【研究】国内外土壤科学近30年发展过程深度解析

导读

近30年来，国际土壤科学研究文献数量快速增长，从其发展脉络可看出国际土壤学研究受到了学科发展和社会需求的双重驱动。

土壤生物学的研究逐渐发展为土壤科学研究的热点和前沿，成为土壤物质循环的主要驱动者和土壤生态系统的核心。

从总体上看，我国土壤科学带有明显的区域特色，学科齐全，近30年来的研究取得了显著的进步，在国际上SCI论文数量比例由1986—1995年的0.6%上升到2006—2013年的14.0%。

未来我国土壤学研究任重道远，我国土壤学者还需继续努力，把握学科前沿，不断提高自身的科研竞争力。

土壤圈覆盖于陆地表层，处于大气、生物、岩石、水等圈层的交接面上，是陆地表层系统的连接纽带，支持着地球主要生命过程，保持着生态系统的平衡。

同时，土壤也是粮食、纤维、燃料等与人类福祉密切相关的、难以再生的自然资源;在应对或减缓环境污染、生态退化、能源短缺、气候变化等领域均至关重要。

没有健康的土壤，地球上的生命则将不可持续。然而，土壤退化已成为世界性难题，全球约33%的土壤因城镇化、水土流失、养分耗竭、盐碱化、干旱化和污染等带来严重挑战，可能引起土壤资源耗竭并导致整个文明的衰败。

土壤科学是认知土壤的发生过程、空间分布规律和人类干扰导致的土壤各种功能变化的物理、化学和生物学机理，为土壤资源合理利用和管理提供科学依据的学科。

土壤科学作为典型的传统学科，在其发展过程中受其他传统学科体系不断发展和完善的影响，一些新的研究思路、研究方法和研究手段等持续被引入土壤科学研究领域;同时，其他学科研究者开始涉足土壤科学的研究，使学科交叉渗透频繁，新兴领域蓬勃发展。

我国土壤科学的发展以满足国家和社会发展需求为主要驱动力，而土壤内部“关键过程”的核心主题研究却略显薄弱，使得学科发展的源动力略显不足。

因此，如何科学、客观、定量描述土壤科学发展的脉络，是当前迫切需要思考的问题。本论文期望通过文献计量学方法，总结国内外土壤科学近30年不同时期发展历程和研究进展，分析土壤污染因素，为土壤污染防治提供依据，促进我国土壤科学研究迈上新的台阶。

1文献计量研究方法与数据来源

文献计量是以文献体系和文献计量特征为研究对象，采用数学、统计学、文献学等定量研究方法，研究所关注学科领域文献的分布结构、数量关系、变化规律和定量管理，进而探讨科学技术研究的内在结构、特征和规律。

某一学科或领域发表文献的多少和变化，不但在一定程度上反映了该学科的发展状况、规律及趋势，而且可以透视庞大的知识体系中各个领域的结构，理顺当代知识大爆炸形成的复杂知识网络，预测学科发展的最新态势，从而为某领域的理论研究和发展提供有益的启示。

本文从美国科学情报研究所出版的WebofScience中选择了代表土壤科学发展的78种期刊作为国际文献分析的数据源，通过关键词“土壤”检索的方式从中国知网数据库(CNKI)确定中文文献数据源，分1986—1995、1996—2005和2006—2013年三个时间段检索，检索时间为2015年1月10日。共检索到国际英文文献350265篇和国内中文文献57495篇。

采用信息可视化软件Citespace和文本挖掘分析软件TDA(ThomsonDataAnalyzer)，给合自主开发的信息提取程序，综合定量分析科学知识图谱的方法绘制聚类视图，以可视化的图像直观地展现出土壤科学不同发展阶段的热点领域与研究前沿。

图谱中每个年轮大小代表关键词出现的频率，越大说明该关键词出现的次数越多;年轮颜色代表时间，粗细代表频率;关键词之间距离代表共现频率的高低，距离越近说明共现频率越高。

2国际土壤科学近30年发展脉络

近30年共检索到350265篇国际英文文献，1986—1995、1996—2005和2006—2013年间的文献数量分别占总文献数量的18.7%、32.6%和48.7%，呈快速增长趋势。

文献计量的网络图谱可较好地反映关键词在文献中出现的频次、关键词间的关联。图1、图2和图3分别为不同年限间土壤科学国际文献计量网络图谱。

三个时段土壤科学发展的脉络差异较大：图谱脉络随时间推移由树枝状向网状发展，关键词间的距离逐渐减小、分异程度降低，不同研究领域间的交叉融合不断增强。

关键词的词频在一定程度上反映土壤科学研究的主要热点领域：在过去30年，随着年限的增加，关键词出现的频次逐渐增多，特别是1996—2005年间较前10年频次增加了4倍～5倍，土壤科学在此阶段受关注的程度上升趋势最为显著(表1)。

前10位均出现nitrogen、microbialbiomass、rhizosphere、phosphorus、maize等关键词，表明这些领域或内容一直是研究热点，持续受到关注;随着时间推移，organicmatter、erosion、heavymetal逐渐成为高频关键词，这些研究领域越来越受到重视。

由此可见，土壤科学在早期以土壤肥力主导的农田土壤学研究，逐渐发展为以生态环境为核心的问题导向研究，土壤生物主导的土壤过程研究越来越受到重视。