基于文獻(xiàn)計(jì)量的礦區(qū)修復(fù)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析*

周海洋，趙慧瑩，古增瑞，余季紅，黃瑞卿，楊崛園，呂學(xué)斌，熊 健，李 偉

(西藏自治區(qū)高原環(huán)境工程與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西藏大學(xué) 生態(tài)環(huán)境學(xué)院，西藏 拉薩 850000)

我國(guó)幅員遼闊，擁有豐富的礦產(chǎn)資源，礦區(qū)開(kāi)采增強(qiáng)國(guó)家工業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益[1]。由于歷史認(rèn)知的影響，礦區(qū)不合理開(kāi)發(fā)導(dǎo)致礦區(qū)資源損毀并引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和污染水體及土壤等系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[2]。

文獻(xiàn)計(jì)量對(duì)研究現(xiàn)有科研成果，分析當(dāng)前研究現(xiàn)狀和技術(shù)問(wèn)題，理清礦區(qū)修復(fù)的發(fā)展脈絡(luò)，宏觀上把握礦區(qū)修復(fù)的未來(lái)走向、未來(lái)熱點(diǎn)、研究方向等具有重要意義[3]。知識(shí)圖譜是一種新興的文獻(xiàn)分析工具，在對(duì)大量文獻(xiàn)進(jìn)行處理和可視化分析的基礎(chǔ)上，對(duì)特定學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)期刊、科研人員、機(jī)構(gòu)和發(fā)文量等重要情報(bào)進(jìn)行梳理，對(duì)歷史熱點(diǎn)的研究趨勢(shì)進(jìn)行歸納并對(duì)未來(lái)的研究趨勢(shì)進(jìn)行展望等，是其獨(dú)特的作用[4]。以中國(guó)知網(wǎng)作為數(shù)據(jù)源，利用Cite Space可視化軟件作為研究手段，對(duì)中國(guó)2003—2023年間礦區(qū)修復(fù)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和可視化分析。以可視化手段梳理出近20年以來(lái)該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)、研究趨勢(shì)、階段性前沿方向等，旨在為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)領(lǐng)域相關(guān)研究提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

2023年3月1日，在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中，以主題為檢索項(xiàng)，以“礦區(qū)修復(fù)” “礦區(qū)土壤修復(fù)” “礦區(qū)生態(tài)修復(fù)”為檢索詞，設(shè)定來(lái)源類別為全部期刊，檢索2003年01月01日至2023年01月01日期間所有有關(guān)礦區(qū)修復(fù)的文獻(xiàn)，共檢索文獻(xiàn)653篇，剔除153篇與主題相關(guān)度較小、與研究方向不符合的文獻(xiàn)，最終使用500篇文獻(xiàn)作為本文研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析。

1.2 研究方法

本文主要使用文獻(xiàn)計(jì)量軟件Cite Space(6.1.R6)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。Cite Space是一款基于Java環(huán)境的引文網(wǎng)絡(luò)分析與可視化“共引”的分析工具[5]，可以對(duì)期刊文獻(xiàn)進(jìn)行機(jī)構(gòu)、作者和關(guān)鍵詞時(shí)空序列分析，從而了解并預(yù)測(cè)某一學(xué)科領(lǐng)域的研究進(jìn)展、前沿及未來(lái)方向[6]。

將CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中文獻(xiàn)Ref works格式導(dǎo)出，以download_01命名存進(jìn)input文件夾中，經(jīng)Cite Space轉(zhuǎn)換后復(fù)制粘貼進(jìn)data文件夾中，數(shù)據(jù)分析結(jié)果放入project文件夾中。然后開(kāi)始進(jìn)行分析，選擇時(shí)間跨度為2003—2023、時(shí)間節(jié)點(diǎn)選擇1年、修剪方式為Pruning sliced networks，其余保持默認(rèn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 礦區(qū)修復(fù)發(fā)文量分析

通過(guò)對(duì)2003年01月01日至2023年01月01日礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，得到近二十年來(lái)發(fā)文量數(shù)量及變化趨勢(shì)，如圖1所示。由此可知，2003—2007年我國(guó)礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域發(fā)文量較少，還處于萌芽階段，2022年發(fā)文量達(dá)到高峰。近20年關(guān)于礦區(qū)修復(fù)的發(fā)文量總體上呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，基本符合線性回歸模型，而每年發(fā)文量的增長(zhǎng)趨勢(shì)也說(shuō)明礦區(qū)修復(fù)越來(lái)越被人們所關(guān)注，逐步成為熱門話題。

圖1 2003-2022年礦區(qū)修復(fù)文獻(xiàn)年度發(fā)文量

2.2 發(fā)文機(jī)構(gòu)和作者分析

2.2.1 發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

對(duì)礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的中文文獻(xiàn)發(fā)文研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，分析各個(gè)研究機(jī)構(gòu)的共現(xiàn)分析(如圖2)以及機(jī)構(gòu)的發(fā)文量(如圖3)得出。在文獻(xiàn)發(fā)文數(shù)量方面，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的發(fā)文數(shù)量(31篇)最多，中國(guó)科學(xué)院研究所、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)等高校和科研機(jī)構(gòu)次之。同時(shí)，由圖2可知，大部分研究公司之間會(huì)有一部分聯(lián)系，形成一個(gè)研究網(wǎng)絡(luò)，但高校與高校之間的交流比較稀少。

圖2 機(jī)構(gòu)分析圖

圖3 各機(jī)構(gòu)發(fā)文量分析圖

2.2.2 作者分析

作者合作群對(duì)研究發(fā)展方向和速度有著極大影響，并且對(duì)許多初入該領(lǐng)域的作者有著領(lǐng)導(dǎo)性作用[7]。通過(guò)Citspace軟件對(duì)作者進(jìn)行分析，得到作者合作網(wǎng)絡(luò)圖(如圖4)。目前，礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域形成不少以核心作者為主的合作團(tuán)隊(duì)，如胡振琪、劉靜、陳永華、畢銀麗等。由此得出：大部分作者有自己的團(tuán)隊(duì)，且團(tuán)隊(duì)成員之間合作密集，圖譜呈現(xiàn)出連線關(guān)系。

圖4 作者分析圖

2.3 研究熱點(diǎn)分析

2.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞是一篇論文思想的核心凝練，通常可以反應(yīng)研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、研究前沿以及研究趨勢(shì)。對(duì)關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)共現(xiàn)圖譜進(jìn)行分析，可將這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)可視化呈現(xiàn)出來(lái)[8]。運(yùn)用Cite Space關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)功能進(jìn)行圖譜繪制(如圖5)。

圖5 2003—2023年礦區(qū)修復(fù)研究熱點(diǎn)圖

圖中圓心節(jié)點(diǎn)表示關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)越大，就代表這一關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率越高，同時(shí)字體大小可表示該詞重要程度，各節(jié)點(diǎn)間連線顏色深淺表示研究的關(guān)聯(lián)程度[9]。圖中共有412個(gè)關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)，849條連線，但網(wǎng)絡(luò)密度僅有0.01，數(shù)值較低，說(shuō)明該領(lǐng)域研究方向較為分散。與關(guān)鍵詞頻次數(shù)據(jù)相結(jié)合，可發(fā)現(xiàn)礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由圖5可知：“礦區(qū)” “生態(tài)修復(fù)” “重金屬” “植物修復(fù)”與“土壤”等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高，屬于熱點(diǎn)方向。

②加強(qiáng)病情監(jiān)護(hù)（Ⅲ）：評(píng)估神經(jīng)狀態(tài)，監(jiān)測(cè)血壓、心率、呼吸頻率、血氧飽和度，記錄體重、腹圍變化、24 h尿量、排便次數(shù)，性狀等；建議完善病因及病情評(píng)估相關(guān)實(shí)驗(yàn)室檢查，包括PT/INR、纖維蛋白原、乳酸脫氫酶、肝功能、血脂、電解質(zhì)、血肌酐、尿素氮、血氨、動(dòng)脈血?dú)夂腿樗帷?nèi)毒素、嗜肝病毒標(biāo)志物、銅藍(lán)蛋白、自身免疫性肝病相關(guān)抗體檢測(cè)、球蛋白譜、脂肪酶、淀粉酶、血培養(yǎng)、痰或呼吸道分泌物培養(yǎng)，尿培養(yǎng)；進(jìn)行腹部超聲波（肝、膽、脾、胰、腎，腹水）、胸片、心電圖等物理診斷檢查，定期監(jiān)測(cè)評(píng)估[10]。有條件單位可完成血栓彈力圖、凝血因子V、凝血因子Ⅷ、人類白細(xì)胞抗原（HLA）分型等。

礦區(qū)生態(tài)修復(fù)既要人為的恢復(fù)、復(fù)墾生態(tài)環(huán)境，還要對(duì)其進(jìn)行符合社會(huì)發(fā)展需要的修整、重建[10]。目前礦區(qū)污染以重金屬污染為主，Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu等為主要特征，一般采用植物修復(fù)的方式對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行吸收，所以如何選擇合適植物變得至關(guān)重要。魏正貴等通過(guò)吸收系數(shù)來(lái)判斷一個(gè)植物是否是稀土元素超積累植物，當(dāng)植物的吸收系數(shù)達(dá)到或超過(guò)1時(shí)，該植物就是超累積植物[11]。表1整理了不同重金屬所對(duì)應(yīng)的超累積植物。

表1 有明確超累積作用植物及對(duì)應(yīng)的重金屬

2.3.2 關(guān)鍵詞聚類分析

對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行時(shí)間線圖譜分析是為了理清楚聚類關(guān)鍵詞之間的關(guān)系以及它們的時(shí)間跨度變化，選擇時(shí)間區(qū)間為2003年至2023年。首先進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類分析(如圖6)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)分析，通過(guò)觀察關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)分析圖(如圖7)，可以直觀了解礦區(qū)修復(fù)研究領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

圖6 2003—2023關(guān)鍵詞聚類分析

圖7 2003—2023關(guān)鍵詞時(shí)序圖

#0生態(tài)修復(fù)聚類。該聚類集團(tuán)包含礦區(qū)生態(tài)、地質(zhì)災(zāi)害、景觀再生、景觀設(shè)計(jì)、景觀改造、園林改造等主題詞，并且該聚類各名詞之間的聯(lián)系較為緊密，生態(tài)修復(fù)最早出現(xiàn)于2004年，并在之后一直是研究熱點(diǎn)。在生態(tài)修復(fù)集團(tuán)中2010年之前人們更多關(guān)注礦區(qū)資源枯竭的修復(fù)問(wèn)題，而2015年以后開(kāi)始關(guān)注礦區(qū)的景觀修復(fù)等問(wèn)題，更加注重整個(gè)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，構(gòu)建礦區(qū)公園。

#1土壤聚類。聚類中修復(fù)、污染、治理、先鋒植物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估都是該聚類關(guān)鍵詞中的研究熱點(diǎn)，而土壤修復(fù)這個(gè)觀點(diǎn)正式提出是在2005年。礦產(chǎn)資源的開(kāi)采帶來(lái)諸如水體污染、大氣污染等嚴(yán)重的負(fù)面影響，其中土壤問(wèn)題正日益嚴(yán)峻[12]。

#2重金屬聚類。重金屬最早受到關(guān)注是在2003年，并一直活躍到如今。最開(kāi)始人們研究生物修復(fù)、動(dòng)電修復(fù)來(lái)修復(fù)重金屬，而后逐漸出現(xiàn)植物提取、微生物修復(fù)、改性污泥等來(lái)進(jìn)行修復(fù)。

#3礦區(qū)聚類。人們對(duì)礦區(qū)的研究從2002年一直持續(xù)到2023年。最開(kāi)始關(guān)注礦區(qū)的水土流失、廢棄煤礦、生態(tài)建設(shè)、土地修復(fù)等問(wèn)題，而最近幾年開(kāi)始提出補(bǔ)償機(jī)制、完善立法、公法責(zé)任等從源頭抑制礦區(qū)污染。

#5土地復(fù)墾聚類。國(guó)內(nèi)土地復(fù)墾工作主要針對(duì)露天煤炭開(kāi)采所導(dǎo)致的地表植被和耕土層破壞、排土場(chǎng)土壤重構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)損毀等問(wèn)題進(jìn)行研究，側(cè)重關(guān)注礦區(qū)土地保護(hù)與恢復(fù)利用。1989年開(kāi)始執(zhí)行《土地復(fù)墾規(guī)定》，標(biāo)志著中國(guó)土地礦山復(fù)墾進(jìn)入依法復(fù)墾的新階段[14]。胡振琪團(tuán)隊(duì)以高潛水位平原區(qū)采煤塌陷地復(fù)墾土壤作為研究對(duì)象，探討評(píng)價(jià)復(fù)墾土壤形態(tài)發(fā)育的狀況，相關(guān)成果促進(jìn)了復(fù)墾土壤生產(chǎn)力的提高[15]。

#6煤礦區(qū)聚類。在煤礦區(qū)聚類中主要研究各種植物微生物對(duì)其的修復(fù)效果。例如叢植菌根、紫橞槐、接種菌根等。

#7植被修復(fù)聚類。在該聚類中出現(xiàn)了“土壤肥力” “土壤細(xì)菌”等關(guān)鍵詞，說(shuō)明植被修復(fù)聚類是以土壤與植被共同作用為主要研究重點(diǎn)。利用人工植被經(jīng)長(zhǎng)期恢復(fù)可增加土地肥力和微生物多樣性，近些年在礦區(qū)修復(fù)中取得良好效果[16]。

#8土壤修復(fù)聚類。在該聚類中出現(xiàn)“形態(tài)分布” “農(nóng)田吸附與解吸” “氯化鉀”等關(guān)鍵詞，說(shuō)明土壤修復(fù)聚類是更多以研究被污染土壤為主要研究重點(diǎn)。

2.3.3 關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析

Cite Space的關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析功能則可以表示出不同研究熱點(diǎn)的熱度及其時(shí)間變遷規(guī)律[17]。突現(xiàn)詞功能可以把一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)頻數(shù)最高的詞表現(xiàn)出來(lái)，還可以利用突現(xiàn)詞圖譜來(lái)分析不同時(shí)間段間的熱門研究以及研究熱點(diǎn)的趨勢(shì)變化。由圖8可知，關(guān)于礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域在2003年到2023年的突現(xiàn)關(guān)鍵詞有土地復(fù)墾、煤礦區(qū)、污泥、植物修復(fù)、生態(tài)恢復(fù)、生物炭、廢棄礦區(qū)、生態(tài)修復(fù)、礦區(qū)土壤。目前2023年的研究前沿有：生物炭、生態(tài)修復(fù)、礦區(qū)土壤。可以得出目前主要研究使用生物炭聯(lián)合物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等的生態(tài)修復(fù)來(lái)修復(fù)礦區(qū)土壤。

圖8 前九個(gè)突現(xiàn)詞

3 總結(jié)

以文獻(xiàn)計(jì)量的視角，運(yùn)用Cite Space軟件對(duì)2003年至2023年中國(guó)知網(wǎng)500篇礦區(qū)修復(fù)相關(guān)期刊文獻(xiàn)進(jìn)行分析，闡述該領(lǐng)域的發(fā)展和趨勢(shì)。礦區(qū)修復(fù)從2003年開(kāi)始得到關(guān)注，并且每年期刊發(fā)文數(shù)量總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。從機(jī)構(gòu)和作者發(fā)文量來(lái)分析，以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為首的研究機(jī)構(gòu)對(duì)礦區(qū)修復(fù)研究最為深入，大部分研究公司之間存在部分聯(lián)系但高校與高校之間的交流比較少。發(fā)文量較多的作者一直保持著對(duì)礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的研究，并且大多數(shù)作者一直研究某一種影響因素對(duì)礦區(qū)修復(fù)的影響。從作者合作關(guān)系來(lái)分析，主要的作者之間發(fā)展穩(wěn)定且突出。

從關(guān)鍵詞角度來(lái)分析，我國(guó)礦區(qū)修復(fù)萌芽階段相關(guān)研究是比較淺薄的，主要從“重金屬”“礦區(qū)水土流失”“土壤物理修復(fù)”等方面進(jìn)行研究。自2016年開(kāi)始，“生態(tài)修復(fù)” “生態(tài)恢復(fù)”逐漸受到重視，礦區(qū)修復(fù)的途徑變得更加豐富，針對(duì)不同污染型礦區(qū)的研究開(kāi)始興起。在礦區(qū)修復(fù)研究領(lǐng)域人們逐漸注重生態(tài)修復(fù)，達(dá)到礦區(qū)環(huán)境修復(fù)目的的同時(shí)不對(duì)該環(huán)境造成新的污染，也開(kāi)始關(guān)注生物炭等廢棄物修復(fù)礦區(qū)環(huán)境的可行性。