我国农作物重金属研究进展的CiteSpace知识图谱分析

摘 要：本文运用CiteSpace软件对2004—2023年CNKI中文期刊收录的有关农作物重金属研究的304篇学术论文进行了可视化分析。结果显示，中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所长期关注农作物重金属的研究，是发文量最多的研究机构。关键词“重金属”和“农作物”都首次出现于2004年，且出现频次分别为111次和96次。对含有高频关键词和高被引论文的内容进行分析发现，在污染农田、再生水长期灌溉、高金属元素地质背景区、冶炼区周边等场景下农作物的重金属富集特征、污染风险、污染状况及健康风险评价等方面的研究，得到了论文作者们更多的关注和重视。近些年出现的热点词表明学者们的研究重心已由前期侧重农作物重金属的含量、吸收和污染程度的现状调查，向着农作物被重金属污染后所带来的健康风险评价、风险管控、污染防控实践转变，这将是农作物重金属后续研究中的重点内容。

关键词：农作物；重金属；知识图谱；可视化

CiteSpace Knowledge Graph Analysis of Research Progress on Heavy Metals in Crops in China

JIN Ling1， LIANG Ling1， MIAO Nangu1， LI Aiying1， LI Xiaodong2*

（1.Department of Economics and Trade， Chongzuo Preschool Education College， Chongzuo 532200， China;

2.College of Chemical and Biological Engineering， Guangxi Minzu Normal University， Chongzuo 532200， China）

Abstract： Using CiteSpace software， this paper made a visual analysis of 304 scientific papers of heavy metals of crops in China collected by CNKI from 2004 to 2023. The results showed that the Institute of Geophysical and Geochemical Survey， Chinese Academy of Geological Sciences focused on heavy metals of crops with the largest number of publications. The keywords “heavy metals” and “crops” both appeared for the first time in 2004， and the frequency of occurrence was 111 and 96 times， respectively. Based on the analysis of the content of the papers containing high-frequency keywords and high citations， it was found that the research on the heavy metal enrichment characteristics， pollution risk， pollution status and health risk assessment of crops in the scenarios of polluted farmland， long-term irrigation of reclaimed water， geological background area of high metal elements， and surrounding smelting area has received more attention from the authors of the paper. The hot words that have emerged in recent years indicated that the research focus of scholars has shifted from the current investigation of the content， absorption and pollution degree of heavy metals of crops to the health risk assessment， risk management and control， and pollution prevention and control practices brought about by heavy metal pollution of crops， which will be the focus of follow-up research on heavy metals of crops.

Keywords： crop; heavy metal; mapping knowledge; visualization

随着工业化、城镇化的快速推进，长期的工农业生产、矿山开采等活动所产生的废水、污染物以及含有重金属的农药、化肥的不合理使用，使全球农田土壤中重金属的含量急剧增加，造成农产品污染与严重的生态风险，更为严重的是重金属具有较强的稳定性和不可降解性，进入土壤后可长期存在并通过食物链富集进而进入人体，当人体内重金属的含量积累到一定浓度时，会损害人体的器官或机能，甚至引发癌症，严重威胁人体健康[1-2]。

为了揭示过去20年间国内农作物重金属研究的动态和热点，本文基于知识图谱的可视化分析方法，对2004—2023年CNKI中文期刊收录的有关农作物重金属研究的304篇学术论文进行了分析，以归纳出我国当前农作物重金属研究的现状、发展趋势及研究热点，为农作物重金属的下一步研究提供重要的参考。

1 数据来源与研究方法

本文选取中国学术期刊网络出版总库中的中文期刊数据作为文献检索库，时间为2004—2023年，通过逐一筛选后共检索出304篇有效的学术论文。进一步利用知识图谱绘制工具从发文情况、关键词、作者和研究热点等内容进行研究[2-3]。该软件目前已在很多研究领域得到了应用[3-4]。

2 结果与分析

2.1 发文量趋势分析

本文对所筛选出的304篇学术论文按照刊文年度进行了统计，结果见图1。在CNKI中检索关于农作物重金属研究的论文总篇数从2004年开始，总体上呈现出稳步增长的趋势，平均每年刊文将近16篇；2021年度论文总篇数保持一个较高位置，达到41篇。以5年为一个时间段，2004—2008年、2009—2013年、2014—2018年以及2019—2023年各个时间段刊文总篇数分别为35篇、56篇、78篇和143篇，呈现快速增加的趋势。

2010年我国中央财政开始设立重金属污染防治专项资金，资金的投入为我国农作物重金属研究提供了重要的资金支持和政策指导，同时为农作物重金属研究成果的快速积累奠定了坚实的基础。为了进一步加强土壤污染防治，逐步改善土壤环境质量，保证粮食安全，国家机关又制定了相关政策。例如，2016年国务院印发了《土壤污染防治行动计划》，2023年中央一号文件中都强调重金属污染源头防治，强化受污染耕地安全利用和风险管控。这些政策的出台进一步引导了农作物重金属研究论文总篇数保持在较高位置[5-6]。

2.2 作者合作分析

作者的发文量、作者之间的合作关系都可以通过分析作者共现网络展现出来[2-3]。作者共现网络结果显示，王成文、彭敏与张富贵等人与其他作者合作关系更为紧密，表明学者们对农作物重金属的研究不仅搭建了较为良好的科研合作团队，同时重视学科专业之间的交叉融合。发文量是了解相关研究领域的高产出作者或者重要人物的途径之一。本研究发现发文篇数最多的是王锐、熊康宁、周明忠、张迪和杨桦等作者，都超过了7篇，说明这些作者在农作物重金属研究方向有比较深入的研究。

2.3 研究机构分析

不同机构间的合作关系可以通过分析研究机构合作网络来展现[3-4]。通过分析研究机构合作网络，发现关注农作物重金属的部分研究机构之间有较好的合作关系。本文进一步列出了发文量≥5篇的研究机构及其首发年份（表1），显示发文量最多的研究机构为中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所，表明这个科研机构长期关注农作物重金属的研究领域。此外，关注农作物重金属的研究机构大多都集中在环境科学类高校和专业研究机构。

2.4 关键词分析

关键词共现分析可以很好地呈现出相关研究领域的研究热点和发展趋势[3-4]。本研究列出除了搜索关键词以外，出现频次排名前九位的高频热门关键词（表2），其中关键词如“重金属”“农作物”“土壤”“健康风险”等出现的频次较高，也呈现出了农作物重金属研究的重点和热点。“重金属”和“农作物”的出现频次明显高于其他关键词，这两个关键词都首次出现于2004年，出现频次分别为111次和96次。本研究进一步分析了被引用总次数≥100次，且同时含有“农作物+重金属”关键词的论文研究内容，在污染农田、再生水长期灌溉、高金属元素地质背景区、冶炼区周边等场景下农作物重金属的富集特征、污染风险、污染状况及健康风险评价等方面的研究，得到了论文作者们更多的关注和重视[7-10]。

对于关键词突变性的动态变化分析，不仅能为学者们未来的研究方向提供一定的参考，还有助于读者们整体性认识特定领域研究热点的变化情况。本文选取影响力较大的突现关键词绘制了关键词突现图谱（图2）。

由图2可知，农作物重金属的研究内容大致可划分为两个阶段。较早的研究内容主要集中在农作物重金属的含量、吸收程度和污染状况[11-12]，因此出现了如“污染”“金属”“土地利用”“土地复垦”“富集”等热点词。近些年的研究关注农作物重金属健康风险评价、风险与管控、污染防控实践等内容[13-15]，由此出现了如“健康风险”“土壤污染”“生态风险”等热点词。

3 结论

本文利用可视化软件分析了农作物重金属研究论文的篇数、研究机构、作者合作、关键词及突现词等内容，对过去20年间农作物重金属研究的热点和发展脉络进行了分析。农作物重金属研究的论文总篇数自2004年开始总体上呈现出稳步增长的趋势，并在之后的各个时间段，增长趋势更加明显，政府的政策引导，包括设立专项资金，发挥了重要的作用。关注农作物重金属的部分研究机构之间有明显的合作圈，大部分科研机构都集中在环境科学类高校和专业研究机构。高频关键词与高被引刊文的内容显示，农作物重金属的研究重心已由前期侧重农作物重金属的含量、吸收和污染程度的现状调查向着农作物被重金属污染后所带来的健康风险评价、风险管控、污染防控实践转变，这将是农作物重金属后续研究中的重点内容。

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