基于文獻計量的礦區(qū)修復研究現(xiàn)狀及趨勢分析*

周海洋，趙慧瑩，古增瑞，余季紅，黃瑞卿，楊崛園，呂學斌，熊 健，李 偉

(西藏自治區(qū)高原環(huán)境工程與污染控制重點實驗室，西藏大學 生態(tài)環(huán)境學院，西藏 拉薩 850000)

我國幅員遼闊，擁有豐富的礦產資源，礦區(qū)開采增強國家工業(yè)的發(fā)展，帶來可觀的經濟效益[1]。由于歷史認知的影響，礦區(qū)不合理開發(fā)導致礦區(qū)資源損毀并引發(fā)地質災害和污染水體及土壤等系列生態(tài)環(huán)境問題[2]。

文獻計量對研究現(xiàn)有科研成果，分析當前研究現(xiàn)狀和技術問題，理清礦區(qū)修復的發(fā)展脈絡，宏觀上把握礦區(qū)修復的未來走向、未來熱點、研究方向等具有重要意義[3]。知識圖譜是一種新興的文獻分析工具，在對大量文獻進行處理和可視化分析的基礎上，對特定學科領域內期刊、科研人員、機構和發(fā)文量等重要情報進行梳理，對歷史熱點的研究趨勢進行歸納并對未來的研究趨勢進行展望等，是其獨特的作用[4]。以中國知網作為數(shù)據(jù)源，利用Cite Space可視化軟件作為研究手段，對中國2003—2023年間礦區(qū)修復相關文獻進行了統(tǒng)計和可視化分析。以可視化手段梳理出近20年以來該領域研究熱點、研究趨勢、階段性前沿方向等，旨在為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復領域相關研究提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

2023年3月1日，在CNKI數(shù)據(jù)庫中，以主題為檢索項，以“礦區(qū)修復” “礦區(qū)土壤修復” “礦區(qū)生態(tài)修復”為檢索詞，設定來源類別為全部期刊，檢索2003年01月01日至2023年01月01日期間所有有關礦區(qū)修復的文獻，共檢索文獻653篇，剔除153篇與主題相關度較小、與研究方向不符合的文獻，最終使用500篇文獻作為本文研究的基礎數(shù)據(jù)分析。

1.2 研究方法

本文主要使用文獻計量軟件Cite Space(6.1.R6)進行數(shù)據(jù)分析。Cite Space是一款基于Java環(huán)境的引文網絡分析與可視化“共引”的分析工具[5]，可以對期刊文獻進行機構、作者和關鍵詞時空序列分析，從而了解并預測某一學科領域的研究進展、前沿及未來方向[6]。

將CNKI數(shù)據(jù)庫中文獻Ref works格式導出，以download_01命名存進input文件夾中，經Cite Space轉換后復制粘貼進data文件夾中，數(shù)據(jù)分析結果放入project文件夾中。然后開始進行分析，選擇時間跨度為2003—2023、時間節(jié)點選擇1年、修剪方式為Pruning sliced networks，其余保持默認。

2 結果與分析

2.1 礦區(qū)修復發(fā)文量分析

通過對2003年01月01日至2023年01月01日礦區(qū)修復領域的文獻進行分析。經過統(tǒng)計分析，得到近二十年來發(fā)文量數(shù)量及變化趨勢，如圖1所示。由此可知，2003—2007年我國礦區(qū)修復領域發(fā)文量較少，還處于萌芽階段，2022年發(fā)文量達到高峰。近20年關于礦區(qū)修復的發(fā)文量總體上呈現(xiàn)增長趨勢，基本符合線性回歸模型，而每年發(fā)文量的增長趨勢也說明礦區(qū)修復越來越被人們所關注，逐步成為熱門話題。

圖1 2003-2022年礦區(qū)修復文獻年度發(fā)文量

2.2 發(fā)文機構和作者分析

2.2.1 發(fā)文機構分析

對礦區(qū)修復領域的中文文獻發(fā)文研究機構進行分析，分析各個研究機構的共現(xiàn)分析(如圖2)以及機構的發(fā)文量(如圖3)得出。在文獻發(fā)文數(shù)量方面，中國礦業(yè)大學的發(fā)文數(shù)量(31篇)最多，中國科學院研究所、中國礦業(yè)大學(北京)和中國地質大學(北京)等高校和科研機構次之。同時，由圖2可知，大部分研究公司之間會有一部分聯(lián)系，形成一個研究網絡，但高校與高校之間的交流比較稀少。

圖2 機構分析圖

圖3 各機構發(fā)文量分析圖

2.2.2 作者分析

作者合作群對研究發(fā)展方向和速度有著極大影響，并且對許多初入該領域的作者有著領導性作用[7]。通過Citspace軟件對作者進行分析，得到作者合作網絡圖(如圖4)。目前，礦區(qū)修復領域形成不少以核心作者為主的合作團隊，如胡振琪、劉靜、陳永華、畢銀麗等。由此得出：大部分作者有自己的團隊，且團隊成員之間合作密集，圖譜呈現(xiàn)出連線關系。

圖4 作者分析圖

2.3 研究熱點分析

2.3.1 關鍵詞共現(xiàn)分析

關鍵詞是一篇論文思想的核心凝練，通?？梢苑磻芯款I域的研究熱點、研究前沿以及研究趨勢。對關鍵詞網絡共現(xiàn)圖譜進行分析，可將這一領域的研究熱點可視化呈現(xiàn)出來[8]。運用Cite Space關鍵詞節(jié)點功能進行圖譜繪制(如圖5)。

圖5 2003—2023年礦區(qū)修復研究熱點圖

圖中圓心節(jié)點表示關鍵詞，節(jié)點越大，就代表這一關鍵詞出現(xiàn)頻率越高，同時字體大小可表示該詞重要程度，各節(jié)點間連線顏色深淺表示研究的關聯(lián)程度[9]。圖中共有412個關鍵詞節(jié)點，849條連線，但網絡密度僅有0.01，數(shù)值較低，說明該領域研究方向較為分散。與關鍵詞頻次數(shù)據(jù)相結合，可發(fā)現(xiàn)礦區(qū)修復領域的研究熱點。由圖5可知：“礦區(qū)” “生態(tài)修復” “重金屬” “植物修復”與“土壤”等關鍵詞出現(xiàn)頻次較高，屬于熱點方向。

②加強病情監(jiān)護（Ⅲ）：評估神經狀態(tài)，監(jiān)測血壓、心率、呼吸頻率、血氧飽和度，記錄體重、腹圍變化、24 h尿量、排便次數(shù)，性狀等；建議完善病因及病情評估相關實驗室檢查，包括PT/INR、纖維蛋白原、乳酸脫氫酶、肝功能、血脂、電解質、血肌酐、尿素氮、血氨、動脈血氣和乳酸、內毒素、嗜肝病毒標志物、銅藍蛋白、自身免疫性肝病相關抗體檢測、球蛋白譜、脂肪酶、淀粉酶、血培養(yǎng)、痰或呼吸道分泌物培養(yǎng)，尿培養(yǎng)；進行腹部超聲波（肝、膽、脾、胰、腎，腹水）、胸片、心電圖等物理診斷檢查，定期監(jiān)測評估[10]。有條件單位可完成血栓彈力圖、凝血因子V、凝血因子Ⅷ、人類白細胞抗原（HLA）分型等。

礦區(qū)生態(tài)修復既要人為的恢復、復墾生態(tài)環(huán)境，還要對其進行符合社會發(fā)展需要的修整、重建[10]。目前礦區(qū)污染以重金屬污染為主，Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu等為主要特征，一般采用植物修復的方式對土壤中的重金屬進行吸收，所以如何選擇合適植物變得至關重要。魏正貴等通過吸收系數(shù)來判斷一個植物是否是稀土元素超積累植物，當植物的吸收系數(shù)達到或超過1時，該植物就是超累積植物[11]。表1整理了不同重金屬所對應的超累積植物。

表1 有明確超累積作用植物及對應的重金屬

2.3.2 關鍵詞聚類分析

對關鍵詞進行時間線圖譜分析是為了理清楚聚類關鍵詞之間的關系以及它們的時間跨度變化，選擇時間區(qū)間為2003年至2023年。首先進行關鍵詞聚類分析(如圖6)，在此基礎上，進行關鍵詞時區(qū)分析，通過觀察關鍵詞時區(qū)分析圖(如圖7)，可以直觀了解礦區(qū)修復研究領域未來的發(fā)展趨勢。

圖6 2003—2023關鍵詞聚類分析

圖7 2003—2023關鍵詞時序圖

#0生態(tài)修復聚類。該聚類集團包含礦區(qū)生態(tài)、地質災害、景觀再生、景觀設計、景觀改造、園林改造等主題詞，并且該聚類各名詞之間的聯(lián)系較為緊密，生態(tài)修復最早出現(xiàn)于2004年，并在之后一直是研究熱點。在生態(tài)修復集團中2010年之前人們更多關注礦區(qū)資源枯竭的修復問題，而2015年以后開始關注礦區(qū)的景觀修復等問題，更加注重整個礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復，構建礦區(qū)公園。

#1土壤聚類。聚類中修復、污染、治理、先鋒植物的風險評估都是該聚類關鍵詞中的研究熱點，而土壤修復這個觀點正式提出是在2005年。礦產資源的開采帶來諸如水體污染、大氣污染等嚴重的負面影響，其中土壤問題正日益嚴峻[12]。

#2重金屬聚類。重金屬最早受到關注是在2003年，并一直活躍到如今。最開始人們研究生物修復、動電修復來修復重金屬，而后逐漸出現(xiàn)植物提取、微生物修復、改性污泥等來進行修復。

#3礦區(qū)聚類。人們對礦區(qū)的研究從2002年一直持續(xù)到2023年。最開始關注礦區(qū)的水土流失、廢棄煤礦、生態(tài)建設、土地修復等問題，而最近幾年開始提出補償機制、完善立法、公法責任等從源頭抑制礦區(qū)污染。

#5土地復墾聚類。國內土地復墾工作主要針對露天煤炭開采所導致的地表植被和耕土層破壞、排土場土壤重構、生態(tài)系統(tǒng)損毀等問題進行研究，側重關注礦區(qū)土地保護與恢復利用。1989年開始執(zhí)行《土地復墾規(guī)定》，標志著中國土地礦山復墾進入依法復墾的新階段[14]。胡振琪團隊以高潛水位平原區(qū)采煤塌陷地復墾土壤作為研究對象，探討評價復墾土壤形態(tài)發(fā)育的狀況，相關成果促進了復墾土壤生產力的提高[15]。

#6煤礦區(qū)聚類。在煤礦區(qū)聚類中主要研究各種植物微生物對其的修復效果。例如叢植菌根、紫橞槐、接種菌根等。

#7植被修復聚類。在該聚類中出現(xiàn)了“土壤肥力” “土壤細菌”等關鍵詞，說明植被修復聚類是以土壤與植被共同作用為主要研究重點。利用人工植被經長期恢復可增加土地肥力和微生物多樣性，近些年在礦區(qū)修復中取得良好效果[16]。

#8土壤修復聚類。在該聚類中出現(xiàn)“形態(tài)分布” “農田吸附與解吸” “氯化鉀”等關鍵詞，說明土壤修復聚類是更多以研究被污染土壤為主要研究重點。

2.3.3 關鍵詞突現(xiàn)分析

Cite Space的關鍵詞突現(xiàn)分析功能則可以表示出不同研究熱點的熱度及其時間變遷規(guī)律[17]。突現(xiàn)詞功能可以把一段時間內出現(xiàn)頻數(shù)最高的詞表現(xiàn)出來，還可以利用突現(xiàn)詞圖譜來分析不同時間段間的熱門研究以及研究熱點的趨勢變化。由圖8可知，關于礦區(qū)修復領域在2003年到2023年的突現(xiàn)關鍵詞有土地復墾、煤礦區(qū)、污泥、植物修復、生態(tài)恢復、生物炭、廢棄礦區(qū)、生態(tài)修復、礦區(qū)土壤。目前2023年的研究前沿有：生物炭、生態(tài)修復、礦區(qū)土壤。可以得出目前主要研究使用生物炭聯(lián)合物理修復、化學修復、生物修復等的生態(tài)修復來修復礦區(qū)土壤。

圖8 前九個突現(xiàn)詞

3 總結

以文獻計量的視角，運用Cite Space軟件對2003年至2023年中國知網500篇礦區(qū)修復相關期刊文獻進行分析，闡述該領域的發(fā)展和趨勢。礦區(qū)修復從2003年開始得到關注，并且每年期刊發(fā)文數(shù)量總體呈現(xiàn)增加趨勢。從機構和作者發(fā)文量來分析，以中國礦業(yè)大學為首的研究機構對礦區(qū)修復研究最為深入，大部分研究公司之間存在部分聯(lián)系但高校與高校之間的交流比較少。發(fā)文量較多的作者一直保持著對礦區(qū)修復領域的研究，并且大多數(shù)作者一直研究某一種影響因素對礦區(qū)修復的影響。從作者合作關系來分析，主要的作者之間發(fā)展穩(wěn)定且突出。

從關鍵詞角度來分析，我國礦區(qū)修復萌芽階段相關研究是比較淺薄的，主要從“重金屬”“礦區(qū)水土流失”“土壤物理修復”等方面進行研究。自2016年開始，“生態(tài)修復” “生態(tài)恢復”逐漸受到重視，礦區(qū)修復的途徑變得更加豐富，針對不同污染型礦區(qū)的研究開始興起。在礦區(qū)修復研究領域人們逐漸注重生態(tài)修復，達到礦區(qū)環(huán)境修復目的的同時不對該環(huán)境造成新的污染，也開始關注生物炭等廢棄物修復礦區(qū)環(huán)境的可行性。