陳 香,李衛(wèi)民,劉 勤
(中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所,南京 210008)
2013年Jansson和Prosser[1]提出“生物暗物質(zhì)”的理念,將土壤微生物比作物理學(xué)中的暗物質(zhì)。土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的活躍組成成分[2],是養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化的驅(qū)動(dòng)力[3],是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的潛在指標(biāo)[4]。土壤微生物研究與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、全球變化、土壤環(huán)境保護(hù)與修復(fù)等當(dāng)前國(guó)際上關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題密切聯(lián)系。隨著研究方法與技術(shù)的不斷創(chuàng)新,土壤微生物學(xué)研究在微生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)和功能上取得顯著進(jìn)展,土壤微生物多樣性及其活性會(huì)直接或間接影響植物群落多樣性和生產(chǎn)力[5-6]。與土壤肥力改良、溫室氣體排放、有機(jī)污染降解、重金屬污染修復(fù)、土傳病害防治、土壤生物固氮等相關(guān)的土壤功能微生物的研究地位突出。土壤微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中重要的分解者,其與環(huán)境的相互作用也受到了廣泛關(guān)注。因此,土壤微生物學(xué)領(lǐng)域研究成果豐碩,對(duì)基于土壤微生物學(xué)研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量分析具有一定價(jià)值。
文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)可以系統(tǒng)地分析某一研究領(lǐng)域的整體發(fā)展情況,把握該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與趨勢(shì),為科研工作提供參考依據(jù)[7]。已有大量學(xué)者運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)手段來(lái)分析相關(guān)研究領(lǐng)域的作者、機(jī)構(gòu)、學(xué)科間的合作關(guān)系,了解研究領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)構(gòu)、熱點(diǎn)趨勢(shì)等。如使用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析評(píng)估了1995—2015年地下水修復(fù)文獻(xiàn),了解目前的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)研究方向[8]。分析土壤污染修復(fù)的文章,確定主要污染物和最具前景的土壤修復(fù)技術(shù)[9]。由于土壤微生物研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)量龐大,傳統(tǒng)的文獻(xiàn)分析方法對(duì)于準(zhǔn)確處理相關(guān)文獻(xiàn)信息,追蹤研究領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)難度較大,基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的可視化軟件能夠?qū)σ臄?shù)據(jù)進(jìn)行提取處理分析,形成可視化的網(wǎng)絡(luò)圖譜,縮短工作量且便于解讀分析。可視化軟件既可用于呈現(xiàn)不同作者、國(guó)家、機(jī)構(gòu)間的合作關(guān)系,又可展現(xiàn)研究主題和領(lǐng)域的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,還可進(jìn)行文獻(xiàn)共被引和耦合分析,揭示研究熱點(diǎn)、研究趨勢(shì)和研究前沿。因此,數(shù)據(jù)可視化軟件VOSviewer和CiteSpace作為文獻(xiàn)計(jì)量分析的重要工具被不同國(guó)家不同領(lǐng)域的人員廣泛使用,如分析國(guó)內(nèi)外土壤科學(xué)發(fā)展不同時(shí)間段的研究熱點(diǎn)和研究前沿[10]。通過(guò)VOSviewer識(shí)別食品化學(xué)40年來(lái)的研究熱點(diǎn)和最具影響力的研究主題[11]。
國(guó)內(nèi)有涉及土壤微生物的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)研究,如利用CiteSpace工具構(gòu)建土壤養(yǎng)分循環(huán)微生物機(jī)制不同時(shí)間段的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)[12],研究?jī)?nèi)容主要是微生物的土壤養(yǎng)分循環(huán)方面。Zheng等[13]借助CiteSpace共被引分析了氨氧化細(xì)菌、氨氧化古菌和厭氧氨氧化研究主題,國(guó)外的相關(guān)文章較少。本文基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法,從發(fā)文量、總被引頻次、篇均被引頻次評(píng)價(jià)指標(biāo)分析土壤微生物研究領(lǐng)域的國(guó)家/地區(qū)、研究機(jī)構(gòu)、期刊來(lái)源、高被引文章,構(gòu)建了國(guó)家、研究機(jī)構(gòu)間的合作關(guān)系。重點(diǎn)分析了國(guó)內(nèi)外不同時(shí)間段的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)譜圖,揭示了不同時(shí)期土壤微生物領(lǐng)域的高頻關(guān)鍵詞或者中心度較高的關(guān)鍵詞的變化情況,旨在為科研工作者提供數(shù)據(jù)參考。
美國(guó)Thomson Scientific(湯姆森科技信息集團(tuán))基于Web開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品Web of Science是一個(gè)綜合性、多學(xué)科、核心期刊引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)[14]。本文利用Web of Science中科學(xué)引文索引擴(kuò)展版數(shù)據(jù)庫(kù)(SCI-EXPANDED),在高級(jí)檢索的檢索框內(nèi)輸入TS(主 題)=((soil*)AND("microorganism*"OR"microb*"OR"bacteri*"OR"fung*"OR"actinomyce*"OR"algae"OR"archaebacteria"OR"mycorrhiza*"OR"earthworm"OR"nematode*"OR"protoz*")),文獻(xiàn)類(lèi)型為( ARTICLE OR REVIEW OR PROCEEDINGS PAPER ),時(shí)間跨度為1990年1月1日至2018年12月31日,檢索時(shí)間是2019年6月5日。由于檢索結(jié)果數(shù)量較多,限定土壤生物學(xué)領(lǐng)域的期刊,使得土壤微生物領(lǐng)域篩選結(jié)果更加精確,共得到國(guó)外文獻(xiàn)25 306篇,中國(guó)文獻(xiàn)3 452篇。
利用Web of Science的自帶功能分析檢索結(jié)果,按照國(guó)內(nèi)和國(guó)外篩選檢索結(jié)果,分別以5年為一個(gè)時(shí)間段保存為純文本格式。將獲取的文獻(xiàn)信息導(dǎo)入VOSviewer軟件進(jìn)行可視化分析,主要涉及土壤微生物國(guó)內(nèi)外發(fā)文量的變化趨勢(shì)、主要的研究機(jī)構(gòu)、重要期刊來(lái)源以及高被引文章分析。然后運(yùn)用CiteSpace的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析在不同發(fā)展階段下的國(guó)內(nèi)外土壤微生物的研究熱點(diǎn)和變化趨勢(shì)。
由圖1可知,美國(guó)總發(fā)文量6 999篇,占世界總發(fā)文量24.34%,呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)的趨勢(shì);其論文的總被引頻次共362 514次,年度被引總頻次高于其他各國(guó),論文的被引頻次處于高水平。中國(guó)的發(fā)文量合計(jì)3 452篇,位于第二位;年度發(fā)文數(shù)量呈大幅增長(zhǎng),2015年后發(fā)文數(shù)量超過(guò)美國(guó),位于第一;其年度被引總頻次也是不斷上升,但相對(duì)較低,論文影響力有待提高。圖2為各個(gè)主要國(guó)家間的合作關(guān)系,節(jié)點(diǎn)大小代表發(fā)文數(shù)量,網(wǎng)絡(luò)中的連線表示國(guó)家間的合作關(guān)系,線寬代表合作強(qiáng)度。美國(guó)、德國(guó)同其他國(guó)家合作網(wǎng)絡(luò)較為密集。中國(guó)和美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等存在合作關(guān)系。國(guó)家間合作是提高科研能力、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性研究的重要手段。
表1列舉了發(fā)文量前10的研究機(jī)構(gòu),中國(guó)科學(xué)院的發(fā)文量和被引總頻次均處于首位,發(fā)文量為位于第二位的法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的2.48倍,圖3揭示其年度發(fā)文數(shù)量快速增加,年度被引總頻次也呈指數(shù)增長(zhǎng)形勢(shì),但篇均被引頻次較低。其他研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量無(wú)明顯變化,處于平穩(wěn)增減狀態(tài)。重要研究機(jī)構(gòu)間的合作關(guān)系如圖4,中國(guó)科學(xué)院與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、浙江大學(xué)、清華大學(xué)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究組織、哥廷根大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)存在合作,中國(guó)科學(xué)院處于合作網(wǎng)絡(luò)圖譜的中心位置,同國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)的合作關(guān)系較為密切。
表2統(tǒng)計(jì)了國(guó)際土壤微生物相關(guān)研究主要的發(fā)文期刊。發(fā)文量最高的是期刊Soil Biology &Biochemistry,占總發(fā)文量的19.5%。期刊Applied and Environmental Microbiology發(fā)文量低于Soil Biology& Biochemistry的50%,但是被引用總頻次緊逼Soil Biology & Biochemistry,篇均被引用頻次位于首位。期刊New Phytologist、Global Change Biology、ISME Journal雖然發(fā)文數(shù)量較低,但是論文被引用頻次高,文章影響力較大。期刊Soil Science Society of America Journal期刊影響因子較低,發(fā)文量不高,但論文的被引總頻次高,篇均被引頻次位于前列。在關(guān)注影響因子較高期刊的同時(shí),科研人員對(duì)綜合影響力高的期刊上的論文也應(yīng)加以關(guān)注,全面地了解土壤微生物領(lǐng)域的發(fā)文動(dòng)態(tài)。
圖1 主要發(fā)文國(guó)家的發(fā)文量和被引頻次的變化情況Fig. 1 Publication and citation frequency of scientific papers relative to country
圖2 土壤微生物研究領(lǐng)域主要國(guó)家間的合作關(guān)系Fig. 2 Cooperations between major countries in the field of soil microbiology
表1 土壤微生物文獻(xiàn)發(fā)表量前10名的研究機(jī)構(gòu)Table 1 The top 20 research institutions in literature contribution in the field of soil microorganisms
圖3 主要研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文量和被引頻次的年度變化情況Fig. 3 Annual changes in publication and citation frequency relative to research institution
圖4 土壤微生物研究領(lǐng)域重要研究機(jī)構(gòu)間的合作關(guān)系Fig. 4 Cooperations between important research institutions in the field of soil microbiology
表2 土壤微生物文獻(xiàn)發(fā)文總量前20名的期刊Table 2 Top 20 journals in literature contribution in the field of soil microorganisms
通過(guò)對(duì)高被引文章的追蹤分析,了解該文章對(duì)后面研究的影響程度,進(jìn)而掌握關(guān)于土壤微生物研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)。從表3中的第一作者國(guó)家分析來(lái)看,美國(guó)7篇,占半數(shù)以上,證明其在土壤微生物研究領(lǐng)域的較高國(guó)際影響力。2000年后發(fā)表的高被引論文有5篇,其中被引總頻次第一的就是Schloss和Handelsman[15]在2005年發(fā)表的關(guān)于用軟件DOTUR對(duì)測(cè)得的基因序列劃分獨(dú)立操作單元(OTU),估算生物豐富度和多樣性指數(shù)。期刊Applied and Environmental Microbiology上的高被引文章有6篇,高質(zhì)量論文較多。其中有6篇高被引文章是關(guān)于分子生物學(xué)技術(shù),如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T-RFLP)分析技術(shù)、磷脂脂肪酸(PLFA)、焦磷酸測(cè)序應(yīng)用到土壤微生物學(xué)研究中,推動(dòng)了土壤微生物學(xué)的發(fā)展。由圖5可知,Kozich等[16]的論文于2013發(fā)表后,其年度被引總頻次呈快速增長(zhǎng),論文影響力大,可見(jiàn)新一代測(cè)序技術(shù)對(duì)土壤微生物學(xué)的發(fā)展有重要影響。
表3 土壤微生物研究領(lǐng)域被引總次數(shù)前10名的文章Table 3 Top 10 highly cited articles in the field of soil microorganism
續(xù)表
將1990—2018年國(guó)外發(fā)表的土壤微生物的論文分為3個(gè)時(shí)間段:1990—2000年、2001—2010年、2011—2018年。利用CiteSpace構(gòu)建不同時(shí)期關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜,分析圖譜結(jié)果。圖6中節(jié)點(diǎn)的年輪結(jié)構(gòu)表示的是該文獻(xiàn)被引用的歷史,節(jié)點(diǎn)的半徑越大說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)的總被引頻次越高,有紫色外圈的節(jié)點(diǎn)是具有高中介中心性的節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)的中心度不小于0.1。1990—2000年中“細(xì)菌Bacteria”和“微生物生物量Microbial biomass”的出現(xiàn)頻次較高,“微生物生物量”的中心度為0.3,是關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)中的重要連接點(diǎn)?!暗狽 i t r o g e n”、“氮礦化N mineralization”、“硝化過(guò)程N(yùn)itrification”、“反硝化過(guò)程Denitrification”“分解Decomposition”、“有機(jī)質(zhì)Organic matter”、“碳Carbon”形成聚類(lèi),反映土壤微生物研究主要是土壤碳氮養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和有機(jī)質(zhì)降解過(guò)程[17-18]。“生長(zhǎng)Growth”、“植物Plant”、“小麥Wheat”、“生物防治Biocontrol”、“根際Rhizosphere”相關(guān)聯(lián),表明關(guān)注土壤微生物對(duì)植物的防病促生作用的研究[19-20]。1990—2000年對(duì)于特定土壤微生物純菌株的研究是本階段的特色,如與固氮過(guò)程相關(guān)的根瘤菌,以及參與植物根部氮磷吸收的叢枝菌根真菌、囊泡叢枝菌根等[21-23]。隨著PCR等分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用到土壤微生物研究中,對(duì)于根際微生物過(guò)程的研究不斷細(xì)化深入,其包含的重要關(guān)鍵詞數(shù)量增多。2001—2010年關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)更加密集,高中介中心度、高頻詞的節(jié)點(diǎn)明顯增多,不同研究熱點(diǎn)間形成較多交叉。“微生物生物量”出現(xiàn)頻次不斷增加,同時(shí)“微生物群落Microbial community”和“多樣性Diversity”增長(zhǎng)為主要的高頻關(guān)鍵詞,關(guān)鍵詞“微生物群落”、 “PCR”、“基因Gene”、“DGGE”、“DNA”、“PLFA”聚集出現(xiàn),說(shuō)明分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用到土壤微生物群落與多樣性研究方面。 圖6 a)中“細(xì)菌”、“根際”、“碳”、“氮”、“有機(jī)質(zhì)”、“分解”依然是重要節(jié)點(diǎn),它們的出現(xiàn)頻次均大幅上升?!疤肌?、“氮”、“氮礦化”出現(xiàn)顯著紫色外圈且與其他關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的交叉越來(lái)越豐富,本階段研究土壤微生物間的養(yǎng)分循環(huán)調(diào)控機(jī)制,對(duì)于提高土壤肥力和養(yǎng)分有效性有重要作用[24-25]?!案H”、“植物”、“生長(zhǎng)”、“菌根真菌AM”、“磷Phosphorus”等相互聯(lián)系,揭示了土壤微生物在磷循環(huán)和植物有效性中扮演重要角色[26],并且以根際為核心的土壤微生物研究進(jìn)一步加強(qiáng)[27]。圖6 b)中“污染土壤Polluted soil”、“重金屬Heavy metal”、“生物修復(fù)Bioremediation”組成一個(gè)研究熱點(diǎn),微生物降解對(duì)于污染土壤的修復(fù)備受關(guān)注[28-29]。2011—2018年,國(guó)外土壤微生物研究領(lǐng)域的發(fā)文量穩(wěn)步增加,形成的關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)成熟度高,各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)聯(lián)系緊密?!岸鄻有浴背蔀槌霈F(xiàn)頻次最高的節(jié)點(diǎn),“碳”、“有機(jī)質(zhì)”、“微生物生物量”中心度突出,深入探究土壤微生物在養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化中的作用機(jī)理[30-31]。圖6 c)中“微生物群落”、 “生態(tài)系統(tǒng)Ecosystem”、“生物多樣性Biodiversity”相聯(lián)系,表明科研人員更加關(guān)注陸地生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物群落組成,土壤微生物多樣性對(duì)于生態(tài)環(huán)境變化的響應(yīng)[32]。在微生物與生物地球化學(xué)過(guò)程中,微生物群落或者個(gè)體對(duì)于氣候變化的響應(yīng)機(jī)制研究也是重要研究?jī)?nèi)容[33]。“多樣性”、“微生物群落”、“根際”、“植物”相互連接,對(duì)于根際的研究更加關(guān)注微生物對(duì)植物生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的作用機(jī)理方向[34]。
圖5 高被引論文的年度被引總頻次變化情況Fig. 5 Change in annual total citation frequency of the highly- cited papers
圖6 國(guó)外學(xué)者發(fā)表的土壤微生物研究領(lǐng)域文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig. 6 Keyword co-occurring network atlas of the literature contributed by foreign researchers in the field of soil microorganism
為得到國(guó)內(nèi)土壤微生物領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的演變過(guò)程,將1990—2018年發(fā)表的論文劃分為3個(gè)時(shí)間段:1990—2000年、2001—2010年、2011—2018年。針對(duì)不同時(shí)間段進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖譜。1990—2000年國(guó)內(nèi)發(fā)表論文數(shù)量少,研究?jī)?nèi)容分散,關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率低,交互聯(lián)系少,難以形成關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。圖7 a)中“微生物生物量”、“多樣性”、“細(xì)菌”、“根際”、“動(dòng)態(tài)”、“碳”、“氮”、“有機(jī)質(zhì)”是出現(xiàn)頻率較高節(jié)點(diǎn)。2001—2010年國(guó)內(nèi)土壤微生物研究處于緩慢發(fā)展階段,單個(gè)節(jié)點(diǎn)較多,但也出現(xiàn)一些相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)。“氮”、“碳”、“氮礦化”、“硝化過(guò)程”、“有機(jī)質(zhì)”、“分解”、“動(dòng)態(tài)”關(guān)鍵詞聚集,說(shuō)明國(guó)內(nèi)學(xué)者主要關(guān)注土壤微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化,碳氮養(yǎng)分循環(huán)的作用[35-36]。隨著實(shí)時(shí)PCR、變性梯度凝膠電泳DGGE、磷脂脂肪酸PLFA等分子生物學(xué)技術(shù)方面關(guān)鍵詞的增加,增強(qiáng)了對(duì)微生物生物量、微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的研究[37-38]。圖7 a)中出現(xiàn)了“細(xì)菌群落Bacterial community”、“森林土壤Forest soil”、“AMF”等紅色的突發(fā)性節(jié)點(diǎn),說(shuō)明相關(guān)研究主題的活躍性。2011—2018年國(guó)內(nèi)土壤微生物發(fā)文量增長(zhǎng)迅速,不同研究熱點(diǎn)間的聚集和聯(lián)系更加豐富。“多樣性”和“微生物群落”的出現(xiàn)頻次突出,同時(shí)“多樣性”與其他節(jié)點(diǎn)連線較多。土壤微生物多樣性與碳氮轉(zhuǎn)化、有機(jī)質(zhì)降解是研究熱點(diǎn),“氨氧化細(xì)菌AOB”、“硝化”、“反硝化”相連接,探究氨氧化微生物在土壤硝化過(guò)程中所起作用[39-40]?!癆MF”、“定殖Colonization”、“根際”和“磷”相連接,表明研究更加關(guān)注菌根真菌與植物的相互作用方式[41]以及菌根真菌提高植物吸收磷的作用機(jī)制[42]?!吧镄迯?fù)”、“降解Degradation”、“重金屬”、“污染土壤”聚集在一起且出現(xiàn)頻次不斷提高,污染土壤及其生物降解修復(fù)機(jī)制成為研究熱點(diǎn)。圖7 b)中“草原Grassland”、“呼吸Respiration”、“氣候變化Climate change”、“CO2升高Elevated CO2”、“微生物生物量”相互連接,探究氣候變化對(duì)土壤微生物多樣性和結(jié)構(gòu)功能的影響[43-44],說(shuō)明土壤微生物對(duì)全球環(huán)境變化的響應(yīng)機(jī)制是該時(shí)期的一個(gè)研究主題。
圖7 國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)表的土壤微生物研究領(lǐng)域文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig. 7 Keyword co-occurring network atlas of the literature contributed by domestic researchers in the field of soil microorganisms
本文基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的可視化方法分析了1990—2018年的土壤微生物研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)國(guó)際土壤微生物領(lǐng)域的總發(fā)文量呈增加趨勢(shì),各國(guó)間合作密切。中國(guó)的年發(fā)文量在2010年后大幅增加,但論文被引頻次低于美國(guó)和德國(guó)。美國(guó)在土壤微生物學(xué)領(lǐng)域具有很大的國(guó)際影響力,引領(lǐng)該領(lǐng)域的研究發(fā)展方向。中國(guó)科學(xué)院的發(fā)文量和總被引頻次均居于首位,且與國(guó)內(nèi)外重要研究機(jī)構(gòu)的合作不斷加強(qiáng)。此外,Applied and Environmental Microbiology、Soil Biology & Biochemistry、ISME Journal等均是土壤微生物領(lǐng)域的重要期刊。由關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)分析可知,國(guó)際上土壤微生物研究在土壤養(yǎng)分循環(huán)、全球環(huán)境變化和污染土壤修復(fù)等方面取得重大進(jìn)展。中國(guó)土壤微生物學(xué)的研究網(wǎng)絡(luò)形成稍晚,但發(fā)展迅速,研究?jī)?nèi)容逐漸與國(guó)際研究方向保持一致。其中土壤微生物的群落組成、多樣性和功能的時(shí)空演變規(guī)律、驅(qū)動(dòng)機(jī)制是土壤微生物學(xué)的主要研究方向之一。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制,地上植物與地下微生物相互作用的研究,有助于提升土壤肥力,提高養(yǎng)分利用率,更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn);加強(qiáng)土壤微生物與全球變化的研究,深入研究溫室氣體產(chǎn)生和氧化的微生物機(jī)理及其對(duì)全球變化的響應(yīng);土壤微生物-植物的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是土壤污染修復(fù)領(lǐng)域的重要途徑;增強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵微生物類(lèi)群的研究,微生物類(lèi)群間的正反饋?zhàn)饔脵C(jī)制,定量研究微生物功能群的作用。