基于WoS引文数据库对2008—2021年土壤团聚体研究文献的计量分析

[目的]为深入了解国内外土壤团聚体研究进展和未来发展趋势,明确当前的热点问题,为土壤团聚体领域的科研工作者与决策者提供参考。[方法]基于Web of Science引文数据库,借助VOSviewer, CiteSpace科学图谱绘制软件和R语言的BiblioShiny程序分析工具,对土壤团聚体研究的发文量、期刊、国家(地区)、机构、关键词和主题演变进行计量分析。[结果]土壤团聚体领域发文量总体呈现上升的趋势;从国家研究实力上来看排在前三位的有中国、美国和德国,其中中国的发文量远超其他国家,比例为25.4%;研究机构中有中国科学院、中国科学院大学、西北农林科技大学占据主要地位;主要发文期刊有Geoderma,Soil&Tillage Research,Catena和Science of the Total Environment等;从战略坐标图和关键词分析可知土壤有机质(碳)为该领域研究的核心主题,“黄土高原”“保护性农业”“生态系统服务”“土壤健康”“微生物群落”等主题词是该领域近5 a来研究的热点内容。[结论]在气候变化背景下,土壤团聚体与有机质、微生物量研究是当前土壤团聚体...     

污染农田土壤的重金属钝化技术研究——基于Web of Science数据库的计量分析

为全面直观了解全球农田土壤重金属污染钝化修复研究进展和发展趋势,本文基于Web of Science(简称WoS)核心合集数据库利用WoS数据库自带分析工具、HistCite引文图谱分析软件和VOSviewer可视化分析软件,从发文量或被引频次TOP10的国家、研究机构、作者、期刊、研究热点等方面对1990―2019年发表的农田土壤重金属污染钝化修复文献进行计量分析。结果表明,世界范围内农田土壤重金属钝化修复领域年度发文量呈逐渐增长的趋势,发文量前三的国家是中国、美国和西班牙,中国的发文量远超其他国家,占比28.79%;发文机构主要是中国科学院、西班牙高等科学研究委员会、中国科学院大学、佛罗里达大学和浙江大学等,其中中国科学院发文量和被引频次均为最高,在该领域具有显著的科研水平和影响力;主要期刊有Environmental Science and Pollution Research、Chemosphere、Science of the Total Environment和Journal of Hazardous Materials等;目前应用较多的钝化剂主要是污泥、生物质炭、赤泥、堆肥、磷酸盐、石灰、废弃物等,关注的重金属主要是镉、铅、铜、锌、砷等,主要侧重于重金属的生物有效性。     

污染场地研究现状与发展趋势：基于知识图谱的分析

为了解国内外污染场地相关研究状况,利用知识图谱工具VOSviewer、CiteSpace与Hist Cite对Web of Science核心合集数据库中发文的主要国家(地区)与机构、主要发文期刊、主要研究学者、重要文献和研究热点及其变化趋势等进行了计量分析。结果表明:(1)污染场地的研究涉及多个国家之间相互合作,发文机构中中国科学院、橡树岭国家实验室、滑铁卢大学、中国科学院大学与亥姆霍兹环境研究中心在该研究领域合作广泛。中国于近五年发文量超过美国,成为该领域发文最多的国家。(2)污染场地研究的主要发文期刊有Science of the Total Environment、Chemosphere、Environmental ScienceTechnology、Environmental Science and Pollution Research等,Naidu Ravi、Huang Guohe、Megharaj Mallavarapu等是该领域发文较多的研究学者。污染场地前十(TOP10)的重要文献中,生物修复相关内容中占据了较高比例。(3)关键词聚类网络主要可分为污染场地生物毒理研究、土壤重金属及修复技术、污染物环境行为及水体修复、有机污染物生物修复等4类。(4)文献计量的结果分析表明土壤与地下水均为污染场地有害物质重要承载体,污染场地中土壤和地下水具有一体性,如果忽视了对地下水中污染的修复,则可能会导致场地的二次污染。重金属与多环芳烃是污染场地重点关注的污染物,我国目前重金属污染防治工作依然不容乐观,需要进一步加强和落实相应工作。寻求高效绿色的修复技术仍是解决污染场地问题的一个重点,提升微生物修复技术在有机污染场地修复中的应用价值,具有重要意义。     

基于Web of Science数据库的污染场地可持续修复领域的文献计量分析

实现碳达峰、碳中和目标是我国经济社会深刻的系统性变革,“双碳”目标的提出将对我国土壤污染修复领域产生重要影响,并促进研发更多符合绿色可持续修复的新技术和新产品。为了解污染场地可持续修复领域的研究进展和发展动态,采用CiteSpace和VOSviewer科学图谱绘制软件对Web of Science数据库核心集中2000 ~ 2020年污染场地可持续修复领域的相关文献进行了计量分析,通过合作、共现和共被引等网络分析,探索该领域的研究热点和前沿趋势。结果表明:1）近年来世界范围内该领域发文数量总体呈增长趋势;2）该领域发文量前三的国家是美国、英国和中国;3）该领域的主要发文机构有清华大学、剑桥大学和中国科学院;4）Hou、Norrman和Rosen是该领域发文数量较多的研究人员;5）载文量较多的期刊有Science of the Total Environment、Journal of Environmental Management和Journal of Cleaner Production;6）目前污染场地多采用异位修复的方式修复,原位修复技术及各类耦合修复技术的研究将会增多;7）对土壤修复的可持续研究逐渐增多,地下水修复的可持续研究较少。制定科学合理的具有中国特色的污染场地可持续修复方法势在必行;降低污染修复全过程的环境影响和二次污染是响应碳减排号召的重要过程,环境友好型材料研发、绿色可持续修复技术的实施是污染场地可持续修复领域的重要措施。     

基于知识图谱分析的污染场地研究现状与发展趋势

为了解国内外污染场地相关研究状况,利用知识图谱工具VOSviewer、CiteSpace与HistCite对Web of Science核心合集数据库中发文的主要国家（地区）与机构、主要发文期刊、主要研究学者、重要文献和研究热点及其变化趋势等进行了计量分析。结果表明：（1）污染场地的研究涉及多个国家之间相互合作,发文机构中中国科学院、橡树岭国家实验室、滑铁卢大学、中国科学院大学与亥姆霍兹环境研究中心在该研究领域合作广泛。中国于近五年发文量超过美国,成为该领域发文最多的国家。（2）污染场地研究的主要发文期刊有Science of the Total Environment、Chemosphere、Environmental Science & Technology、Environmental Science and Pollution Research等,Naidu Ravi、Huang Guohe、Megharaj Mallavarapu等是该领域发文较多的研究学者。污染场地前十（TOP 10）的重要文献中,生物修复相关内容中占据了较高比例。（3）关键词聚类网络主要可分为污染场地生物毒理研究、土壤重金属及修复技术、污染物环境行为及水体修复、有机污染物生物修复等4类。（4）文献计量的结果分析表明土壤与地下水均为污染场地有害物质重要承载体,污染场地中土壤和地下水具有一体性,如果忽视了对地下水中污染的修复,则可能会导致场地的二次污染。重金属与多环芳烃是污染场地重点关注的污染物,我国目前重金属污染防治工作依然不容乐观,需要进一步加强和落实相应工作。寻求高效绿色的修复技术仍是解决污染场地问题的一个重点,提升微生物修复技术在有机污染场地修复中的应用价值,具有重要意义。     

基于文献计量分析的土壤固碳研究进展

为了解国内外土壤固碳的相关研究前沿与进展,本文基于 Web of Science核心数据库与CNKI数据库,利用文献计量分析方法对领域内的研究现状、研究热点和前沿趋势进行了分析。研究结果表明:关于土壤固碳研究的发文量整体呈上升趋势,且近几年增幅较大。美国的发文量及发文期刊的影响力均较高。从国际合作水平来看,中美两国的合作较紧密,对该研究领域的贡献最大,中国科学院、俄亥俄州立大学和美国农业部农业研究局具有较高的国际影响力,而国内影响力较强的机构有中国科学院生态环境研究中心、南京农业大学和中国科学院南京土壤研究所。国际上主要发文期刊有Agriculture Ecosystems & Environment（农业生态与环境）、Soil & Tillage Research（土壤与耕作研究）、Global Change Biology（全球变化生物学）,国内生态学报、生态环境学报和应用生态学报发文量较多。从学科分布来看,国际土壤固碳研究涉及的学科主要有环境科学、土壤科学和生态学;国内主要集中在农学与林学。国际研究热点关键词包括“organic matter”（有机物）和“nitrogen”（氮）,研究前沿是“Greenhouse gas emission”（温室气体排放）和“Nitrous oxide emission”（一氧化氮排放）对土壤固碳的影响;国内主要的研究热点关键词是“土壤有机碳”和“固碳”,“群落结构”（特指土壤微生物）对土壤固碳的影响是目前的研究前沿。     

基于文献计量分析有机质影响土壤重金属生物有效性的研究热点和趋势

基于CNKI及Web of Science数据库,利用Citespace软件,对该方面的研究主要结构、研究基础、热点问题及趋势等开展分析,探讨有机质对重金属生物有效性的影响。以中科院为代表的中国研究机构对该领域的研究做出了巨大贡献,发文总量占31.8%。该领域大多数文献发表在Science of the Total Environment及Chemosphere等国际期刊。根据WoS文献共被引分析,得到该领域研究共识主要有三个方面:一是重金属形态对其生物有效性影响巨大;二是植物吸收、动物积累重金属与有机质及其他环境因素密切相关;三是有机质与重金属的相互作用如溶解－沉淀、氧化－还原等是影响重金属迁移转化及生物有效性的机制。根据关键词共现分析,得到该领域国际研究的热点类型共11类。通过WoS文献高被引文献分析,研究主要集中在不同来源有机质与重金属在固相、液相体系环境中相互作用,对重金属的活化或固定的作用机制及相关应用。根据关键词突现分析,该领域“大米”、“生物炭”、“修复”等是目前国际研究热点。     

基于文献计量的近30年国内外土壤微生物研究分析

为了解国内外土壤微生物的最新研究热点和发展趋势，借助Web of Science中SCI-EXPANDED数据库，利用VOSviewer、CiteSpace可视化分析软件等工具，对1990—2018年间发表的关于土壤微生物研究文献的国家、研究机构、期刊来源、主要研究内容及关注热点进行计量分析。结果表明，该领域的中国发文量呈快速增长趋势，但总被引频次较低；美国的发文量、总被引频次均位于首位。中国科学院是重要的研究机构，其发文量、总被引频次均位于第一，但篇均被引频次较低。主要的期刊来源有Applied and Environmental Microbiology、Soil Biology & Biochemistry等。国内关键词共现网络形成较晚，但发展速度较快，表现出同国外研究热点趋同的发展趋势。国内外研究热点主要集中于土壤微生物参与土壤有机质分解、碳氮养分循环、对污染土壤的微生物降解和修复作用、环境条件变化对土壤微生物群落结构多样性的影响、植物-微生物相互作用机理等。本文对了解土壤微生物研究领域的发展态势具有一定参考价值。     

印度芥菜修复污染土壤的研究进展

本文分析了近21年国内外印度芥菜修复土壤污染领域的研究进展、热点和前沿,理清该领域发展趋势,结合当前有关土壤修复技术,提出今后可开展深入探讨的角度,以期为后续学者进行深入研究提供参考。本文以中国知网（CNKI）数据库和Web of Science(WoS)数据库中的研究论文作为样本,运用CiteSpace和VOSviewer可视化图谱软件对2000～2021年间有关印度芥菜修复土壤污染所发表文献进行发文机构、学科门类、载文期刊、作者耦合、文献共引、关键词和关键词突现等计量分析。(1)国际期刊发文量呈快速增长趋势,而国内期刊发文趋势则先增后减。(2)主要发文机构为阿里格尔穆斯林大学、印度农业研究所和加拿大农业及农业食品部。(3)该领域研究涉及农业、环境科学和园艺等多学科领域,主要发文期刊有Plant Physiology、Plant and Soil、《土壤》和《土壤学报》等。(4)文献核心作者群体间联系度较强,Belimov与蒋先军的论文累计引用次数相对较高,说明两位学者的相关研究受到较高关注。(5)国内外有关研究的关键词趋同,研究热点主要集中在重金属Cd污染土壤修复。未来印度芥菜修复...     

基于Web of Science数据库的土壤呼吸知识图谱分析

以Web of ScienceTM核心合集数据库中1999 ~ 2019年有关土壤呼吸的6363篇文献作为数据源,借助CiteSpace知识图谱分析工具,对合著国家、作者、机构、学科分布、文献共被引网络及主题词共现网络等进行可视化分析。研究结果表明:①土壤呼吸研究的发文量经历了平稳增长、迅速增长和起伏增长三个阶段;②美国、法国、澳大利亚、瑞士等国家在土壤呼吸研究领域发文量较多,具有较大的影响力,中国土壤呼吸研究起步虽然较晚但发展迅速;③土壤呼吸研究主要集中在环境生态学（Environmental Sciences & Ecology）、农学（Agriculture）、环境科学（Environmental Sciences）、土壤学（Soil Science）等学科领域,具有显著的学科交叉性;④当前关于土壤呼吸研究热点主要集中在根际沉积和土壤异养呼吸方面;氮添加、气候变暖、冬小麦、温室气体排放是近年来土壤呼吸领域的研究前沿。     

连续施用沼液对土壤性质的影响及重金属污染风险评价

为实现沼液资源化利用,采用3年田间定位试验研究施用猪粪沼液对土壤理化性质的影响,并评估其对土壤潜在的重金属污染风险。田间试验种植方式为水稻—油菜轮作,施肥方式分别以清水和常规化肥为对照,另设10个猪粪沼液施用量梯度。通过单因子污染、内梅罗综合污染和Hakanson潜在生态风险指数法,评价连续施用猪粪沼液对土壤潜在的重金属污染风险。结果表明:当3年沼液施用总量为(546.25～626.00)×103 kg/hm2时,能显著提高土壤肥力,改善土壤结构,防止土壤生态功能遭破坏,保障农业安全生产,但需合理配施氮肥,防止土壤养分失衡;单因子污染指数显示土壤重金属Cd、As、Cr、Hg为轻度污染,Pb较安全;内梅罗综合污染指数显示Cd、As、Pb、Cr、Hg总体为轻度污染;Hakanson潜在生态风险指数显示Pb、Cd、Cr、As存在轻微潜在生态污染风险,Hg存在中等潜在生态污染风险,综合潜在生态污染风险程度属轻度;沼液还田引起土壤环境重金属污染的风险较小,需合理管控Hg和As可能引起的土壤环境污染问题。     

典型粪污处理模式下规模养猪场农牧结合规模配置研究Ⅰ.固液分离 液体厌氧发酵模式

不同粪污处理模式下畜禽粪便的养分损失存在较大差异,从而影响其后续地农田利用。固液分离-液体厌氧发酵模式是当前我国畜禽粪污处理的主要模式之一。研究粪污固液分离-液体厌氧发酵处理模式下规模养猪场农牧结合适宜规模配置对于减少畜禽粪便污染、促进畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究根据猪群体结构比例、废弃物产生量及氮磷含量、废弃物处理利用过程中养分损失率以及作物氮磷钾需求量等资料,以存栏万头猪场为例,采用分步逐级计算的方法估算了典型粪便处理模式——固液分离-液体厌氧发酵下,规模养猪场废弃物完全消纳的不同种植模式农田匹配面积,并研究了基于作物养分需求的不同种植模式农田畜禽粪便承载量。结果表明:固液分离-液体厌氧发酵粪便处理模式,以沼液安全消纳为目标,万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地12.4~13.7 hm2,或茄果类蔬菜地14.2~17.9 hm2,或果树苗木地16.4~51.3 hm2。以有机肥和沼液全部在农田安全消纳为目标,万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地299.3~312.9 hm2,或茄果类蔬菜地145.1~179.0 hm2,或果树苗木地553.1~1 343.8 hm2。因此,规模养猪场应根据猪养殖数量及其周边农田面积,选择适宜的有机肥利用方式及种植作物类型,因地制宜,合理调控。     

沼肥对保护地土壤酶及其呼吸强度的影响

以等有机质含量的猪粪、沼渣为基肥,追肥(化肥与沼液)以等N、等P、等K进行施用,采用二裂式区组设计的方法研究了沼肥、猪粪、化肥等不同施肥组合对保护地土壤酶活性及其呼吸强度的影响。结果表明,未施任何肥料的对照处理,其土壤磷酸酶、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度最弱。沼渣与沼液配合施用较沼渣与化肥配合施用有利于提高土壤磷酸酶的活性,而施用猪粪或沼渣、施用沼液或化肥对土壤磷酸酶活性的影响差异较小;施肥对土壤过氧化氢酶活性影响较小;施有机肥或有机肥和化肥配施提高了土壤呼吸强度。施用化肥、沼渣分别比施用沼液、猪粪有利于提高土壤呼吸强度。猪粪、沼渣与化肥配合施用分别比与沼液配合施用的土壤呼吸强度高。     

麦秸秆和沼液配施对水稻苗期生长和土壤微生物的调控

研究了等量氮素肥料处理下小麦秸秆全量还田结合化肥(S-CF)、小麦秸秆全量还田结合沼液(S-BS)和全量化肥(CF)处理对水稻幼苗生长、氮磷积累及土壤微生物群落的影响。结果表明,不同施肥处理的水稻幼苗生长明显被促进,其中CF处理的促进效果最好,其次是S-BS处理。S-BS处理的水稻叶片可溶性糖含量明显高于其他施肥处理,其叶片含氮量也明显高于CF处理。CF处理的土壤细菌总量明显高于S-BS处理,而S-BS处理的土壤细菌总量均显著高于对照(CK,不施肥)和S-CF处理;其中CF处理变形菌门细菌相对丰度显著高于其他处理。而CK和S-CF处理的真菌总量明显高于S-BS和CF处理,S-BS处理的真菌总量最低,其中,CK土壤优势真菌子囊菌门、担子菌门的相对丰度显著高于其他处理,S-CF处理土壤的壶菌门真菌相对丰度也显著高于其他处理。S-CF和S-BS处理的细菌Chao1丰富度指数和香农(Shannon)多样性指数要明显高于CF处理和CK,而S-CF处理的土壤真菌的Chao1指数和香农指数要明显高于CK,CF处理的土壤真菌Chao1指数和香农指数最低。秸秆、沼液短期替代化肥的处理下水稻植株生长低于全化肥处理的,但秸秆、沼液、化肥结合施用对水稻幼苗的促生作用依然很明显,尤其是秸秆还田结合沼液灌溉的全量替代化肥处理。全量替代化肥处理下,即秸秆和沼液处理的土壤质量和细菌丰富度及多样性即使在短期施用条件下也被明显促进。     

养殖粪水长期贮存过程理化特性变化规律

目前中国中小规模畜禽养殖场主要采用自然贮存后还田的形式处理养殖粪水,受场地制约,养殖粪水贮存时间通常仅有1～2个月,之后便直接还田利用,贮存后的粪水理化特性变化尚不清楚,是否适宜直接还田尚需研究。该研究以猪粪水和牛粪水为研究对象,重点分析粪水在长期贮存中粪大肠菌群、电导率(Electrical Conductance,EC)以及化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的变化,分析粪水最佳贮存期及还田利用方式,以期为粪水资源化及安全还田提供参考。结果表明,粪水经自然贮存6个月,铵态氮损失达68%以上,不仅引起环境污染,且降低了养分;贮存后粪水基本可达到无害化要求,但pH值、EC值以及COD浓度仍然偏高,还田前应制定合理的粪水资源化利用方案;固液分离可以有效降低粪水中的COD浓度和EC值,促进粪水无害化进程。该研究为中国畜禽养殖粪水资源化用探索了新的技术路径。     

N-Wirkung von Rindergülle bzw. Jauche mit Dicyandiamid in Feldversuchen

Utilization of N in cattle slurry and liquid manure with Dicyandiamide in field trials In several field trials on deep loess soils, effects of DCD on utilization of N in cattle slurry and liquid manure by silage maize, sugar beets and turf was tested. DCD inhibited nitrification of NH₄ nitrogen added with slurry or liquid manure and thus decreased losses by infiltration or leaching considerably. If measured as so called “N_min nitrogen” at the start of vegetation, amounts of nitrogen actually present in the soil are underrated in plots with slurry or liquid manure + DCD. Addition of DCD at a rate of 30 kg/ha to slurry and 15–30 kg to liquid manure improved in all cases utilization of N in slurry applied in April or between August and November and of liquid manure applied in November. By use of the nitrification inhibitor Dicyandiamide as complement to slurry or liquid manure it is therefore possible to inhibit decomposition of ammonium nitrogen in these organic manures for 2–4 months depending on temperature, and to “preserve” it during periods without vegetation when soils are especially exposed to leaching. By this means, utilization of slurry-nitrogen by the following crop can be improved considerably.     

沼液配施化肥对太湖地区水蜜桃品质及土壤氮素累积的影响

将沼液农田回用是有机废弃物资源化与循环利用的重要途径。以7年生蜜露桃树为供试材料,通过连续2年牛粪沼液和水葫芦沼液的果园田间施用试验,研究等氮量条件下不同比例沼液与化肥配施对水蜜桃果实大小、 单重、 产量和果实品质及土壤矿质氮积累状况的影响。结果表明, 1）水葫芦沼液、 牛粪沼液和化肥配施可提高水蜜桃的产量与品质,在水葫芦沼液25% 配施比例、 牛粪沼液50% 配施比例下产量及果实的可溶性固形物、 糖分含量分别为最高,水葫芦及牛粪沼液中的水分含量是影响桃树产量和品质的关键因子,其适宜用量为200 kg/(planta); 2）各施肥处理土壤NH+4含量随土壤深度增加呈递减趋势; 沼液比例过高（75%和100%）会导致土壤硝酸盐在表层和近地下水层的累积,比例低下则硝酸盐累积不明显; 习惯施肥（过量施肥）和低比例沼液（相应的高化肥比例）处理硝酸盐主要累积于犁底层之上; 3） 连续2年在沼液灌溉条件下,25%的水葫芦沼液、 50%的牛粪沼液配施比例处理其近地下水层土壤硝酸盐含量均低于15 mg/kg,处于安全可控范围,但在该地区（高地下水水位）进行长期沼液灌溉尚需进一步观测和评价。     

北京大中型沼气工程冬季运行状况及发酵前后物料理化生物特性

为了解北京市大中型沼气工程冬季运行情况及发酵剩余物理化特性,该文实地调查了北京市29座沼气工程冬季运行情况,以调研问卷的形式了解沼气工程运行状况,并采样分析了发酵原料、沼渣和沼液样品的养分含量、粪大肠菌群数、铜、锌、砷、铅等指标。结果表明:北京29座冬季运行的沼气工程中主要以畜禽粪便为原料,其中有20座沼气工程采用猪粪进行厌氧发酵,厌氧消化反应器类型主要是全混式厌氧反应器和升流式厌氧固体反应器,沼气以供周边农户使用为主,沼渣和沼液以农田利用为主,从区域沼气工程运行状况来看,房山区的沼气工程运行状况相对较好,大兴区和顺义区的沼气工程运行状况参差不齐;所调研沼气工程沼渣和沼液的pH值适宜向农田施用,沼渣的EC值相对原料平均下降了56.97%,沼渣有机质和可挥发性固体的质量分数相对原料分别降低了20.99%和27.93%,沼渣的养分质量分数较高,沼液的养分质量浓度较低,沼渣中的粪大肠菌群数和沼液的化学需氧量、粪大肠菌群数整体偏高,有6座沼气工程的砷含量较高。调查结果可为北京市沼气工程冬季运行效果及沼渣沼液资源化利用提供基础数据,促进北京市沼气工程的可持续发展,提高生态和经济效益。