基于文獻計量和可視化分析看松針利用研究的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

胡妍君 秦怡航 劉曉庚 楊奕明 周志偉 韋清

[摘要]：全面掌握我國松針利用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，為更好地研究利用可再生松針資源奠定基礎。本文從文獻計量學出發(fā)，對CNKI的基礎科學等7個子庫，采用主題“松針”或含“利用”的模糊方式，檢索1979年1月1日至2019年6月30日的文獻（含專利），用Excel和SATI對載文量、基金項目、作者、機構、關鍵詞等進行統(tǒng)計與可視化圖譜分析。檢索得載文3 477篇（中文2 592篇，占比74.55%），專利文獻3 222件（發(fā)明專利3 125件，占比96.99%，實用新型專利62件，占比1.92%）。我國松針利用研究目前處于快速發(fā)展階段，已在抗氧化、生發(fā)等方面取得了突破，也創(chuàng)新性地為胃癌和乳腺癌這些世界性難題提供了全新的治療思路與方案。但與美國等發(fā)達國家相比，在環(huán)境治理應用等方面有明顯的差距。同時，近期關于松針褐斑病和黃酮成分研究的載文量較大，雖然我國松針的開發(fā)利用在提取物方面研究較為深入，但是存在研究方向缺少創(chuàng)新的局限。松針藥物生產標準制定研究前景廣闊，醫(yī)療、保健開發(fā)和環(huán)境優(yōu)化方面的發(fā)展空間巨大。

[關鍵詞]松針;利用;文獻計量;可視化分析;現(xiàn)狀與前景

中圖分類號：R282.71 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202002

松針，即松樹的針狀葉子，是松樹主要副產物。我國松樹主要品種有馬尾松、濕地松、五針松和黃山松等110余種[1]，產區(qū)分布在西北、華中和華北地區(qū)，種植面積約20萬hm2，年產松針量約為500萬t[2]。松針具有極高的利用價值，既能治療高血壓[3]、中風[4]和風熱牙痛[5]等疾病，又能促進血液循環(huán)[6]、擴張動脈血管[7]和提高免疫力[8]，還能制成天然保健飲品松針茶[9-10]、松針酒[11]和鎮(zhèn)靜安神枕[12]等眾多產品。由于松針是一種可再生資源，生存條件簡單[13-14]，對生態(tài)保護有所幫助[15]，近年來對松針的研究也越來越多。為了解國內對松針利用研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，本文從文獻計量的角度，結合文獻題錄信息統(tǒng)計分析工具（SATI）[16]的聚類分析，對CNKI1979年1月1日—2019年6月30日收錄的松針利用研究的文獻，從作者、關鍵詞、機構的可視化聚類圖譜切入，研究在松針利用領域有代表性的人物、研究機構、研究熱點及發(fā)展趨勢。

1 數(shù)據統(tǒng)計及知識圖譜分析方法

文獻源于CNKI，高級檢索下以“松針”為主題對基礎科學、工程科技、農業(yè)科技和醫(yī)藥衛(wèi)生科技數(shù)據庫進行模糊查找，時間為1979年1月1日—2019年6月30日，共查得3 283條，其中中文文獻2 495條（占比76%）。為尋得學科熱點，以導出的文獻為樣本，用Excel統(tǒng)計并作圖，以SATI為工具從作者、關鍵詞和機構角度做知識圖譜等可視化分析。

2 統(tǒng)計與分析

2.1 年份分析

所得文獻統(tǒng)計結果見圖1。松針載文量總體處于穩(wěn)步上升狀態(tài)，松針行業(yè)正在不斷壯大。外文量浮動程度大，2005年陡然下降，這與CNKI對外文的收錄總量少和不穩(wěn)定有關。但改革開放以來，我國各行業(yè)開放度與包容度提高，重視學習發(fā)達國家的工業(yè)生產方式和科研成果，所以外文閱讀量和下載量反而高于中文文獻。中文載文量在上升的總趨勢下出現(xiàn)了幾個低谷，一方面是由于和松針一樣具有天然保健功效的植物眾多，例如常用于護膚品生產的石榴和山茶花等，給松針產業(yè)帶來了競爭壓力;另一方面，近年來我國為生態(tài)保護出臺了一系列政策，如退耕還林[17]、建立三江國家級自然保護區(qū)[18]和“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃[19]等，后續(xù)應深入對松針資源的可持續(xù)利用進行研究。

從圖1的文獻及研究的特點，可將我國松針研究分為五個階段：（1）1979—1984年，載文112篇，占比3.41%，其中中文88篇，外文24篇，無專利。此時處于松針開發(fā)與利用的初始階段，其特點是總量少、層次單一。改革開放初期，工農業(yè)生產力水平開始恢復，研究集中于生產動物飼料和尋找病蟲害成因，少量涉及松針粉加工設備的設計原理。（2）1985—1992年，載文355篇，占比10.81%，其中中文312篇、外文43篇，專利11件，占比0.34%。該階段特點是出現(xiàn)了專利，這受益于1985年《專利法》的實施。研究則側重于蟲害防治，如：松茸毒蛾、馬尾松毛蟲和松突圓蚧等，并開始將松針提取物應用于醫(yī)學。（3）1993—1999年，載文509篇，占比15.51%，其中中文392篇、外文117篇，專利34件，占比1.05%。該階段特點是發(fā)展十分平穩(wěn)，開始用科學的方法分析松針的化學成分，并應用于養(yǎng)生產品開發(fā)。（4）2000—2009年，載文1 029篇，占比31.34%，其中中文739篇、外文290篇，專利224件，占比6.92%。該階段特點是開始出現(xiàn)養(yǎng)生產品的研究，主要探究松針的營養(yǎng)元素、藥用價值、保健功效和生物防治，這與21世紀以來人民生活水平提高有密切聯(lián)系。（5）2010—2019年，載文1 278篇，占比38.92%，其中中文964篇、外文314篇，專利2 968件，占比91.69%。隨著我國現(xiàn)代化建設初有成效，與國際社會聯(lián)系日益緊密，人們專利意識顯著提高，該階段專利占比激增。同時人民思想開放，更加重視身體健康，促進了松針抗氧化養(yǎng)生產品[20-22]和脫毒作物[23]的開發(fā)。

2.2 載文機構分析

2.2.1 數(shù)據分析

載文量排名前10的機構見表1。

表中機構數(shù)只占所有機構數(shù)的25%，而發(fā)表的文獻量卻占47.98%。由表1可見：東北林業(yè)大學、南京林業(yè)大學和中國林業(yè)科學院林產化學工業(yè)研究所發(fā)表論文量遠遠高于其他機構。表中機構以農林業(yè)高校為主（占比50%），其他綜合類院校中貴州大學和吉林大學的林學也是發(fā)展較好的專業(yè)，這類機構通常林業(yè)發(fā)展歷史久且經驗足，支持的基金數(shù)多[24]，并位處松樹覆蓋較多的區(qū)域，因此在松針的發(fā)展研究中長期占據優(yōu)勢。

2.2.2 知識圖譜分析

在SATI中選擇文獻去重、詞干提取、應用停用詞、應用分詞、智能清洗，設置高頻字段顯示個數(shù)為50，矩陣大小為50，去重后文獻總數(shù)為251篇，再選擇知識圖譜-機構，強度設置為-350，距離設置為170，可得到知識圖譜。

CNKI中檢出的“松針利用”文獻的機構關系群最多為3家，絕大多數(shù)機構獨立存在。浙江師范大學化學與生命科學學院和廣州醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院食品質量與安全系處在圖譜的中心區(qū)域且圓圈較大，兩者的研究更核心[25]，但缺少與其他機構的交流，難以將研究優(yōu)勢在全國范圍內擴大。這個問題的出現(xiàn)是因為不同種類的松樹對于熱量的要求有很大差異，如樟子松和五針松極耐寒，對熱量要求低，在新疆等西北地區(qū)較為常見;黃山松和華山松對熱量要求中等，分布范圍最廣，多生長于中國西部高原與東部平原或低山丘陵之間的過渡地帶;而馬尾松和云南松等松樹的分布更靠南方，它們要求高熱量。因此，處于不同地理位置的機構所研究的松針種類也會有很大差異，難以進行合作交流，從而造成機構間的低關聯(lián)度。

將獨立存在的機構去除后發(fā)現(xiàn)，載文量排名前列的中國林業(yè)科學院林產化學工業(yè)研究所處在最大關系群中，與其他機構之間連線較粗，代表關系較緊密，學術交流更多。高校間加強交流需要包括政府部門在內的各個機構協(xié)同配合，但改革開放以后，越來越多的高校要求擁有辦學自主權，拒絕政府過度干預，導致科研成果被限制在幾個小范圍內。隨著近年來大學戰(zhàn)略聯(lián)盟機制[26]的高效運行，機構間的合作大大加強。

2.3 關鍵詞分析

2.3.1 數(shù)據分析

將同類關鍵詞合并，得到高頻關鍵詞統(tǒng)計結果見表2。

由表2可知，雖然我國松樹種類超過110種，但由于南方的馬尾松、西北的雪松和西南的云南松分布廣、面積大且方便取材，濕地松對環(huán)境適應性極強利于研究，油松是中國特有樹種，所以研究還是集中在上述五種松樹之間;松針提取物的醫(yī)學價值[27-28]、保健功能[29]和病蟲害保護[30]研究已趨于產業(yè)化，但在環(huán)境監(jiān)測和微生物作用等方面還存在一定的缺失。

2.3.2 知識圖譜分析

在初始設置不變的情況下選擇知識圖譜-關鍵詞，強度設置為-880，距離設置為450，去除噪點，得到其知識圖譜見圖2。

由圖2可見：“松針”和“松針粉”是兩個主要支點，處于核心地帶，從這兩個籠統(tǒng)的概念一層層深入下去，漸漸細化成具體研究點。目前的科技水平很容易提取的“胡蘿卜素”“類胡蘿卜素”“葉紅素”和“葉綠素”，已經發(fā)展成熟的“飼養(yǎng)”“飼喂”“飼料添加劑”和“特種飼料”，它們之間的線條較粗，各自形成了小體系，是研究重合度較高的方向。由2.1已知，近年來關于抗氧化、保健功效和作物脫毒培養(yǎng)的研究增多，因此與之相關的“松針精油”“黃酮”和“生物活性物質”等關鍵詞處于中間位置，在未來會長期占據行業(yè)前沿，但同時也會造成資源聚集，不利于多元化發(fā)展。松針本身對環(huán)境保護和土壤修復[31]有巨大作用，但近年來的研究大多看重其經濟效益，忽視其深層價值，成為行業(yè)一大痛點。

2.4 基金分析

1979—2019年，我國支持松針研究的基金共有39個，其中國家級項目7個、省級項目27個，覆蓋江蘇、浙江、廣東等16個省份。為找出支持力度較大的基金，給研究人員提供參考，本文選取了載文量前10的基金進行分析見表3。

由表3可知，排名前10的基金載文量占全部的73.1%。國家自然科學基金下的文獻數(shù)量遠遠多于其他基金項目，占比達到37.74%，其他基金之間差距不大。松針國家級項目占比17.94%，支持力度大，但我國典型樹材杉木占比達30.77%，可見雖然兩者都具備覆蓋范圍廣、資源來源多的特點，但由于杉木抗重病效果更好，在建筑、橋梁和家具等領域能帶來更大的經濟效益，因此國家對杉木更為重視，松針產業(yè)在這些方面的價值有待發(fā)現(xiàn)。就地方而言，松樹資源豐富的省份，如河南（3個）和黑龍江（3個）等省基金數(shù)量相對較多。在基金列表中未發(fā)現(xiàn)民間機構，松針研究應用于實踐的水平還不夠。

2.5 研究層次分析

目前，松針的研究成果可以在至少16個領域發(fā)揮作用，其中基礎與應用基礎（自科）、工程技術（自科）、專業(yè)實用技術（自科）、行業(yè)技術指導（自科）是最主要的四個領域，載文量共占96.02%（見表4）。

由表4可見：前兩者在研究層次中占比極高（76%），我國松針利用還處在前期基礎開發(fā)階段，研究集中于松針提取物性質鑒定，從而促進牲畜發(fā)育[32]、植物生長[33]以及養(yǎng)生和醫(yī)療產品開發(fā)。中國是人口大國，對于畜肉和保健品的需求量極大，這類產品還將長期成為松針開發(fā)的主流。專業(yè)實用技術載文相對偏少，原因在于目前的松針粉、松針土和精油提取等工藝已能滿足生產需求，精加工技術開發(fā)意義不大。至于行業(yè)技術指導層面，無論是蟲害防治還是飼料添加方法都已經形成規(guī)律，短期內難以改變。

2.6 學科分類分析

松針應用領域眾多，研究松針的學科十分豐富，見圖3。

由圖3可見：松科植物屬性決定了林學研究是基礎，另外，松針還具有很多實用價值，譬如被制成天然的保健食品;醫(yī)學上能治療多種常見疾病，如：高血壓、糖尿病、肺結核、鼻炎、便秘、痛風和老年性癡呆癥等;野外探險時可以用于蚊蟲叮咬后的應急處理，燒水時加入少許松針也可有效殺死細菌[34]和寄生蟲;缺少食物時，松針還能提供維生素等維持生命活動的基本物質，在非常時期救人性命。因此，松針也廣泛存在于醫(yī)學、食品、生物等學科的研究中。

2.7 文獻來源分析

刊載松針文獻的期刊共有15種，本文選取了排名前10的期刊進行分析，見表5。

由表5可知，松針褐斑病是松針生長面臨的一大問題，也貫穿了整個松針研究歷史，因此關于病蟲害防治的《中國森林病蟲》高居榜首，這也與前文關鍵詞分析中“松針褐斑病”高居第八名相符。目前，蟲害每年會給松針產業(yè)帶來巨大損失，因此有效地解決這一問題成了重中之重。松針粉和松針土能增加牲畜飼料和植物培養(yǎng)土中的營養(yǎng)成分，這幫助相關期刊位列前十。

2.8 作者分析

利用SATI，在初始設置不變的情況下選擇自動聚類-作者，得到所選高頻字段基于共現(xiàn)矩陣的聚類，在整個大框架下這些作者被分成了兩大類：（1）應用開發(fā)型：包括抗氧化和抗瘤功能開發(fā)、飼料改良、生物活性和環(huán)境保護功能研究等，偏向松針產品的實際應用，成果與日常生活息息相關。（2）理論探究型：包括比較研究和應用可行性研究等，在產品開發(fā)的基礎上深入挖掘松針產品與其他產品相比的優(yōu)缺點。

3 結 論

我國松針研究水平總體不斷上升，原材料來源廣泛，研究機構分布范圍廣，支持基金多，論文發(fā)表量和專利申請量穩(wěn)步上升。但研究重點集中在精油提取、飼料生產、病蟲害研究和單純的成分分析方面，內容重合度高，研究方向擴展緩慢，對新型工藝技術的探究太少。

因此，對未來松針產業(yè)發(fā)展提出以下幾點建議：（1）充分利用我國松樹分布范圍廣、種類多和易獲取的優(yōu)點，以及人民生活觀念改變的契機，大力開發(fā)創(chuàng)新型食品和藥品，把握廣闊的市場。（2）響應“863”計劃和“十三五”規(guī)劃等政策，加強各機構間的合作交流與良性競爭。（3）明確產業(yè)目標，集中政府、高校和企業(yè)的科研力量共同推動市場化發(fā)展。

綜上所述，松針產業(yè)前景廣闊，一旦走出研究方向閉塞的困境，在實用性上有所突破，松針將會帶來更高的經濟效益。

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Current Situation and Prospect of Pine Needle Utilization Research Based on Bibliometrics and Visual Analysis

Hu Yanjun，Qin Yihang，Liu Xiaogeng，Yang Yiming，Zhou Zhiwei，Wei Qing

（College of Food Science and Engineering/Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety/Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing，Jiangsu210023 ）

Abstract：It has fully grasped the current situation and development trend of pine needles utilization in China， and laid a foundation for better research and utilization of renewable pine needles resources.Based on bibliometrics， seven sub-databases of CNKI， such as basic science， were searched for documents （including patents） from 1979.1.1 to 2019.6.30 by using the subject "pine needle" or the fuzzy method containing“utilization”.Statistical analysis and visual Atlas of the amount of papers， fund items， authors， institutions and keywords were carried out by Excel and SATI. Analysis.3 477 articles （2 592 in Chinese） and 3 222 patent documents （3 125 invention patents and 62 utility model patents） were retrieved. At present， the research on the utilization of pine needles in China is in a rapid development stage， and has made breakthroughs in antioxidant， hair generation and other aspects. It also innovatively provides a new treatment idea and scheme for gastric cancer， a worldwide problem. However， compared with the United States and other developed countries， there is still a certain gap in the application of pine needles in environmental management.The development and utilization of pine needles in China has been studied deeply in the aspect of extract， but there are some limitations in the research direction. There is a broad prospect in the research of drug production standard formulation， and a huge development space in the fields of medical treatment， health care development and environmental optimization.

Key Words：pine needles，utilization，bibliometrics，visual analysis，present situation and prospect

收稿日期：2019-12-24

基金項目：江蘇高校品牌專業(yè)建設工程項目（PPZY2015B152）;江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程項目（2014-2016）;江蘇省大學生創(chuàng)新實踐研究項目（201910327061Y）。

作者簡介：胡妍君，女，本科，研究方向為食品質量與安全。

通信作者：劉曉庚，男，碩士，教授，研究方向為應用化學與食品科學。