我國農作物重金屬研究進展的CiteSpace知識圖譜分析

摘 要：本文運用CiteSpace軟件對2004—2023年CNKI中文期刊收錄的有關農作物重金屬研究的304篇學術論文進行了可視化分析。結果顯示，中國地質科學院地球物理地球化學勘察研究所長期關注農作物重金屬的研究，是發文量最多的研究機構。關鍵詞“重金屬”和“農作物”都首次出現于2004年，且出現頻次分別為111次和96次。對含有高頻關鍵詞和高被引論文的內容進行分析發現，在污染農田、再生水長期灌溉、高金屬元素地質背景區、冶煉區周邊等場景下農作物的重金屬富集特征、污染風險、污染狀況及健康風險評價等方面的研究，得到了論文作者們更多的關注和重視。近些年出現的熱點詞表明學者們的研究重心已由前期側重農作物重金屬的含量、吸收和污染程度的現狀調查，向著農作物被重金屬污染后所帶來的健康風險評價、風險管控、污染防控實踐轉變，這將是農作物重金屬后續研究中的重點內容。

關鍵詞：農作物；重金屬；知識圖譜；可視化

CiteSpace Knowledge Graph Analysis of Research Progress on Heavy Metals in Crops in China

JIN Ling1， LIANG Ling1， MIAO Nangu1， LI Aiying1， LI Xiaodong2*

（1.Department of Economics and Trade， Chongzuo Preschool Education College， Chongzuo 532200， China;

2.College of Chemical and Biological Engineering， Guangxi Minzu Normal University， Chongzuo 532200， China）

Abstract： Using CiteSpace software， this paper made a visual analysis of 304 scientific papers of heavy metals of crops in China collected by CNKI from 2004 to 2023. The results showed that the Institute of Geophysical and Geochemical Survey， Chinese Academy of Geological Sciences focused on heavy metals of crops with the largest number of publications. The keywords “heavy metals” and “crops” both appeared for the first time in 2004， and the frequency of occurrence was 111 and 96 times， respectively. Based on the analysis of the content of the papers containing high-frequency keywords and high citations， it was found that the research on the heavy metal enrichment characteristics， pollution risk， pollution status and health risk assessment of crops in the scenarios of polluted farmland， long-term irrigation of reclaimed water， geological background area of high metal elements， and surrounding smelting area has received more attention from the authors of the paper. The hot words that have emerged in recent years indicated that the research focus of scholars has shifted from the current investigation of the content， absorption and pollution degree of heavy metals of crops to the health risk assessment， risk management and control， and pollution prevention and control practices brought about by heavy metal pollution of crops， which will be the focus of follow-up research on heavy metals of crops.

Keywords： crop; heavy metal; mapping knowledge; visualization

隨著工業化、城鎮化的快速推進，長期的工農業生產、礦山開采等活動所產生的廢水、污染物以及含有重金屬的農藥、化肥的不合理使用，使全球農田土壤中重金屬的含量急劇增加，造成農產品污染與嚴重的生態風險，更為嚴重的是重金屬具有較強的穩定性和不可降解性，進入土壤后可長期存在并通過食物鏈富集進而進入人體，當人體內重金屬的含量積累到一定濃度時，會損害人體的器官或機能，甚至引發癌癥，嚴重威脅人體健康[1-2]。

為了揭示過去20年間國內農作物重金屬研究的動態和熱點，本文基于知識圖譜的可視化分析方法，對2004—2023年CNKI中文期刊收錄的有關農作物重金屬研究的304篇學術論文進行了分析，以歸納出我國當前農作物重金屬研究的現狀、發展趨勢及研究熱點，為農作物重金屬的下一步研究提供重要的參考。

1 數據來源與研究方法

本文選取中國學術期刊網絡出版總庫中的中文期刊數據作為文獻檢索庫，時間為2004—2023年，通過逐一篩選后共檢索出304篇有效的學術論文。進一步利用知識圖譜繪制工具從發文情況、關鍵詞、作者和研究熱點等內容進行研究[2-3]。該軟件目前已在很多研究領域得到了應用[3-4]。

2 結果與分析

2.1 發文量趨勢分析

本文對所篩選出的304篇學術論文按照刊文年度進行了統計，結果見圖1。在CNKI中檢索關于農作物重金屬研究的論文總篇數從2004年開始，總體上呈現出穩步增長的趨勢，平均每年刊文將近16篇；2021年度論文總篇數保持一個較高位置，達到41篇。以5年為一個時間段，2004—2008年、2009—2013年、2014—2018年以及2019—2023年各個時間段刊文總篇數分別為35篇、56篇、78篇和143篇，呈現快速增加的趨勢。

2010年我國中央財政開始設立重金屬污染防治專項資金，資金的投入為我國農作物重金屬研究提供了重要的資金支持和政策指導，同時為農作物重金屬研究成果的快速積累奠定了堅實的基礎。為了進一步加強土壤污染防治，逐步改善土壤環境質量，保證糧食安全，國家機關又制定了相關政策。例如，2016年國務院印發了《土壤污染防治行動計劃》，2023年中央一號文件中都強調重金屬污染源頭防治，強化受污染耕地安全利用和風險管控。這些政策的出臺進一步引導了農作物重金屬研究論文總篇數保持在較高位置[5-6]。

2.2 作者合作分析

作者的發文量、作者之間的合作關系都可以通過分析作者共現網絡展現出來[2-3]。作者共現網絡結果顯示，王成文、彭敏與張富貴等人與其他作者合作關系更為緊密，表明學者們對農作物重金屬的研究不僅搭建了較為良好的科研合作團隊，同時重視學科專業之間的交叉融合。發文量是了解相關研究領域的高產出作者或者重要人物的途徑之一。本研究發現發文篇數最多的是王銳、熊康寧、周明忠、張迪和楊樺等作者，都超過了7篇，說明這些作者在農作物重金屬研究方向有比較深入的研究。

2.3 研究機構分析

不同機構間的合作關系可以通過分析研究機構合作網絡來展現[3-4]。通過分析研究機構合作網絡，發現關注農作物重金屬的部分研究機構之間有較好的合作關系。本文進一步列出了發文量≥5篇的研究機構及其首發年份（表1），顯示發文量最多的研究機構為中國地質科學院地球物理地球化學勘察研究所，表明這個科研機構長期關注農作物重金屬的研究領域。此外，關注農作物重金屬的研究機構大多都集中在環境科學類高校和專業研究機構。

2.4 關鍵詞分析

關鍵詞共現分析可以很好地呈現出相關研究領域的研究熱點和發展趨勢[3-4]。本研究列出除了搜索關鍵詞以外，出現頻次排名前九位的高頻熱門關鍵詞（表2），其中關鍵詞如“重金屬”“農作物”“土壤”“健康風險”等出現的頻次較高，也呈現出了農作物重金屬研究的重點和熱點。“重金屬”和“農作物”的出現頻次明顯高于其他關鍵詞，這兩個關鍵詞都首次出現于2004年，出現頻次分別為111次和96次。本研究進一步分析了被引用總次數≥100次，且同時含有“農作物+重金屬”關鍵詞的論文研究內容，在污染農田、再生水長期灌溉、高金屬元素地質背景區、冶煉區周邊等場景下農作物重金屬的富集特征、污染風險、污染狀況及健康風險評價等方面的研究，得到了論文作者們更多的關注和重視[7-10]。

對于關鍵詞突變性的動態變化分析，不僅能為學者們未來的研究方向提供一定的參考，還有助于讀者們整體性認識特定領域研究熱點的變化情況。本文選取影響力較大的突現關鍵詞繪制了關鍵詞突現圖譜（圖2）。

由圖2可知，農作物重金屬的研究內容大致可劃分為兩個階段。較早的研究內容主要集中在農作物重金屬的含量、吸收程度和污染狀況[11-12]，因此出現了如“污染”“金屬”“土地利用”“土地復墾”“富集”等熱點詞。近些年的研究關注農作物重金屬健康風險評價、風險與管控、污染防控實踐等內容[13-15]，由此出現了如“健康風險”“土壤污染”“生態風險”等熱點詞。

3 結論

本文利用可視化軟件分析了農作物重金屬研究論文的篇數、研究機構、作者合作、關鍵詞及突現詞等內容，對過去20年間農作物重金屬研究的熱點和發展脈絡進行了分析。農作物重金屬研究的論文總篇數自2004年開始總體上呈現出穩步增長的趨勢，并在之后的各個時間段，增長趨勢更加明顯，政府的政策引導，包括設立專項資金，發揮了重要的作用。關注農作物重金屬的部分研究機構之間有明顯的合作圈，大部分科研機構都集中在環境科學類高校和專業研究機構。高頻關鍵詞與高被引刊文的內容顯示，農作物重金屬的研究重心已由前期側重農作物重金屬的含量、吸收和污染程度的現狀調查向著農作物被重金屬污染后所帶來的健康風險評價、風險管控、污染防控實踐轉變，這將是農作物重金屬后續研究中的重點內容。

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