基于Web of Science和 CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺的磷輸入研究知識圖譜分析

肖凡 劉洢杋 向珊珊 段敏

摘要 以“磷添加”“磷沉降”“磷輸入”為檢索詞，在Web of Science數(shù)據(jù)庫和CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中檢索2011—2020年相關文獻，共得英文文獻1 549篇，中文文獻624篇。運用CiteSpase知識圖譜分析工具對關鍵詞、作者、機構等分析對象進行可視化分析。結果顯示， 2011—2020年文獻發(fā)表量逐年增加;該研究領域出現(xiàn)頻次最高的關鍵詞是磷添加、氮磷添加、植物生長、土壤養(yǎng)分;刊載磷輸入相關論文最多的英文、中文期刊分別是Science of the Total Environment 和生態(tài)學報。隨著研究的深入，氮磷互作、氮磷添加對植物生長和生態(tài)系統(tǒng)的影響有可能是未來的研究熱點。

關鍵詞 CNKI;Web of Science;CiteSpase;磷輸入;可視化分析

中圖分類號 S-058 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）02-0237-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.063

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Phosphorus Input Knowledge Graph Analysis Based on Web of Science and CNKI Academic Literature Discovery Platform

XIAO Fan1，LIU Yi-fan2，3，XIANG Shan-shan2，3 et al （1.Library of Guangxi Normal University，Guilin，Guangxi 541006;2.Key Laboratory of Ecology of Rare and Endangered Species and Environmental Protection （Guangxi Normal University）of Ministry of Education，Guilin，Guangxi 541006;3.College of Life Sciences，Guangxi Normal Univeristy，Guilin，Guangxi 541006）

Abstract Using phosphorus addition，phosphorus deposition and phosphorus input as search terms，we searched the relevant literatures from 2011 to 2020 in Web of Science database and CNKI academic literature discovery platform.A total of 1 549 literatures in English and 624 literatures in Chinese were obtained.The Citespase knowledge graph analysis tool was used to conduct visual analysis on the analysis objects，such as keywords，authors and institutions.The results showed that the number of published literatures increased year by year from 2011 to 2020;the most frequent keywords in this research field were phosphorus addition，nitrogen and phosphorus addition，plant growth，and soil nutrients;Science of the Total Environment and Chinese Journal of Ecology were the English and Chinese journals，respectively，which published most phosphorus input related papers.With the deepening of research，the effects of N/P interaction and N/P addition on plant growth and ecosystems were likely to be the research focus in the future.

Key words CNKI;Web of Science;CiteSpase;Phosphorus input;Visual analysis

基金項目

廣西科技基地和人才專項“模擬氮沉降對喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)森林土壤氮循環(huán)的影響機制”（桂科AD20159055）;

廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目“喀斯特森林土壤氮循環(huán)對不同形態(tài)氮沉降的響應機制研究”（2020KY02027）。

作者簡介 肖凡（1984—），女，陜西漢中人，館員，碩士，從事學科服務和研究工作。*通信作者，副教授，博士，從事森林生態(tài)系統(tǒng)氮磷養(yǎng)分循環(huán)研究。

收稿日期 2021-04-27;修回日期 2021-06-11

磷是植物生長的主要限制因子之一，它介入植物體內(nèi)多種生理反應過程，對植物的生長發(fā)育、代謝、營養(yǎng)物質的積存和產(chǎn)量起著重要作用[1]。增加土壤磷的輸入，可以緩解磷不足對植物生長的影響，提高土壤細菌群落的豐度和多樣性，加速復雜有機碳的降解，增強植物的生存和生長能力[2-5]。

文獻計量學具有客觀性、定量化、模型化等優(yōu)勢，已被用于宏觀研究各領域、各學科的發(fā)展[6]。Citespace可視化分析軟件是美國德雷塞爾大學英籍華裔陳超美教授在 2004 年基于 Java 環(huán)境開發(fā)的引文網(wǎng)絡分析工具，該軟件可以準確、便利和高效地顯示某科學領域的發(fā)展新趨勢和新動態(tài)。盡管有研究利用文獻計量 學 分 析 國 際 生 物 炭 研 究 的 動 態(tài) 發(fā) 展[7]，但 運 用Citespace 可視化分析探討生物炭領域的研究熱點以及我國在該領域的研究歷程至今還鮮見報道。該研究就生物炭領域的相關文獻進行計量和可視化分析，以便科研工作者準確掌握該領域的研究概況和前沿動態(tài)以及我國的整體情況，旨在為我國更深入的生物炭研究提供宏觀戰(zhàn)略性的指導。

科學知識圖譜是以知識域（knowledge domain） 為對象，顯示科學知識的發(fā)展進程與結構關系的一種圖像[6]，隨著信息可視化的發(fā)展，繪制科學知識圖譜的工具越來越多，由美國德雷克塞爾大學信息科學與技術學院的陳超美教授于2004年開發(fā)的CiteSpase信息可視化軟件是近年來在信息分析中最具有特色和影響力的信息可視化軟件。據(jù)統(tǒng)計，CiteSpase軟件被至少超過60個國家的學者引用了上萬次，已經(jīng)成為科學計量學普遍采用的新工具[7]。鑒于此，筆者以“phosphorus deposition” or “phosphorus addition” or “phosphorus input” or “P deposition” or “P addition” or “P input”為檢索詞對Web of Science核心合集中的文章進行標題檢索，以“磷添加”“磷沉降”“磷輸入”為主題詞對CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺進行檢索，并分別使用CiteSpase軟件對CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺和Web of Science數(shù)據(jù)庫中磷輸入相關論文的發(fā)文年度、作者、研究機構等信息進行分析，以反映該研究領域的研究進展以及發(fā)展趨勢，展望研究熱點與前沿主題，旨在為相關科研工作者與決策者提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

文獻來源于Web of Science數(shù)據(jù)庫和CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺。在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中，選擇Science Citation Index Expanded （SCI-EXPANDED），設置標題詞為“phosphorus deposition” or “phosphorus addition” or “phosphorus input” or “P deposition” or “P addition” or “P input”，限制發(fā)表時間為2011—2020 年，限制文獻類型為ARTICLE。在 CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中，設置主題詞為“磷添加” or “磷沉降”or “磷輸入”進行檢索，限制發(fā)表時間為2011—2020 年，為了避免CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中檢索出的英文文章與Web of Science數(shù)據(jù)庫中的文章重復，在CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中限制語言為“中文”，為了去除期刊聲明和新聞報道等無關文獻，限制文獻類別為“科技”。為了確保數(shù)據(jù)有效性，對文獻數(shù)據(jù)進行手動篩選后，得到英文文獻1 549篇，中文文獻624篇。

1.2 研究方法

對檢索出的數(shù)據(jù)，利用Excel 軟件對年度發(fā)文量、支持基金等信息進行統(tǒng)計分析。將文獻數(shù)據(jù)導入CiteSpase 5.7R5W軟件，對關鍵詞、研究機構等信息進行分析，了解關鍵詞共現(xiàn)、主要研究作者及主要研究機構合作關系等信息，分析磷沉降研究的現(xiàn)狀和熱點。

2 結果與分析

2.1 發(fā)文量及年度變化分析

發(fā)文總量體現(xiàn)了科學界對該領域的關注程度，能夠從一定意義上反映該研究領域的發(fā)展速度和趨勢。從年度發(fā)文量來看，總體來說磷輸入相關論文的發(fā)文量呈逐年上升態(tài)勢（圖1），但與Web of Science據(jù)庫和CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺的發(fā)文量趨勢有所區(qū)別。Web of Science數(shù)據(jù)庫中2011—2020年間磷輸入的發(fā)文量均在百篇以上，除2017年較前1年有小幅下降外，各年均呈逐年上升態(tài)勢。 CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中2011—2020年間磷輸入的發(fā)文量呈階梯上升態(tài)勢。在10年中出現(xiàn)了3個比較明顯的平臺期，第1個平臺期是2011—2013年，這3年每年的發(fā)文量都在30篇左右;第2個平臺期是2014—2018年，這5年每年發(fā)文量都在60～70篇;第3個平臺期是2019—2020年，每年發(fā)文量都在100篇以上。Web of Science數(shù)據(jù)庫與CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺關于磷輸入的發(fā)文量均呈上升態(tài)勢，表明磷輸入逐漸得到了學術界越來越多的關注，同時基本類似的趨勢也表明中國在磷輸入的研究方面與世界同步發(fā)展。

2.2 關鍵詞及年度變化分析

關鍵詞是對科研文章研究內(nèi)容、方法、結論的高度摘要，是科學計量的重要指標[8]。一般說來，關鍵詞出現(xiàn)的頻率能夠在一定程度上反映某研究領域內(nèi)的熱點問題，出現(xiàn)頻次高的關鍵詞即為該領域內(nèi)的研究熱點[9]。從關鍵詞共現(xiàn)圖譜可以看出，Web of Science數(shù)據(jù)庫中磷輸入相關文獻出現(xiàn)頻率最高的10個關鍵詞及其對應的頻次（圖2）分別為：phosphorus（170篇）、growth（143篇）、thin film（129篇）、nitrogen（127篇）、carbon（88篇）、fertilization（79篇）、deposition（72篇）、microstructure（70篇）、limitation（68篇）、behavior（68篇）。CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺磷輸入相關文獻中出現(xiàn)頻率最高的10個關鍵詞及其對應的頻次（圖3）分別為：氮磷添加（67篇）、磷添加（50篇）、氮添加（40篇）、氮沉降（33篇）、土壤養(yǎng)分（19篇）、生物量（17篇）、富營養(yǎng)化（16篇）、施肥（15篇）、高寒草甸（15篇）、養(yǎng)分添加（14篇）。對2個數(shù)據(jù)庫中共現(xiàn)的關鍵詞進行分析表明，在該研究領域中影響力較大的是磷添加、氮磷添加、植物生長。

在關鍵詞共現(xiàn)圖譜中，圖形的明暗程度表示年份的近遠程度。通過對關鍵詞進行聚類后可以看出，Web of Science 數(shù)據(jù)庫中關于磷輸入的研究近幾年主要集中在氮沉降、磷方面，過去則主要集中在化學過程及磷需求方面（圖4）。CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中關于磷輸入的研究近幾年主要集中在磷添加、氮磷添加、土壤養(yǎng)分等方面，而之前的研究則集中在富營養(yǎng)化、大氣沉降、生物量等方面（圖5），表明科學界對磷添加的研究最初停留在現(xiàn)象研究及對現(xiàn)象的解釋方面，目前則發(fā)展到營養(yǎng)元素的互相作用及對環(huán)境的影響方面，更重要的是對未來可能出現(xiàn)的環(huán)境進行了模擬，開展了種種前瞻性的探索。

2.3 研究機構分析

在磷輸入研究領域，于Web of Science數(shù)據(jù)庫中發(fā)文位列前10的研究機構如表1所示。中國科學院10年間發(fā)文200篇，是發(fā)文最多的機構。發(fā)文量位居第2的是中國科學院大學，共發(fā)文87篇。位居第3的是俄羅斯科學院，發(fā)文21篇。其余機構發(fā)文量均在20篇以下。根據(jù)Web of Science數(shù)據(jù)庫中檢索結果來看，發(fā)文量前10的機構中，我國的科研機構占據(jù)8席，其中中國科學院和中國科學院大學的發(fā)文量遠遠高于其他機構。

根據(jù)CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺所檢索出的數(shù)據(jù)顯示，在磷輸入領域發(fā)表相關研究論文2篇及以上的研究機構有10個，其中最主要的研究機構是高校，具體情況如表2所示。華南農(nóng)業(yè)大學是該領域發(fā)文最多的機構，發(fā)文篇數(shù)為10篇;安徽農(nóng)業(yè)大學發(fā)文3篇，位居第2;山東農(nóng)業(yè)大學、中國科學院水利部水土保持研究所等機構位居3，均發(fā)文2篇。

國際、國內(nèi)磷輸入研究機構的合作情況如圖 6、7?？傮w看來，除中國科學院和中國科學院大學外，各研究機構合作情況的知識圖譜網(wǎng)絡分布較零散，未出現(xiàn)明顯的聚集，僅個別研究機構之間有重疊，說明在磷添加研究領域雖然部分機構有合作，但大部分機構獨立開展研究，機構之間

合作較少，這將從一定程度上影響磷輸入領域研究的發(fā)展速度和深度。

2.4 研究學者分析

通過CiteSpase 5.7R5W 軟件對磷輸入領域的研究者進行分析，得到Web of Science數(shù)據(jù)庫中發(fā)文量5篇以上的作者情況如表3所示。由表3可知，JIANGMING MO是該領域Web of Science數(shù)據(jù)庫中檢索出的最重要的作者，共發(fā)文13篇，位居發(fā)文量第1。WEI ZHANG、TAO ZHANG分別發(fā)文11和6篇，位居第2和3。

通過CiteSpase 5.7R5W 軟件對CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中的研究者進行分析，發(fā)文量3篇以上的作者情況如表4所示。由表4可知，薛立發(fā)文8篇，是CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中該領域發(fā)文最多的作者;排名第2的是王洪義，發(fā)文7篇。排名第3的是王妍，發(fā)文5篇;解亞鑫、劉玉槐、劉世亮、杜崇宣、張蕓香、于會民、王德海7位作者均發(fā)文3篇。

磷輸入研究人員的合作情況見圖 8、9?？傮w上看，作者分布呈現(xiàn)出大范圍分散、小范圍集中的特點。這表明同一機構的研究人員有合作，但不同機構的研究人員之間缺乏合作。

2.5 文獻來源分析

通過對磷輸入相關科研論文的文獻來源進行統(tǒng)計，Web of Science數(shù)據(jù)庫中位列前10的基金的如表5所示，CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中位列前5的的基金如表6所示。國際刊載量位列前10的期刊中，中科院大類分區(qū)1區(qū)的有2種，2區(qū)的有4種，3區(qū)的有1種，4區(qū)的有2種。國內(nèi)刊載量位列前5的期刊均為中文核心期刊，其中《生態(tài)學報》《植物生態(tài)學報》《應用生態(tài)學報》的刊載量均在10篇以上。

2.6 支持基金分析

通過對磷輸入相關科研論文的支持基金進行統(tǒng)計，Web of Science數(shù)據(jù)庫中位列前10的基金如表7所示，CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中位列前5的基金如表8所示。Web of Science數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)顯示對磷輸入研究項目支持力度最大的是中國自然科學基金和中國自然基礎研究計劃，在這2項基金的支持下，學者共發(fā)文593篇，日本教育文化與體育科學技術部、日本科學促進會、歐盟委員會支持力度次之。CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺數(shù)據(jù)顯示，支持磷輸入研究項目的基金多數(shù)為國家撥款，數(shù)量最多的是國家自然科學基金。排在第2、3位的是國家重點研發(fā)計劃和國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973 計劃）（國家重點研發(fā)計劃是由國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）與其他一些國家級計劃整合而來，考慮到先后關系，筆者未將其合并），分別為41與33篇。位列第4、5的分別是國家科技支撐計劃和中國科學院知識創(chuàng)新工程，分別為14和5篇。

3 結論與討論

該研究對Web of Science數(shù)據(jù)庫和CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中近10年來關于磷輸入研究的文章進行了梳理。分析結果顯示，盡管科學界對磷輸入的研究日趨重視，但總體來

說這方面的研究仍然比較薄弱。從發(fā)文總量來看，2011—2020年磷輸入相關英文文獻1 549篇，中文文獻624篇，而對同屬植物營養(yǎng)元素氮，有學者僅以 （ “nitrogen deposition”） or （ “N deposition”） 為主題詞，在SCIE （ SCI-EXPANDED） 中以1999—2019年為時間跨度進行檢索，得到了相關論文 5 812 篇[10]。筆者也在CNKI 學術文獻發(fā)現(xiàn)平臺中以同樣的時間跨度對氮輸入及其相關研究的中文論文進行了檢索，總共檢索到中文論文1 951篇。究其原因，這是由于近年來人類活動造成了過多的氮排放[11]，空氣中氮含量的增加不僅使溫室效應持續(xù)增加[12-14]，氮沉降還使原有的各種生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生改變[15-17]。為了應對氮輸入對環(huán)境的影響，科學界對其研究熱度持續(xù)上升。然而有研究表明，氮沉降在改變氮循環(huán)過程的同時，也可能影響其他元素的生物地球化學循環(huán)過程[18]。磷是植物生長的主要限制因子之一，其生物地球化學循環(huán)過程相當漫長。含磷的巖石礦物緩慢風化分解，磷元素由此進入土壤、大氣、海洋[19-21]。限于時間尺度的難以測量性，目前對磷地球化學循環(huán)過程的研究以磷素遷移轉化過程所涉及的耦聯(lián)系統(tǒng)為主，主要包含土壤—植物耦聯(lián)系統(tǒng)、土壤—水域耦聯(lián)系統(tǒng)和地表—大氣耦聯(lián)系統(tǒng)[18]。氮磷之間具有密切的耦合關系，氮沉降如何影響磷的地球化學循環(huán)、非同步增長的氮磷元素對各生態(tài)系統(tǒng)的影響及其機制，在生態(tài)保護和全球變化領域也值得深入探討和研究。

分析發(fā)現(xiàn)，盡管磷輸入研究逐漸深入，從現(xiàn)象研究[22-24]深入到模擬環(huán)境研究[25]，從單一營養(yǎng)元素分析研究[26-27]拓展到和氮等其他元素互作研究[28-30]，但總體來看研究成果較少。各個研究機構之間、不同研究機構的研究人員之間缺乏緊密的合作且支持該項研究的基金項目相對較少、較單一，這都會在一定程度上影響該領域的科研產(chǎn)出，也從一定程度上反映出該領域未得到足夠的重視。另外，分析結果顯示，氮磷互作、氮磷添加對不同生態(tài)系統(tǒng)的影響及其機制有可能是未來的研究熱點。

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