土壤污染防治研究的文献计量分析及可视化表达

管宏友

(西南大学资源环境学院,重庆 400716)

土壤是地球鲜活的、会呼吸的皮肤,是陆地表层系统的核心,孕育着世间万物,是人类赖以生存的最基本自然资源[1]。但随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动,土壤受到工业废弃物或农用化学物质的侵入,原有的理化性状恶化,生产潜力锐减、产品质量下降,已成为“乡村振兴”的重要障碍。

土壤健康是农业绿色发展的重要基础和核心内容,美丽中国根植于健康土壤[2]。《“健康中国2030”规划纲要》指出,要深入开展大气、水、土壤等污染防治,加大农村人居环境治理力度。“强化土壤污染管控和修复”业已纳入2018年农业部实施乡村振兴战略的重点工作。当前,土壤污染严重制约土壤功能和生态系统服务的发挥,深度阻碍经济、社会和环境的可持续发展。2014年4月17日环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,中国全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出[3]。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中镉污染点位超标率为7.0%,滴滴涕点位超标率为1.9%。

土壤污染防治,顾名思义,其主要包含两方面,一是“防”,即防止土壤受到污染;
二是“治”,即对已经受到污染的土壤进行修复和治理。在土壤环境保护中,又以“防”为主,“防”的重点在于减少各类污染源的排放,如农药、化肥、除草剂、废水等。在土壤污染防治研究中,中国学界起步较晚。虽然在工矿污染源防治、重金属污染防治、化学品和危险废物污染防治与管理、持久性有机污染物污染控制等方面取得了一定进展,但在涉及土壤环境风险管控的法律法规、评价方法和标准、风险管控技术、管控效果评价体系等防治的法律政策仍处于相对滞后状态[4]。

笔者采用文献计量学方法,系统分析了2000—2019年土壤污染防治研究的演化轨迹,通过对研究前沿和热点的追踪与回溯,揭示中国土壤污染防治研究热点的动态变化和发展趋势。

文献计量学方法是一种利用数学和统计学方法来定量分析科学文献传播的方法[5],可考察特定研究领域的发展方向,并确定新兴学科领域和知识结构[6]。文献计量学方法不仅可以回溯历史研究的演化轨迹,而且可以帮助我们探寻研究热点和发展趋势[7]。其主要目的是绘制和评估文献的主体,以确定潜在的研究空白[8]。

研究使用的Citespace5.5 R2,Citespace是一款用来分析、挖掘和可视化文献数据的应用软件,是美国德雷赛尔大学计算机与情报学陈超美教授利用Java语言开发的Information Visualization-Cite Space信息可视化软件[9]。通过可视化的手段来呈现科学知识的结构、规律和分布特征,因此也将由此类方法分析得到的可视化图形称为“科学知识图谱”[10]。

以CNKI作为基础数据源,在CNKI的高级检索中以“土壤污染防治”为主题进行检索,限制时间跨度为“2000—2019”,检索到中文文献为3103篇。在进行筛选,删除会议、讲话报告、无作者等无关条目以及去重后,共得到相关文献2695篇。而后将其以refworks格式导出,按要求将数据进行转码后导入到Citespace5.5 R2中进行分析。

2.1 发文量分析

在2000—2003年,中国关于土壤污染防治的研究性文献发文量较少,平均每年发文不到10篇;
自2004年发文量逐渐增多,到2007年趋于平稳,直至2013年发文量开始再次增长,并且一直迅速增长至今。总体而言,中国土壤污染防治研究性文献发文量整体呈增长趋势,土壤污染防治已受到国内学者的广泛关注(图1)。

图1 土壤污染防治文献年度分布图

2.2 核心作者群及核心机构

2.2.1 作者分布 设置节点类型为作者,时间切片为1年,运行Citespace后得到节点数为185,连线数为122,密度为0.0072的土壤污染防治研究作者共现图谱和核心作者发文数量表(图2、表1)。图中节点越大表示作者的发文数量越多,连线则代表各作者间的联系合作,因此可以看出,作者分布较为零散,且各作者间的连线只有少数几条,说明在土壤污染防治研究领域中,各作者间的合作较少,大多为独立研究,其中包括王夏晖、林玉锁等高产作者。而表中可以看出,发文数量最多的是王夏晖,发文数量为9篇。整体上,发文数量大于5篇的也只有5人。

表1 核心作者及发文数量

图2 作者共现图谱

2.2.2 机构分布 将节点类型改为机构,其余设置保持不变,运行Citespace得到节点数为113,连线数为28,密度为0.0044的机构共现图谱(图3)和发文数量前十的机构表(表2)。图中可以发现,发文机构分布零散,机构间的连线只有少数几条,说明各机构间很少存在合作,且部分合作也是同一机构的内部机构间的合作,如:陕西省土地工程建设集团有限责任公司、陕西省土地整治工程技术研究中心和陕西省地建土地工程技术研究院有限责任公司的合作。表2显示,环境保护部环境规划院发文数量最多,为16篇,其次为武汉大学环境法研究所,为14篇,发文数量超过10篇的总共有4个机构。而从整体上看,发文量前十的机构有超过一半为国内高校的法学院或法学研究院,表明现阶段中国土壤污染防治研究领域中的主力军为各大高校,且已经取得了一定的成果。

图3 机构共现图谱

表2 发文数量前十的机构

2.3 关键词分析

2.3.1 高频词分析 关键词是文献核心的体现,某一领域关键词出现频率的高低可以反映出其热点如何[11]。运行Citespace,设置节点类型为关键词,时间切片为1年,运行后提取频次大于50的排名前二十的高频关键词,得到中国2000—2019年土壤污染防治高频关键词(表3)。

表3 土壤污染防治高频关键词统计表

结果显示,中国土壤污染防治的研究大致可以分为3个层面:(1)污染类型层面,主要关键词有土壤污染、土地污染、重金属污染、重金属等;
(2)土壤污染防护的法律法规层面,主要关键词有土壤污染防治法、法律制度、立法等;
(3)土壤污染防治的方法措施层面,主要关键词有污染防治、防治、土壤修复、防治污染、防治对策、防治措施等。

2.3.2 关键词路径分析 运行Citespace,设置条件与高频词分析一致,将运行结果可视化后可得到节点数为292,连线数为397,密度为0.0093的关键词共现图谱(图4)。

图4 关键词共现图谱

土壤污染防治的关键词共现频率能在一定程度上反映出该领域研究热点主题的演变过程和趋势。图中圆形标记为节点,即代表关键词,节点越大表明关键词出现的频次越高,节点之间的连线则代表关键词之间的联系。由关键词共现图谱可以看出,关键词节点最大的是土壤污染,为当前研究的主要方向。而整体上研究内容所涉及面较为广泛,层次也比较复杂与深入,从图中路径由中心向四周扩散的发展趋势可以看出,土壤污染防治未来的研究趋势和方向有多种可能和路径,如责任主体、土壤环境、重金属、生态文明建设等。

2.3.3 关键词聚类分析 关键词的聚类分析能将关键词分类,同一类的关键词具有较高的相似度,这可以进一步的反映土壤污染防治领域的主题结构,让我们更好的了解其内容和热点[12]。在Citespace中进行关键词的聚类分析运算,并选定运算公式为LLR,最终可得到土壤污染防治的关键词聚类图谱(图5)和关键词聚类表(表4)。

图5 关键词聚类图谱

图5中呈现了“土壤污染防治法”“土地污染”“防治”“中国”“超积累植物”“法律制度”“法律对策”“重金属”“农药”“管理”“农业生产经营者”“攻坚战”“重金属污染事件”“污染评价”14个聚类,反映了我国土壤污染防治领域的研究热点。表4中则反映出了中国土壤污染防治研究领域中的各分支方向的组成内容,如聚类#0的名称为“土壤污染防治法”,其子聚类有“土地使用权人”“防治立法”等。而聚类值越大表明其在研究领域中越重要,表中聚类值最大的是聚类#0,轮廓值指的则是类内标签的相似度,可见,相似度最高的是聚类#11。

表4 关键词聚类表

2.3.4 突现词分析 突现词指在某一时间段内出现频次突然增多的关键词,其增加的程度可以用突现强度来表示[13]。提取突现强度最大的前5个关键词,并按其起始年的先后顺序进行排序得到关键词突现表(图6)。

图6 关键词突现图

图中表明,在2002—2004年间的突现词为“污染”;
2007—2013年的突现词为“立法”;
2013—2016年的突现词为“土壤环境保护”;
2016—2017年的突现词为“防治污染”;
2017—2019年的突现词为“风险管控”。其中,“风险管控”的突现一直持续到了现在,表明目前中国土壤污染防治研究热点的发展趋势主要为“风险管控”。

3.1 结论

(1)土壤污染防治发文量整体呈稳步增长趋势,发展态势良好。总体而言,中国土壤污染防治已受到学者们的广泛关注。

(2)土壤污染防治研究领域中学科区别较大。而从整体上看,发文量前十的机构有超过一半为国内高校的法学院或法学研究院,管理科学、自然科学介入的相对较少。

(3)土壤污染防治的关键词较为分散。关键词的路径分析表明土壤污染防治未来的研究趋势和方向有多种可能和路径,而土壤污染防治现在的研究可大致总结为以土壤污染防治为主逐渐向各个方面不断深入和细化。关键词的聚类分析表明农业生产经营者的行为研究等逐渐成果研究热点;
关键词突现词分析表明,“风险管控”已成为中国土壤污染防治研究的发展趋势。

3.2 启示

3.2.1 考虑“防治”特性,注重学科交叉 土壤污染防治,“防”和“治”缺一不可,同等重要。“防”要求管理科学、行为科学等社会科学的研究,而“治”的重点则在于工程技术等自然科学的研究。本研究显示,土壤污染防治领域的研究逐渐成为显学,受到了国内学术团体和学者们的广泛关注,但现阶段主要侧重于社会科学的法学。

3.2.2 加强“行为”研究,强化源头管控 无论是减少各类土壤污染源的排放,还是进行土壤污染的修复与治理,都要求农民的广泛参与[14]。因此,加强农民土壤污染防治的参与行为研究理应受到学界的广泛关注。从关键词聚类分析也不难看出,“农药”、“农村土地”、“农业生产经营者”等都与农民的生产、生活行为息息相关。因此,在“生态文明”建设的时代背景下,探析农民参与土壤污染防治主体作用如何发挥、其效果如何关系到“乡村振兴”目标的实现。

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