導(dǎo) 讀
近30年來(lái)，國(guó)際土壤科學(xué)研究文獻(xiàn)數(shù)量快速增長(zhǎng)，從其發(fā)展脈絡(luò)可看出國(guó)際土壤學(xué)研究受到了學(xué)科發(fā)展和社會(huì)需求的雙重驅(qū)動(dòng)。
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(dòng)者和土壤生態(tài)系統(tǒng)的核心。
從總體上看，我國(guó)土壤科學(xué)帶有明顯的區(qū)域特色，學(xué)科齊全，近30年來(lái)的研究取得了顯著的進(jìn)步，在國(guó)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(lái)我國(guó)土壤學(xué)研究任重道遠(yuǎn)，我國(guó)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(jìng)爭(zhēng)力。
文/宋長(zhǎng)青 （ 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)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(lái)源：土壤學(xué)報(bào)（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(guò)程，保持著生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
同時(shí)，土壤也是糧食、纖維、燃料等與人類(lèi)福祉密切相關(guān)的、難以再生的自然資源；在應(yīng)對(duì)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(méi)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(lái)嚴(yán)重挑戰(zhàn)，可能引起土壤資源耗竭并導(dǎo)致整個(gè)文明的衰敗。
土壤科學(xué)是認(rèn)知土壤的發(fā)生過(guò)程、空間分布規(guī)律和人類(lèi)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(guò)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(shí)，其他學(xué)科研究者開(kāi)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(guó)土壤科學(xué)的發(fā)展以滿足國(guó)家和社會(huì)發(fā)展需求為主要驅(qū)動(dòng)力，而土壤內(nèi)部“關(guān)鍵過(guò)程”的核心主題研究卻略顯薄弱，使得學(xué)科發(fā)展的源動(dòng)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(wèn)題。本論文期望通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，總結(jié)國(guó)內(nèi)外土壤科學(xué)近30年不同時(shí)期發(fā)展歷程和研究進(jìn)展，促進(jìn)我國(guó)土壤科學(xué)研究邁上新的臺(tái)階。
1 文獻(xiàn)計(jì)量研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源
文獻(xiàn)計(jì)量是以文獻(xiàn)體系和文獻(xiàn)計(jì)量特征為研究對(duì)象，采用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)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(shì)，而且可以透視龐大的知識(shí)體系中各個(gè)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)，理順當(dāng)代知識(shí)大爆炸形成的復(fù)雜知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)學(xué)科發(fā)展的最新態(tài)勢(shì)，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(guó)科學(xué)情報(bào)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(guó)際文獻(xiàn)分析的數(shù)據(jù)源，通過(guò)關(guān)鍵詞“土壤”檢索的方式從中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）確定中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)源，分1986—1995、1996—2005和2006—2013年三個(gè)時(shí)間段檢索，檢索時(shí)間為2015年1月10日。共檢索到國(guó)際英文文獻(xiàn)350 265篇和國(guó)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(kāi)發(fā)的信息提取程序，綜合定量分析科學(xué)知識(shí)圖譜的方法繪制聚類(lèi)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(gè)年輪大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率，越大說(shuō)明該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)越多；年輪顏色代表時(shí)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(shuō)明共現(xiàn)頻率越高。
2 國(guó)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(guó)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(zhǎng)趨勢(shì)。
文獻(xiàn)計(jì)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(guó)際文獻(xiàn)計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖譜。
三個(gè)時(shí)段土壤科學(xué)發(fā)展的脈絡(luò)差異較大：圖譜脈絡(luò)隨時(shí)間推移由樹(shù)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(guò)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(shì)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(shí)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(lái)越受到重視。
由此可見(jiàn)，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(wèn)題導(dǎo)向研究，土壤生物主導(dǎo)的土壤過(guò)程研究越來(lái)越受到重視。
2.1 主要以農(nóng)田土壤為對(duì)象，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為目標(biāo)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究時(shí)期（1986—1995年）
1986—1995年國(guó)際文獻(xiàn)計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖譜中聚成了6個(gè)相對(duì)獨(dú)立的研究聚類(lèi)圈（圖1），聚類(lèi)圈之間相對(duì)離散。根據(jù)圈中的高頻關(guān)鍵詞可歸納為土壤肥力、營(yíng)養(yǎng)元素、土壤礦物、土壤氮素、生物固氮5個(gè)方面；其中有三個(gè)聚類(lèi)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(lèi)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(shuō)明該時(shí)期的土壤科學(xué)主要是圍繞大田作物開(kāi)展的氮、磷、鉀等大量營(yíng)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(yíng)養(yǎng)元素有效性與土壤根際微域環(huán)境間的關(guān)系。可見(jiàn)，該時(shí)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(jì)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(kāi)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(kāi)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停A(yù)測(cè)氮素的動(dòng)態(tài)循環(huán)過(guò)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(guò)程。
土壤礦物聚類(lèi)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(guò)程中礦物的演化特點(diǎn)，探討了土壤組分對(duì)重金屬、表面活性劑等的吸附解吸過(guò)程。
2.2 以農(nóng)田和自然土壤為對(duì)象，土壤關(guān)鍵過(guò)程與土壤肥力并重的研究時(shí)期（1996—2005年）
1996—2005年國(guó)際文獻(xiàn)計(jì)量圖譜呈網(wǎng)狀，可將年輪圈大致分成4個(gè)聚類(lèi)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(guó)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(shí)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(guó)際土壤科學(xué)開(kāi)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(wèn)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(wèn)題導(dǎo)向研究。
在土壤有機(jī)碳與全球變化的聚類(lèi)圈中，以土壤生物驅(qū)動(dòng)的土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化與固定成為主要研究?jī)?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?jiǎng)討B(tài)過(guò)程的系列模型；農(nóng)業(yè)土壤有機(jī)碳庫(kù)的變化及其對(duì)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(guó)家已將固碳農(nóng)業(yè)作為環(huán)境管理的導(dǎo)向，如美國(guó)的“Carbon bank”計(jì)劃。
文獻(xiàn)計(jì)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汀⒁约癊UROSEM、WEPP、GUEST等過(guò)程模型。
這一時(shí)期重點(diǎn)開(kāi)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(kāi)發(fā)了系列機(jī)理量化模型，加深了對(duì)金屬離子在環(huán)境中行為的理解。
2.3 圍繞土壤環(huán)境過(guò)程與全球變化的土壤物質(zhì)循環(huán)和微觀機(jī)理研究時(shí)期（2006—2013年）
相比前兩個(gè)10年的文獻(xiàn)計(jì)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(duì)集中，各研究領(lǐng)域間的交叉融合明顯增強(qiáng)。
聚類(lèi)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(lèi)圈，其他聚類(lèi)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(guò)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(chǔ)庫(kù)——土壤碳匯的研究不斷加強(qiáng)，在深化“固碳農(nóng)業(yè)”的同時(shí)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(lèi)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(guó)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(guò)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(lái)越受到重視，文獻(xiàn)計(jì)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(zhǎng)點(diǎn)。
而土壤侵蝕研究聚類(lèi)圈向全球變化研究聚類(lèi)圈靠攏，圈中最大的關(guān)鍵詞erosion年輪圈相對(duì)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(shí)空尺度上的侵蝕過(guò)程研究轉(zhuǎn)變。
3 中國(guó)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(gè)時(shí)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(shì)，特別是2006—2013年加速增長(zhǎng)，其數(shù)量占了全部文獻(xiàn)的近60%。
土壤科學(xué)文獻(xiàn)計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖譜中各個(gè)年輪圈非常明確，隨著年限的增長(zhǎng)，年輪圈越來(lái)越大，圈內(nèi)所包涵的內(nèi)容越來(lái)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(shí)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(guò)程中對(duì)土壤微生物的作用與功能的研究加強(qiáng)，國(guó)家和社會(huì)發(fā)展的需要逐漸成為土壤科學(xué)研究的主要驅(qū)動(dòng)因素。
可見(jiàn)，我國(guó)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(wèn)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(shí)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(duì)象（圖4）。
但對(duì)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(lèi)、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(guó)土壤學(xué)科在系統(tǒng)分類(lèi)、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(duì)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(duì)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(lái)評(píng)價(jià)培肥效果。
土壤退化方面主要針對(duì)南方不同類(lèi)型退化紅壤的時(shí)空變化，研究不同退化過(guò)程的形成機(jī)理、恢復(fù)與重建退化紅壤的長(zhǎng)期試驗(yàn)示范模式，同時(shí)建立紅壤退化的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)體系。
完善了中國(guó)土壤侵蝕的分類(lèi)分區(qū)系統(tǒng)，初步闡明了坡面土壤侵蝕過(guò)程，特別是關(guān)于黃土坡面侵蝕方式演變過(guò)程及機(jī)理，流域泥沙來(lái)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(shí)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(duì)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?jī)?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(shuō)明我國(guó)土壤科學(xué)在1986—2005年間的主要科學(xué)問(wèn)題比較一致，即首要的問(wèn)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(wèn)題日益突出，我國(guó)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(kāi)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(cuò)雜、密集，表明提高肥料利用效率、微量元素的根際過(guò)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(jì)學(xué)、黃土丘陵區(qū)、三峽庫(kù)區(qū)等高頻關(guān)鍵詞交融在一起，表明以三峽庫(kù)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(duì)不同土地利用下土壤的水分問(wèn)題展開(kāi)了大量研究。
同時(shí)開(kāi)展了土壤-植物-大氣連續(xù)體（SPAC）中水分運(yùn)動(dòng)的研究，提出了水流通量與水勢(shì)差關(guān)系的假設(shè)，建立了作物根系吸水模式，為我國(guó)北方旱區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水開(kāi)辟了新的途徑。
從經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)到地統(tǒng)計(jì)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(cè)和管理提供了科學(xué)依據(jù)。
在土壤侵蝕過(guò)程與動(dòng)力機(jī)制、環(huán)境效應(yīng)等方面的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，流域泥沙來(lái)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(jì)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(guó)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(kāi)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(guó)興起，也帶動(dòng)了電動(dòng)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(guò)程以及農(nóng)田管理的系統(tǒng)研究時(shí)期（2006—2013年）
與前面兩個(gè)10年的文獻(xiàn)計(jì)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(chǔ)量、秸稈還田、作物產(chǎn)量、耕作方式、土壤健康風(fēng)險(xiǎn)、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(wèn)題，還關(guān)注人為活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)方面的研究，例如土壤改良劑、長(zhǎng)期施肥、施肥措施與結(jié)構(gòu)對(duì)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(lèi)活動(dòng)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(guò)程的研究，提出我國(guó)土壤侵蝕因子評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，不同尺度各因子對(duì)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(bào)模型構(gòu)建的理論與方法。
網(wǎng)絡(luò)圖譜中許多年輪圈（長(zhǎng)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(guò)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(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球科學(xué)部組織召開(kāi)的“土壤生物與土壤過(guò)程”研討會(huì)精神的推動(dòng)下，國(guó)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(duì)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(kāi)展了一系列深入的研究，提升了我國(guó)土壤微生物學(xué)研究的國(guó)際地位。
4 結(jié) 語(yǔ)
近30年來(lái)，國(guó)際土壤科學(xué)研究文獻(xiàn)數(shù)量快速增長(zhǎng)，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(guó)際土壤學(xué)研究受到了學(xué)科發(fā)展和社會(huì)需求的雙重驅(qū)動(dòng)。
土壤過(guò)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(guò)對(duì)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(guò)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(dòng)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(shí)，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(lái)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(dòng)者和土壤生態(tài)系統(tǒng)的核心。
從文獻(xiàn)計(jì)量分析的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，我國(guó)土壤科學(xué)與國(guó)際土壤科學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)存在差異。國(guó)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(dòng)因素，在此基礎(chǔ)上突出全球變化、環(huán)境污染等與人類(lèi)福祉密切相關(guān)的新興學(xué)科。
而我國(guó)土壤科學(xué)在發(fā)展過(guò)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(wèn)題導(dǎo)向研究更加明確。
隨著研究深入，國(guó)內(nèi)外均強(qiáng)調(diào)過(guò)程與機(jī)理，通過(guò)機(jī)理揭示現(xiàn)象，生物的作用越來(lái)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(guó)土壤科學(xué)帶有明顯的區(qū)域特色，學(xué)科齊全，近30年來(lái)的研究取得了顯著的進(jìn)步，在國(guó)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(lèi)活動(dòng)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(shí)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(guó)際前沿的水平，引導(dǎo)國(guó)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(lái)我國(guó)土壤學(xué)研究任重道遠(yuǎn)，我國(guó)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(jìng)爭(zhēng)力。
致 謝 感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球科學(xué)部冷疏影研究員的寶貴建議；感謝中國(guó)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(jì)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(guò)程中的辛勤勞動(dòng)。
具體參考文獻(xiàn)請(qǐng)查詢(xún)?cè)牧私狻?/span>
（原標(biāo)題：基于文獻(xiàn)計(jì)量分析的近30年國(guó)內(nèi)外土壤科學(xué)發(fā)展過(guò)程解析）
來(lái)源： 固廢觀察
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