基于CNKI数据库的国内微...究热点与趋势文献计量学分析_李科翰.pdf

第 卷第 期 年 月环境生态学.生态环境污染与防治基于 数据库的国内微塑料研究热点与趋势文献计量学分析李科翰，王发园（青岛科技大学 环境与安全工程学院，山东 青岛）摘要：为探究国内微塑料研究热点与趋势，以 为数据源，使用、和 软件对 年微塑料研究领域的文献进行关键词聚类、时区及时间线分析和突现分析。结果显示，研究热点主要集中在 个方面，包括微塑料的物理化学性质的研究，微塑料在环境中的存在状态（粒径、形状等）及其环境行为，微塑料的分析检测方法和降解，微塑料在污水处理工艺中的去除和降解效率，微塑料的来源、分布、迁移和生态风险，微塑料或微塑料与其他污染物的联合环境效应和联合生物毒性，海洋环境和生物体中微塑料的丰度、积累等现状的调查。微塑料在陆地生态系统的研究、微塑料对环境和生物的负面效应及微塑料与其他污染物的复合污染等方面是未来研究的趋势。关键词：微塑料；文献计量；研究热点；可视化分析中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）：，（，），（），：，（）“”，“（，）”，“”，“”，“，”，“”，“”，：；收稿日期：基金项目：山东省自然科学基金项目（）和国家自然科学基金项目（）资助。作者简介：李科翰（），男，山东淄博人，硕士生，从事新兴污染物生物效应等研究工作。通讯作者：王发园，：。微塑料被定义为是尺寸小于 的塑料颗粒或碎片，由于其稳定的化学性质，可以在环境中存在数百年。微塑料包括化妆品和用于清洁产品中的塑料微粒（初生微塑料），以及塑料废物在环境因素影响下破碎产生的次生微塑料，。微塑料在环境中分布广泛，能够被动物摄食和植物吸收，并在食物链中迁移，从而影响生态系统稳定和人体健康。因此，微塑料被认为是新兴污染物，受到国内外广泛关注。文献计量学（）是一种基于数学统计的文献和信息挖掘方法，可以通过文献中重要关键词的聚类关系和文献发表的时间尺度来反映研究热点，是探究某一学科研究布局和发展态势的有效方法。我国在微塑料研究领域处于世界前列，但是未见专门针对国内微塑料研究的文献计量学分析，对国内当前研究热点和研究趋势的分析尚有不足。本文通过创建重要作者的合作网络贡献图谱来展示国内微塑料研究领域的合作情况，通过国内微塑料研究关键词网络共现图谱、关键词时区图、关键环 境 生 态 学第 期词时间线图和关键词突现图来揭示我国微塑料研究的热点以及发展趋势，对当前微塑料研究热点进行了系统的分类总结，并对未来微塑料研究的热点和趋势进行了展望，为研究者提供参考。方法与数据.数据来源和搜索条件在中国知网（）数据库中用高级检索：“主题微塑料”，时间年限范围从 年 月 日到 年 月 日，共得到 个结果，排除学位论文、会议、报纸等，总共得到 篇期刊论文。通过阅读论文的题目和摘要进行了初步选择，经过去重最终得到了 篇期刊论文，分别导出 格式和 格式用于数据可视化分析。.分析方法 和 是应用最广泛的文献计量软件，是大型复杂网络分析工具，其与 的联用可以实现更丰富的网络可视化。本 文 使 用 （.）、（.）和（.）软件分析期刊年份、作者和关键词，进行数量、联系、聚集、突变等现象的可视化分析并构建微塑料研究方向的知识图谱。在 和 软件分析之前，将 格式数据用 软件转化为“”格式，再导入至 中进行可视化分析；将导出的 格式数据在 软件中进行数据格式转化以及文献去重。在 中进行数据汇总和分析。在可视化图中通过节点的大小和线条的粗细来表示重要性。节点表示数量或频率，节点之间的线表示关联，线越粗，关系越密切。结果与讨论.发文量及年度变化分析文献数量是指示某领域研究进展的重要指标。图 显示了年发文量以及年累计发文量。在 中收录的微塑料研究论文共 篇，国内第一篇论文发表于 年，但是在 年之前发文数很少。自 年以来，发文量明显上升，年发文量呈指数增长（.）。年论文数量超过 篇，年超过 篇，年高达 篇。从 年至文献计量时间，共发表了 篇论文，占全部发文数的.，说明近年来该领域的受关注程度和研究热度显著提高。图 年发文量年度分布 .作者分析作者的知识图谱能够反映领域内相互交流与合作现状。在总计 名作者中，有 名作者发文量在 篇以上，其中 名作者存在合作关系（表）。图 是叠加可视化图，显示了 年这些作者的平均出现年份，可以了解重要作者发文的活跃时间区间。图 是密度可视化图，其中黄色表示热区，蓝色表示冷区，密度最高的作者是骆永明、周倩、涂晨和简敏菲。图 是作者的网络关系图，根据作者之间的合作关系分成了 个聚类，骆永明及其合作网络是国内微塑料研究最大的研究网络，其中包含 位作者（图、）。表 前 位作者的关系信息表 聚类作者发文量合作次数聚类（位作者）李道季安立会吴辰熙潘响亮施华宏邓义祥徐向荣孙晓霞聚类（位作者）骆永明周倩涂晨李连祯章海波李远付传城聚类（位作者）简敏菲刘淑丽李文华周隆胤余厚平 年李科翰等：基于 数据库的国内微塑料研究热点与趋势文献计量学分析续续表表聚类作者发文量合作次数聚类（位作者）王菊英张薇薇王莹穆景利聚类（位作者）孙承君李景喜郑立聚类（位作者）李卫平王志超杨文焕聚类（位作者）徐笠陆安详陈延华聚类（位作者）陈蕾徐一卢高山雪聚类（位作者）侯俊刘强聚类（位作者）邢方潇张岚 注：图 是对于所有作者合作网络聚类的共现，而图 是对于作者合作网络中最大聚类的一个单独共现。图、图 同此。图 重要作者的叠加图（，）（，）图 重要作者的密度图（，）（，）图 重要作者的网络图（，）（，）.研究热点内容的聚类分析关键词是论文研究主题的总结与概括。从所有环 境 生 态 学第 期的论文中，共统计了 个关键词，用关键词出现次数大于 的 个关键词计算并绘制了关键词共现网络知识图谱（图、图、图）。注：图 和图 分别用 和 的可视化方法，前者可以更好地可视化聚类之间以及关键词之间的联系，而后者可以更清晰地区分并可视化每个聚类。两个图反映的信息是相同的，用这两种方法同时可视化便于读者阅读。图、图 同此。图 关键词分析叠加图（，）（，）图 是叠加可视化图，显示了每个关键词的平均出现年份，图中节点越黄，则表明关键词出现的平均时间越晚。虽然早在 年国内就有微塑料相关文献的报道，但平均年份显示是在 年，原因是 年以后才出现该领域的大量文献报道，导致其平均年份被延后，这与图 的结果一致。图 是密度可视化图，显示了关键词和热点强度的密度可视化，其中黄色表示热区，蓝色表示冷区。密度最高的关键词是微塑料、吸附、土壤、沉积物、分布、污染、来源、丰度、塑料垃圾、生态效应、塑料污染，其次是毒性效应、老化、重金属、迁移、海洋垃圾、检测方法等。图 是关键词网络关系可视化知识图谱，对每个关键词聚类中高频关键词的分析可以得出 年国内微塑料领域的研究热点，这些关 图 关键词分析密度图（，）（，）图 关键词分析网络图（，）（，）键词被分为 个聚类，不同颜色表示关键词属于不同聚类，每个热点关键词信息如表 所示。年李科翰等：基于 数据库的国内微塑料研究热点与趋势文献计量学分析表 各个关键词聚类的热点词或中心词 聚类关键词出现次数向心力关联次数聚类（个）吸附.沉积物.丰度.老化.微塑料污染分布特征.鄱阳湖.聚类（个）纳米塑料.影响因素.水环境.分析方法.环境行为.聚类（个）土壤.生态效应.检测方法.海洋生物.饮用水.微生物.生物降解.聚类（个）微塑料.污水处理厂赋存特征.聚类（个）分布.污染.来源.迁移.生态风险.危害.聚类（个）毒性效应.重金属.有机污染物解吸.抗生素.聚类（个）塑料垃圾.塑料污染.海洋垃圾.海洋环境.海洋污染.注：表中出现次数和关联次数列的数据由 软件给出，向心力列的数据由 软件给出，表示 软件未给出，聚类（）括号中分子表示列出的重要关键词数量，分母表示该聚类所有关键词数量。聚类（红色）涉及地球环境中微塑料的理化性质研究。研究微塑料的理化性质有助于分析其与其他污染物的相互作用和联合毒性机理。微塑料在环境中的自然老化机制及其对环境效应的研究是一大热点，。微塑料会影响重金属、有机污染物等污染物的迁移，。微塑料的理化性质决定了其对生物的暴露途径，进而决定了人体和其他生物对微塑料的接触和摄入方式。不同粒径、种类的微塑料在吸附行为上也存在差异，这与微塑料比表面积、化学组成和存在环境等因素有关，。聚类（绿色）反映了微 纳米塑料在环境中的存在状态（粒径、形状等）及其在不同环境中的环境行为研究。近年来，研究者发现环境中的微塑料通过不同暴露途径会对人体和其他生物产生影响。不同粒径微 纳米塑料的赋存特征和污染特性不同，随着环境条件和时间的改变，微塑料的表面性质及形貌也会发生变化。聚类（海蓝色）反映了微塑料在地球环境或者生物体内的分析检测方法、微塑料表面微环境和微塑料生物降解等研究。有研究证实，海洋生物无法识别微塑料，因此会主动将其吞食，。准确的方法检测环境和生物体内的微塑料可以为风险评估和污染治理提供重要依据，环境中微塑料的前处理以及检测方法是难点之一，。微塑料表面会形成生物膜，微生物会跟随微塑料发生迁徙等。微塑料的降解分为生物（筛选或人工合成具有高效降解作用的微生物或人工酶）和非生物（机械、热、光、化学和催化等）降解两大类。聚类（黄色）反映了微塑料在污水处理工艺中的去除或降解效率等研究。由于污水处理厂中微塑料的广泛存在，研究微塑料的去除和降解迫在眉睫，。尽管现有的废水处理工艺已经被证明能有效去除微塑料，但对于较小的微塑料颗粒（如纳米塑料）去除效果不佳。一些研究者利用生物质材料吸附微塑料最终将其去除，另一些研究者着眼于微塑料的生物降解。聚类（紫色）反映了微塑料在不同环境介质中的来源、分布、迁移和生态风险等研究。时间尺度的变化发现微塑料的研究热点正在从海洋环境转向陆地环境。微塑料来源途径主要有生活和工业废物，、农业、水产养殖和渔业活动、污水处理厂，等。有研究表明大量的塑料污染会从陆地转移到海洋。海洋和陆地环境中都存在微塑料时空分布复杂性和来源的多源性，微塑料的环 境 生 态 学第 期迁移受生物以及不同自然活动的影响，不同地域环境中微塑料的生态风险程度也有所不同。聚类（青蓝色）反映了微塑料或者微塑料与重金属、有机污染物和抗生素等污染物的环境效应和毒性研究。时间尺度表明该聚类的关键词大多是最近几年才受到关注。有研究表明，微塑料被摄入生物体内后会影响运动、生殖、免疫、基因功能的表达等，。还应该考虑微塑料释放增塑剂等对人类以及生态环境的危害。环境中微塑料和其他污染物的联合效应较为复杂，往往要根据污染物类型、赋存环境、塑料颗粒以及受试生物等因素的差异而变化。微塑料和其他污染物的复合毒性效应以及机制将会是未来研究的热点，。聚类（橙黄色）反映的是海洋环境和生物体中微塑料的丰度、积累等现状的调查。结合图 的叠加图，可以发现这个聚类的关键词出现在较早时期，而微塑料在国际上首次提出也是为了解释海洋塑料废物在环境中的最终命运。国内发表的第一篇有关微塑料的文献则综述了微塑料污染对海洋环境的影响。据估计，年 个沿海国家陆上活动产生的塑料废物入海总量为（.），占 年全球塑料产量的.，预计未来 年内这一数字将翻一番。有调查发现，至少有 的海洋物种受到了微塑料的污染。.微塑料研究趋势借助 软件时区分析功能，时间线分析功能和关键词突现功能分别得到关键词的时区图谱（图）、时间线图谱（图）和突现词（图）。由图 和图 可知，国内微塑料研究从 年开始，年以后微塑料相关研究大量涌现。从高频关键词时间演变分析，年之前，微塑料研究主要在海洋生态系统中，其中对微塑料的来源、丰度、分布的污染调查以及其生态风险评估是研究主流。年以后，微塑料在陆地生态系统中的环境效应也开始受到关注，此外，越来越多的研究关注了微塑料的来源和迁移，粒径、吸附和老化等理化性质，微塑料的检测方法，生物可降解微塑料的生态毒性，与重金属、抗生素等其他污染物的复合污染以及对人体健康的影响等方面。从图 和图 中还可以看出，近年来特定的微塑料引起了研究人员的关注，如聚苯乙烯塑料、聚乙烯、纤维微塑料和纳米塑料等。对特定污染物的研究为其毒性研究提供更具体的知识背景。从时间线分析图中可以看到，对微塑料的形态特征、老化等理化性质，微塑料的降解，对