基于CiteSpace 的國內(nèi)植物領域研究知識圖譜分析

郭笑笑，吳麗麗

（長江大學園藝園林學院，湖北荊州 434022）

由于我國疆域廣袤，自然地理條件復雜，且其植物群落區(qū)系久遠，使我國成為了世界上植物種類最豐富的國家之一。植物作為中國園林造園的四大基本要素之一，能使園林空間富于四時變化。同時，植物又是人類自然生態(tài)系統(tǒng)的第一個生產(chǎn)主體，對有效地涵蓄當?shù)厮?，調(diào)節(jié)當?shù)貧夂颍３制渌临|(zhì)量，吸收并分解其污染物等都顯得極為重要。近年來，隨著生態(tài)文明建設和國家高度重視野生植物保護管理工作，促進了國內(nèi)植物領域研究不斷向前發(fā)展。植物領域研究致使其主要研究成果文獻具有多學科綜合交叉的特點，已經(jīng)成為生物學、城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政、環(huán)境學和園藝學等多門學科的重要研究熱點。在CNKI 數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有文獻中，鮮有研究對國內(nèi)植物領域的研究和發(fā)展情況作出較全面和客觀的概述。本研究主要采用CiteSpace 可視化數(shù)據(jù)分析軟件，定量分析了2010-2020 年CNKI 數(shù)據(jù)庫中所收錄的國內(nèi)植物領域研究的相關文獻，有助于相關研究者更為深入地認知我國植物領域研究的現(xiàn)狀與前沿趨勢，為相關領域的研究提供參考信息。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究以中國學術期刊出版總庫（CNKI）作為文獻數(shù)據(jù)來源，以“關鍵詞”為“植物”對其進行數(shù)據(jù)檢索，檢索時間限定在2010 年-2020 年12 月15 日，得到初步檢索結果4784 篇。剔除了學術訪談、報紙、書籍介紹、會議等非學術性文獻，最終共計得到4100 篇有效的學術性研究文獻。

1.2 研究方法

文獻計量法是一種以數(shù)學、統(tǒng)計學為基礎統(tǒng)計分析文獻體系，并用數(shù)據(jù)對其分布結構、數(shù)量關系和變化規(guī)律等因素進行解釋的一種定量分析方法[1]。它的引入和使用，使學界對植物領域研究方向的認識和探討更為精準。CiteSpace 是陳超美教授團隊[2]開發(fā)的一款可視化分析工具，通過差異化的圖標、連線、色彩、文字等多種可視化的形式，展示研究對象發(fā)展的趨勢與動向。本研究借助CiteSpace 作為分析軟件，可以準確地繪制出國內(nèi)植物領域有關文獻的關鍵詞、作者、發(fā)文機構等知識圖譜，能夠直觀性地展示國內(nèi)植物領域的研究現(xiàn)狀和研究熱點，為相關研究者們提供依據(jù)和參考。

2 結果與分析

2.1 作者分析

作者是開展科學工作的微觀研究主體，通過研究作者的文獻成果及相關作者間的合作情況，有助于了解國內(nèi)植物研究領域關鍵研究人員的分布及其合作情況。在CiteSpace 軟件中將網(wǎng)絡節(jié)點類型勾選為“作者”，最終形成包含452 個節(jié)點、352 條連線的國內(nèi)植物領域研究作者知識圖譜。如圖1 所示，網(wǎng)絡密度為0.0035。該網(wǎng)絡密度處于較低水平，表明目前國內(nèi)植物領域的科研力量較分散，大部分學者處于獨立研究狀態(tài)，彼此之間學術聯(lián)系很少，缺乏廣泛的學術共識，長期來看不利于國內(nèi)植物領域研究的可持續(xù)發(fā)展。

圖1 國內(nèi)植物領域研究作者圖譜

從發(fā)文量角度分析（見表1），我國植物領域研究發(fā)文量次數(shù)最多的是李明（26 篇），其長期主要致力于對我國杉木人工林的高效種植、林木養(yǎng)分循環(huán)與代謝以及植物親緣地理學研究工作，其次是任延靖（22 篇）、趙孟良（22 篇）、劉靜（12 篇）、戴紹軍（9 篇）、張娜（9 篇）。從合作網(wǎng)絡分析，各研究團隊內(nèi)部學術合作緊密，多部分來自同一所高校。如李明和劉靜、馬祥慶有合作關系，均來自于福建農(nóng)林大學；任延靖和趙孟良、李莉有合作關系，均來自于青海大學。根據(jù)研究課題涉及到植物非生物脅迫方面可知，相關研究課題外部聯(lián)系的可能性較大。由此可見，學者應加強跨高校之間的合作，促進不同學術觀點的交流與探討。

表1 國內(nèi)植物領域研究作者發(fā)文數(shù)量

2.2 發(fā)文機構分析

科研機構作為宏觀研究主體，分析研究機構的發(fā)文情況有助于了解國內(nèi)植物領域的研究力度。國內(nèi)植物領域研究機構合作網(wǎng)絡圖譜詮釋了該領域研究力量的空間分布，如圖2 所示。圖譜由428 個節(jié)點，130 條連線構成，網(wǎng)絡密度為0.0014，仍然處于較低水平。圖中連線呈現(xiàn)少、短的特征，說明我國植物領域各研究機構之間聯(lián)系較弱，相互之間鮮有合作。中國科學院大學與多所高校內(nèi)部合作緊密，還有待從跨地域、跨高校建立更為深入的學術合作關系。

圖2 國內(nèi)植物領域研究機構圖譜

通過采用EXCEL 表格整合了相關數(shù)據(jù)可知，高發(fā)文量機構（見表2）。中國科學院大學以42 篇發(fā)文量位居排名第一，青海大學農(nóng)林科學院青海省蔬菜遺傳與生理重點實驗室、青海大學三江源生態(tài)和高原農(nóng)牧業(yè)國家重點實驗室以22 篇的發(fā)文量依次緊跟其后，其次是中國科學院研究生院、北京林業(yè)大學園林學院等機構發(fā)表文獻均在8 篇以上。反映了目前高等院校較為關注植物領域的研究，優(yōu)勢是獲得了一定的研究成果，引領著國內(nèi)植物領域研究發(fā)展。

表2 國內(nèi)植物領域研究機構發(fā)文數(shù)量

2.3 發(fā)文期刊分析

期刊的載文量作為評價和判斷期刊的主要指標之一，分析植物領域研究文獻的來源期刊分布，既有利于發(fā)現(xiàn)國內(nèi)植物領域的主流期刊及發(fā)展動態(tài)，也為研究人員閱讀和選擇投稿提供參考[3]。通過各類期刊所涉及的學術領域來看，我國植物領域研究文獻以園藝、農(nóng)業(yè)及生物學與工程類刊物為主，偏農(nóng)業(yè)類期刊較多。載文總數(shù)量前16 名的學術期刊發(fā)文情況（如圖3），《現(xiàn)代園藝》居于榜首，發(fā)文320 篇，占總載文量的25.18%，反映了該類學術期刊對植物領域研究課題的支持力度較大。其次是《安徽農(nóng)業(yè)科學》（125 篇）、《山西建筑》（64 篇）、《中國農(nóng)學通報》（64 篇）。

圖3 國內(nèi)植物領域研究載文期刊分布

2.4 學科分類分析

學科分類主要是為了在一定范圍內(nèi)反映作者的科研結果所屬領域。由統(tǒng)計結果可知（如圖4），國內(nèi)植物領域研究主要集中在生物學（1305 篇）、城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政（891 篇）、環(huán)境（726 篇）、觀賞園藝與園林（682 篇）、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境（294 篇）、林學（254 篇）、植物保護（246 篇）等學科，而其他學科的論文相對較少。植物領域的相關論文涉及學科非常廣，是一個多學科交叉的研究領域，其綜合了生物、規(guī)劃、環(huán)境、生態(tài)等多學科的特點，促進了這一領域進一步綜合發(fā)展。從具體學科看，生物學和城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政的文獻數(shù)量遙遙領先，生物學和城鄉(xiāng)規(guī)劃與市政是研究植物領域較多的學科，還需要加強相關技術學科的聯(lián)系和研究工作力度，采用多學科、多視角的方式不斷深入分析研究國內(nèi)植物領域發(fā)展。

圖4 國內(nèi)植物領域研究學科分類

3 研究熱點與前沿趨勢分析

3.1 研究熱點分析

關鍵詞是用來表達某一文獻主題研究內(nèi)容的詞語，其頻度在一定程度上可以直接反映該領域的熱點研究方向。在CiteSpace 中將網(wǎng)絡節(jié)點類型選擇“關鍵詞”進行分析，得出由735 個節(jié)點和1199 個連接組成的關鍵詞共現(xiàn)圖譜，除去普遍性的關鍵詞“植物”，詞頻排名前20 的關鍵詞排序（見表3）。其中，園林、景觀、配置、應用、園林綠化等關鍵詞出現(xiàn)總頻次最高，它們均涉及植物應用領域，是國內(nèi)植物領域研究的熱點方向。

表3 2010—2020 年國內(nèi)植物領域研究高頻關鍵詞

CiteSpace 軟件經(jīng)過計算，將聯(lián)系緊密的關鍵詞進行分組，這一過程稱為關鍵詞聚類。如圖5 所示，模塊化程度值為0.6282＞0.3，網(wǎng)絡輪廓值為0.885＞0.5，表明整個網(wǎng)絡的聚類結果合理。通過分析歸納出國內(nèi)植物領域分為3 個研究熱點方向：植物配置、植物修復、植物應對生物及非生物脅迫。

圖5 國內(nèi)植物領域關鍵詞共現(xiàn)聚類時序圖

3.1.1 植物配置。2010－2020 年，植物配置的研究熱點主要體現(xiàn)在空間營造和生態(tài)方面。植物配置的景觀空間營造主要側(cè)重于從園林藝術的角度出發(fā)，在符合園林藝術景觀審美的基礎上，充分利用各類植物本身的自然美特點，營造適合空間結構變化、色彩效果變化、韻味變化等觀賞性強的園林景觀空間。張志永等[4]從當前城市環(huán)境的特殊性角度出發(fā)，闡述了如何創(chuàng)造景觀空間、靈活運用種植模式、順應地方特色、根據(jù)其生態(tài)習性及注重生態(tài)功能等措施。段敏杰等[5]基于SBE 法對公園內(nèi)36個典型植物群落景觀進行美學質(zhì)量分析評價，發(fā)現(xiàn)樹種組成數(shù)量、生活型構成、郁閉度這3 個影響顯著因子較準確預測公園美景度。在生態(tài)方面，植物配置及其探究主要集中于人工濕地、雨水花園、調(diào)節(jié)氣候等多個方面。郝明旭等[6]通過分析50 種常見的人工濕地植物，指出濕地植物在實現(xiàn)凈化水體的同時，其性質(zhì)及功能也有可能會直接受到各種物種、環(huán)境因子、種類配置模式等因素的影響。馬逍原[7]、閻波[8]、何雨洋等[9]基于雨水花園的設計思路和實踐案例進行分析，探討了雨水花園在不同城市不同場地使用條件下的設計應用策略。在未來我國園林植物配置過程中，從環(huán)境心理學、生態(tài)學、園林文學等多個方面還有很大的科學研究價值和探索發(fā)展空間。

3.1.2 植物修復。2010－2020 年，植物修復研究的內(nèi)容主要是土壤重金屬污染場地的修復與修復植物選擇。植物修復指利用植物或植物群組的作用降解受到污染的環(huán)境，是當前全球環(huán)保領域認可的綠色修復技術。吳潔婷等[10]把菌根技術引入植物修復環(huán)境中，構成了一種植物—菌根真菌的聯(lián)合修復技術，這種新型的技術能夠從多個方面有效地對植物修復重金屬污染產(chǎn)生影響并起到加強的作用。任建武等[11]根據(jù)丹江口水庫蓄水后消落區(qū)的變化特征，發(fā)現(xiàn)在平原、丘陵地區(qū)選用意大利楊等速生豐產(chǎn)的樹種，貧瘠的山區(qū)選擇飼料桑等灌木或小喬木。運用多種強化植物修復生態(tài)環(huán)境治理技術在我國具有廣泛發(fā)展前景，今后應結合多種強化植物修復共同探討和研究治理生態(tài)環(huán)境問題，實現(xiàn)植物修復的大規(guī)模工程化應用。

3.1.3 植物應對生物及非生物脅迫。2010－2020 年，國內(nèi)學者主要通過研究微生物探討植物如何處理生物及非生物脅迫問題。由于這些脅迫并不利于植物的正常生長和發(fā)育，因此植物必須有能力對所處環(huán)境當中的各種生物脅迫及非生物脅迫作出適當、有效地反應。王佺珍等[12]分析了鹽堿脅迫對植物的影響，提出了外源物質(zhì)的加入、與真菌之間的協(xié)同作用效應、利用生物科學技術方法手段、培育能夠耐受鹽堿的品種及其抗性鍛煉5 種有效解決問題的方法。王凱悅等[13]闡述了植物干旱脅迫響應的分子機制及參與其中的調(diào)節(jié)基因和功能基因，研究發(fā)現(xiàn)脅迫反應主要表現(xiàn)為光合作用、滲透調(diào)節(jié)代謝、抗氧化代謝和激素物質(zhì)。朱健康[14]、王冰[15]、孫琳琳[16]等通過研究分析了解非生物脅迫的信號傳遞及植物在非生物脅迫下的反應，對提高植物在逆境中的適應能力具有重要的科學意義。探討植物如何感知病原體或其他昆蟲的侵襲以及了解細菌和真菌如何提高植物的抗逆性，有助于更加深入地研究植物的脅迫耐受。

3.2 研究趨勢分析

突現(xiàn)詞指在一定時間內(nèi)出現(xiàn)較多或使用該詞頻率相對較高的詞，通過突現(xiàn)詞的詞頻變化可以看出研究領域的前沿和發(fā)展趨勢。圖6 清晰直觀地展示了國內(nèi)植物領域研究熱點詞突現(xiàn)結果，包括突現(xiàn)年份和持續(xù)時長等。從突現(xiàn)程度來看，排名前5 名的突現(xiàn)詞分別為雨水花園、抗腫瘤藥、海綿城市、基因工程、風景園林。從突現(xiàn)詞的時間分布角度來看，2010－2015 年，國內(nèi)植物領域的研究前沿主要集中在生物學、分子標記、生態(tài)系統(tǒng)、植物調(diào)查等多個相關研究話題；2015－2020 年，國內(nèi)植物領域的研究前沿主要集中在雨水花園、植物生長發(fā)育、蛋白質(zhì)組學等多個相關植物研究領域話題。從最新的突現(xiàn)詞來看，毒性效應、低磷脅迫、組織培養(yǎng)、生物學功能、作用機制等相關學術話題將是國內(nèi)植物領域的研究前沿。可見，國內(nèi)植物領域研究每一階段都有不同的研究側(cè)重點，研究內(nèi)容也隨時間推移不斷發(fā)生變化。

圖6 國內(nèi)植物領域2010-2020 年突現(xiàn)關鍵詞

4 結論與展望

本研究運用CiteSpace 可視化軟件對2010－2020年CNKI 數(shù)據(jù)庫中關于國內(nèi)植物領域研究的4100 篇文獻進行知識圖譜分析。經(jīng)過分析得出如下結論：①從發(fā)文作者和研究機構來看，本領域?qū)W者內(nèi)部合作緊密，不同團隊之間的研究人員學術聯(lián)絡較少。研究力量主要集中在高校，各研究機構之間聯(lián)系較弱，合作較分散。②從發(fā)文期刊和學科領域來看，熱點期刊以園藝學、農(nóng)業(yè)及建筑科學與工程類刊物為主，主要集中在《現(xiàn)代園藝》《安徽農(nóng)業(yè)科學》《山西建筑》。生物和城鄉(xiāng)規(guī)劃是與國內(nèi)植物領域結合最緊密的學科，各學科應相互聯(lián)系，根據(jù)自身特點研究視角各有側(cè)重，對國內(nèi)植物領域研究的發(fā)展具有促進作用。③從研究熱點和研究前沿來看，國內(nèi)植物領域的研究熱點主要聚集于植物配置、植物修復、植物應對生物及非生物脅迫。研究前沿涉及海綿城市、毒性效應、低磷脅迫、作用機制等方面。

綜上所述，現(xiàn)階段國內(nèi)植物領域的研究已經(jīng)取得了一定成果，形成了從宏觀到微觀，從理論到實踐的研究歷程。但未來仍然還需從以下3 個方面進行植物領域的相關基礎科學研究：①在研究方向視角上，植物領域在目前的研究中呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢，還需多結合相關的文學、生態(tài)學、城市經(jīng)濟等相關學科知識，更廣泛地研究植物，促進植物領域研究的發(fā)展，使其發(fā)揮更大的作用。②在研究合作網(wǎng)絡上，國內(nèi)植物領域的研究是一個龐大復雜的學術體系，研究機構應不斷加強跨不同地域、跨高校之間的合作學術交流，更好地推進國內(nèi)植物領域研究的發(fā)展。③在研究課題內(nèi)容上，要不斷探索拓展國內(nèi)植物領域的研究范疇，對植物領域課題開展多角度、多元化的研究，逐漸完善國內(nèi)植物領域研究的理論框架和知識體系。