養(yǎng)殖業(yè)污染防控技術(shù)研究態(tài)勢的文獻計量分析

李紅娜，姜凱陽，徐海圣，常志州，吳華山*，朱昌雄*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京100081；2.浙江大學動物科學學院，杭州310058；3.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，南京210014）

在過去50 a中，隨著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；杆侔l(fā)展，我國畜牧業(yè)總產(chǎn)值占比提高了13.3%[1]，至2018年已達到農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的25.27%；水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量突破5 000萬t，占全世界水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量的67%，占全國水產(chǎn)品總產(chǎn)量的75%[2]，目前畜牧業(yè)與漁業(yè)總產(chǎn)值穩(wěn)定在3萬億元以上[2-3]。規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展也帶來嚴重的環(huán)境問題，畜禽養(yǎng)殖每年大約產(chǎn)生38億t的廢棄物，水產(chǎn)養(yǎng)殖向水體中輸入的氮、磷也愈加嚴重，不僅造成了水土環(huán)境污染的日益嚴重，也極大制約了農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

根據(jù)《第二次全國污染源普查公報》[4]，來自畜禽養(yǎng)殖業(yè)的COD、氨氮、總氮以及總磷等水污染物排放量分別為1 000.53萬、11.09萬、59.63萬t和11.97萬t，來自水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的分別為66.60萬、2.23萬、9.91萬t和1.61萬t?？梢姡S污處理依然存在巨大壓力。目前肥料化還田被認為是處理糞污的最佳方式，但糞肥的施用若超過了土地承載力，就會出現(xiàn)養(yǎng)分降解不完全而發(fā)生厭氧腐解的現(xiàn)象，從而引起土壤組成和性質(zhì)的改變，導致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至受到毒害[5-6]。畜禽飼料重金屬的違規(guī)添加及飲水污染，導致畜禽體內(nèi)殘留金屬元素隨糞便排出[7-8]，經(jīng)堆肥資源化還田后又會對土壤造成污染[9]。此外，我國畜禽糞便的溫室氣體排放量占農(nóng)業(yè)源溫室排放總量的比例逐步提高，2014年占比達到17.7%[10-11]。而畜禽舍內(nèi)產(chǎn)生的含硫化合物、氨和揮發(fā)性胺類等惡臭氣體不僅危害牲畜和人體健康，也對周邊空氣、水體、土壤等造成污染[12-14]。由此可見，養(yǎng)殖業(yè)污染控制與治理技術(shù)的研發(fā)無論在水污染、土壤污染還是大氣污染領(lǐng)域都具有重要意義。

從20世紀80年代開始，國外學者就開始針對性地研究養(yǎng)殖業(yè)污染控制與治理相關(guān)技術(shù)，并提出了相應的農(nóng)業(yè)面源污染控制政策[15-17]。國內(nèi)自“十五”后才開始重視養(yǎng)殖業(yè)的污染，此前國內(nèi)畜禽場的宏觀環(huán)境管理水平普遍偏低，有90%的規(guī)?；B(yǎng)殖場未進行環(huán)境影響評價，60%的養(yǎng)殖場未掌握基礎(chǔ)的干濕分離技術(shù)[18]。隨著國家政策的大力支持，眾多針對養(yǎng)殖污染控制治理的專項研究陸續(xù)啟動，在技術(shù)研發(fā)和工程示范方面取得了一定的成效。但與國外相比，國內(nèi)污染治理技術(shù)體系尚不完善，且缺乏對已有污染治理技術(shù)的系統(tǒng)梳理和研究，缺少對技術(shù)發(fā)展方向與趨勢的認識，難以對今后的污染治理工作起到指導作用。

文獻計量學是采用數(shù)學、統(tǒng)計學等計量研究方法，研究文獻情報的分布結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系、變化規(guī)律和定量管理，進而探討科學技術(shù)的某些結(jié)構(gòu)、特征和規(guī)律的一門學科。目前已有學者利用文獻計量學的方法對農(nóng)業(yè)面源污染及種植業(yè)污染防控技術(shù)的研究態(tài)勢進行了分析，對領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)研究進行系統(tǒng)整理并對技術(shù)發(fā)展方向進行預測[19-20]?；诖耍狙芯恐荚诶梦墨I計量學的分析方法，對近20 a來國內(nèi)外在生豬、肉（奶）牛、家禽以及水產(chǎn)養(yǎng)殖污染控制4個領(lǐng)域所開展的污染控制治理研究相關(guān)文獻進行數(shù)據(jù)梳理，從污染源頭減量、過程控制以及末端資源化利用等多角度對國內(nèi)外的論文進行分析，理清國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，分析研究熱點及發(fā)展趨勢，試圖系統(tǒng)梳理養(yǎng)殖污染控制治理技術(shù)體系，為進一步推動我國養(yǎng)殖業(yè)污染治理工作提供參考和依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源及分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究針對養(yǎng)殖業(yè)污染控制及治理技術(shù)，利用文獻計量學方法對相關(guān)論文進行檢索。文中的中文文獻數(shù)據(jù)來源于中國科學引文數(shù)據(jù)庫（Chinese Science Citation Database，CSCD）；英文文獻數(shù)據(jù)來源于Web of Science核心合集的Science Citation Index Expanded（SCI-E）數(shù)據(jù)庫。檢索時間跨度為1999—2019年，其中2019年僅檢索2019年4月前的文獻數(shù)據(jù)。

1.2 文獻檢索式及檢索詞

本文對養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)的相關(guān)文獻分析包括生豬、肉（奶）牛、家禽以及水產(chǎn)養(yǎng)殖4種養(yǎng)殖類型。參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《畜禽糞污資源化利用行動方案》及現(xiàn)階段關(guān)于糞污處理技術(shù)的常規(guī)劃分，基于養(yǎng)殖污染遷移轉(zhuǎn)化的路徑，將畜禽養(yǎng)殖污染控制及治理技術(shù)的檢索式分為污染源頭減量、過程控制以及末端利用（資源化利用）3個部分，水產(chǎn)養(yǎng)殖污染控制檢索式分為源頭減排技術(shù)、達標排放/回用技術(shù)兩類。對檢索得到的論文，開展人工專業(yè)篩選，剔除非領(lǐng)域內(nèi)文獻或分類不恰當?shù)奈墨I，之后再進行相關(guān)統(tǒng)計。

1.2.1生豬污染防治技術(shù)檢索式與檢索詞

源頭減量技術(shù)：

TS=（豬and（糞尿分離or固液分離or干濕分離or三分離or雨污分離or集污池or沉淀池or發(fā)酵床or墊料or飼料優(yōu)化or生態(tài)飼料or飲水器or飲水裝置or干清糞or清糞or豬舍改造or豬圈改造or養(yǎng)殖舍改造or圈舍設計or豬舍升級or漏縫地板or豬舍排污or糞污收集or糞便收集or豬糞收集or生態(tài)飼料or生態(tài)養(yǎng)殖or生態(tài)飼養(yǎng)or生態(tài)養(yǎng)豬）or（豬舍or豬圈or豬and（養(yǎng)殖or飼養(yǎng)or養(yǎng)豬）and環(huán)境）and（節(jié)水or耗水））

過程控制技術(shù)：

TS=（豬and（糞or尿or排泄物or廢棄物or污水or廢水）and（水處理or污水治理or污染負荷or無害化or凈化or減排or砷or銅or抗生素or序批式反應器or鈍化or脫氮or除磷or活性污泥or生物膜or穩(wěn)定塘or生態(tài)溝or生態(tài)濕地or生態(tài)凈化or好氧or厭氧or發(fā)酵or微生物菌劑or重金屬or激素））or TS=（豬and（糞or尿or排泄物or廢棄物or污水or廢水））and TS=（"SBR"or"Cu"）

末端利用技術(shù)：

TS=（豬and（資源化or種養(yǎng)結(jié)合or循化利用or培肥or肥料化or堆肥or堆漚or超高溫堆肥or沼液or沼氣or發(fā)酵菌or農(nóng)田利用or還田or有機肥）or豬and（糞or排泄物or廢棄物）and（資源綜合利用or循環(huán)綜合利用or資源利用or循環(huán)利用or復用or回用））

1.2.2 家禽污染防治技術(shù)檢索式與檢索詞

源頭減量技術(shù)：

TS=（（禽or雞or鴨or鵝or鴿or鵪鶉）and（高架or高床or高棚or網(wǎng)床or網(wǎng)上near/5養(yǎng)or旱養(yǎng)or發(fā)酵床or飼料near優(yōu)化or生態(tài)飼料or生態(tài)飼養(yǎng)or生態(tài)養(yǎng)殖or飲水器or飲水裝置or（禽糞or雞糞or鴨糞or鵝糞or鴿糞or鵪鶉糞）near收集））not TI=（豬or牛or羊）

過程控制技術(shù)：

TS=（（禽or雞or鴨or鵝or鴿or鵪鶉）and（糞or尿液or排泄物or廢棄物or污水or廢水）and（水處理or污水治理or污染負荷or無害化or凈化or減排or重金屬or砷or抗生素or激素or鈍化or養(yǎng)殖池塘or生態(tài)溝or沉淀池or污泥床or人工濕地or生態(tài)濕地or生物凈化or好氧or厭氧or發(fā)酵））not TI=（豬or牛or羊）

末端利用技術(shù)：

TS=（（禽or雞or鴨or鵝or鴿or鵪鶉）and（資源化or種養(yǎng)結(jié)合or循環(huán)利用or（糞or尿or排泄物or廢棄物）and（烘干or干燥）or培肥or堆肥or堆漚or肥料化or超高溫堆肥or發(fā)酵菌or農(nóng)田利用or還田or有機肥）or（禽or雞or鴨or鵝or鴿or鵪鶉）and（糞or排泄物or廢棄物）and（資源綜合利用or循環(huán)綜合利用or資源利用or循環(huán)利用or復用or回用））not TI=（豬or牛or羊）

1.2.3 肉（奶）牛污染防治技術(shù)檢索式與檢索詞

源頭減量技術(shù)：

TS=（牛and（糞尿分離or固液分離or干濕分離or三分離or雨污分離or集污池or發(fā)酵床or墊料or飼料near優(yōu)化or生態(tài)near飼料or飲水器or飲水裝置or干清糞or清糞or圈舍改造or養(yǎng)殖舍改造or畜舍改造or圈舍設計or圈舍升級or牛舍改造or牛舍設計or牛舍升級or糞污收集or糞便收集or牛糞收集））

過程控制技術(shù)：

（TS=（牛and（牛糞or糞污or糞便or糞尿or尿液or牛尿or排泄物or廢棄物or污水or廢水）and（水處理or污水治理or糞污處理or污染負荷or無害化or凈化or減排or砷or抗生素or鈍化or脫氮or除磷or活性污泥or沉淀池or生物膜or穩(wěn)定塘or生態(tài)溝or生態(tài)濕地or生態(tài)凈化or生物濾池or好氧or厭氧or發(fā)酵or微生物菌劑or重金屬or激素））or TS=（牛and（糞or尿or排泄物or廢棄物or污水or廢水））and TS="SBR"）not TS=（牛頓or牛津）

末端利用技術(shù)：

TS=（牛and（資源化or種養(yǎng)結(jié)合or循化利用or培肥or肥料化or堆肥or堆漚or超高溫堆肥or沼液or沼氣or發(fā)酵菌or農(nóng)田利用or還田or農(nóng)田灌溉or有機肥）or牛and（糞or排泄物or廢棄物）and（資源綜合利用or循環(huán)綜合利用or資源利用or循環(huán)利用or復用or回用））

1.2.4 水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖污染防治技術(shù)檢索式與檢索詞

源頭減排技術(shù)：

TS=（（（水產(chǎn)or魚or蝦or蟹or漁業(yè)and養(yǎng)殖）and（環(huán)保型飼料or環(huán)保飼料or環(huán)保型水產(chǎn)飼料or精準投喂or底排污or生態(tài)浮床or微生態(tài)制劑or生物膜or生物絮團or生物絮凝or魚菜共生or多營養(yǎng)級or多營養(yǎng)層次or綜合養(yǎng)殖or復合養(yǎng)殖or生態(tài)養(yǎng)殖or循環(huán)水養(yǎng)殖or循環(huán)流水養(yǎng)殖or集裝箱養(yǎng)殖or耦合養(yǎng)殖））not海or（水產(chǎn)or魚or蝦or蟹or漁業(yè)and養(yǎng)殖）and（稻漁綜合種養(yǎng)or稻田綜合種養(yǎng)or水稻綜合種養(yǎng)））or TS=（（鱉or甲魚or蛙or鰍or鱔or（淡水or池塘）and養(yǎng)殖）and（環(huán)保型飼料or環(huán)保飼料or環(huán)保型水產(chǎn)飼料or精準投喂or底排污or生態(tài)浮床or微生態(tài)制劑or生物膜or生物絮團or生物絮凝or魚菜共生or多營養(yǎng)級or多營養(yǎng)層次or綜合養(yǎng)殖or復合養(yǎng)殖or生態(tài)養(yǎng)殖or循環(huán)水養(yǎng)殖or循環(huán)流水養(yǎng)殖or集裝箱養(yǎng)殖or稻漁綜合種養(yǎng)or稻田綜合種養(yǎng)or水稻綜合種養(yǎng)or耦合養(yǎng)殖）or（稻魚or稻蟹or稻蝦or稻蛙or稻鰍）and（共生or連作or共作or輪作or綜合種養(yǎng)））

達標排放/回用技術(shù)：

TS=（（水產(chǎn)or魚or蝦or蟹or鱉or蛙or鰍or鱔or（漁業(yè)or淡水or池塘）and養(yǎng)殖）and（（養(yǎng)殖and（水處理or污水治理or水a(chǎn)nd（凈化or原位修復or資源化or脫氮or除磷）））or穩(wěn)定塘or生態(tài)溝or人工濕地or生態(tài)濕地or生態(tài)濾床or沉淀池or曝氣濾池or生物濾池or（底棲動物or螺or蚌）and凈化or過濾壩））

1.3 信息分析方法

1.3.1 文獻計量學方法

（1）文獻調(diào)研法：在廣泛收集、深入閱讀并分析相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，把握當前研究的主題、理論和方法，從CSCD、SCI-E數(shù)據(jù)庫中查閱以“生豬污染”“家禽污染”“肉（奶）牛污染”“水產(chǎn)污染”為主題的研究論文。

（2）社會網(wǎng)絡分析法：社會網(wǎng)絡分析法主要是運用網(wǎng)絡具有相關(guān)性的聯(lián)系分析網(wǎng)絡的屬性結(jié)構(gòu)，研究數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，從而反映和測量個人、團體、組織以及其他信息或知識處理實體之間的關(guān)系和交互行為[21]，其特征之一是對分析進行可視化的補充。

（3）聚類分析法：聚類分析是物以類聚的一種統(tǒng)計分析方法，根據(jù)一批樣品的多個觀測指標，具體找出一些能夠度量樣品或指標之間相似程度的統(tǒng)計量，以這些統(tǒng)計量為劃分類型的依據(jù)，將相似程度較大的樣品（指標）分別進行聚合，直到把所有的樣品（指標）聚合完畢[22]。

1.3.2 分析可視化方法

本文利用社會網(wǎng)絡分析工具Gephi 0.9.2開展聚類分析，采用高頻關(guān)鍵詞通過共現(xiàn)分析聚類的方法描述領(lǐng)域研究熱點情況。將1999—2019年劃分為1999—2003、2004—2008、2009—2013、2014至今4個年度發(fā)展階段，通過各技術(shù)應用方向文獻包含的高頻關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，分析各個階段研究關(guān)注度及其演變過程。

2 檢索數(shù)據(jù)分析

2.1 論文數(shù)量分析

2.1.1 國內(nèi)外論文分布情況

國內(nèi)文獻包括CSCD文獻和第一單位為中國機構(gòu)的SCI-E文獻，國外文獻指SCI-E文獻中第一單位為非中國機構(gòu)的文獻。由圖1可知，養(yǎng)殖業(yè)污染控制與治理技術(shù)國內(nèi)外近20 a共發(fā)表文獻24 391篇，其中國內(nèi)文獻共有7 507篇，國外文獻共有16 884篇，國內(nèi)發(fā)文量占發(fā)文總量的30.78%。

從4種養(yǎng)殖類型看，生豬污染防治技術(shù)國內(nèi)發(fā)文量最高，為3 353篇，占該類型國內(nèi)文獻總量的44.66%；而肉（奶）牛污染防治技術(shù)國外發(fā)文量最高，為7 004篇，占該類型國外文獻總量的41.48%；水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖污染防治技術(shù)國內(nèi)、國外文獻量均為4種類型中最少，國內(nèi)外文獻量占比均不足1/5。對比4種養(yǎng)殖類型國內(nèi)外發(fā)文數(shù)量，生豬、家禽、水產(chǎn)（淡水）3種養(yǎng)殖污染控制技術(shù)的國外文獻量為國內(nèi)文獻量的1.5～2倍，差異相對較??；而肉（奶）牛污染防治技術(shù)則是國外文獻量遠高于國內(nèi)，國外文獻量為國內(nèi)文獻量的4.19倍。

2.1.2 各類型發(fā)文數(shù)量及趨勢

國外在20世紀70—80年代便已開始通過制定法律法規(guī)解決養(yǎng)殖污染的問題，相關(guān)領(lǐng)域的研究起步較早，技術(shù)體系也更加完善[23-24]。在1999年，國外總文獻量已超過300篇，在2002年以前，文獻量都呈緩慢增長趨勢，于2004年達到第一個發(fā)文峰值；之后隨著各國對養(yǎng)殖業(yè)污染關(guān)注度的逐漸增加，發(fā)文量也在加快增長，其中關(guān)于肉（奶）牛發(fā)文量最多，發(fā)文增速也較快，水產(chǎn)（淡水）的增速排名第二，而生豬污染防治技術(shù)、家禽污染防治技術(shù)的發(fā)文增速相對較慢，至2016年總發(fā)文量達到高峰，超過1 500篇；但2016年后，關(guān)于4種養(yǎng)殖類型的文獻量整體下降，可能是受全球經(jīng)濟危機及禽流感疫情影響，養(yǎng)殖行業(yè)市場低迷，使養(yǎng)殖污染領(lǐng)域關(guān)注度降低；2017年后，各養(yǎng)殖類型發(fā)文量又有所回升（圖2）。

國內(nèi)發(fā)文在2001年之前增長較為緩慢；隨著“十五”計劃國家提出控制規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)污染的政策，各養(yǎng)殖類型發(fā)文量都有顯著提高，但總體發(fā)文量遠低于國外，其主要原因是國內(nèi)在該領(lǐng)域研究剛起步，國家缺乏相應的政策支持和技術(shù)方向指導；2006年國家在《全國生態(tài)保護“十一五”規(guī)劃》中明確我國需進一步制定、完善畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境保護相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范，加快推進規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場的技術(shù)改進與污染治理，隨后，生態(tài)環(huán)境部啟動集約化畜禽養(yǎng)殖污染防治專項資金申報；隨著國家政策的傾斜和眾多專項的啟動，2007年后該領(lǐng)域文獻量增長逐漸加快，其中針對生豬的發(fā)文量增速最快，并于2014年達到一個高峰，之后隨著治理技術(shù)的成熟，加之養(yǎng)殖行業(yè)低迷，各領(lǐng)域發(fā)文量有所下降，尤其是關(guān)于水產(chǎn)和生豬的發(fā)文量下降顯著，這一點與國際趨勢基本相同；國家在“十二五”期間又先后出臺了《大氣污染防治行動計劃》和《水污染防治行動計劃》，社會對環(huán)境污染問題的關(guān)注度也在持續(xù)上升，故2016年之后，發(fā)文量又呈逐漸增多的趨勢，其中針對生豬發(fā)文量的增長最為明顯，與其他3種養(yǎng)殖類型發(fā)文量之間的差距也呈逐漸增大的趨勢。

2.1.3 各養(yǎng)殖類型發(fā)文占比情況

圖3是近20 a 4種養(yǎng)殖類型污染控制與處理技術(shù)研究的國內(nèi)外文獻發(fā)文占比的演變情況。在1999年，國內(nèi)文獻中水產(chǎn)（淡水）貢獻最高，達46.67%，可能是由于國內(nèi)在“十五”前未曾明確提出農(nóng)業(yè)面源污染的問題，僅有對海洋環(huán)境及國內(nèi)重點流域污染控制的相關(guān)政策；“十五”期間，國家明確提出“推廣畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便綜合利用和處理技術(shù)，鼓勵建設養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)緊密結(jié)合的生態(tài)工程”的政策，豬、牛、禽3個領(lǐng)域的發(fā)文占比顯著提升，其中關(guān)于生豬的文獻量在2001年后一直保持貢獻度的第1位。水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖污染防治技術(shù)在2001年后的發(fā)文占比呈現(xiàn)下降趨勢，直至2007年達到相對穩(wěn)定，但發(fā)文量一直處于所有養(yǎng)殖類型中的最末位。

國外關(guān)于4種養(yǎng)殖類型的發(fā)文比例整體變化較小，除了在2001年時生豬以36.13%的貢獻度曾短暫反超肉（奶）牛35.62%的貢獻度外，近20 a來一直以肉（奶）牛污染防治技術(shù)貢獻度最大，生豬、家禽和水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖污染防治技術(shù)的順序依此減少。從整體趨勢看，近20 a生豬的發(fā)文比例在逐年緩慢降低，而水產(chǎn)（淡水）的發(fā)文比例呈現(xiàn)出逐年緩慢增加的趨勢。

2.2 養(yǎng)殖污染防治技術(shù)發(fā)展歷程分析

2.2.1 養(yǎng)殖污染防治技術(shù)國內(nèi)外研究關(guān)注度演變

（1）生豬

圖4為生豬污染防治技術(shù)國內(nèi)外研究關(guān)注度演變情況。從整體看，國內(nèi)外關(guān)于污染源頭減量技術(shù)得到的研究關(guān)注度均為最低，國內(nèi)研究的各年段占比均不足10%，國外研究的各年段占比均不足20%。過程控制技術(shù)和廢棄物資源化利用技術(shù)得到的研究關(guān)注度相對較高，國內(nèi)外研究的各年段占比均在50%左右。

從研究關(guān)注度演變看，國內(nèi)研究的污染源頭減量技術(shù)在1999—2003年得到較高的關(guān)注，之后熱度有所下降，在2014年至今熱度有所回升，而國際學者對廢棄物資源化利用技術(shù)的研究熱情逐年段增高，從1999—2003年的45.21%上升到2014至今的52.7%。

（2）家禽

圖5為家禽污染防治技術(shù)國內(nèi)外研究關(guān)注度演變情況。從整體看，國內(nèi)外污染源頭減量技術(shù)得到的研究關(guān)注度均最低，其中國內(nèi)各年段占比在5%左右，而國外占比均不足25%；國內(nèi)過程控制技術(shù)和廢棄物資源化利用技術(shù)得到的研究關(guān)注度相對較高，各年段占比均在50%左右；國外廢棄物資源化利用技術(shù)得到的研究關(guān)注度最高，各年段占比均在50%左右。

從研究關(guān)注度演變看，國內(nèi)污染源頭減量技術(shù)和廢棄物資源化利用技術(shù)雖有升有降，但在4個年段受到的關(guān)注度整體上呈上升趨勢；過程控制技術(shù)則相反，在4個年段得到的關(guān)注度整體上呈下降趨勢。國外污染源頭減量技術(shù)在1999—2003年得到相對較高的關(guān)注，之后整體上呈現(xiàn)逐年段遞減的趨勢；過程控制技術(shù)在2004—2008年得到國外學者的關(guān)注度最低，之后呈逐年段遞增趨勢；廢棄物資源化利用技術(shù)在2004—2008年得到的關(guān)注度最高，之后有所下降。

（3）肉（奶）牛

圖6為肉（奶）牛污染防治技術(shù)國內(nèi)外研究關(guān)注度演變情況。從整體看，污染源頭控制技術(shù)的研究關(guān)注度最低，國內(nèi)各年段占比均不足10%，國外各年段占比均在10%～15%之間。國內(nèi)外廢棄物資源化利用技術(shù)的研究關(guān)注度均為最高，各年段占比均超過50%。過程控制技術(shù)的研究關(guān)注度介于污染源頭減量技術(shù)和廢棄物資源化利用技術(shù)之間。

國內(nèi)文獻污染源頭減量技術(shù)各年段研究熱度較低且波動不明顯；過程控制技術(shù)整體呈逐年段遞減趨勢，而廢棄物資源化利用技術(shù)則呈現(xiàn)逐年段遞增趨勢。國外源頭減量技術(shù)的研究熱度整體上呈現(xiàn)逐年段上升的趨勢；過程控制技術(shù)在2004—2008年受到國外學者的關(guān)注度最高，之后有所下降；廢棄物資源化利用技術(shù)在2004—2008年受到的關(guān)注度相對較低，在2009—2013年受到的關(guān)注度最高。

（4）水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖

圖7為水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖污染防治技術(shù)國內(nèi)外研究關(guān)注度演變情況。從整體看，國內(nèi)源頭減量技術(shù)的研究關(guān)注度相對較低，各年段占比基本在50%以內(nèi)；而國外的源頭減量技術(shù)得到的研究關(guān)注度遠高于達標排放/回用技術(shù)，各年段占比均超過60%。

從研究關(guān)注度演變看，國內(nèi)源頭減量技術(shù)在2008年之前熱度較低，隨后熱度呈逐年段上升，2014年至今熱度反超達標排放/回用技術(shù)；國外源頭減量技術(shù)一直呈逐年段遞增趨勢，對應地，達標排放/回用技術(shù)呈逐年段遞減趨勢。

2.2.2 養(yǎng)殖污染防治技術(shù)高頻關(guān)鍵詞演變

本部分將1999年至今分為4個時間段，對每個時間段內(nèi)發(fā)表的目標領(lǐng)域文獻相應關(guān)鍵詞進行清洗、整理，獲取每個時間段目標領(lǐng)域中中英文文獻的高頻關(guān)鍵詞，根據(jù)關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次進行排序，選擇4個時間段中出現(xiàn)總頻次最高的6個中文關(guān)鍵詞和6個英文關(guān)鍵詞繪制折線圖（圖8和圖9）。

由圖8可看出，中文高頻關(guān)鍵詞中出現(xiàn)頻次最高的分別為堆肥、豬糞、有機物料、畜禽糞便、重金屬和沼液。由于國家“十五”至“十三五”期間，始終對畜禽廢棄物資源化利用有較高的重視，在前6的高頻關(guān)鍵詞中，除重金屬外都與廢棄物的資源化利用有密切關(guān)系；其中堆肥和豬糞在4個時間段出現(xiàn)的頻次始終保持第一和第二，尤其是堆肥獲得了領(lǐng)域內(nèi)極高的關(guān)注度，并在2009—2013年間出現(xiàn)頻次高峰，雖然其頻次近年來有所下降，但仍然顯著高于其他關(guān)鍵詞。此外，前6的高頻關(guān)鍵詞幾乎全部與土壤污染及廢棄物還田利用相關(guān)，也說明國內(nèi)研究者在養(yǎng)殖業(yè)對土壤的污染以及種養(yǎng)結(jié)合的可持續(xù)農(nóng)業(yè)方面重視程度更高。2014年后，除堆肥外其他關(guān)鍵詞頻次都呈上升趨勢，重金屬在2014年至今的頻次提升最快，而沼液的出現(xiàn)頻次在1999—2008年較低，但在2008年后顯著提高，故重金屬和沼液可能成為今后被持續(xù)關(guān)注的研究熱點。

由圖9可看出，英文文獻高頻關(guān)鍵詞中出現(xiàn)頻次最高的分別為沼氣（Biogas）、厭氧消化（Anaerobic digestion）、糞肥（Manure）、堆肥（Compost）、豬場廢水（Swine wastewater）和氨（Ammonia）。出現(xiàn)頻次排名前4的沼氣、厭氧消化、糞肥、堆肥均與廢棄物的資源化利用有關(guān)，與前文中廢棄物資源化利用領(lǐng)域關(guān)注度高度相符；其中前兩名的沼氣和厭氧消化在1999—2008年頻次較低，但2009年后頻次迅速提高，2014年后已遠高于其他關(guān)鍵詞，糞肥在2009年之前一直是出現(xiàn)頻次最高的關(guān)鍵詞，但近年來提升速度有所下降；此外，沼氣和厭氧消化與廢棄物的能源化、無害化利用關(guān)系更密切，可見近年來國外在養(yǎng)殖業(yè)污染領(lǐng)域的關(guān)注熱點正在向廢棄物能源化利用方向轉(zhuǎn)移。在2009年以前氨的出現(xiàn)頻次排名第二，但2009年后，其出現(xiàn)頻次增加不明顯，結(jié)合前文對關(guān)注度的分析，說明與氨相關(guān)的水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域自2009年后在國外的關(guān)注度有所下降。

2.2.3 養(yǎng)殖污染防治技術(shù)發(fā)展歷程總結(jié)

本部分利用高頻關(guān)鍵詞通過共現(xiàn)分析聚類的方法描述領(lǐng)域研究熱點，并在時間尺度上將聚類產(chǎn)生的熱點方向加以分析，以對近20 a國內(nèi)外養(yǎng)殖污染防治技術(shù)的發(fā)展歷程進行總結(jié)。

（1）畜禽養(yǎng)殖污染防治技術(shù)發(fā)展歷程

結(jié)合前文對發(fā)文量及高頻關(guān)鍵詞的分析以及相關(guān)文獻，本文對國內(nèi)外近20 a主要污染類型及核心問題進行分析，通過分析聚類探討國內(nèi)近20 a的研究熱點變化?！笆晃濉敝皣鴥?nèi)養(yǎng)殖業(yè)污染的首要因素為養(yǎng)殖廢水和氮磷污染[24-25]，國外除養(yǎng)殖廢水、氮磷污染外還關(guān)注硝酸鹽以及臭氣污染[26]，“十一五”之后國內(nèi)的水質(zhì)污染、重金屬、抗生素以及溫室氣體的污染問題逐漸凸顯[10，27-31]，畜禽糞污資源化利用始終是近20 a來我國面臨的核心問題[32]，而養(yǎng)殖臭氣的問題為貫穿國外近20 a科學研究的主要問題[33]。

在源頭減量環(huán)節(jié)，以微生物菌劑、發(fā)酵床和光合細菌為主；在過程控制領(lǐng)域，21世紀初期國內(nèi)較為關(guān)注畜舍通風，“十一五”后關(guān)注點則集中在人工濕地以及生物修復；在廢棄物資源化利用領(lǐng)域則始終關(guān)注堆肥和厭氧發(fā)酵。

國外在近20 a中各領(lǐng)域的研究熱點變動較大。在源頭減量領(lǐng)域總體對微生物的關(guān)注度始終較高，此外在“十一五”期間國外較為關(guān)注固液分離、酶活性等，“十一五”以后生物炭成為國外在該領(lǐng)域新的熱點；在過程控制領(lǐng)域國外始終較為關(guān)注污水處理方面的技術(shù)，21世紀初期的人工濕地、序批式活性污泥法等技術(shù)是國外研究的熱點，“十一五”到“十二五”期間研究熱點轉(zhuǎn)移至升流式厭氧污泥床、脫氮、反滲透等技術(shù)，近年來微生物降解成為該領(lǐng)域新的研究熱點；在廢棄物資源化利用領(lǐng)域，國外對有機肥、堆肥、蚯蚓的研究熱度一直較高，此外21世紀初期國外的研究熱點還包括沼氣，在“十一五”到“十二五”期間對活性污泥、水解酸化污水利用技術(shù)有較高關(guān)注，近年來清潔能源的關(guān)注度也有所提升。

結(jié)合國內(nèi)各領(lǐng)域的關(guān)注度分布情況以及關(guān)鍵詞演變，分析國內(nèi)外畜禽污染防治技術(shù)發(fā)展歷程。從整體看，近20 a國內(nèi)外研究重點始終在廢棄物資源化利用環(huán)節(jié)。與之相比，國外關(guān)注點相對全面。在21世紀初期，除有機肥外，國外增加了對蚯蚓生物修復和能源化利用的研究，對臭氣處理和污水處理領(lǐng)域的研究也有較高關(guān)注；“十一五”到“十二五”期間，國外對臭氣及溫室氣體的研究熱度依舊保持，國內(nèi)外對水污染及污水處理方面的研究熱度都有所增加，但國內(nèi)的研究相對落后；在“十三五”期間，國外在廢棄物資源化利用領(lǐng)域的研究開始重視清潔能源，而國內(nèi)對沼液、重金屬的研究熱度相對上升。

（2）水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖污染防治技術(shù)發(fā)展歷程

水產(chǎn)養(yǎng)殖污染面臨的核心問題在國內(nèi)外區(qū)別較小，主要在養(yǎng)殖水質(zhì)以及水質(zhì)對產(chǎn)量的影響、養(yǎng)殖廢水的污染以及廢水的回用問題。

聚類結(jié)果顯示，在源頭減量環(huán)節(jié)，國內(nèi)在21世紀初期較關(guān)注綜合養(yǎng)殖，在“十一五”到“十二五”期間，研究重點轉(zhuǎn)移到循環(huán)水養(yǎng)殖和微生物制劑上，近年魚菜共生等一類新型的復合耕作體系成為新的研究熱點；國外在早期較為關(guān)注水培技術(shù)，“十一五”到“十二五”期間同樣轉(zhuǎn)移關(guān)注點開始研究循環(huán)水養(yǎng)殖，近年出現(xiàn)的生物絮團技術(shù)成為國際較為熱門的研究方向。在達標排放/回用技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)外對人工濕地技術(shù)關(guān)注度均較高，但國內(nèi)的研究起步相對較晚；此外生態(tài)塘成為國內(nèi)近年來新的研究熱點，而生物過濾則是國外新的研究重點。

3 研究趨勢預測

結(jié)合前文國內(nèi)外各領(lǐng)域發(fā)文量、發(fā)文趨勢、關(guān)注度演變、高頻關(guān)鍵詞以及共現(xiàn)分析聚類得到的領(lǐng)域內(nèi)研究熱點，對國內(nèi)外養(yǎng)殖污染控制與治理技術(shù)未來的研究趨勢進行預測，并結(jié)合分析內(nèi)容對當前研究重點提出建議，為養(yǎng)殖污染控制和治理研究提供參考。

近20 a來，在畜禽養(yǎng)殖污染控制與治理領(lǐng)域，國內(nèi)外都呈現(xiàn)出對廢棄物資源化利用研究熱度最高、污染源頭減量領(lǐng)域研究熱度最低的格局。Zerizghi等[32]從生態(tài)、社會價值及經(jīng)濟多層面對現(xiàn)階段畜禽廢棄物資源化利用的必要性進行了分析，這也與我國自“十五”以來始終強調(diào)畜禽廢棄物資源化利用的國家政策相符，因此未來一段時間內(nèi)在畜禽養(yǎng)殖污染領(lǐng)域，對廢棄物資源化利用的研究將始終占據(jù)較大的比重。但同一領(lǐng)域內(nèi)國內(nèi)外的關(guān)注點較為不同，從高頻關(guān)鍵詞的分析可知，國內(nèi)文獻對堆肥的研究熱度遠高于其他方向，而國外文獻則更關(guān)注沼氣和厭氧消化技術(shù)，這一定程度上代表了國內(nèi)外的研究熱點。2015年我國可收集的畜禽糞便干物質(zhì)約為1.35億t，具有510.13億m3的沼氣開發(fā)潛力[34]，在“十一五”之前，我國的沼氣發(fā)酵技術(shù)尚不完善，而根據(jù)陳利洪等[34]的研究，我國現(xiàn)已進入沼氣發(fā)酵技術(shù)相對完善且廢棄物處理多元化的階段，因此我國可以在堆肥、有機肥等廢棄物還田利用模式的研究基礎(chǔ)上，進一步拓展對包括沼氣在內(nèi)的清潔能源的研究，在更好地完善養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)體系的同時，也可以為工業(yè)、能源等領(lǐng)域的減排分擔壓力。

國內(nèi)外對過程控制技術(shù)的研究熱度基本一致，關(guān)注度比例大體維持在30%～40%，這一關(guān)注比例在近20 a內(nèi)基本保持不變。國內(nèi)外在該領(lǐng)域熱度較高的研究大部分圍繞污水處理開展，但從中文文獻量也能看出，國內(nèi)研究起步相對較晚，技術(shù)成熟度與國外相比也較低。孟祥海[35]的研究表明，至“十二五”之前，我國的水土環(huán)境超載已成為各地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展面臨的首要制約因素，而根據(jù)高頻關(guān)鍵詞分析結(jié)果，我國在水污染治理領(lǐng)域的關(guān)注度卻遠不及土壤污染領(lǐng)域。因此我國在未來一段時間應更加重視污水處理技術(shù)的研究，借鑒國外在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)積累，進一步完善國內(nèi)的養(yǎng)殖污水治理體系。此外國內(nèi)對生物修復的研究、國內(nèi)外對重金屬和抗生素的研究熱度也正在提高，在未來這些方向可能會成為領(lǐng)域內(nèi)新的研究熱點。

國內(nèi)外在污染源頭減量環(huán)節(jié)的關(guān)注度一直較少，尤其國內(nèi)在此領(lǐng)域的關(guān)注度比例幾乎一直在10%左右，而國外在此技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)注度維持在20%左右。在該環(huán)節(jié)國內(nèi)的研究基本圍繞微生物發(fā)酵展開，國外的研究方向較多，生物炭和生物菌劑的運用在近年的熱度較高。此外畜禽養(yǎng)殖的臭氣問題及溫室氣體一直在國外受到較多的關(guān)注，而國內(nèi)隨著近年來社會對大氣污染問題的關(guān)注，畜禽養(yǎng)殖溫室氣體的關(guān)注度也在提高。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織在2006年發(fā)布的報告，畜牧業(yè)溫室氣體排放量占人類活動溫室氣體排放總量的18%，畜牧業(yè)已成為造成全球氣候變化的重要威脅[36]。國內(nèi)對溫室氣體的研究雖然熱度正在提高，但仍較為冷門，未來一段時間內(nèi)該方向的研究可能會持續(xù)增多，與國際研究方向趨同。

對發(fā)文量的分析可知，水產(chǎn)養(yǎng)殖污染控制與治理領(lǐng)域國內(nèi)外研究都相對較少。國內(nèi)在2013年之前更注重于源頭減量技術(shù)的研究，近年來對源頭減量技術(shù)的研究有所下降；而國外則始終更注重達標排放/回用技術(shù)的研究，其中循環(huán)水養(yǎng)殖、人工濕地是國內(nèi)外較為持續(xù)關(guān)注的方向。此外，由于魚菜共生技術(shù)可以同時解決養(yǎng)殖污染和城市蔬菜種植用地緊缺的問題[37]，近年來該方向中文文獻逐步增加，說明其正逐漸成為國內(nèi)新的研究熱點。國外在生物絮團方向的研究已有一定突破，該技術(shù)可以有效節(jié)約養(yǎng)殖資源且減少污染，在國外的一些大型水產(chǎn)養(yǎng)殖場已開始應用[38-39]，而在國內(nèi)的研究還較少，因此也是未來有望發(fā)展提高的方向。

4 結(jié)論

（1）養(yǎng)殖業(yè)污染控制與治理技術(shù)國內(nèi)外近20 a共發(fā)表文獻24 391篇，其中國內(nèi)（含發(fā)文第一單位為國內(nèi)機構(gòu)）發(fā)文量占總量的30.78%；根據(jù)養(yǎng)殖類型區(qū)分，國內(nèi)關(guān)于生豬污染防治技術(shù)的發(fā)文量最高，占該領(lǐng)域國內(nèi)文獻總量的44.66%；而國外關(guān)于肉（奶）牛污染防治技術(shù)的發(fā)文量最高，占該領(lǐng)域國外文獻總量的41.48%；有關(guān)水產(chǎn)（淡水）養(yǎng)殖污染控制的國內(nèi)外文獻量占比均不足1/5。總體來看，國外在養(yǎng)殖業(yè)污染防治領(lǐng)域的研究起步較早，在2002年以前，文獻量都呈緩慢增長趨勢，于2004年達到第一個發(fā)文峰值；國內(nèi)發(fā)文在2001年之前增長較為緩慢，之后受政策和項目資助的影響各領(lǐng)域發(fā)文量都有顯著提高，但總體發(fā)文量遠低于國外，其中生豬污染控制領(lǐng)域發(fā)文量增速最為明顯。

（2）畜禽養(yǎng)殖污染治理技術(shù)方面，國內(nèi)外對于污染源頭減量環(huán)節(jié)普遍關(guān)注度較低，國內(nèi)研究比例只有國外的一半；國內(nèi)外研究主要集中在過程控制和末端資源化方面，但近年來源頭減量和末端資源化的研究有所增加。在源頭減量方面，國內(nèi)的研究基本圍繞微生物發(fā)酵展開，而國外對臭氣和溫室氣體始終保持較高的關(guān)注度；在過程控制方面，國內(nèi)外大部分研究圍繞養(yǎng)殖污水處理的設備、工藝或工程開展，抗生素和重金屬削減技術(shù)也逐漸成為新的熱點；在廢棄物資源化方面，國內(nèi)外文獻研究熱度均最高，其中國內(nèi)對堆肥的關(guān)注度較高，國外則更重視沼氣和厭氧消化技術(shù)。在水產(chǎn)養(yǎng)殖污染治理技術(shù)方面，國內(nèi)外的關(guān)注熱度均遠低于畜禽養(yǎng)殖，其中國內(nèi)偏重于源頭減量的研究，而國外更加注重達標排放/回用的相關(guān)技術(shù)研究。

（3）根據(jù)文獻分析結(jié)果，我國在保持目前對廢棄物資源化利用為主要關(guān)注點的基礎(chǔ)上，可以進一步加大“源頭減量”技術(shù)及工藝的研究，拓展廢棄物多元化處理的模式，關(guān)注對清潔能源的開發(fā)與利用。此外，隨著社會對大氣污染與水污染的逐漸重視，國內(nèi)對污水處理技術(shù)和溫室氣體減排等方面的研究有待進一步深入，夯實基礎(chǔ)性理論突破和致污機制研究，形成更加立體的養(yǎng)殖業(yè)污染控制與治理技術(shù)體系。