導(dǎo) 讀
近30年來，國際土壤科學(xué)研究文獻(xiàn)數(shù)量快速增長，從其發(fā)展脈絡(luò)可看出國際土壤學(xué)研究受到了學(xué)科發(fā)展和社會需求的雙重驅(qū)動。
土壤生物學(xué)的研究逐漸發(fā)展為土壤科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿，成為土壤物質(zhì)循環(huán)的主要驅(qū)動者和土壤生態(tài)系統(tǒng)的核心。
從總體上看，我國土壤科學(xué)帶有明顯的區(qū)域特色，學(xué)科齊全，近30年來的研究取得了顯著的進(jìn)步，在國際上SCI論文數(shù)量比例由1986—1995年的0.6%上升到2006—2013年的14.0%。
未來我國土壤學(xué)研究任重道遠(yuǎn)，我國土壤學(xué)者還需繼續(xù)努力，把握學(xué)科前沿，不斷提高自身的科研競爭力。
文/宋長青 （ 國家自然科學(xué)基金委員會地球科學(xué)部）譚文峰（ 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院）
來源：土壤學(xué)報（2015年第5期）
土壤圈覆蓋于陸地表層，處于大氣、生物、巖石、水等圈層的交接面上，是陸地表層系統(tǒng)的連接紐帶，支持著地球主要生命過程，保持著生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
同時，土壤也是糧食、纖維、燃料等與人類福祉密切相關(guān)的、難以再生的自然資源；在應(yīng)對或減緩環(huán)境污染、生態(tài)退化、能源短缺、氣候變化等領(lǐng)域均至關(guān)重要。
沒有健康的土壤，地球上的生命則將不可持續(xù)。然而，土壤退化已成為世界性難題，全球約33%的土壤因城鎮(zhèn)化、水土流失、養(yǎng)分耗竭、鹽堿化、干旱化和污染等帶來嚴(yán)重挑戰(zhàn)，可能引起土壤資源耗竭并導(dǎo)致整個文明的衰敗。
土壤科學(xué)是認(rèn)知土壤的發(fā)生過程、空間分布規(guī)律和人類干擾導(dǎo)致的土壤各種功能變化的物理、化學(xué)和生物學(xué)機(jī)理，為土壤資源合理利用和管理提供科學(xué)依據(jù)的學(xué)科。
土壤科學(xué)作為典型的傳統(tǒng)學(xué)科，在其發(fā)展過程中受其他傳統(tǒng)學(xué)科體系不斷發(fā)展和完善的影響，一些新的研究思路、研究方法和研究手段等持續(xù)被引入土壤科學(xué)研究領(lǐng)域；同時，其他學(xué)科研究者開始涉足土壤科學(xué)的研究，使學(xué)科交叉滲透頻繁，新興領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。
我國土壤科學(xué)的發(fā)展以滿足國家和社會發(fā)展需求為主要驅(qū)動力，而土壤內(nèi)部“關(guān)鍵過程”的核心主題研究卻略顯薄弱，使得學(xué)科發(fā)展的源動力略顯不足。
因此，如何科學(xué)、客觀、定量描述土壤科學(xué)發(fā)展的脈絡(luò)，是當(dāng)前迫切需要思考的問題。本論文期望通過文獻(xiàn)計量學(xué)方法，總結(jié)國內(nèi)外土壤科學(xué)近30年不同時期發(fā)展歷程和研究進(jìn)展，促進(jìn)我國土壤科學(xué)研究邁上新的臺階。
1 文獻(xiàn)計量研究方法與數(shù)據(jù)來源
文獻(xiàn)計量是以文獻(xiàn)體系和文獻(xiàn)計量特征為研究對象，采用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、文獻(xiàn)學(xué)等定量研究方法，研究所關(guān)注學(xué)科領(lǐng)域文獻(xiàn)的分布結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系、變化規(guī)律和定量管理，進(jìn)而探討科學(xué)技術(shù)研究的內(nèi)在結(jié)構(gòu)、特征和規(guī)律。
某一學(xué)科或領(lǐng)域發(fā)表文獻(xiàn)的多少和變化，不但在一定程度上反映了該學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r、規(guī)律及趨勢，而且可以透視龐大的知識體系中各個領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)，理順當(dāng)代知識大爆炸形成的復(fù)雜知識網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測學(xué)科發(fā)展的最新態(tài)勢，從而為某領(lǐng)域的理論研究和發(fā)展提供有益的啟示。
本文從美國科學(xué)情報研究所出版的Web ofScience中選擇了代表土壤科學(xué)發(fā)展的78種期刊作為國際文獻(xiàn)分析的數(shù)據(jù)源，通過關(guān)鍵詞“土壤”檢索的方式從中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫（CNKI）確定中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)源，分1986—1995、1996—2005和2006—2013年三個時間段檢索，檢索時間為2015年1月10日。共檢索到國際英文文獻(xiàn)350 265篇和國內(nèi)中文文獻(xiàn)57 495篇。
采用信息可視化軟件Citespace和文本挖掘分析軟件TDA（Thomson Data Analyzer），給合自主開發(fā)的信息提取程序，綜合定量分析科學(xué)知識圖譜的方法繪制聚類視圖，以可視化的圖像直觀地展現(xiàn)出土壤科學(xué)不同發(fā)展階段的熱點(diǎn)領(lǐng)域與研究前沿。
圖譜中每個年輪大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率，越大說明該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)越多；年輪顏色代表時間，粗細(xì)代表頻率；關(guān)鍵詞之間距離代表共現(xiàn)頻率的高低，距離越近說明共現(xiàn)頻率越高。
2 國際土壤科學(xué)近30年發(fā)展脈絡(luò)
近30年共檢索到350 265篇國際英文文獻(xiàn)，1986—1995、1996—2005和2006—2013年間的文獻(xiàn)數(shù)量分別占總文獻(xiàn)數(shù)量的18.7%、32.6%和48.7%，呈快速增長趨勢。
文獻(xiàn)計量的網(wǎng)絡(luò)圖譜可較好地反映關(guān)鍵詞在文獻(xiàn)中出現(xiàn)的頻次、關(guān)鍵詞間的關(guān)聯(lián)。圖1、圖2和圖3分別為不同年限間土壤科學(xué)國際文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜。
三個時段土壤科學(xué)發(fā)展的脈絡(luò)差異較大：圖譜脈絡(luò)隨時間推移由樹枝狀向網(wǎng)狀發(fā)展，關(guān)鍵詞間的距離逐漸減小、分異程度降低，不同研究領(lǐng)域間的交叉融合不斷增強(qiáng)。
關(guān)鍵詞的詞頻在一定程度上反映土壤科學(xué)研究的主要熱點(diǎn)領(lǐng)域：在過去30年，隨著年限的增加，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次逐漸增多，特別是1996—2005年間較前10年頻次增加了4倍～5倍，土壤科學(xué)在此階段受關(guān)注的程度上升趨勢最為顯著（表1）。
前10位均出現(xiàn)nitrogen、microbial biomass、rhizosphere、phosphorus、maize等關(guān)鍵詞，表明這些領(lǐng)域或內(nèi)容一直是研究熱點(diǎn)，持續(xù)受到關(guān)注；隨著時間推移，organic matter、erosion、heavy metal 逐漸成為高頻關(guān)鍵詞，這些研究領(lǐng)域越來越受到重視。
由此可見，土壤科學(xué)在早期以土壤肥力主導(dǎo)的農(nóng)田土壤學(xué)研究，逐漸發(fā)展為以生態(tài)環(huán)境為核心的問題導(dǎo)向研究，土壤生物主導(dǎo)的土壤過程研究越來越受到重視。
2.1 主要以農(nóng)田土壤為對象，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為目標(biāo)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究時期（1986—1995年）
1986—1995年國際文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜中聚成了6個相對獨(dú)立的研究聚類圈（圖1），聚類圈之間相對離散。根據(jù)圈中的高頻關(guān)鍵詞可歸納為土壤肥力、營養(yǎng)元素、土壤礦物、土壤氮素、生物固氮5個方面；其中有三個聚類圈均與土壤氮素研究有關(guān)，但它們所關(guān)注的內(nèi)容不同。
在聚類圈內(nèi)出現(xiàn)了玉米、小麥、大麥、大豆等作物高頻關(guān)鍵詞，說明該時期的土壤科學(xué)主要是圍繞大田作物開展的氮、磷、鉀等大量營養(yǎng)元素的研究，其中又以土壤氮循環(huán)為核心。
此外，土壤根際也是研究熱點(diǎn)，研究涉及營養(yǎng)元素有效性與土壤根際微域環(huán)境間的關(guān)系?？梢姡摃r期是以土壤肥力主導(dǎo)的農(nóng)田土壤學(xué)研究。
土壤氮循環(huán)研究主要集中在生物固氮和氮的形態(tài)轉(zhuǎn)化。文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜顯示生物固氮領(lǐng)域主要以豆科植物與根瘤菌共生固氮為主，從基因和分子水平上開展固氮酶的結(jié)構(gòu)、催化機(jī)制的研究。
農(nóng)田土壤氮素循環(huán)主要以小麥、大麥和大豆為研究載體，利用同位素15N標(biāo)記技術(shù)，集中開展氮的形態(tài)轉(zhuǎn)化研。在明確土壤氮素循環(huán)方式及其影響因素的基礎(chǔ)上，建立反硝化作用的隨機(jī)模型和與氨揮發(fā)的邏輯經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，預(yù)測氮素的動態(tài)循環(huán)過程，探討農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)中氮素在大氣-作物-土壤循環(huán)中的關(guān)鍵過程。
土壤礦物聚類圈中主要圍繞高嶺石、蒙脫石和伊利石等礦物，利用X射線衍射（XRD）和電子顯微鏡（EM）等技術(shù)，建立了一套完善的次生黏土礦物鑒定與半定量分析方法，研究了土壤形成過程中礦物的演化特點(diǎn)，探討了土壤組分對重金屬、表面活性劑等的吸附解吸過程。
2.2 以農(nóng)田和自然土壤為對象，土壤關(guān)鍵過程與土壤肥力并重的研究時期（1996—2005年）
1996—2005年國際文獻(xiàn)計量圖譜呈網(wǎng)狀，可將年輪圈大致分成4個聚類圈，分別為土壤養(yǎng)分、土壤有機(jī)碳與全球變化、土壤物理與侵蝕、土壤重金屬的化學(xué)行為（圖2）。
與前10年相比，此階段國際土壤科學(xué)研究前20的高頻詞中與氮、磷有關(guān)的土壤肥力關(guān)鍵詞頻次進(jìn)一步增加，在這20年間養(yǎng)分循環(huán)與高效利用始終是研究重點(diǎn)。
同時在前20的高頻詞中出現(xiàn)了erosion、tillage、heavy metal、nitrous oxide、adsorption、arbuscular mycorrhiza、leaching、soil quality等關(guān)鍵詞（表1），意味著國際土壤科學(xué)開始關(guān)注水土流失、土壤污染、溫室氣體排放等生態(tài)環(huán)境問題，研究重點(diǎn)由土壤肥力主導(dǎo)的農(nóng)田土壤學(xué)研究轉(zhuǎn)向以生態(tài)環(huán)境為核心的問題導(dǎo)向研究。
在土壤有機(jī)碳與全球變化的聚類圈中，以土壤生物驅(qū)動的土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化與固定成為主要研究內(nèi)容，建立了農(nóng)田、草地、濕地、林地等陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮動態(tài)過程的系列模型；農(nóng)業(yè)土壤有機(jī)碳庫的變化及其對陸地生態(tài)系統(tǒng)和大氣CO2、CH4、N2O的源匯效應(yīng)受到重視，西方國家已將固碳農(nóng)業(yè)作為環(huán)境管理的導(dǎo)向，如美國的“Carbon bank”計劃。
文獻(xiàn)計量圖譜顯示土壤侵蝕研究中，土壤結(jié)構(gòu)、團(tuán)聚體穩(wěn)定性、土壤容重、土壤耕作等直接或間接反映土壤物理性狀的指標(biāo)與土壤侵蝕關(guān)系的研究明顯加強(qiáng)，土壤養(yǎng)分與土壤物理的交叉增多。
土壤侵蝕模型研究得到快速發(fā)展，構(gòu)建和完善了諸如USLE、RUSLE等經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、以及EUROSEM、WEPP、GUEST等過程模型。
這一時期重點(diǎn)開展了鎘、銅、鋅等重金屬在土壤組分上的靜態(tài)吸附行為研究，結(jié)合表面光譜技術(shù)分析了重金屬元素的表面配位、化學(xué)形態(tài)，開發(fā)了系列機(jī)理量化模型，加深了對金屬離子在環(huán)境中行為的理解。
2.3 圍繞土壤環(huán)境過程與全球變化的土壤物質(zhì)循環(huán)和微觀機(jī)理研究時期（2006—2013年）
相比前兩個10年的文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜，2006—2013年最大的特點(diǎn)是研究節(jié)點(diǎn)增多且相對集中，各研究領(lǐng)域間的交叉融合明顯增強(qiáng)。
聚類圈立體譜顯示現(xiàn)有研究主要集中在土壤養(yǎng)分循環(huán)、以土壤碳為主線的全球變化、土壤侵蝕和重金屬的環(huán)境行為等；還出現(xiàn)了以微生物多樣性為主要內(nèi)容的聚類圈，其他聚類圈中均或多或少地包含與微生物有關(guān)的關(guān)鍵詞，加強(qiáng)了微生物在土壤過程中的作用研究，特別是生物技術(shù)（如變性梯度凝膠電泳（DGGE）、磷酸脂肪酸生物標(biāo)記法（PLFA））在土壤科學(xué)中的應(yīng)用（圖3）。
Organic carbon、soil respiration、grassland、climate change和carbon sequestration等與碳循環(huán)有關(guān)的詞匯均出現(xiàn)在前20的高頻關(guān)鍵詞中（表1），表明作為地球表層系統(tǒng)中最大的碳儲庫——土壤碳匯的研究不斷加強(qiáng)，在深化“固碳農(nóng)業(yè)”的同時逐漸重視草地生態(tài)系統(tǒng)的固碳效應(yīng)。
全球變化研究聚類圈中首次出現(xiàn)關(guān)鍵詞“生物炭（biochar）”，并在土壤改良、水土保持、溫室氣體減排、以及污染環(huán)境修復(fù)等方面均展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。Organic matter、nitrogen、phosphorus仍居高頻關(guān)鍵詞的前三位（表1），以土壤肥力為中心的土壤養(yǎng)分與元素的轉(zhuǎn)化仍是國際土壤科學(xué)的研究重點(diǎn)；由于土壤微生物研究的加強(qiáng)，其關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)向養(yǎng)分元素的生物地球化學(xué)循環(huán)過程研究。
此外，植物修復(fù)作為有效凈化水土資源的綠色環(huán)保方法越來越受到重視，文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜中顯示微生物介導(dǎo)的植物修復(fù)理論與技術(shù)的研究成為目前土壤重金屬污染治理研究中的生長點(diǎn)。
而土壤侵蝕研究聚類圈向全球變化研究聚類圈靠攏，圈中最大的關(guān)鍵詞erosion年輪圈相對獨(dú)立，與土壤物理性質(zhì)（soil structure，bulk density）、耕作管理（no tillage）等關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，表明近10年土壤侵蝕研究由侵蝕機(jī)理研究逐步向時空尺度上的侵蝕過程研究轉(zhuǎn)變。
3 中國土壤科學(xué)近30年發(fā)展脈絡(luò)
近30年發(fā)表與土壤有關(guān)的文獻(xiàn)共檢索到57 500余篇，1986—1995、1996—2005和2006—2013年三個時段文獻(xiàn)數(shù)量分別占總數(shù)量的13%、29%和58%，整體呈快速上升趨勢，特別是2006—2013年加速增長，其數(shù)量占了全部文獻(xiàn)的近60%。
土壤科學(xué)文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜中各個年輪圈非常明確，隨著年限的增長，年輪圈越來越大，圈內(nèi)所包涵的內(nèi)容越來越復(fù)雜，學(xué)科間的綜合增強(qiáng)，但年輪圈間
的關(guān)聯(lián)向離散發(fā)展（圖4、圖5、圖6）。
近30年不同年限出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞有土壤侵蝕、土壤水分、土壤肥力；隨著時間推移，土壤重金屬、土壤養(yǎng)分、土壤微生物逐漸成為高頻關(guān)鍵詞（表2），表明土壤科學(xué)在發(fā)展過程中對土壤微生物的作用與功能的研究加強(qiáng)，國家和社會發(fā)展的需要逐漸成為土壤科學(xué)研究的主要驅(qū)動因素。
可見，我國土壤科學(xué)在1986—1995年間以區(qū)域土壤研究為重點(diǎn)，進(jìn)而發(fā)展為以土壤養(yǎng)分與肥力、重金屬污染、水土流失等重大問題為導(dǎo)向的土壤科學(xué)研究，當(dāng)前主要表現(xiàn)為學(xué)科間交叉不斷加強(qiáng)的土壤科學(xué)研究。
3.1 以作物高產(chǎn)和土壤保肥為目標(biāo)的基礎(chǔ)土壤學(xué)研究時期（1986—1995年）
1986—1995年間網(wǎng)絡(luò)圖譜中年輪圈最大且與其他年輪圈交叉最為頻繁的是土壤肥力、土壤水分、土壤侵蝕，以紅壤、紫色土、黃土、石灰性土壤和水稻土為研究對象（圖4）。
但對不同區(qū)域土壤關(guān)注內(nèi)容不同：紅壤以土壤特性和退化為主，水稻土側(cè)重于發(fā)生分類、土壤培肥，紫色土以土壤肥力為主，黃土重點(diǎn)關(guān)注土壤侵蝕與水土保持、古氣候。
這些區(qū)域典型土壤的研究為我國土壤學(xué)科在系統(tǒng)分類、肥力與改良、土壤侵蝕與水土保持等方面的研究奠定了基礎(chǔ)。
年輪圈的交叉顯示土壤肥力相關(guān)研究中，主要以旱地和稻田土壤為研究對象，采取定位試驗(yàn)、田間試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)，研究了秸稈還田、有機(jī)物料、施肥等對土壤有機(jī)質(zhì)、肥料利用率、作物產(chǎn)量的影響。
這些研究提出了一系列提高土壤肥力的培肥措施，并利用微團(tuán)聚體、腐殖質(zhì)特性、土壤酶活性等指標(biāo)來評價培肥效果。
土壤退化方面主要針對南方不同類型退化紅壤的時空變化，研究不同退化過程的形成機(jī)理、恢復(fù)與重建退化紅壤的長期試驗(yàn)示范模式，同時建立紅壤退化的預(yù)測預(yù)報體系。
完善了中國土壤侵蝕的分類分區(qū)系統(tǒng)，初步闡明了坡面土壤侵蝕過程，特別是關(guān)于黃土坡面侵蝕方式演變過程及機(jī)理，流域泥沙來源界定、小流域水土流失綜合治理等方面的研究已經(jīng)達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。
3.2 高強(qiáng)度土壤利用下的土壤學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)研究時期（1996—2005年）
圖5顯示1996—2005年間土壤科學(xué)研究的方向比較集中，相對較大的年輪圈主要是土壤養(yǎng)分與肥力、重金屬污染、水土流失，幾乎涵蓋了絕大部分的研究內(nèi)容。
土壤水分、土壤侵蝕、重金屬、土壤肥力、土壤養(yǎng)分也成為這10年間出現(xiàn)頻率前五的關(guān)鍵詞，與1986—1995年間的高頻關(guān)鍵詞相比，頻次增加了近5倍。說明我國土壤科學(xué)在1986—2005年間的主要科學(xué)問題比較一致，即首要的問題是土壤養(yǎng)分與肥力。
但由于高強(qiáng)度土壤利用條件下，造成的環(huán)境問題日益突出，我國在土壤肥力與養(yǎng)分循環(huán)方面的工作中，加強(qiáng)了施肥的環(huán)境效應(yīng)的研究：
（1）有機(jī)碳、甲烷、二氧化氮、氣候變化的年輪圈與土壤肥力充分交融，開始注意到高產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)；
（2）氮、磷、鉀、微量元素、有效性、根際成高頻關(guān)鍵詞，冬小麥、玉米、產(chǎn)量間的連線錯雜、密集，表明提高肥料利用效率、微量元素的根際過程受到重視。
土壤水分位于最大年輪圈的中心，與可持續(xù)發(fā)展、植被、坡耕地、土地利用、空間變異、地理信息系統(tǒng)、水土流失、地統(tǒng)計學(xué)、黃土丘陵區(qū)、三峽庫區(qū)等高頻關(guān)鍵詞交融在一起，表明以三峽庫區(qū)和黃土丘陵區(qū)為主要區(qū)域，利用多種方法和手段對不同土地利用下土壤的水分問題展開了大量研究。
同時開展了土壤-植物-大氣連續(xù)體（SPAC）中水分運(yùn)動的研究，提出了水流通量與水勢差關(guān)系的假設(shè)，建立了作物根系吸水模式，為我國北方旱區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水開辟了新的途徑。
從經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)到地統(tǒng)計學(xué)，使土壤水分空間變異性的研究逐步由定性的經(jīng)驗(yàn)描述走向定量的理論分析，為農(nóng)田精確灌溉，水分、鹽分的監(jiān)測和管理提供了科學(xué)依據(jù)。
在土壤侵蝕過程與動力機(jī)制、環(huán)境效應(yīng)等方面的研究取得了長足進(jìn)步，流域泥沙來源界定、小流域水土流失綜合治理等方面的研究仍保持世界先進(jìn)水平。
從文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜還看到，土壤污染與修復(fù)年輪圈面積大，包含了重金屬、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、植物修復(fù)等眾多高頻詞匯，表明20世紀(jì)末我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致土壤環(huán)境與健康、土壤污染控制與修復(fù)備受關(guān)注。
20 世紀(jì)90年代中葉開始在重金屬污染土壤的植物修復(fù)、以及農(nóng)藥、石油和多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復(fù)等方面取得了顯著進(jìn)展。
90年代后期重金屬污染土壤的超積累植物修復(fù)研究在全國興起，也帶動了電動修復(fù)、化學(xué)固定修復(fù)等土壤修復(fù)方法的研究，研發(fā)了砷、銅、鋅等重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，建立了植物修復(fù)示范工程，為土壤修復(fù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用做出了示范。
3.3 圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境功能的土壤、環(huán)境過程以及農(nóng)田管理的系統(tǒng)研究時期（2006—2013年）
與前面兩個10年的文獻(xiàn)計量網(wǎng)絡(luò)圖譜相比，2006—2013年最大的特點(diǎn)是研究節(jié)點(diǎn)數(shù)量變少，但高頻關(guān)鍵詞的大年輪圈與小年輪圈間的交叉和融合明顯增強(qiáng)（圖6）。
圖譜中最大的年輪圈包含了重金屬、沉積物、土壤含水量、水分利用效率、碳儲量、秸稈還田、作物產(chǎn)量、耕作方式、土壤健康風(fēng)險、小麥、大豆、蔬菜、富集系數(shù)等眾多高頻關(guān)鍵詞，表明這10年間不僅關(guān)注肥力、產(chǎn)量、水分等傳統(tǒng)土壤學(xué)的問題，還關(guān)注人為活動產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)方面的研究，例如土壤改良劑、長期施肥、施肥措施與結(jié)構(gòu)對作物產(chǎn)量和重金屬含量、形態(tài)特征的影響，作物水分利用效率、耕作方式、退耕還林的水土保持效應(yīng)等，從而實(shí)現(xiàn)人類活動與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
網(wǎng)絡(luò)圖譜中的高頻詞還包括了地理信息系統(tǒng)、空間變異等，信息技術(shù)在養(yǎng)分資源綜合管理中的應(yīng)用，促進(jìn)傳統(tǒng)施肥向養(yǎng)分資源綜合管理的轉(zhuǎn)變；依據(jù)復(fù)雜侵蝕環(huán)境和侵蝕發(fā)生過程的研究，提出我國土壤侵蝕因子評價指標(biāo)和方法，不同尺度各因子對土壤侵蝕的影響和坡面、流域等尺度的侵蝕產(chǎn)沙傳遞關(guān)系，形成了適合復(fù)雜環(huán)境侵蝕預(yù)報模型構(gòu)建的理論與方法。
網(wǎng)絡(luò)圖譜中許多年輪圈（長期定位施肥、土壤團(tuán)聚體、土壤修復(fù)、植被恢復(fù)）均與微生物（活性、群落結(jié)構(gòu)、酶活性、生物量）包含或交叉，土壤微生物參與土壤關(guān)鍵過程的研究眾多，成為土壤關(guān)鍵元素生物地球化學(xué)循環(huán)的引擎。
在2005年國家自然科學(xué)基金委員會地球科學(xué)部組織召開的“土壤生物與土壤過程”研討會精神的推動下，國內(nèi)主要土壤學(xué)研究單位提出了大量具有交叉性和前沿性的研究課題。
對土壤氮素轉(zhuǎn)化微生物學(xué)機(jī)制、土壤溫室氣體排放的微生物學(xué)機(jī)制、土壤有機(jī)質(zhì)的周轉(zhuǎn)與肥力演變、土壤礦物表面與微生物相互作用機(jī)理、土壤中污染物生物轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)機(jī)制、土壤微生物污染與控制機(jī)理等方面開展了一系列深入的研究，提升了我國土壤微生物學(xué)研究的國際地位。
4 結(jié) 語
近30年來，國際土壤科學(xué)研究文獻(xiàn)數(shù)量快速增長，特別是2006—2013年的發(fā)文量占了近30年總量的48.7%，從其發(fā)展脈絡(luò)可看出國際土壤學(xué)研究受到了學(xué)科發(fā)展和社會需求的雙重驅(qū)動。
土壤過程、演變和功能研究從傳統(tǒng)的農(nóng)田土壤學(xué)向地球關(guān)鍵帶擴(kuò)展，通過對關(guān)鍵帶土壤的物質(zhì)形成與大氣、水、生物、巖石的交換和循環(huán)等研究，為理解陸地表層系統(tǒng)變化過程與機(jī)理提供基礎(chǔ)信息，并融入地球系統(tǒng)科學(xué)。
土壤科學(xué)研究借助系統(tǒng)科學(xué)新思維、物質(zhì)科學(xué)新技術(shù)等進(jìn)一步推動土壤學(xué)的認(rèn)知水平和分析能力，使其宏觀上更“宏”、微觀上更“微”；同時，土壤科學(xué)與其他科學(xué)、以及土壤科學(xué)分支學(xué)科間的交叉越來越明顯，從而衍生出新的學(xué)科點(diǎn)。
土壤生物學(xué)的研究逐漸發(fā)展為土壤科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿，成為土壤物質(zhì)循環(huán)的主要驅(qū)動者和土壤生態(tài)系統(tǒng)的核心。
從文獻(xiàn)計量分析的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，我國土壤科學(xué)與國際土壤科學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)存在差異。國際土壤科學(xué)的發(fā)展更強(qiáng)調(diào)學(xué)科基礎(chǔ)，即土壤科學(xué)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動因素，在此基礎(chǔ)上突出全球變化、環(huán)境污染等與人類福祉密切相關(guān)的新興學(xué)科。
而我國土壤科學(xué)在發(fā)展過程中突出了區(qū)域特色，以土壤地力提升、土壤侵蝕與水土保持、土壤污染與修復(fù)等問題導(dǎo)向研究更加明確。
隨著研究深入，國內(nèi)外均強(qiáng)調(diào)過程與機(jī)理，通過機(jī)理揭示現(xiàn)象，生物的作用越來越明顯；學(xué)科之間不斷交叉、滲透與融合，促進(jìn)了土壤科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新興交叉學(xué)科的產(chǎn)生。
從總體上看，我國土壤科學(xué)帶有明顯的區(qū)域特色，學(xué)科齊全，近30年來的研究取得了顯著的進(jìn)步，在國際上SCI論文數(shù)量比例由1986—1995年的0.6%上升到2006—2013年的14.0%。
在研究的深度與廣度上均有不同程度的發(fā)展，研究目標(biāo)從自然土壤向與人類活動密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)、資源和環(huán)境等方面轉(zhuǎn)變，研究的時空尺度從全球、區(qū)域和流域到土鏈、田塊、顆粒、結(jié)構(gòu)、分子、原子等轉(zhuǎn)變，研究手段則不斷地借助于高新技術(shù)向信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化轉(zhuǎn)變。
但整體上仍處于跟蹤國際前沿的水平，引導(dǎo)國際土壤科學(xué)研究方向的原創(chuàng)性研究成果較少。因此，未來我國土壤學(xué)研究任重道遠(yuǎn)，我國土壤學(xué)者還需繼續(xù)努力，把握學(xué)科前沿，不斷提高自身的科研競爭力。
致 謝 感謝國家自然科學(xué)基金委員會地球科學(xué)部冷疏影研究員的寶貴建議；感謝中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所裴韜博士和高錫章博士提供的文獻(xiàn)計量分析數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)圖譜；感謝華中農(nóng)業(yè)大學(xué)史志華博士在文獻(xiàn)資料整理過程中的辛勤勞動。
具體參考文獻(xiàn)請查詢原文了解。
（原標(biāo)題：基于文獻(xiàn)計量分析的近30年國內(nèi)外土壤科學(xué)發(fā)展過程解析）
來源：固廢觀察
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