基于文獻(xiàn)定量分析的我國(guó)沙化土地治理研究

李芹芳，鄧瑞豐，李 文

（長(zhǎng)安大學(xué) 土地工程學(xué)院，陜西 西安 710054）

沙化土地是指干旱、半干旱和部分半濕潤(rùn)地區(qū)[1]在一定氣候條件下，由于自然因素（干旱、缺水、風(fēng)力、地質(zhì)作用等）和人為因素（過(guò)度放牧、過(guò)度樵采、過(guò)度利用水資源、不合理的土地利用等）的影響導(dǎo)致植被覆蓋消失，地表裸露，土壤受風(fēng)力侵蝕而形成的表層以沙質(zhì)、礫質(zhì)土壤為主的退化土地[2-3]。近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的加快和社會(huì)生產(chǎn)力的極速發(fā)展，全球氣候變化、地質(zhì)作用和人類對(duì)土地不合理利用[4]等使得土地沙化日益嚴(yán)重。第六屆庫(kù)布其國(guó)際沙漠論壇報(bào)告指出，截至2016年，我國(guó)沙化土地面積172.12萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的17.93%，其廣泛分布于我國(guó)30個(gè)省（市、自治區(qū)）的920多個(gè)縣（旗、區(qū)）[5]，19.81%的陸地面積正在受到土地沙化的威脅，沙化土地迅速蔓延已經(jīng)嚴(yán)重威脅我國(guó)的生態(tài)安全、耕地質(zhì)量、人居環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。因此，沙化土地治理迫在眉睫。

目前，沙化土地治理已經(jīng)受到學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注，但我國(guó)的沙化土地治理措施研究尚處于初步探索階段[6-7]，因此，分析我國(guó)沙化土地治理措施的研究現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展很有必要。文獻(xiàn)計(jì)量分析法可以揭示某一研究領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程[8]，通過(guò)定性和定量研究沙化土地治理方面的文獻(xiàn)可以在一定程度上反映出我國(guó)沙化土地治理研究的現(xiàn)狀和方向。本文利用Noteexpress3.2和Excel軟件[9]，結(jié)合文獻(xiàn)計(jì)量分析法的原理和方法，對(duì)沙化土地治理相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析，揭示該領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程和研究現(xiàn)狀[9]，對(duì)我國(guó)沙化土地治理措施進(jìn)行歸類總結(jié)，在此基礎(chǔ)上對(duì)該領(lǐng)域研究未來(lái)的發(fā)展提出建議。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及分析

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文分析研究的文獻(xiàn)均來(lái)自1980—2019年的中國(guó)知網(wǎng)和萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)，以“沙化土地治理” 、“沙化土地防治” 、“沙化土地修復(fù)” 為主題，采用主題精確匹配的方式共檢索得到3 917篇文獻(xiàn)。將檢索結(jié)果導(dǎo)入Noteexpress3.2軟件進(jìn)行歸類建庫(kù)，剔除重復(fù)、與主題無(wú)關(guān)文獻(xiàn)301篇，將剩余的3 616篇文獻(xiàn)作為本文研究的樣本數(shù)據(jù)。

1.2 文獻(xiàn)數(shù)量分析

不同年份的發(fā)文量可以在一定程度上直觀反映沙化土地治理的研究熱點(diǎn)和發(fā)展過(guò)程。用Excel軟件對(duì)3 616篇文獻(xiàn)按發(fā)表年份進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)從1980年開始該研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)量呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，增長(zhǎng)趨勢(shì)符合二次函數(shù)遞增模型（圖1）。從擬合曲線可以看出我國(guó)沙化土地治理研究大體上經(jīng)歷了3個(gè)階段：1980—1994年，研究文獻(xiàn)數(shù)量較少，為萌芽階段，數(shù)量為[0，9]；1995—2005年間文獻(xiàn)數(shù)量開始逐漸增多，為起步階段，數(shù)量為[9，129]；2006—2019年間文獻(xiàn)數(shù)量以每年近50%的增幅迅速增加，增長(zhǎng)幅度較大，為快速發(fā)展階段，數(shù)量為[129，+∞]，說(shuō)明從2006年開始沙化土地的治理已經(jīng)受到該學(xué)術(shù)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的廣泛關(guān)注，同時(shí)從曲線擬合趨勢(shì)可以預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)期國(guó)內(nèi)沙化土地治理研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)量會(huì)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

1.3 作者分析

核心作者群和核心文獻(xiàn)流[8-9]代表著一個(gè)研究領(lǐng)域的發(fā)展方向，能體現(xiàn)一個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和研究動(dòng)態(tài)，對(duì)研究領(lǐng)域起著導(dǎo)向作用，推動(dòng)該領(lǐng)域研究的深度和廣度。3 616篇文獻(xiàn)樣本數(shù)據(jù)包含了7 693位作者，平均每篇文獻(xiàn)有2.13位作者，僅發(fā)表1篇文章的作者有6 517位，占總數(shù)的84.71%，只有7位作者發(fā)表5篇及以上，占總數(shù)的0.1%，由此可見，沙化土地治理研究領(lǐng)域的學(xué)者多為瞬時(shí)研究者，還沒有形成系統(tǒng)的派系。

根據(jù)普賴斯理論[10]，核心作者群中貢獻(xiàn)最多的作者文獻(xiàn)數(shù)量（Nmax）與貢獻(xiàn)最少的作者文獻(xiàn)數(shù)量（Nmin）之間存在如下關(guān)系[11]：

7 693位作者中貢獻(xiàn)最多的作者文獻(xiàn)數(shù)量為9篇，根據(jù)上式可知該領(lǐng)域作者發(fā)表最少的文獻(xiàn)數(shù)量為2.24篇，因此文獻(xiàn)數(shù)量在[2，+∞）內(nèi)的作者均為該領(lǐng)域的核心作者。分析發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域的核心作者有131位，文獻(xiàn)總數(shù)為1 441篇，僅占文獻(xiàn)總量的39.85%，說(shuō)明該領(lǐng)域核心作者的文獻(xiàn)數(shù)量普遍偏低，核心作者群并未形成。

1.4 研究機(jī)構(gòu)分析

分析不同研究機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)數(shù)量，可以反映研究沙化土地治理的核心機(jī)構(gòu)和主要力量，體現(xiàn)不同研究機(jī)構(gòu)的科研能力[11]。分析文獻(xiàn)樣本數(shù)據(jù)得出文獻(xiàn)數(shù)量排名前10的研究機(jī)構(gòu)（表1），北京林業(yè)大學(xué)文獻(xiàn)數(shù)量位居第一，為98篇，占整個(gè)文獻(xiàn)樣本總量的2.71%；文獻(xiàn)數(shù)量排名前10的研究機(jī)構(gòu)全部為科研院所和高等院校。由此可以得出結(jié)論：①沙化土地治理研究的核心機(jī)構(gòu)較少，發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量偏少；②科研院所和高等院校是沙化土地治理研究領(lǐng)域的核心機(jī)構(gòu)，是推動(dòng)我國(guó)沙化土地治理研究進(jìn)展的主要力量。

表1 文獻(xiàn)數(shù)量排名前10的研究機(jī)構(gòu)

1.5 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞通常能表達(dá)文章的核心內(nèi)容，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次高低可以反映某一研究領(lǐng)域的研究方向和發(fā)展動(dòng)態(tài)[12]。利用Noteexpress3.2軟件提取3 616篇文獻(xiàn)樣本數(shù)據(jù)所涉及的關(guān)鍵詞，共得到關(guān)鍵詞1 876個(gè)，1 876個(gè)關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次為3 796次，出現(xiàn)頻次小于50的關(guān)鍵詞有1 863個(gè)。由于文獻(xiàn)樣本數(shù)量較大，所以將頻次大于50的關(guān)鍵詞定義為高頻關(guān)鍵詞，小于50的關(guān)鍵詞定義為低頻關(guān)鍵詞[13]，對(duì)高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表2）。

表2 高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)分析（頻數(shù)≥50）

從表2中可以看出，“土地沙化” “沙化土地” “生態(tài)環(huán)境” “沙化治理” 四個(gè)關(guān)鍵詞在3 616篇文獻(xiàn)樣本數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的頻率最高，這說(shuō)明研究者的研究?jī)?nèi)容多集中在沙化土地治理以及生態(tài)環(huán)境修復(fù)和保護(hù)等方面。再結(jié)合其他關(guān)鍵詞可以發(fā)現(xiàn)，沙化土地治理研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)主要為沙化土地的成因、治理對(duì)策、修復(fù)技術(shù)、動(dòng)態(tài)變化等。

2 沙化土地治理措施的研究進(jìn)展

通過(guò)梳理3 616篇文獻(xiàn)可以將沙化土地治理措施歸納總結(jié)為五大類：生態(tài)建設(shè)措施、物理修復(fù)措施、生物修復(fù)措施、化學(xué)修復(fù)措施以及聯(lián)合治理措施。

2.1 生態(tài)建設(shè)措施

生態(tài)建設(shè)措施是指通過(guò)研究各區(qū)域沙化土地的成因，利用生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、工程學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)沙化土地的恢復(fù)與重建[14]。生態(tài)建設(shè)措施包括增加裸露地植被覆蓋度[15]、建設(shè)生態(tài)防護(hù)林涵養(yǎng)水源[16]、修復(fù)沙地植被、增種沙生植物、增加農(nóng)業(yè)灌溉條件、意楊河坡造林、沙改田種植作物等。

生態(tài)建設(shè)措施是最常見的沙化土地治理措施，能夠有效阻止沙地活化、沙漠外延，被廣泛應(yīng)用于風(fēng)沙活動(dòng)顯著的原生沙漠地區(qū)、沙化湖區(qū)和河流攜沙淤積沙化區(qū)。在原生沙漠地區(qū)，通過(guò)增加植被覆蓋度的方式使流動(dòng)沙地向固定沙地轉(zhuǎn)化；通過(guò)修復(fù)沙地植被、增種沙生植物的方式使半固定沙地面積逐漸減少；要通過(guò)建設(shè)和保護(hù)草（牧）場(chǎng)，增加農(nóng)業(yè)灌溉條件等措施使露沙地修復(fù)為非沙化土地。在沙化湖區(qū)和河流攜沙淤積沙化區(qū)，沙化土地與水文情勢(shì)的變化關(guān)系密切，沙隨水動(dòng),水靜沙沉，所以通過(guò)意楊河坡造林、沙改田種植作物等宜林則林、宜草則草、宜糧則糧[17]的方式治理沙化土地。

2.2 物理修復(fù)措施

物理修復(fù)措施，是根據(jù)物理學(xué)原理，采用一定的物理工程技術(shù)阻止沙化土地?cái)U(kuò)張并使其恢復(fù)利用的治理措施。物理修復(fù)措施包括封山育林[18]、設(shè)置機(jī)械沙障、引水沖沙、洪淤壓沙、客土調(diào)劑壓沙[19]、小范圍改變地貌狀況等。

設(shè)置機(jī)械沙障是指通過(guò)利用柴（草）、卵石、板條等材料在沙面上設(shè)置障礙物來(lái)控制風(fēng)沙的速度、方向和結(jié)構(gòu)；引水沖沙適用于沙層較薄、水源充足的區(qū)域，通過(guò)引大水將覆蓋于土壤表面的砂礫物質(zhì)沖積到特定位置，經(jīng)過(guò)處理進(jìn)行合理利用；洪淤壓沙是指在漲水或泄洪期間將河流攜帶的淤泥引流于沙化區(qū)，覆蓋淤沙，種植沙生植物和農(nóng)作物；客土調(diào)劑壓沙，即在流沙點(diǎn)或風(fēng)蝕斑沙化區(qū)[19]，采用客土法將其他地方的黏土覆蓋于砂礫物質(zhì)之上，改變沙化結(jié)構(gòu)，將沙地變?yōu)榉巧车亍?/p>

2.3 生物修復(fù)措施

生物修復(fù)措施是指采用植物修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、腐植酸應(yīng)用技術(shù)對(duì)沙化土地進(jìn)行修復(fù)和治理。生物修復(fù)措施包括保護(hù)性耕作、圍欄封育、微生物分解、生物腐植酸應(yīng)用技術(shù)[20]等。

保護(hù)性耕作是防止土地沙化最原始的技術(shù)手段，通過(guò)休耕及秸稈還田來(lái)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，緩解沙化危害[22]。圍欄封育是草地沙化的主要修復(fù)措施，在退化草地生產(chǎn)力沒有被根本破壞時(shí)，封地育草，可以恢復(fù)草地生產(chǎn)力。培養(yǎng)沙地微生物，利用微生物活性將難溶性的礦物[20]分解轉(zhuǎn)化成能被植物吸收的各種易溶性礦質(zhì)元素，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。生物腐植酸應(yīng)用技術(shù)是將秸稈碎渣經(jīng)特殊微生物種群發(fā)酵后干燥粉碎，灑在沙化土地表面，改善沙化土地的理化性質(zhì)，為植物存活和生長(zhǎng)提供保障。

2.4 化學(xué)修復(fù)措施

化學(xué)修復(fù)措施是利用天然或人工合成的有機(jī)或無(wú)機(jī)膠凝材料固定沙面[21]。通常在流沙表面噴灑化學(xué)膠結(jié)物質(zhì)，固結(jié)沙粒，形成一層抗風(fēng)蝕膜或殼，隔斷風(fēng)力對(duì)沙面的直接作用。化學(xué)修復(fù)措施包括植生帶綠化技術(shù)和功能化高分子不織布植生帶技術(shù)[20-21]。

植生帶綠化技術(shù)適用于大面積沙化地區(qū)，將高吸水性高分子化學(xué)物質(zhì)與黏土、水制成保水劑，再和植物種子摻在一起,灑在沙面上，可有效保持土壤中水分,提高植物存活率，從而綠化沙地；由于植生帶綠化技術(shù)成本較高，推廣困難，因此我國(guó)學(xué)者對(duì)植生帶綠化技術(shù)進(jìn)行改良研究，提出功能化高分子不織布植生帶技術(shù)，就是選擇價(jià)廉易得的高分子材料制作綠化覆蓋層，引進(jìn)等離子體技術(shù)對(duì)材料改性得到具有高吸水保水性能的材料。

2.5 聯(lián)合治理措施

聯(lián)合治理措施是指將若干單項(xiàng)修復(fù)技術(shù)相互組合，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，在各沙化單元內(nèi)因地制宜、因時(shí)制宜[22]實(shí)現(xiàn)沙化土地的高效治理。聯(lián)合治理措施主要包括物理-生態(tài)聯(lián)合技術(shù)、生物-化學(xué)聯(lián)合技術(shù)以及生態(tài)、物理、生物、化學(xué)等不同類別工程措施的結(jié)合和綜合應(yīng)用[23]。

物理-生態(tài)聯(lián)合技術(shù)適用于沙面流動(dòng)性較強(qiáng)的區(qū)域，首先通過(guò)設(shè)置機(jī)械沙障、客土調(diào)劑壓沙等物理修復(fù)措施固定流沙，然后通過(guò)建設(shè)生態(tài)防護(hù)林、修復(fù)沙地植被、增種沙生植物等生態(tài)措施修復(fù)沙化區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)[24]，實(shí)現(xiàn)沙化土地的恢復(fù)與重建；生物-化學(xué)聯(lián)合技術(shù)適用于沙化程度嚴(yán)重、生態(tài)脆弱的沙化地區(qū)，這類區(qū)域缺乏植被生長(zhǎng)條件，植被成活率較低，故先通過(guò)植生帶綠化技術(shù)和功能化高分子不織布植生帶技術(shù)創(chuàng)造植被生長(zhǎng)條件，再結(jié)合微生物分解、生物腐植酸應(yīng)用技術(shù)等生物措施種植植被，以固、阻、輸?shù)姆绞椒郎持紊场?/p>

2.6 治理措施的特點(diǎn)和存在問(wèn)題

上述5類措施是我國(guó)主要的沙化治理措施，既是沙化土地治理研究的縮影，也是治理歷程的時(shí)代見證。各項(xiàng)治理措施均有各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，也存在一定的問(wèn)題。

生態(tài)建設(shè)措施是最廣泛的治沙措施，能從根本和源頭上對(duì)沙化土地進(jìn)行重建修復(fù)，遏制沙化趨勢(shì)，但其周期較長(zhǎng)、工程量巨大且短期內(nèi)不能看到明顯效果，其對(duì)風(fēng)沙活動(dòng)顯著的原生沙地治理和恢復(fù)顯然是一種長(zhǎng)效機(jī)制。

物理修復(fù)措施是最原始、最古老的治沙措施，其通過(guò)育、阻、沖、壓等一系列物理工程措施實(shí)現(xiàn)固沙、治沙目的，這種措施耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力較大，短期內(nèi)效果能立竿見影，但難以從根本上實(shí)現(xiàn)沙地修復(fù)和復(fù)綠，不適合大規(guī)模和較大范圍的沙地治理。

生物修復(fù)措施和化學(xué)修復(fù)措施的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變沙地內(nèi)部結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)而達(dá)到沙地治理和修復(fù)的目的，其特點(diǎn)是效果明顯、技術(shù)含量高，但需要大量資金和科學(xué)技術(shù)支持，目前大面積實(shí)施相對(duì)還比較困難。這兩種措施在應(yīng)用時(shí)間上較生態(tài)建設(shè)措施和物理修復(fù)措施要晚，但卻是提高生態(tài)建設(shè)措施和物理修復(fù)措施實(shí)施效果的必要前提和保障。

為了彌補(bǔ)單一修復(fù)措施的缺點(diǎn)和不足，使各項(xiàng)治理措施發(fā)揮出最大效應(yīng)，聯(lián)合治理措施應(yīng)運(yùn)而生，這種措施是單個(gè)治理措施的融合，克服了單一措施實(shí)施的困難和缺點(diǎn)，使單一措施“物盡其用，技盡其善” ，能更好地促使沙化土地治理實(shí)現(xiàn)靈活機(jī)動(dòng)，效能最大。

3 沙化土地治理方向和趨勢(shì)

我國(guó)在長(zhǎng)期的治沙過(guò)程中取得了豐碩的成果，也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但以往在生態(tài)建設(shè)為主體的治沙背景下，存在片面追求覆蓋度，短期復(fù)綠的問(wèn)題，因此，在新時(shí)代生態(tài)文明理念下，創(chuàng)新方法，改革模式，建立長(zhǎng)效機(jī)制將是未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)我國(guó)沙化土地治理方向和趨勢(shì)。

1）革新傳統(tǒng)治沙模式，研發(fā)治沙新技術(shù)并推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)治沙模式和措施存在成本高、技術(shù)推廣難、不易操作的瓶頸，因此，研發(fā)節(jié)水、易操作、成本低和適合大面積推廣的新治理技術(shù)將是未來(lái)我國(guó)治沙領(lǐng)域的方向。

2）因地制宜，促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的生態(tài)建設(shè)，通常片面追求覆蓋度、往往是單個(gè)治理措施的簡(jiǎn)單疊加，缺乏針對(duì)性、系統(tǒng)性的治沙已經(jīng)不能滿足新時(shí)代建設(shè)美麗國(guó)家的需求，未來(lái)多種措施融合發(fā)展，因地制宜地推進(jìn)系統(tǒng)性、規(guī)模化的綠色可持續(xù)綜合治理措施將成為今后沙化土地治理的發(fā)展趨勢(shì)和研究重點(diǎn)。

3）建立全方位、全天候沙化土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)制。目前，我國(guó)沙化土地監(jiān)測(cè)循環(huán)周期長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)精度不高，直接導(dǎo)致不能實(shí)時(shí)掌握沙化土地動(dòng)態(tài)變化，制約了沙化土地治理的時(shí)效性。運(yùn)用“3S” 技術(shù)融合大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)研究一套系統(tǒng)的沙化監(jiān)測(cè)體系，縮短監(jiān)測(cè)周期，完善監(jiān)測(cè)機(jī)制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沙化土地動(dòng)態(tài)變化，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)沙化土地變化趨勢(shì)，提高沙化土地治理的時(shí)效性和有效性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)我國(guó)1980—2019年沙化土地治理研究領(lǐng)域發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)該研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，符合二次函數(shù)遞增模型，并且在未來(lái)一定時(shí)期將會(huì)保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；該領(lǐng)域的核心作者群和核心文獻(xiàn)流尚未形成，作者大多為瞬時(shí)研究者；沙化土地治理領(lǐng)域的核心研究機(jī)構(gòu)較少，高等院校和科研院所是沙化土地治理研究的核心力量；沙化土地的成因、治理對(duì)策、修復(fù)技術(shù)、動(dòng)態(tài)變化等是目前沙化土地治理研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。我國(guó)沙化土地治理措施，主要分為五大類：生態(tài)建設(shè)措施、物理修復(fù)措施、生物修復(fù)措施、化學(xué)修復(fù)措施及聯(lián)合修復(fù)措施。為了提高沙化治理的成效、推動(dòng)沙化治理措施的研究進(jìn)展，未來(lái)我國(guó)沙化治理需要在建立專業(yè)學(xué)科隊(duì)伍和科研機(jī)構(gòu)、加大科研投入、建立全方位、全天候沙化土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)制、因地制宜制定綜合治理措施等方面下功夫。