近10 年國內外葡萄研究文獻計量信息比較
——基于CiteSpace 的可視化分析*

李慶英，田淑芬，馬 闖，王 榮，王超霞

（天津農(nóng)學院園藝園林學院， 300392）

葡萄（Vitis viniferaL.）是一種傳統(tǒng)的世界性栽培的作物，其果實不僅可供鮮食或干食，還含有豐富的酚類化合物，是提煉植物抗氧化劑的重要原材料。截至2017 年底，全球葡萄種植總面積達735.4萬hm2，產(chǎn)量達7 330 萬t[1]。作為重要的園藝作物，世界各國就葡萄的分子育種[2-6]、抗性機理[7-11]、設施栽培[12-14]、果實品質[15-19]以及次生代謝產(chǎn)物[20-23]等方面開展了大量的研究。近年來，隨著我國葡萄栽培面積逐年擴大，產(chǎn)量不斷上升，有關葡萄的研究受到更廣泛的關注。然而，該領域現(xiàn)狀尚缺乏有效的歸納總結，特別是與國外研究內容的比較缺乏足夠報道。

文獻計量學是對文獻進行定量分析研究的科學，在農(nóng)業(yè)領域的應用也越來越多，如肖暢等[24]對我國近10 年柑橘（Citrus reticulataBl.）研究熱點與前沿進行了分析，李金格等[25]對我國菊花（DendranthemamorifoliumTzvelev）進行了文獻計量分析，晏志梅等[26]對我國番木瓜（Carica papayaL.）的發(fā)展情況進行了研究，馬秀文等[27]分析了我國蝴蝶蘭（Phalaenopsis amabilisH.G.Reichenbach）的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。以往文獻計量學的研究多集中在對國內文獻的梳理，局限性較強。通過對國內外文獻進行深度比較，更有助于了解世界主要國家和地區(qū)的葡萄研究的文獻產(chǎn)出情況以及機構和人員信息，分析該領域熱點與前沿，探究各國葡萄研究的分異特征，對我國葡萄未來研究提供充分的參考信息，具有較強的指導意義。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文以WOS 核心合集（2011—2020 年）為文獻檢索平臺，以葡萄為主題搜索，精煉出中國、美國、歐洲3 個國家或地區(qū)的文獻，其中，歐洲地區(qū)選擇了文獻產(chǎn)出量靠前的7 個主要國家，分別為西班牙、意大利、法國、德國、葡萄牙、希臘、英國?？傆嫬@得近10 年內文獻16 410 條，其中我國發(fā)表文獻3 805 條，美國發(fā)表文獻3 951 條，歐洲主要國家共發(fā)表文獻8 654 條。保存“全記錄與引用的參考文獻信息”為純文本格式，經(jīng)除重，獲得我國目標文獻數(shù)據(jù)3 766 條，美國文獻數(shù)據(jù)3 897 條，歐洲文獻數(shù)據(jù)8 329 條，共15 992 條。

1.2 研究方法

本文采用CiteSpace v.5.5R2分析工具進行分析。該軟件可將某研究領域龐大復雜的文獻數(shù)據(jù)和演進歷程具象化為可視的知識圖譜[28]。本文以15 992條目標數(shù)據(jù)源為研究對象，節(jié)點類型選擇作者（Author）、發(fā)文機構（Institution）、關鍵詞（Keyword）、被引文獻（Reference）進行圖譜分析，得到國內外葡萄研究領域的共現(xiàn)、聚類及時間線圖譜，分析其研究熱點和知識基礎，形成對國內外近10 年葡萄研究領域的認知[29]。

2 研究趨勢分析

圖1 為2011—2020 年世界上葡萄研究領域發(fā)文數(shù)量較多的前20 個國家。其中，發(fā)文數(shù)量排名前6 位的國家依次為美國、中國、西班牙、意大利、巴西、法國，占總發(fā)文量的60.6%?？芍澜缙咸蜒芯康臒狳c地區(qū)主要分布在北美、東亞以及西南歐。

圖1 2011—2020 年葡萄研究發(fā)文數(shù)量排名前20 位國家

由圖2 可知2011—2020 年中國、美國以及歐洲主要國家的文獻數(shù)量年度分布情況。自2011 年開始，我國葡萄領域研究文獻數(shù)量整體呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，且在2017 年開始超過美國；歐洲主要國家的逐年發(fā)文數(shù)量在2014、2016、2017 年分別出現(xiàn)微小的下降，但總體呈增長趨勢，且發(fā)文數(shù)量較高；美國逐年發(fā)文數(shù)量總體趨于平緩，近10 年基本維持在同一水平。說明在中國和歐洲葡萄研究熱度和受重視程度在不斷上升，而美國對該領域的關注程度10 年間未發(fā)生明顯變化。

圖2 世界主要國家或地區(qū)近10 年葡萄研究發(fā)文數(shù)量年度分布

3 研究計量與可視化分析

3.1 發(fā)文機構及合作分析

對某一領域研究機構合作情況進行分析，可以看出該領域的主要研究力量的分布與合作。圖3 分別為中國、美國、歐洲主要國家的機構合作共現(xiàn)圖譜，每個節(jié)點代表1 個機構，節(jié)點越大則發(fā)文頻次越高。節(jié)點之間的連線代表機構之間的合作關系，合作關系越多，連線越粗。中國研究力量較強的機構分別為中國農(nóng)業(yè)大學、西北農(nóng)林科技大學、中國科學院、中國農(nóng)業(yè)科學院、南京農(nóng)業(yè)大學，美國研究力量較強的機構有加州大學戴維斯分校、康奈爾大學、農(nóng)業(yè)科學研究院、美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究組織、華盛頓州立大學、俄勒岡州立大學、佛羅里達大學，歐洲研究力量較強的機構有法國農(nóng)業(yè)科學研究院、西班牙高等學術研究委員會、洛維拉維吉利大學、意大利國家研究委員會、拉里奧哈大學、米蘭大學、卡斯蒂里亞-拉曼查大學等。

總體來看，世界葡萄研究發(fā)文量以高校為主，其次是科研院所。其中，這3 個圖中連線均比較密集，可知研究機構之間的合作較多，但從節(jié)點來看，中國和美國形成了幾個核心的科研機構，其他機構的科研力量較小，而歐洲的科研力量則分布比較平均（圖3）。

圖3 世界主要國家或地區(qū)發(fā)文機構與合作共現(xiàn)圖譜

3.2 文獻作者群體分析

通過對作者的合作網(wǎng)絡分析，可以展現(xiàn)該領域內的核心作者群及其合作關系。圖4 分別為中國、美國及歐洲主要國家發(fā)文作者合作共現(xiàn)圖譜，節(jié)點越大表示作者發(fā)表論文的數(shù)量越多，連線越粗表示作者之間合作關系越強，具有較高中介中心性的作者通常是連接2 個不同學術團隊群的關鍵樞紐。中國葡萄研究領域已形成了以中國農(nóng)業(yè)大學段長青、中國科學院李紹華以及西北農(nóng)林科技大學王躍進、張振文、王西平等為核心的學術團隊群。美國在葡萄研究領域比較突出的作者有伯明翰阿拉巴馬大學Santosh K Katiyar 和華盛頓國家自然歷史博物館Jun Wen、Gaven L Sacks、Susan E Ebeler。歐洲形成了以意大利作者Luca Rolle、Simone Giacosa、Fabrizio Torchio，西班牙作者Susana Río Segade、Vinceozo Gerbi 為核心的學術團隊群。從作者網(wǎng)絡來看，美國發(fā)文作者之間關系比較松散，聯(lián)系強度較低，中國和歐洲發(fā)文作者之間合作較多，聯(lián)系更加緊密。

圖4 世界主要國家或地區(qū)作者合作共現(xiàn)圖譜

3.3 關鍵詞聚類分析

關鍵詞聚類是對某一領域的主要研究方向和研究熱點進行分析的重要手段。圖5 是世界主要國家或地區(qū)的關鍵詞聚類圖譜，每個聚類是由多個緊密相關的詞組成，聚類號數(shù)字越小，聚類中包含的關鍵詞越多，每個關鍵詞會有一個值，同一聚類中值最大的選為該聚類的標簽。其中，中國形成5 個有代表性的聚類，美國4 個，歐洲6 個。

圖5 世界主要國家或地區(qū)關鍵詞聚類圖譜

表1 為世界主要國家或地區(qū)關鍵詞聚類信息。其中，中國5 個有代表性的聚類，#0 葡萄酒聚類中包含的主要關鍵詞有揮發(fā)性化合物、發(fā)酵、殘渣、退化、植物乳桿菌等，#1 氧化應激聚類中有細胞凋亡、葡萄籽萃取物、原花青素、白藜蘆醇、抗氧化劑等，#2 葡萄藤聚類中包含基因表達、脫落酸、山葡萄、揮發(fā)性化合物、轉錄組、原花青素等，#3 多倍體聚類中包含食用葡萄、葉的生理參數(shù)、失活、抗菌劑等，#4 炭黑曲霉聚類中包括pm 2.5、解脂耶氏酵母、免疫磁化分離、葡萄糖氧化酶、生物防治等。美國4 個有代表性的聚類，#0 炎癥聚類中包含的主要關鍵詞有抗氧化劑、多酚、一氧化氮、葡萄籽精華素、心血管疾病、釀酒葡萄、抗炎藥等，#1葡萄栽培聚類中有樹形管理、灌溉、虧缺灌溉、葡萄酒、炎癥、抗氧化劑等，#2 葡萄酒聚類中包括乙醇、發(fā)酵、甘油、夏敦埃酒（霞多麗）、氨基酸、氣相色譜法、酒精發(fā)酵等，#3 分子系統(tǒng)發(fā)育聚類中包括鑒定、遺傳多樣性、遺傳改良、皮爾斯病害、序列、葡萄根瘤蚜等。歐洲6 個有代表性的聚類，#0 釀酒酵母聚類中包含的關鍵詞主要有葡萄酒、酒精發(fā)酵、揮發(fā)性化合物、酵母、發(fā)酵、戴爾凱氏有孢圓酵母、非釀酒酵母、褪黑素、乙醛、香氣成分等，#1 葡萄藤中包含的關鍵詞主要有葡萄栽培、氣候變化、多酚、釀酒酵母、脫落酸、葡萄園、水分脅迫、解百納紅葡萄酒（赤霞珠）、葡萄渣等，#2 多酚聚類中包括抗氧化活性、萃取、單寧、葡萄皮、葡萄籽、葡萄渣、酒精發(fā)酵、揮發(fā)性化合物等，#3抗氧化劑聚類中包括酒糟、脂質結構、制酒廠廢水、殺菌劑、釀酒酵母、單寧、酒精發(fā)酵、抗菌活性等，#4 碳足跡聚類中包括品質、生命周期評估、遺傳學、影響類型、葡萄栽培、二氧化碳、工藝及酚醛成熟度、氣孔吸收、水足跡、葉綠素、臭氧植物性毒素的影響、消費行為等，#5 葡萄渣聚類中包括類似谷氨酸鈉的氨基酸、必須低溫濃縮、主成分分析、化學成分、揮發(fā)性、苦味氨基酸、利口酒等。

表1 關鍵詞聚類信息

4 共被引分析

時間線視圖側重于表達聚類之間的關系和某個聚類里文獻的歷史跨度，是將同一聚類排布在同一水平線附近，可以直接高效地展示聚類之間的關系，即聚類之間的相互聯(lián)系和相互影響，都會在時間線視圖上直接地表現(xiàn)出來?？偟膩碚f，時間線視圖分析是對研究歷程興衰過往、現(xiàn)有熱點的最直觀表現(xiàn)。

整體看來，2007—2015 年是中國葡萄研究的理論奠基階段，該時間段產(chǎn)生了數(shù)量最多、影響力最高的研究文獻（圖6）。①歷史上產(chǎn)生過較大影響而現(xiàn)今逐漸趨冷、關注度有所降低的研究分別為#0 anthocyanin/花色素苷、#4 muscadine/圓葉葡萄（麝香葡萄）。其中，#0 anthocyanin/花色素苷的研究起始于2003 年，在2007 年該方向的研究達到第1 個小高潮，較多高影響力的文獻在此時出現(xiàn)，在2008—2012 年達到最高潮，更多、更高影響力的文獻出現(xiàn)，2013 年以后該方向的研究逐漸降溫。②研究起步較晚，近幾年來關注度影響力仍然較高的聚類有#1 monoterpenes/單萜、#2 evolution/演變、#3 jasmonic acid/茉莉酸、#6 apical leaf removal/頂端葉切除。③#5 phenolics/酚類物質、#9 sucrose transporter/蔗糖轉運蛋白方面的相關研究則一直影響力較低。④#7 vitaceae/葡萄科和#8 grafting/嫁接2個聚類的研究僅持續(xù)一段時間，即研究起步較晚，近幾年熱度降低。

圖6 中國葡萄研究文獻共被引時間線視圖

美國葡萄研究的繁榮期主要集中在2007—2010 年（圖7）。①歷史上產(chǎn)生過較大影響而后逐漸趨冷、關注度降低的研究有#0 aging/老化、#1 resveratrol/白藜蘆醇、#3 bordeaux mixture/波爾多液和#4 vitaceae/葡萄科。其中，#1 resveratrol/白藜蘆醇的研究始于2002 年，在2006—2010 年間產(chǎn)生了大量影響力較高的文章，這一方向的研究在2013 年以后逐漸趨冷。②研究起步較晚，近幾年來關注度影響力仍然較高的聚類有#5 genome/基因組、#8 fermentation/發(fā)酵。③#10 agricultural residues/農(nóng)業(yè)廢棄物、#11 volatile compound/揮發(fā)性化合物、#12 acid invertase/酸性轉化酶方面的相關研究則一直影響力較低。④短暫出現(xiàn)研究過幾年的聚類有#6 spotted wing drosophila/翅果蠅、#7 selective harvest/選擇性收獲、#9 cell wall material/細胞壁物質。

圖7 美國葡萄研究文獻共被引時間線視圖

對歐洲主要國家而言，其葡萄研究的繁榮期從2006 開始持續(xù)到2016 年（圖8）。①從開始出現(xiàn)到現(xiàn)在一直被關注的是#0 non-saccharomyces/非釀酒酵母，在2008 年該方向的研究達到第1 個小高潮，較多高影響力的文獻在此時出現(xiàn)，在2010—2016 年間達到最高潮，出現(xiàn)了大量高影響力的文獻，而后該方向的研究逐漸減少但一直在被關注。②歷史上產(chǎn)生過較大影響而現(xiàn)今逐漸趨冷、關注度降低的研 究有#2 grapevine/葡萄藤、#3 texture analysis/紋理分析。③研究起步較晚，近幾年來關注度影響力仍然較高的聚類有#1 climate change/氣候變化。④#4 grape pomace/葡萄渣、#5 bmal1/芳香烴受體核轉位蛋白1 抗體、#6 domestication/馴化方面的相關研究則一直影響力較低，近2 年也沒有再持續(xù)研究。

圖8 歐洲主要國家葡萄研究文獻共被引時間線視圖

5 討 論

葡萄的原產(chǎn)地位于黑海和里海間的外高加索地區(qū)，后引種到歐洲、亞洲、美洲等地區(qū)[30]。其中，南北緯30～50°是最適合葡萄種植的地方。本研究發(fā)現(xiàn)，葡萄研究領域排名靠前的20 個國家中，既有中國、美國以及法國、意大利等傳統(tǒng)葡萄產(chǎn)區(qū)的國家，也有土耳其、印度、伊朗等國家，說明隨著栽培技術的提高，葡萄栽培面積的擴大，新的國家和地區(qū)加入到葡萄生產(chǎn)和研究工作中。從發(fā)文數(shù)量的逐年變化來看，我國的葡萄研究雖然起步較晚，但發(fā)展較快，并于2017 年超過美國，僅次于歐洲地區(qū)。說明近年來隨著我國對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)的持續(xù)投入，葡萄相關領域的科研成果產(chǎn)出也逐漸增加。從機構和作者關聯(lián)度來看，各國均形成了以少數(shù)研究者為核心的學術團隊群，推動葡萄研究整體發(fā)展。然而，與美國研究者相對松散的國內聯(lián)系度相比，我國學者更加重視不同研究團隊間的合作，這也可能是我國在該領域發(fā)展較快的原因。

結合關鍵詞聚類分析發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)性化合物和抗氧化劑在不同國家和地區(qū)的葡萄研究過程中均處于熱點位置，說明葡萄香氣和次生代謝產(chǎn)物的研究受到各國關注。然而，不同國家和地區(qū)的研究內容也存在一定差異。我國的核心研究不僅包括揮發(fā)性化合物、葡萄籽萃取物、原花青素、白藜蘆醇等方面，也包括植物激素、葉片生理以及葡萄曲霉病等研究[31-36]，這些內容分別代表了該領域的葡萄酒釀造、葡萄代謝產(chǎn)物、植株生長、系統(tǒng)演化以及抗病性等5 個方向，說明我國葡萄研究涵蓋范圍廣、內容較全面。而與我國相比，美國更突出了對葡萄栽培管理和分子系統(tǒng)發(fā)育的探索[37-39]，歐洲則在葡萄酒風土和釀造工藝方面具有鮮明的研究特色[40-42]。

不同國家或地區(qū)的文獻共被引時間線聚類圖譜反映了各聚類形成時間以及持續(xù)時間不一。我國葡萄研究由早期對花色素苷等黃酮類物質逐漸向單萜、茉莉酸代謝方向轉移，而有關酚類、蔗糖轉運蛋白方面的研究尚未受到重視?；ㄉ剀諡辄S酮類化合物中的一類，具有防護紫外線、抵抗病原微生物等作用。不同葡萄品種具有自己獨特的花色苷類型，各自的比例不僅決定了果皮的顏色、果實的商品質量，也對葡萄酒的顏色、質量及其營養(yǎng)價值具有重要作用[43]。而萜烯類化合物是組成葡萄香氣的主要成分，特別是里那醇、橙花醇、萜品醇、香葉醇和香茅醇被認為是玫瑰香型葡萄中主要的單萜組分，因此對單帖合成與代謝的研究能夠揭示不同葡萄品種香氣的差異[44-47]。

在美國，有關葡萄白藜蘆醇的研究早在2002 年就已開始。白藜蘆醇是一種葡萄屬植物受到真菌侵染、機械傷害、紫外線照射后產(chǎn)生的植物抗毒素，曾被認為在人體生理代謝過程中具有強抗氧化和抗自由基功能，一度成為研究熱點[48-50]。然而，由于其臨床功效存在較大爭議，2013 年之后的相關研究趨冷。近年來，越來越多的有關葡萄組學的研究被美國學者報道，如基因組學、代謝組學等方法，從整體上解釋了葡萄生長和代謝的復雜生物學過程，成為該領域研究的重要工具[51-52]。在歐洲方面，全球變暖正在改變主要葡萄產(chǎn)區(qū)的氣候，怎樣調整各產(chǎn)區(qū)栽培模式，使其適應未來氣候條件，降低氣候變化對葡萄品質的影響，成為這一地區(qū)學者們近期關注的主要問題。

總體來說，國內外對葡萄的研究維度存在一定差別，歐美國家更加偏向于釀酒葡萄的研究，而我國則更偏向于鮮食葡萄，這與國內外葡萄消費模式有關。隨著我國成為世界最大的鮮食葡萄生產(chǎn)國和消費國，有關鮮食葡萄品種選育、品質影響、精深加工等方面的研究將受到更廣泛關注，而氣候變化背景下釀酒葡萄的風土與產(chǎn)區(qū)規(guī)劃的研究也是我國亟待解決的關鍵問題。經(jīng)歷多年的發(fā)展，葡萄已經(jīng)單純從園藝產(chǎn)品屬性，發(fā)展成為集工業(yè)原料、保健品原料以及旅游資源為一體，融合一二三產(chǎn)業(yè)的重要元素，其研究的范疇也將呈現(xiàn)更加多樣性、交叉性、復雜性的特點。