基于知识图谱的农田土壤水盐运移研究进展

摘要 农田土壤水盐运移特征及机理分析在整个作物生长过程中具有重要作用，是灌溉决策、盐渍化治理以及作物产量提升的重要参考依据。将1973—2023年以水盐运移为主题在中国知网和Web of Science中检索到的相关文献进行统计，运用CiteSpace软件将相关文献进行可视化分析，总结了目前水盐运移相关方面的研究重点和未来发展趋势。通过对国内外近50年土壤水盐运移相关领域文献的发文量、作者和机构合作、关键词共现、聚类、突现时间线图谱等进行可视化计量分析，结果表明关于水盐运移的话题热度将持续增高；国内发文作者间相互联系较为紧密集中，水盐运移研究领域核心研究队伍逐渐扩大；国内发文机构在水盐运移研究领域具有较强影响力，其中中国科学院研究有着重大的贡献，但研究具有地域局限性；关于土壤水盐运移研究的内容主要聚焦在土壤中水盐含量变化规律和植物滴灌技术及其模拟预测。土壤水盐运移的研究对我国大面积盐碱地的治理具有重要意义，同时水盐运移在不同地域下的不同情况也将成为未来研究重点。

关键词 水盐运移；CiteSpace；盐渍化；盐碱地治理；灌溉决策

中图分类号 S 058  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）22-0238-10

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.22.048

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research Progress of Water-salt Transport in Farmland Soil Based on Knowledge Map

CHAI Ming-tang ZHAO Tian-tian1，SUO Xiao-qin1 et al

（1.School of Civil and Hydraulic Engineering，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021; 2.Ningxia Hui Autonomous Region Yellow River Network Digital Water Control Key Laboratory，Yinchuan，Ningxia 750021）

Abstract  The analysis of the characteristic and mechanism of water-salt migration in farmland soil plays an important role in the whole crop growth process，and is an important reference for irrigation decision-making，salinization control and crop yield improvement.We analyzed the relevant literatures on water and salt migration retrieved from CNKI and Web of Science from 1973 to 2023，used CiteSpace software to conduct a visual analysis of the relevant literatures，and summarized the current research focus and future development trend of water and salt migration.Visual quantitative analysis of the number of articles published in the field of soil water and salt migration at home and abroad in the past 50 years was adopted，including the number of authors and institutions，the co-occurrence of keywords，clustering and emergence timeline maps.Results showed that the topic heat of water and salt migration continued to increase.The authors of domestic articles were closely related to each other，and the core research team in the field of water and salt migration was gradually expanding.The domestic publishing institutions had a strong influence in the field of water and salt migration research，among which the research of the Chinese Academy of Sciences made a significant contribution，but the research had regional limitations.The research content of soil water and salt migration mainly focused on the change law of water and salt content in soil，plant drip irrigation technology and its simulation prediction.The study of soil water and salt migration was of great significance to the treatment of large area of saline-alkali land in China.Meanwhile，the different conditions of water and salt migration in different regions also became the focus of future research.

Key words Water-salt transportation;CiteSpace;Salinization;Saline-alkali soil treatment;Irrigation decision

盐渍化是全球性的生态环境问题，也是制约干旱区农业发展的主要障碍，对生态系统安全和农业可持续发展产生了严重威胁。全球盐渍化土壤面积约为9.5亿hm2，占陆地面积的7.26%。我国盐渍化土壤面积约为0.37亿hm2，其中盐渍化耕地面积近0.09亿hm2，主要分布在西北、华北、东北及沿海地区，约占全国耕地面积的6.62%^［1-2］。土壤盐渍化的产生过程是一个多指标参与、多层次驱动的复杂系统，具有模糊性、要素影响的不确定性等特征，这也是水盐协同变化研究中的的主要问题^［3］。盐分运移和累积的影响因素众多，如气候条件、地下水位、土壤质地、作物类型和灌溉制度等^［4］。盐碱地治理和改良的关键和基础在于探究土壤水盐运移规律，而水盐模型是模拟和预测土壤水盐动态变化最为有效的途径。

目前，围绕土壤水盐运移基本理论及模型应用的研究已取得诸多进展，包括水盐运移机理研究及其影响因素和数值模型研究，对于厘清当前盐碱地水盐运移特征具有重要贡献^［5］。土体在冻融过程中的水分迁移和相变是一个水热耦合问题：①水分迁移会导致土体热参数发生变化，这对温度场产生影响；②冻融界面处冰晶对周围未冻水的抽吸作用产生相变水头，从而影响水分迁移；③水分相变潜热对温度场影响巨大；④土体温度低于冻结温度时，其中仍存在未冻水，且含量与负温保持动态平衡关系^［6］。

在冻融作用的影响下，盐渍土水盐运移规律是水-热-盐相互影响、耦合作用的结果，热量传输是调控水盐运移的关键因素，各土层由于导热差异、土壤质地以及剖面热力结构等的差异，使水热盐的相互耦合、相互影响关系较为复杂，且时空上分布特征具有差异性^［7］。影响土壤水分运移的主要驱动力是重力势、基质势和温度势，土壤温度变化引起水分相变，相变过程是一种动态平衡状态^［8］。土体冻融过程中存在着水分和盐分的二次迁移过程，形成了特殊的水盐运移规律。土体冻结过程中盐分运移也较复杂，受土壤类型、初始含水率、溶液浓度、盐分组成及冻结温度、热梯度、冻结速率、冻结方向等因素的综合影响^［4］。

鉴于此，笔者采用科学计量方法来说明农田土壤水盐运移的研究进展，运用可视化知识图谱软件，对Web of Science和中国知网数据库中1973—2023年间关于土壤水盐运移的文献进行了可视化分析，统计分析了论文发表数量、关键词、学者及机构分布特征，整理了文献发表、文献热点、研究热点、演化路径的情况，并对其进行了可视化分析，归纳了水盐运移方面的研究进展和发展趋势。

1 材料与方法

1.1 数据来源

利用中国知网（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）数据库，检索1973—2023年发表的以“水盐运移”为检索词的期刊论文及其引文信息，共检索到599篇期刊文献；以Web of Science Core Collection平台的Web of Science（WOS）核心合集数据库为数据源，检索1985—2023年发表的以检索条件为“TI=water salt AND TS=transport”的论文及其引文信息，共检索到728篇研究文献。

1.2 研究方法

采用CiteSpace对上述检索结果进行分析，通过其对特定研究领域中出现的大量文献进行处理，不仅可以找到该研究领域中出现的关键文献、研究热点、主要作者和主要发表机构等，对过去的研究成果进行系统梳理，将文献之间的关系以科学知识图谱的方式可视化的展现，同时也可以挖掘学科前沿，对未来研究的发展走向进行预测。

以检索到的文献作为研究对象，利用数据平台自带分析功能、CiteSpace、Excel等工具进行统计分析、数据挖掘与科学知识图谱实现，全面掌握水盐运移研究领域的学科发展趋势，该研究内容包括：①分析相关国内外研究文章发布特征，包括发文年度趋势，国家、研究机构和研究人员发文量以及研究机构合作网络；②探究领域的研究方向、热点和前沿演进趋势。

2 文献发表情况分析

2.1 文献数量和趋势统计

1984—2023年文献发表数量绘制农田土壤水盐运移研究进展文献分布见图1，因2023年数据不满1年，因此该年数据偏低。由图1可知，近50年学术界对于农田土壤水盐运移研究进展呈现明显的阶段特征，大致可分为探索研究阶段（1984—1998年）、快速发展阶段（1999—2018年）、波动上升阶段（2019—2023年）。

在探索研究阶段（1984—1998年），中文发表数量每年有1～2篇，外文发表数量暂时为0；在快速发展阶段（1999—2018年），在前大半段的年中英文发表数量呈相互上下波动的状态，后小半段的年英文发表数量明显高于中文发表数量；在波动上升阶段（2019—2023年），中英文发文数量快速上升，英文发表数量持续高于中文发表数量。

2.2 主要发文作者分析

表1为中文文献发文量排名前10位作者统计结果。其中王全九发文数量最多，发表文章24篇，其次是虎胆·吐马尔白发文21篇，史海滨发文19篇，何新林11篇，均为该领域内的核心作者，形成了很大影响力。排名前10位的作者发文总量为115篇，占所有作者发文数量的19.20%，这表明水盐运移研究领域核心研究队伍正在初步形成，且规模正在不断壮大。英文文献中，王全九与Geise Geoffrey M发文数量最多，其次为Cerny R、Freeman Benny D和Aryal Dipak。排名前10位的作者发文总量为37篇，占所有作者发文数量的5.08%。王全九在中文与外文文献发文量均为第1，其主要研究方向为滴灌条件下水盐运移特征、微咸水对水盐运移的影响等，为水盐运移相关研究领域做出了重要贡献。发文作者及其相关合作网络结构图可以揭示出特定研究领域内的核心作者群体以及合作关系特点，文字大小和圆圈大小与作者发文量成正比，连线数量与合作紧密程度成正比。