基于Citespace的土壤重金属污染评价研究文献计量分析

摘要 土壤是人类赖以生存的关键资源，土壤重金属污染对人们身心健康及社会的可持续发展造成不良影响，对土壤重金属污染进行科学的评价是获得土壤污染程度与风险情况并实施土地管理措施的基础。以Web of Science（WOS）核心数据库和中国学术期刊（CNKI）数据库的文献资料为基础，利用Citespace可视化分析工具，对2002—2020年近19年发表的土壤重金属污染评价相关文献从发文量、发文机构、作者群体和关键词方面进行数据挖掘及计量分析。研究表明，土壤重金属污染评价研究文献数量呈快速增长态势，其中外文文献增长速度最为显著;在外文文献发文数量中，以中国科学院为首的中国科研机构占据重要地位，其最近3年发文量均在50篇以上，年增长速度为5.14%，表明我国在该研究领域有着较强的国际学术影响力;从关键词共现聚类分析可知，人体健康及生态风险评价、重金属在土壤中形态分析及污染源解析等问题受到广泛重视;为综合评价土壤环境质量，研究人员倾向于将重金属污染与多环芳烃（PAH）和土壤养分进行联合研究;寻找敏感型生物标志物的生物监测研究一直是该领域的研究热点，而重金属污染风险评价方法的完善以及确源方法体系的构建是未来该领域重要研究方向。探讨国内外土壤重金属污染评价研究现状及发展趋势，以期对未来相关研究提供借鉴和参考。

关键词 土壤质量;重金属污染;评价;知识图谱;可视化分析

中图分类号 X 825  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）18-0206-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.18.050

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Biliometric Analysis of Soil Heavy Metal Pollution Evaluation Based on Citespace

HUANG Wei-hua，WANG Ping

（School of Geography and Tourism， Qufu Normal University， Rizhao， Shandong 276800）

Abstract Soil is a key resource for human survival. Soil heavy metal pollution has a negative impact on people’s physical and mental health and the sustainable development of society. Scientific evaluation of soil heavy metal pollution is the basis for obtaining the degree and risk of soil pollution and implementing land management measures. Based on the literatures of Web of Sciencecore database （WOS） and China national knowledge infrastructure （CNKI） ， Citespace was used to analyze the literatures which related to soil heavy metal pollution evaluation and published in the past 19 years from 2002 to 2020 in terms of the number of articles， issuing institutes， author groups and keywords. Results showed that the number of literature on soil heavy metal pollution assessment was growing rapidly， among which the growth rate of foreign language literatures was the most obvious. Chinese research institutes led by the Chinese Academy of Sciences moved to the forefront. The number of articles published by the Chinese Academy of Sciences in the last three years was above 50， and the annual growth rate of articles was 5.14%， which both indicated that China had a strong international academic influence in this field. Clustering analysis of key words showed that human health and ecological risk evaluation， heavy metal morphology analysis in soil and source apportionment had received extensive attention; for comprehensive evaluation of soil environmental quality， researchers tend to conduct joint research on heavy metal pollution with polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） and soil nutrients; biomonitoring for finding sensitive biomarkers had been a hot spot in this field. And the improvement of heavy metal pollution risk evaluation methods and the construction of the source confirmation method system were important directions for future research. We discussed the research status and development trend of the soil heavy metal pollution evaluation at home and abroad， with a view to providing some references for relevant research to come.

Key words Soil quality;Heavy metal pollution;Evaluation;Knowledge map;Visualization analysis

随着工业化和城镇化的快速发展，土壤受到不同程度的重金属污染。土壤重金属具有难降解、潜伏期长和毒性大等特点，不仅使农作物的产量和品质下降，而且会通过摄入和皮肤接触等途径进入人体，对人们的身体健康造成严重危害[1-2]，引发癌症或者其他疾病。在世界范围内，由于土壤重金属污染集中爆发的社会群体性事件是普遍现象，如中国的“镉大米”和“血铅”事件、日本的“水俣病”和骨痛病事件以及罗马尼亚境内的污染多瑙河事件。重金属污染事件频发，严重影响社会和谐稳定和经济平稳较快发展，各国各级政府高度重视土壤重金属污染状况排查与治理工作。丹麦[3]、日本[4]和美国[5]等国家均较早地制定了一系列较为详细且具备可操作性的土壤环境管理法规和标准，近年来我国土壤污染防治工作的法律手段得到加强，人们土壤污染防治意识逐渐提高。中国生态环境部公布的《2019中国生态环境状况公报》显示，影响农用地土壤环境质量的主要污染物是重金属，其中镉为首要污染物[6];十九届五中全会提出“十四五”时期经济社会要推动绿色发展，持续减少主要污染物排放总量，改善生态环境。为管控土壤污染风险，保障公众健康，推动生态文明建设，国家相继颁布了《中华人民共和国土壤污染防治法》《土壤环境质量 农用地污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）和《土壤环境质量 建设用地污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）等一系列的法律法规，较为详细地规定了土壤重金属污染防治的具体措施和法律责任。

土壤重金属污染已经成为全球主要环境生态问题之一，国内外学术界也越来越多关注土壤重金属污染评价或评估，如王信凯等[7]分析苏州市农田土壤污染状况，发现Cd和Hg污染较为严重，农业和工业活动是研究区土壤重金属积累的主要原因;王昌宇等[8]发现雄安新区某金属冶炼厂土壤重金属对儿童具有较高的健康风险，土壤污染来源主要是冶炼活动和地下水灌溉;Kamani等[9]分析伊朗扎黑丹市78份街道尘土，结果表明几乎所有采样的城市土地利用类型都富含重金属，重金属污染来源为人类活动。基于数学和统计学的文献计量方法，能够定量化阐明具体时间范围内某一研究领域的发展趋势，在分析研究内容、方法、热点与趋势等方面具有一定的优势[10]。鉴于此，笔者运用Citespace可视化分析软件，以“土壤重金属污染评价”为主题词检索，通过处理大量有关文献，获得研究分析主题的知识图谱，可视化地展示土壤重金属污染评价研究领域知识，旨在使相关研究人员直观地了解和把握该领域的研究态势及未来发展趋势，更好地完成未来有关的研究工作。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

该研究分析所用文献数据来源于WOS核心数据库和CNKI数据库，均以主题词为检索项。在CNKI数据库中，检索条件以“土壤重金属”AND“污染评估”OR“污染评价”进行高级检索，发表时间设置为2002-01-01至2020-12-3 语言类型设置成中文，检索获得3 293篇文献，删去检索结果中无作者文献、书评、学术成果介绍、会议介绍及与主题不相关文献，最后在CNKI数据库筛选出相关文献3 067篇;外文文献数据选取自美国科学信息研究所WOS数据库中核心合集，主题词选择“soil” AND “ Trace element*” OR“ heavy metal*”AND“pollution assessment”OR“pollution evaluation”OR“contamination evaluation”OR“contamination assessment”，时间跨度为2002—2020年，去重后获得4 964篇文献。数据下载日期是2021年5月17日。

1.2 研究方法

目前绘制知识图谱的软件有很多，如CiteSpace、UCINET和VOSviewer等，各个软件都有自身独特的优势，其中Citespace是美国德雷塞尔大学（Drexel University）信息科学与技术学院陈超美教授联合大连理工大学开发的一款基于Java程序的文献计量分析软件，能够清晰地呈现学科主题间的关系，在分析学科研究前沿及动态发展规律上具有优势，且可以高效地处理大量数据[11]。随着Citespace算法和功能的不断优化，目前已经被应用于医学、计算机科学和医学等60多个领域[12]。因此，该研究借助Citespace（5.7 R5版本）软件，利用其强大的数据挖掘、科学计量和图形绘制功能完成作者合作网络分析、研究机构分析及关键词共现分析，分析国内外土壤重金属污染评估研究现状、热点领域及未来发展态势。具体操作步骤如下：启用5.7 R2版本的WOS和CNKI数据分析板块，时间切割分区设置为1 a，设置时间跨度为2002—2020年，选择每年出现频次最高的前30个数据，其他为系统默认，分别选择“作者”“机构”“关键词”为网络节点类型，依次进行作者合作网络分析、机构分析和关键词共现分析，并生成可视化知识图谱。

2 结果与分析

2.1 发文量的时间分析

对2002—2020年土壤重金属污染评价研究的中外文献发文量的年变化进行分析（图1），2014年以后，土壤重金属污染评价研究的外文文献年发文量增加态势明显，从2013年的254篇增加到2020年的955篇;中文文献年发文量总体呈现缓慢增长的趋势，个别年份文献数量有所下降，但仍高于200篇。整体数据表明，土壤重金属污染评价研究越来越得到国际学术界重视，科研成果数量递增。

2.2 发文机构分析

利用Citespace对研究对象的中外文文献发文机构进行分析（表1），在WOS核心合集数据库中，发文数量排名前10名的机构中国研究机构占8个，表明我国学者在国外发表文献量庞大，在国际研究领域中占据重要地位。其中，中国科学院中心度最高，是北京师范大学的11.25倍，表明其在土壤重金属污染研究领域比较活跃，与国内外相关科研机构之间共被引关系较多，与国内外科研机构的学术交流合作比较密切，研究成果的国际影响力较强。中国科学院也是国内发文量最高的机构，但是国内各科研机构合作网络分析结果较为离散，即中国科研机构之间在土壤重金属污染评价研究领域交流合作较少，今后应当加强优势互补，在国内形成浓厚学术合作氛围。