基于文献计量分析的近30年国内外土壤科学发展过程解析

借助Web of Science和CNKI数据库,利用文献计量学方法定量分析了近30年来国内外发表的土壤科学文献,研究了土壤科学不同时期(1986—1995、1996—2005、2006—2013年)的发展与演变过程,对比了国内外土壤科学发展的异同点。早期的国际土壤科学是以土壤肥力主导的农田土壤学研究,逐渐转向以生态环境为核心的问题导向研究,强调土壤生物驱动的土壤过程研究;而我国土壤科学研究更注重区域特色,以地力提升、土壤侵蚀与水土保持、土壤污染与修复等问题导向更加明确,发展过程中学科间的交叉与融合不断增强。本论文期望以文献计量学的分析方法客观评价土壤科学发展的脉络,把握学科发展前沿,提升土壤科学研究的创新能力,从而推动我国土壤科学的发展。     

基于Citespace方法的全球土地利用变化与土壤侵蚀研究进展

本研究收集了2000～2022年间发表在Web of Science数据库核心合集期刊10 894篇，以CiteSpace为分析工具结合文献计量学方法，从文献的发表年份、国家、关键词共现和文献共被引频次4个方面，分析了近20多年来全球土地利用变化与土壤侵蚀的研究现状、发展方向和热点。结果显示中国在该领域研究方面展现出强大的科研能力和影响力；研究热点和发展方向受学科发展、政策导向及社会发展影响呈现了不一样的研究历程。最后，对未来的研究提出几点展望。     

近十年土壤侵蚀与水土保持研究进展与展望

在当今生态文明背景下,土壤侵蚀与水土保持研究迎来了新的发展机遇和挑战。本文首先采用文献计量学方法,定量分析了近10年来国内外土壤侵蚀与水土保持学科发展现状。在此基础上,结合社会需求的变化,阐明了学科发展需求与存在问题。最后,提出了本学科研究的重点领域与方向:水文过程与侵蚀产沙机理,土壤侵蚀过程及其定量模拟,全球变化下土壤侵蚀演变及其灾变机理,社会经济系统—水土流失的互馈过程,以生态功能提升为主的土壤侵蚀防治,以及土壤侵蚀研究新技术与新方法等。     

稀土元素示踪法探究坡面侵蚀进展与热点——基于CiteSpace计量分析

稀土元素示踪法从上世纪90年代开始逐渐被相关学者重视,并在坡面土壤侵蚀的研究中得到越来越广泛的应用。笔者采用CiteSpace软件和文献计量学方法,以Web of Science数据库核心合集和中国知网(CNKI)数据库核心期刊为数据源,分析了近30年国内外稀土元素示踪法在坡面侵蚀研究的发展历程。研究发现:①总体而言,国内稀土元素示踪法在坡面侵蚀中的应用在理论和实践层面已经从初步探索走向了成熟;②随着研究的深入,稀土元素示踪法的研究与相关学科交叉更加密切,并在微观探索和宏观调控方面取得一定进展;③未来发展趋势来看,宏观方面趋向和生态系统、气候变化等互相作用机理的研究,微观方向趋向对团聚体等微观颗粒的迁移研究;④在国际相关研究方面,对于稀土元素示踪法在坡面侵蚀的应用从多个方面和角度做了大量的研究,我国的相关研究相较于国外顶尖水平的研究仍存在一定差距。     

近30年来磁性示踪技术应用于土壤侵蚀领域的文献计量分析

  目的  土壤侵蚀是全球性环境问题,土壤磁性示踪技术已应用到土壤侵蚀领域,但少有专题综述。本文梳理相关文献,并分析国内外土壤侵蚀磁性研究的发展进程和前沿热点。  方法  利用Web of Science核心数据库和中国知网（CNKI）筛选近30年国内外相关文献,借助CiteSpace软件绘制研究热点、作者等网络知识图谱,分析不同时期土壤侵蚀磁性研究的发展脉络。  结果  （1）国际土壤侵蚀磁性研究的发文量在2018年达到峰值。中国英文论文发文量在2020年达到最大值,中文论文数量逐渐减少。（2）国际土壤侵蚀磁性研究集中在量化土壤侵蚀、确定侵蚀泥沙来源和人工磁性示踪技术等。国内研究集中在土壤磁性机理、坡面土壤侵蚀和磁性示踪技术等。（3）美国发文量居全球首位,其次是中国,且近3年发文量高于美国。（4）国内外研究机构均存在合作程度低的状况。  结论  国际土壤侵蚀磁性研究处于增长阶段,研究内容较丰富,各国合作日益紧密。国内对研究者发表的英文论文重视程度高,研究进展快,但对中文论文重视程度低,中国学者发表的中文论文数远低于英文论文数;研究方法多从国外引进、创新性不够。因此,我国要发挥磁性示踪技术优势,深入理解土壤侵蚀内在机理,强化土壤侵蚀定量化研究。     

42年来兴国县土壤侵蚀时空变化规律研究

以江西省兴国县为研究区域,应用遥感和GIS技术,借助6个不同时段的黑白航片、MSS影像和TM数据为信息源,在建立土壤侵蚀解译标志的基础上,对全县3 215 km2范围内的土壤侵蚀进行了监测研究。结果表明,该县从1958—2000年42 a期间,土壤侵蚀的变化分2个阶段。第一阶段是1982年前,全县的侵蚀面积在2 000 km2左右;第二阶段是从80年代初到2000年,该县被列为全国水土流失综合治理重点区,侵蚀面积在18 a间共减少了739 km2,平均每年减少41 km2。将1992与2000年的土壤侵蚀图叠置分析可以看出,该县5个侵蚀等级的面积都有不同程度的降低;在侵蚀等级的转变方面,大约有34%的侵蚀面积,其侵蚀等级发生了改变,其中以改变一个等级的面积为主,大约有66%的侵蚀面积其侵蚀等级未发生变化,说明兴国县的土壤侵蚀已呈现出明显的减弱趋势。     

蒲河流域退耕前后降水和植被对土壤侵蚀变化的影响

为了定量评价退耕还林还草前后蒲河流域土壤侵蚀变化特征及降水和植被对土壤侵蚀的影响,运用修正后的通用土壤流失方程(RUSLE模型)探讨1990—2019年流域土壤侵蚀变化,结合LMDI模型评估了1990—2000年、2000—2010年、2010—2019年3个时间段植被和降水对流域土壤侵蚀变化的影响。结果表明：30年来,流域侵蚀强度以微度和轻度侵蚀为主,而中度及以上等级的土壤侵蚀面积有逐渐减小的趋势;流域侵蚀情况总体持续向好,植被覆盖度与降雨侵蚀力相互作用驱动了研究区土壤侵蚀的动态发展;2000年以前,降水是影响土壤侵蚀变化的主导因素,随着退耕还林还草工程的实施,植被作用逐渐凸显。蒲河流域的退耕还林还草成效显著,是流域侵蚀防治的有效措施,应在侵蚀较强的流域中上游地区继续加强植被恢复措施。     

基于CSLE的湖北省土壤侵蚀时空变化特征

以湖北省为研究区,利用CSLE模型计算1990—2015年的土壤侵蚀模数,借助GIS空间分析方法揭示多时期土壤侵蚀的时空变化特征。结果表明：（1）湖北省主要为微度侵蚀,其次为轻度侵蚀,中度侵蚀及以上等级侵蚀所占面积较小,轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积25年间分别减少11 267.0,497.6,176.9,307.7,313.7 km²,减幅分别为27.39%,13.85%,11.79%,24.88%和56.04%。（2）总侵蚀面积先减再增后持续减少,其中极剧烈和剧烈侵蚀面积下降明显。侵蚀强度在不同时期的变化呈现空间异质性。1990—1995年、2000—2005年和2010—2015年土壤侵蚀以好转为主,土壤侵蚀强度降低区域1990—1995年集中在恩施、咸宁,1995—2000年集中在恩施、十堰,2000—2005年集中在神农架林区、宜昌市和秭归县周边,2005—2010年集中在黄冈和黄石市,2010—2015年集中在神农架林区和宜昌市;其中旱地与裸地好转情况最为明显。在1995—2000年和2005—2010年土壤侵蚀加剧,土壤侵蚀强度加剧区域1990—2000年集中在神农架局部地区,2000—2005年集中在十堰市,2005—2010年集中在竹溪县;2010—2015年集中在恩施市、宣恩县和鹤峰县,其中林地与旱地表现最为明显。土壤侵蚀主要变化区域表现在25年间,坡度<8°区域轻度以上等级侵蚀面积逐年增加,这与人类活动对地表负面扰动（生产建设项目、坡耕地农业生产、其他人类活动导致的土地利用类型转换）等主要集中在地形较为平缓的区域有很大关系。坡度在8°~35°区域轻度以上等级侵蚀面积明显减少,主要表现在退耕还林和水保工程治理的实施取得成效明显。     

紫色土土壤侵蚀研究的知识图谱(1960~2018)——基于CiteSpace计量分析

为了解紫色土土壤侵蚀的研究进展、热点以及趋势,以CNKI核心合集中的紫色土土壤侵蚀研究文献为对象,运用CiteSpace文献计量方法对其进行可视化展示,并进行系统分析和归纳总结。结果表明:紫色土土壤侵蚀相关文献数量逐年增长,在2000年后呈急剧增长的趋势;研究经费主要来源于国家自然科学基金、国家科技支撑计划等。西南大学和中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所是主要研究机构,各研究机构分别形成了以何丙辉、魏朝富、朱波、王玉宽和蔡崇法等研究者为核心的合作子网络团队。研究可分为初步探索阶段(1960~2000):研究热点较少且分散,集中于土壤性质和侵蚀的定性研究;高速发展阶段(2001~2010):研究热点词量高速增长,随着土壤侵蚀预报模型、“3S”技术和人工降雨试验等技术和方法的应用,开始侧重于土壤侵蚀过程、机理以及水土保持措施控蚀效益等定量研究;研究定型阶段(2011~2018):研究热点变化较小,但交互网络逐渐成熟,加强了土壤自身特性如团聚体、有机质、粘聚力和胶体等较微观层面的研究,侵蚀类型研究不再局限于水力侵蚀,因耕作而引起的侵蚀研究开始增多。     

城市河道生态护坡综合评价指标体系研究

以贵州省猫跳河流域为案例区,运用RUSLE模型对流域1973,1990,2007年土壤侵蚀空间格局进行了模拟。分析了该流域土壤侵蚀动态变化规律,为流域土壤侵蚀的有效防治提供了科学依据。结果表明,(1)流域下游以及上游西部溶蚀丘陵谷地土壤侵蚀较严重,土壤侵蚀量主要来源于强烈、极强烈及剧烈侵蚀区域,旱地和灌草地是流域发生土壤侵蚀的主要用地类型。(2)近30a来,流域土壤侵蚀经历了趋向严重—减轻的变化过程。1973—1990年低强度土壤侵蚀面积在减少,而高强度侵蚀面积在增加。1990—2007年,除了微度侵蚀面积大幅度增加外,其余侵蚀等级面积均在大幅度减少。6°～25°坡度带是发生土壤侵蚀的主要区域,也是水土流失防治及治理的重点区域。     

施药条件对施药者体表污染的影响

该文主要研究了在夏季高温季节使用3WS-16型手动喷雾器和WFB-18AC型机动喷雾器施药对施药者体表的农药污染情况及影响施药者体表污染的主要施药条件。结果表明：使用手动喷雾器,左手、右手、右上臂和右前臂污染较多;使用机动喷雾器,左上臂和左前臂污染较多;施药者体表主要污染部位与次要污染部位间具有高度的线性相关;施药机具和喷头流量、作业环境、作物因素和施药方式等单因素均影响施药者体表污染;单因素交互作用后,风速和作物高度是影响施药者体表污染的主要因素。此研究结果对于改进施药技术,减少施药者体表污染具有实际的应用价值。     

佳木斯地区1956-2010年径流量时间序列变异分析

日趋频繁的极端天气和大规模的水资源开发对区域生态环境产生严重的影响,准确获取径流量时间序列的变化特征可为水资源的合理开发和水利水电工程规划运用提供科学的决策依据。采用趋势检验法、Mann-Kendall突变分析法和小波分析对佳木斯地区1956—2010年径流量变化的趋势性、突变性和周期性特征进行了深入的研究。结果表明:近45年来,佳木斯地区各季节及全年径流量的年际总体变化趋势的倾向率各不相同,春季、夏季、秋季及全年径流量呈明显下降趋势,而冬季径流量则呈缓慢上升趋势;各季节及年径流量的时间突变点基本一致,都分别发生在1967年、1972年和1998年左右;该地区四季及年径流量的周期变化特征差异较大,22年、13年、9年和4年左右尺度波动较为明显。     

土壤酶活性与土壤肥力的关系研究

通过长期定位试验地中土壤养分和酶活性的测定结果,将其进行了相关分析、通径分析和主成分分析。结果表明,土壤脲酶和碱性磷酸酶活性可以作为土壤肥力的指标,且酶活性大小受到土壤化学性质和其它酶活性影响。土壤主成分分析能较为客观地评价土壤肥力水平。     

沈阳地区天然降雨雨滴特征对坡面产沙量的影响

为了探究沈阳地区天然降雨雨滴特征与产沙量的关系,在天然降雨条件下,使用滤纸色斑法计算雨滴特征,利用野外径流小区（长8 m,宽1 m）采集沙样。运用相关分析法、灰色关联分析法和模糊贴近度分析法分析了降雨强度、雨滴动能、雨滴中值粒径、雨滴终点最大速度和雨滴质量与产沙量的关系。结果表明:经过相关分析和灰色关联分析,影响坡面产沙量的顺序为降雨强度 > 雨滴动能 > 雨滴中值粒径 > 最大雨滴终点速度 > 雨滴质量,模糊贴近度分析表明降雨强度对坡面产沙量的影响最大,降雨动能其次,雨滴质量影响最小。坡面产沙量分别与降雨强度、雨滴中值粒径、雨滴动能呈幂函数关系;天然降雨雨滴中值粒径与降雨强度呈幂函数关系;雨滴中值粒径和雨滴质量是雨滴动能的主要影响因子。     

塔里木沙漠公路防护林区土壤微生物的立地条件效应

通过分析来源于塔克拉玛干沙漠腹地防护林地的土壤样品,揭示了不同立地条件下防护林土壤微生物的差异及对土壤环境因子的响应规律,主要结论如下:(1)不同立地条件下土壤微生物活性差异极显著,呈现沙垄基部>沙垄中部>沙垄顶部>板结平沙地>流沙地的规律,而土壤深度间微生物数量表现为10～20cm>20～35cm>0～10cm,差异不明显。(2)三种微生物对环境因子的响应有所差异,细菌与土壤总孔隙度、含水量有显著正相关关系,与全K含量显著负相关;放线菌与全P、全K和全盐含量明显负相关,与全N正相关;真菌与全K、全盐含量负相关,与有机质含量和孔隙度大小正相关。(3)土壤不同深度范围内土壤因子对微生物活性的影响程度不同,0～10cm土层主要取决于有机质和N素含量;而土壤盐分状况和孔隙结构对10～20cm微生物较为重要;20～35cm土层中微生物需要满足一定养分供应和土壤结构。因此,土壤微生物对不同立地条件下土壤环境条件响应不同,微生物种群数量表现出一定差异,最终可能影响到微生物在土壤养分转化和促进土壤发育中的作用。     

电子舌在红茶饮料区分辨识中的应用

为检验电子舌在茶饮料方面的辨识能力,该文应用法国Alpha M.O.S公司生产的传感器型电子舌对中国市场上已有的7种红茶饮料进行检测,所得数据用主成分分析法（PCA）和聚类分析法（CA）进行分析。结果表明,该电子舌可以很好的区分这7种红茶饮料。且在PCA第1主成分和第2主成分得分图上,区别指数达95.38。由此可见,电子舌在茶饮料的品牌区分、质检以及真伪辨识中有巨大的应用潜力。同时,该研究也初步探讨了聚类分析法在电子舌数据处理方面的应用。     

基于热重法的生物质工业分析及其发热量测定

为了比较不同种类生物质的燃烧特性,丰富热重分析技术的应用方向,该文采用热重分析技术对农业剩余物、林业剩余物和工业加工废渣的代表性生物质进行了空气气氛下不同升温速率的燃烧特性试验研究。研究表明:3种类型生物质的燃烧过程均包括4个主要阶段:水分蒸发阶段、挥发分析出及燃烧阶段、固定碳燃烧阶段、燃尽阶段。该文提出1种确定样品工业分析值的方法,即热分析曲线法,并推荐应用20℃/min升温速率下的热分析曲线图来计算确定。同时还提出1种差热分析法,用以计算生物质样品发热量,分析发现,农业秸秆类剩余物适用于20℃/min的升温速率,木屑和甜高粱渣适用于5、10℃/min的升温速率。该文提出的计算工业分析值的热分析曲线法与计算发热量的差热分析法,为热重分析技术研究生物质的燃烧特性提供了新的应用方向,但2种新方法的建立,以及他们的有效性和适用性,仍需要大量试验数据的验证和进一步的试验研究。     

江西省城市化与经济发展关系分析

近年来随着经济的发展,江西省城市规模不断扩大,城市化与经济增长两者关系变化较大。利用近20 a城市化率、经济增长及国民生产总值等时间序列资料,对江西省城市化总体发展特征、空间发展特征及与产业结构等进行分析,在此基础上对城市化水平与GDP的协整性和因果关系进行了研究。结果表明:江西省城市化水平进程呈现前期发展缓慢,后期加速;城市化水平总体偏低;城市化水平在空间分布上处于不平衡状态;城市化与经济结构相关性明显。同时城市化与GDP均是平稳的时间序列,两者之间具有长期协整性并存在双向因果关系,对其直接回归预测发展走向是可行的。     

冻融坡面土壤剥蚀率主要影响因素分析

为确定冻融坡面影响土壤剥蚀率的主要因素,采用2个（10°,15°）坡度、2个（3 L/min,9 L/min）流量和4个（2 cm,5 cm,8 cm,11 cm）起始解冻深度组合进行野外冲刷试验,运用灰色关联分析、模糊贴近度分析和通径分析方法,分别分析了各因素对土壤剥蚀率的影响作用。结果表明:流量与土壤剥蚀率的灰色关联度最大,坡度次之;水流功率与土壤剥蚀率的模糊贴近度最大,流量、起始解冻深度的模糊贴近度均大于坡度;水流功率对土壤剥蚀率的决定作用最大,起始解冻深度次之,水流剪切力通过其他因素对土壤剥蚀率的间接作用最大;三种方法分析结果表明水流功率、流量、起始解冻深度、坡度是影响土壤剥蚀率的主要因素。     

不同配方栽培基质对番茄苗期生长的影响

以腐熟中药渣、腐熟菇渣、泥炭、蛭石、珍珠岩以及45%的缓释肥(15-15-15)为原料,按照不同比例复配成6种栽培基质,选取进口泥炭作为对照,研究不同配比的栽培基质对番茄苗期生长的影响,以筛选出理想的番茄育苗基质配方。结果表明:腐熟中药渣:泥炭:腐熟菇渣:蛭石:珍珠岩以5:1:1.5:2:1(体积比)并添加2 kg/m345%缓释肥的基质培育的番茄在株高、茎粗、根系形态及根系活力等方面均优于其他配比的育苗基质,主成分分析和聚类分析结果也得到了类似的结果,表明该配方的基质可推荐作为番茄育苗的专用型有机营养基质。