我国60年来土壤养分循环微生物机制的研究历程—基于文献计量学和大数据可视化分析

【目的】土壤养分循环是土壤肥力和作物生长的基础，土壤微生物是驱动养分循环的关键因子。挖掘微生物调控土壤–植物系统养分循环功能的潜力，已成为提高农田养分资源利用效率的发展趋势。通过梳理我国土壤养分循环和土壤微生物学交互研究的发展历史和脉络，审视与国际前沿研究比较的不足之处，指出未来的研究热点，促进我国在相关领域研究水平的提高。【方法】本文利用文献计量学及大数据可视化方法定量分析了60年来土壤养分循环和土壤微生物学交互研究领域的国内外的科学文献，研究了相关领域不同时期的发展与演变过程，对比了国内外土壤养分循环和土壤微生物学交互研究发展的异同点。主要进展分析表明国内研究主要分为起步期 (1981～1990年)，发展期 (1991～2005年) 和定型期 (2006～2016年)。起步期的研究热点分散，主要研究了红壤、水稻土和紫色土中特定微生物和酶活性的肥力功能。发展期研究热点关联度加强，主要研究了红壤、黑土、水稻土中微生物量和酶活性的肥力和环境功能。定型期研究热点间的连接度不断增强，主要研究了土壤养分循环与微生物群落结构耦合的微生物学机制。通过与国际相关研究比较，国内学者追赶国际研究可以分为起步追赶期 (1990～2005年) 和快速追赶期 (2006～2016年)。在起步追赶期，国内学者追随国际上对碳氮转化与微生物交互研究的热点，但研究热点的关键词交互网络成熟程度低，侧重对红壤的研究，缺少对根际的研究。加速追赶期，国内学者从水稻土和根际方面强化了对养分转化微生物机制研究，开展了土壤微生物网络结构和功能的研究，但需要加强土壤生物网络结构和功能的实证研究。总体上，与国外相比，国内研究相对滞后，但发展迅猛，从简单关注酶活性，发展到微生物网络结构与土壤功能的交互。同时国内研究热点的关键词交互网络日益成熟，且与国际相比表现出趋同趋势，但仍需深入研究微生物群落结构演替对养分循环的驱动机制。结论与展望在未来研究中，应在建立养分利用率提升的区域微生物调控技术体系的同时，不断发展和完善土壤微生物结构和功能协同演变的理论体系。