河流生態(tài)修復(fù)曝氣技術(shù)研究進(jìn)展及熱點分析

吳佐京通 張訓(xùn) 潘紅忠 廉晶晶 姚華明

摘要：

隨著中國生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，河流生態(tài)修復(fù)與保護(hù)日益被社會各界重視，并成為水利學(xué)和生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點。曝氣技術(shù)因見效快、施工維護(hù)簡便，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域。以 Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫和中國知網(wǎng)（CNKI）作為文獻(xiàn)捜索引擎，運用CiteSpace 和VOSviewer揭示該領(lǐng)域的科學(xué)知識圖譜。結(jié)果表明：國際河流曝氣研究的發(fā)文量在整個研究期內(nèi)均處于穩(wěn)步上升趨勢，中國的發(fā)文量增速顯著，尤其是近3～5 a，中國英文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量躍居世界首位。曝氣技術(shù)與其他技術(shù)的耦合治理效應(yīng)、實際工程應(yīng)用以及曝氣技術(shù)參與或者介導(dǎo)下相關(guān)建模研究應(yīng)是當(dāng)前及以后相當(dāng)一段時間的研究熱點。國際機構(gòu)間的合作較為密切，國內(nèi)研究機構(gòu)之間聯(lián)系程度不高，企業(yè)參與度小。未來應(yīng)加強中國科研院校機構(gòu)之間及其與企業(yè)的合作交流，在相互協(xié)作中推動河道曝氣技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān) 鍵 詞：

河流治理； 生態(tài)修復(fù)； 曝氣技術(shù)； 文獻(xiàn)計量； CiteSpace； VOSviewer

中圖法分類號： X52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.08.011

0 引 言

中國地域遼闊，河流眾多且類型多樣?！笆濉逼陂g，中國河流水環(huán)境質(zhì)量明顯改善［1］，但與建設(shè)美麗中國的目標(biāo)相比，河流水生態(tài)環(huán)境保護(hù)結(jié)構(gòu)性、根源性、趨勢性壓力尚未根本緩解，改善成效并不穩(wěn)固，河流水生態(tài)環(huán)境保護(hù)形勢依然嚴(yán)峻［2］。

河流生態(tài)系統(tǒng)具有動態(tài)性、復(fù)雜性和非線性等特點［3］，給河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作帶來了極大挑戰(zhàn)。20世紀(jì)60年代開始，歐美發(fā)達(dá)國家針對河流生態(tài)環(huán)境破壞問題，開展了河流生態(tài)修復(fù)的相關(guān)研究與實踐［4］，基于多種目標(biāo)研發(fā)各種修復(fù)技術(shù)，大多取得了良好的生態(tài)環(huán)境效益［5-7］。隨著中國生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，河流生態(tài)修復(fù)與保護(hù)也日益被社會各界重視［8］，成為水利學(xué)和生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點。

曝氣技術(shù)因投資少、見效快、安裝簡單、維護(hù)便利、與其他技術(shù)耦合性強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域［9］。英國泰晤士河1969年采用機械曝氣，河流下游局部地區(qū)魚群顯著增加［6］。德國魯爾河1965年安裝了3種曝氣設(shè)備，使該河溶解氧含量穩(wěn)定在3～4 mg/L［5］。為改善河流水質(zhì)，美國1988年在霍姆伍德（Homewood）運河、1989年在密西西比河安裝了曝氣設(shè)備［4，10］。在中國，1987年重慶桃花溪治理工程［11］、1990年北京清河治理工程［12］、1999年上海蘇州河整治工程［13］等都采用了曝氣技術(shù)。

關(guān)于河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)，不少學(xué)者進(jìn)行過綜述與討論［12，14-15］，但基于文獻(xiàn)計量方法，借助知識圖譜分析河流生態(tài)修復(fù)中曝氣技術(shù)研究進(jìn)展的文獻(xiàn)相對較少。本文利用CiteSpace和VOSviewer分析工具，對該領(lǐng)域國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析與展示。通過分析不同發(fā)展階段的發(fā)文特征、研究熱點、研究機構(gòu)和主要研究者等指標(biāo)，對河流曝氣技術(shù)的研究概況進(jìn)行定量化綜述，以期為河流曝氣技術(shù)的深入發(fā)展提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

基于專業(yè)檢索規(guī)則，權(quán)衡檢索結(jié)果查全率及查準(zhǔn)率，參考張寧等［16］、胡文等［17］檢索邏輯，確定本文數(shù)據(jù)獲取方式。在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中以“TS=（（aeration OR aerate OR aerating OR aerator） AND（river OR riverine OR watercourse OR stream OR waterway OR watercourses OR fluvial channel））”為檢索式，檢索結(jié)果為2 061條數(shù)據(jù)。在中國期刊全文數(shù)據(jù)庫（CNKI）中以“SU=（‘河流+‘江河+‘河道） AND SU=（‘曝氣+‘人工復(fù)氧+‘人工增氧）”為條件檢索，得到結(jié)果646條，檢索時間范圍均為自建庫起至2021年12月31日，檢索日期為2022年6月16日。為確保文獻(xiàn)樣本的數(shù)據(jù)質(zhì)量及關(guān)聯(lián)性，篩除部分年份、作者信息缺失及主題不符的文獻(xiàn)，最終獲得英文數(shù)據(jù)2 041條，中文數(shù)據(jù)620條。

1.2 研究方法

CiteSpace是基于 Java 語言開發(fā)的一款可視化軟件，廣泛用于科學(xué)研究的領(lǐng)域分析、前沿分析和科研評價等［18］。VOSviewer為Nees Janvan Eck和Ludo Waltamn合作開發(fā)，常用于文獻(xiàn)計量分析及可視化［19］。本文采用CiteSpace（5.7.R2版本）和VOSviewer（1.6.17版本）進(jìn)行可視化文獻(xiàn)計量分析和科研評價。CiteSpace 運行前的基礎(chǔ)設(shè)置為：節(jié)點種類（Node Types）=“Keyword”、“Institution”、“Country”，閾值（Selection Criteria）選擇“g-index”，其中k=25；（Node Types）=“Author”，閾值（Selection Criteria）選擇“TopN”，其中 top=50。 VOSviewer運行前的基礎(chǔ)設(shè)置為：數(shù)據(jù)類型（type of analysis）選擇Co-occurence，分析類型（Unit of analysis）選擇“keyword”，計數(shù)方式（Counting method）選擇“Full counting”。

2 發(fā)文量統(tǒng)計與研究階段劃分

中文論文指用中文撰寫的科技論文，在CNKI數(shù)據(jù)庫檢索；英文論文指用英語撰寫的科技論文，在 Web of Science TM 核心合集數(shù)據(jù)庫中檢索。將檢索到的英文論文數(shù)據(jù)導(dǎo)入CiteSpace 軟件，生成國家合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜。根據(jù)各國的節(jié)點信息，分別統(tǒng)計出中文論文、英文論文、中國英文論文以及美國英文論文數(shù)量。

如圖1所示，基于年度發(fā)文量統(tǒng)計數(shù)據(jù)可將國內(nèi)外河流曝氣技術(shù)研究劃分為3個階段。

（1） 奠基期（1975～2000年）。中文論文在1987年開始出現(xiàn)，但數(shù)量較少，僅有16篇，說明該階段國內(nèi)對河流曝氣技術(shù)的相關(guān)研究不太重視，正處于初步摸索時期。國際論文自1975年建庫便有文章刊發(fā)，年均發(fā)文量15.9篇，后期增至93.6篇。中國學(xué)者在該領(lǐng)域國際期刊的最早刊發(fā)時間為1996年，該階段共發(fā)文5篇。由此可見，中國學(xué)者在河流曝氣技術(shù)研究領(lǐng)域的起步較晚。

（2） 發(fā)展期（2001～2010年）。中文論文數(shù)量增長迅猛，呈波動上升趨勢，尤其是2004～2008年間，發(fā)文量年均增長率為60.3%，表明國內(nèi)開始重視曝氣技術(shù)在河流生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用研究。國際英文論文發(fā)文量平穩(wěn)增長，10 a間年均增長率為11.7%。其中，中國學(xué)者國際英文論文發(fā)文量在2005年后呈明顯上升趨勢，并在2009年達(dá)到峰值。

（3） 完善期（2011～2021年）。該階段中文文獻(xiàn)數(shù)量整體保持增長態(tài)勢，但增長速率有所降低，年均增長率為6.9%，并于2019年達(dá)到峰值，這可能與同時期中國學(xué)者發(fā)表的英文論文數(shù)量顯著增加有關(guān)。國際英文論文數(shù)量成波動上升趨勢，在2020年達(dá)到峰值124篇。同年，中國英文論文也達(dá)到峰值37篇，超過總發(fā)文量第一的美國。

綜上，在河流曝氣技術(shù)領(lǐng)域，國外整體發(fā)展趨勢穩(wěn)定；與國外相比，中國在該領(lǐng)域研究起步較晚。在2000年后，中國加強國際間的學(xué)術(shù)交流，研究成果數(shù)量顯著增長，尤其在近3～5 a，中國年均英文發(fā)文量已高于美國，中文文獻(xiàn)數(shù)量也處于穩(wěn)定增長態(tài)勢，表明中國學(xué)者在河流曝氣技術(shù)領(lǐng)域科研能力已達(dá)到國際一流水平。

3 基于CNKI的國內(nèi)河流曝氣研究統(tǒng)計與述評

3.1 研究熱點網(wǎng)絡(luò)知識圖譜特征

基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜可分析該時期研究熱點及其演變。關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率的高低通過節(jié)點大小表示，且節(jié)點間的連線粗細(xì)，直觀反映關(guān)鍵詞間聯(lián)系疏密，兩者呈正相關(guān)。采用Citesapce軟件分別統(tǒng)計不同發(fā)展階段中文論文關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次，見表1。

關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜可以展示詞頻激增現(xiàn)象，突出關(guān)鍵詞常被認(rèn)為具有研究領(lǐng)域熱門導(dǎo)向功能［20］?；诖耍瑢鴥?nèi)河流曝氣治理關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)和突現(xiàn)圖譜展示：共現(xiàn)圖譜參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)；突現(xiàn)圖譜參數(shù)設(shè)置為：γ=0.45（突發(fā)性檢測參數(shù)），默認(rèn)Minimum Duration（最小持續(xù)突現(xiàn)年份）為2，獲得35個突現(xiàn)詞，取前25位（見圖2）。二者結(jié)合獲得不同時期內(nèi)關(guān)鍵詞及主題概況。

結(jié)果表明：最早發(fā)文時間為奠基期的1987年，于振君團隊［21］《河流的氧平衡方程研究》一文的發(fā)表時間較晚于國際對河流曝氣治理研究，奠基期期間文獻(xiàn)數(shù)量為16篇，年均僅1.14篇，研究主題尚不明顯。發(fā)展期文章數(shù)量增加顯著，研究主題逐漸明顯，以“底泥”“水體修復(fù)”“黑臭河道”為關(guān)鍵詞熱點，該階段文獻(xiàn)數(shù)量增至155篇，年均發(fā)文量為17.2篇。完善期為中國河流曝氣研究成果產(chǎn)出最多階段，文獻(xiàn)量達(dá)449篇，年均發(fā)文量增至44.9篇，研究主題分布明確，以“生態(tài)修復(fù)”“黑臭河道”“原位修復(fù)”為主。其中，以“黑臭河道”為關(guān)鍵詞的發(fā)文量從發(fā)展期的7篇增加至完善期的41篇，表明中國學(xué)者將研究重心逐漸轉(zhuǎn)向“黑臭水治理”“致臭污染物去除”等相關(guān)主題，中國河流曝氣領(lǐng)域發(fā)展脈絡(luò)詳見圖3。

（1） 如圖4所示，奠基期為中國河流曝氣研究起步階段，高頻關(guān)鍵詞較少，出現(xiàn)2次及以上的有“河道曝氣”“曝氣槽”“BOD”、“曝氣器”、“DO”、“去除率”、“曝氣設(shè)備”等。

由圖4可以看出，奠基期內(nèi)關(guān)鍵詞節(jié)點和突現(xiàn)詞數(shù)量均較為匱乏。有關(guān)河道曝氣領(lǐng)域的早期溶氧模型——氧平衡方程的相關(guān)研究正逐漸被重視［21-22］，這也為后續(xù)河道曝氣的節(jié)能化、智能化研究奠定了基礎(chǔ)。

（2） 如圖5所示，經(jīng)過前期的研究和技術(shù)積累，該階段關(guān)鍵詞節(jié)點和研究主題種類明顯增多，且類別更為清晰，研究更注重河流水環(huán)境的改善，主要集中于曝氣介導(dǎo)下城市河流水體環(huán)境中污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化［23-24］、沉降等機理［25-26］以及曝氣與其他技術(shù)的深度耦合研究［27-28］。

（3） 如圖6所示，完善期突現(xiàn)詞數(shù)量明顯增多且出現(xiàn)新高頻關(guān)鍵詞，如“黑臭水體”“黑臭河道”“曝氣”“生物接觸氧化”等，研究更加關(guān)注于河流生境生態(tài)的整體修復(fù)效果［29-30］。該階段學(xué)者對河流曝氣治理領(lǐng)域研究方向逐漸多元化［29-31］，治理對象更為系統(tǒng)化［32-33］，治理技術(shù)耦合研究進(jìn)一步加深［30，34-35］。

3.2 作者合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜特征

作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜可以展現(xiàn)研究者的合作程度、科研影響力和活躍度。如圖7所示：生成的作者合作知識圖譜共1 248個節(jié)點，1 911條連線，密度為0.002 5，形成較為明顯團隊。借鑒普賴斯的論文計數(shù)公式：N1=0.8（Nmax）1/2，確定該領(lǐng)域核心作者發(fā)表論文數(shù)量［36］。其中，Nmax為發(fā)表文獻(xiàn)最多的作者論文數(shù)，N1為核心作者最低發(fā)文量。黃民生團隊單人發(fā)文量最多，為10篇。核心作者下限數(shù)為3篇，作者43人，占作者總數(shù)3.44%，另有1 205位作者只參與發(fā)表1～2篇。表明研究領(lǐng)域作者來源較為廣泛，但缺乏深度合作［37］。

3.3 機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜特征

如圖8所示，機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜可大致反映各機構(gòu)的科研水平和合作強度。生成的機構(gòu)合作知識圖譜共359個節(jié)點，175 條連線，密度為0.002 7（圖8），節(jié)點大小代表各機構(gòu)的發(fā)文量，連線粗細(xì)表示機構(gòu)之間的合作強度（連線越粗合作程度越高），顏色代表不同的年份。由圖8可知，發(fā)文量前10的分別是：華東師范大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院（9篇），南通大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院（9篇）、南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院（7篇）、環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所（7篇）、東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（6篇）、中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司（6篇）、中國環(huán)境科學(xué)研究院（5篇）、上海汀瀅環(huán)?？萍加邢薰荆?篇）和蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（4篇）。

從圖譜節(jié)點與連線的相對數(shù)量看，大多數(shù)研究機構(gòu)僅點狀分布，形成機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)的較少，表示交流合作程度較低。從地域上來看，排名前10的發(fā)文機構(gòu)中，上海地區(qū)的發(fā)文數(shù)量最多，這可能與蘇州河在20世紀(jì)90年代便進(jìn)行河流治理有關(guān)［38］。從機構(gòu)性質(zhì)來看，大部分是高校及研究所，企業(yè)占比較少，應(yīng)考慮加強校企合作，縮短科研成果的落地時間。

4 基于WOS的國外河流曝氣研究統(tǒng)計與述評

4.1 研究熱點網(wǎng)絡(luò)知識圖譜特征

國際河流曝氣治理研究整體呈穩(wěn)定發(fā)展趨勢，奠基期發(fā)文量占總發(fā)文量的 23.63%，發(fā)展期發(fā)文量占總發(fā)文量的 22.94%，完善期發(fā)文量占總發(fā)文量的 53.42%。高頻關(guān)鍵詞由“biodegradation（生物降解）”“heavy metal（重金屬）”等逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤癱onstructed wetland（濕地建設(shè)）”、“energy dissipation（能量耗散）”等，說明研究內(nèi)容更加注重河流水體環(huán)境的長效治理以及河流治理過程對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的影響。國際河流曝氣關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖參數(shù)設(shè)置：γ=1.0，默認(rèn) Minimum Duration為2，獲得50個突現(xiàn)詞，取前25位，詳見圖9。結(jié)合關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，得到不同時期內(nèi)關(guān)鍵詞及主題概況。國際河流曝氣治理研究脈絡(luò)圖譜見圖10。

如圖11所示，奠基期期間，國際河流曝氣治理研究領(lǐng)域熱點關(guān)鍵詞以“activated sludge（活性污泥）”“硝化作用（nitrification）”“biodegradation（生物降解）”“heavy metal（重金屬）”為主。研究主題熱點可分成曝氣技術(shù)耦合應(yīng)用［39-40］、土壤沉積物曝氣［41-42］、經(jīng)驗方程構(gòu)建［43］3個類別。

如圖12所示，發(fā)展期研究領(lǐng)域出現(xiàn)的熱點關(guān)鍵詞如“dissolved oxygen（溶解氧）”、“oxygen transfer（氧傳遞）” “waterquality（水質(zhì)）”、“activated sludge（活性污泥）”、“nitrification（硝化反應(yīng)）”“model（模型）”等，研究內(nèi)容可分成曝氣性能優(yōu)化研究［44-47］、模型建構(gòu)研究［47-48］、曝氣技術(shù)耦合［7，49-50］等3個類別。

（1） 主要包括不同通氣量［44］、曝氣位置［45］、不同形狀堰［46-47］對曝氣充氧效能影響研究，如Baylar等對三角形尖頂堰的自由溢流及其對曝氣效率影響進(jìn)行研究［47］。

（2） 根據(jù)數(shù)據(jù)類型可分為2方面：① 物理指標(biāo)，如基于水流落差、高度、流量、角度與曝氣量建立回歸方程［47-48］，擬合效果良好；② 涵蓋水質(zhì)理化數(shù)據(jù)，如Lopes等［51］應(yīng)用水質(zhì)模型預(yù)測了葡萄牙阿威羅瀉湖的無機營養(yǎng)鹽、葉綠素a和溶解氧（DO）濃度的關(guān)系，已較深入解釋了氧平衡與初級生產(chǎn)力之間的關(guān)系。

（3） 該階段集中于研究曝氣在耦合技術(shù)中的影響權(quán)重［49］以及相互作用機理研究［7，50］，尤其是曝氣在污水處理工藝中的作用機理研究。Kampschreur等探究尾氣中NO和N2O水平與曝氣技術(shù)參數(shù)的關(guān)系［52］；Sears等研究有無曝氣條件下，好氧反應(yīng)器的污水處理性能的變化［49］；Huang等發(fā)現(xiàn)微泡曝氣技術(shù)可節(jié)約氧化狀態(tài)反應(yīng)器中的催化劑，提升水體治理效率［50］。

如圖13所示，完善期出現(xiàn)了“constructed wetland（人工濕地）”“performance（性能）”“energy dissipation（能量耗散）”“ climate change（氣候變化）”等新熱點關(guān)鍵詞。表明該階段河流曝氣領(lǐng)域更注重河流治理過程對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)以及氣候的影響，研究的空間尺度更廣。研究主題大體可分為河流污染物研究［53-54］、曝氣技術(shù)耦合［55-58］、溶氧模型應(yīng)用［49，59-62］等。

完善期對河流新型污染物逐漸重視，未來可對其進(jìn)行生態(tài)毒理性評價研究。在技術(shù)耦合研究方面，進(jìn)一步拓寬研究深度廣度，生態(tài)友好型技術(shù)及與清潔能源耦合應(yīng)用研究方興未艾，將大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)等新技術(shù)應(yīng)用于河湖生態(tài)治理領(lǐng)域是大勢所趨。

4.2 國家合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜特征

如圖14所示，國家合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜共174個節(jié)點，460 條連線，密度為0.030 6，節(jié)點大小代表各國的發(fā)文量，連線粗細(xì)表示各國間的合作密切程度（連線越粗合作程度越高），顏色代表不同的年份。圖14中，國家合作網(wǎng)絡(luò)較密集，表明各國間學(xué)術(shù)交流與合作程度較高。從表2中可知：美國發(fā)文量最多，共發(fā)表411篇論文，中心性為0.57，說明美國重視河道曝氣技術(shù)研究，科研能力最強。中國發(fā)文量位居第二，發(fā)表文獻(xiàn)310篇，中心性為0.11，表示中國在該研究領(lǐng)域已具有一定的科研影響力。加拿大和英國早在1975年便有文章發(fā)表，中心性分別為0.20和0.13，表明兩國與其他國家交流合作程度較高，活躍度顯著。

4.3 機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜特征

如圖15所示，機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜共2 168個節(jié)點，2 576條連線，密度為0.001 1。從表3得知，中國科學(xué)院發(fā)文量最多（40篇），表明該研究機構(gòu)具有強大科研影響力，機構(gòu)隸屬于中國。其次是昆士蘭大學(xué)（26篇），機構(gòu)隸屬于澳大利亞。隨后是土耳其的菲亞特大學(xué)（18篇）。從研究機構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜的連線數(shù)量看，各研究機構(gòu)學(xué)術(shù)交流與合作較為廣泛。

5 結(jié)論與展望

本文基于文獻(xiàn)計量學(xué)，運用CiteSpace和VOSviewer軟件對1975～2021年國內(nèi)外河流曝氣領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行了發(fā)文量分析、合作分析、關(guān)鍵詞共現(xiàn)及突現(xiàn)分析，同時繪制出可視化知識圖譜。研究結(jié)果表明：

（1） 國際有關(guān)河流曝氣技術(shù)研究的發(fā)文量在整個研究期內(nèi)均處于穩(wěn)步上升趨勢，且增幅持續(xù)走高，盡管中國首篇英文文獻(xiàn)發(fā)表年份較晚，但在后面兩個階段的發(fā)文量增速顯著，尤其是近3～5 a，中國英文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量躍居世界首位，表明中國學(xué)者在河流曝氣技術(shù)領(lǐng)域科研能力已達(dá)到國際一流水平。

（2） 各階段關(guān)鍵詞聚類熱點分析表明，河道曝氣領(lǐng)域較為關(guān)注曝氣技術(shù)與其他技術(shù)的耦合治理效應(yīng)、實際工程應(yīng)用以及曝氣技術(shù)參與或者介導(dǎo)下相關(guān)建模研究等。研究范圍由早期關(guān)注河流水質(zhì)指標(biāo)的變化逐漸轉(zhuǎn)為河流整體生態(tài)環(huán)境的改善，諸如微生物群落生態(tài)響應(yīng)，系統(tǒng)內(nèi)部食物鏈結(jié)構(gòu)改善等。治理理念由污染物、污染指標(biāo)的去除轉(zhuǎn)向協(xié)助共建生態(tài)系統(tǒng)。國際上更加注重模型建構(gòu)及工程應(yīng)用研究，國內(nèi)較為關(guān)注人工智能、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與控制策略的融合應(yīng)用。

（3） 利用Citespace對發(fā)文作者、機構(gòu)以及國家進(jìn)行合作交流分析，可明顯看出，國際機構(gòu)間的合作較為密切，交流較為廣泛。國內(nèi)機構(gòu)的合作則具有一定局限性，傾向于特定地域內(nèi)部合作，機構(gòu)團體間合作較為匱乏，需進(jìn)一步加強。發(fā)文量最多的機構(gòu)是中國科學(xué)院，且排名前十的機構(gòu)接近一半隸屬于中國，再次表明中國在該領(lǐng)域的科研實力已處于國際領(lǐng)先。

通過梳理國內(nèi)外河流曝氣文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)：目前國內(nèi)外研究熱點集中于河流曝氣耦合技術(shù)治理河流生態(tài)環(huán)境及曝氣技術(shù)智能化。其中，中國在曝氣技術(shù)與微生物技術(shù)耦合治理領(lǐng)域科研成果較為豐富，但與國際相比，人工智能、算法等“軟件”技術(shù)耦合開發(fā)則較為欠缺，建議今后加大“曝氣系統(tǒng)智能化”領(lǐng)域研究力度，如算法參數(shù)、控制規(guī)則的進(jìn)一步優(yōu)化，同時，增進(jìn)軟件平臺與硬件設(shè)備的結(jié)合。此外，中國還需加強研究機構(gòu)之間聯(lián)系，促進(jìn)研究團隊之間合作，提倡產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，增進(jìn)與水體治理領(lǐng)域企業(yè)的合作，在相互協(xié)作中推動河道曝氣技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。

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（編輯：李 慧）

Abstract：

With the continuous promotion of ecological civilization in China，ecological restoration and protection of rivers are increasingly valued by all walks of life and have been becoming a research hot spot in the fields of hydrology and ecology.Among them，aeration technology is widely used in ecological restoration of rivers at home and abroad because of its fast effect and easy construction and maintenance.The Web of Science （WOS） database was used as the literature search engine，and CiteSpace and VOSviewer were used to reveal the scientific knowledge map of this field.The results showed that the number of international river aeration research publications had been steadily increasing throughout the research period，and the number of publications in China had increased significantly，especially in the last 3 to 5 years，the number of Chinese English-language publications had jumped to the first place in the world.The coupled governance effects of aeration technology and other technologies，practical engineering applications，and related modeling studies with the participation or mediation of aeration technology should be the current and future research hot spots for quite some time.The cooperation between international institutions was relatively close，but the degree of connection between domestic research institutions was not high，and the participation of enterprises was small.In the future，the cooperation and communication between research institutions and enterprises should be strengthened to promote the high-quality development of river aeration technology in mutual collaboration.

Key words：

river regulation；ecological restoration；aeration；bibliometrics；CiteSpace；VOSviewer