā)文機構(gòu)之間呈現(xiàn)出“小而精”的網(wǎng)絡(luò)分布特征，彼此之間相互合作較少?！巴寥馈弊鳛橹行亩容^高的關(guān)鍵詞，是進行重金屬源解析研究的主要實驗對象。在2006年-2013年，該領(lǐng)域研究熱點較為集中，主要聚類詞有“農(nóng)田土壤”、“生態(tài)風險”等。在2014年-2021年，借助新的研究技術(shù)和方法，重金屬源解析研究呈現(xiàn)百家爭鳴，蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。加強重金屬源解析研究的空間化分析與可視化表達，精準把控重金屬污染的來源也是該領(lǐng)域未來研究的熱點。