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土壤污染防治研究發(fā)展態(tài)勢報告:國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與中美科學基金項目分析

分類:固廢觀察 > 土壤修復    發(fā)布時間:2018年3月22日 12:39    作者:環(huán)境修復論壇 中國環(huán)聯(lián)    文章來源:

隨著土壤長期以來實施“高投入、高產(chǎn)出”的粗放型發(fā)展模式,農(nóng)業(yè)作物高產(chǎn)量的背后隱藏的是土地資源的高消耗和環(huán)境的高污染。本文通過文獻計量學的分析方法對土壤污染防治領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進行分析,為土壤污染防治問題的深入研究提供一定的參考。

                                                                                                               來源:農(nóng)業(yè)知庫/中國農(nóng)科院信息所

土壤污染防治研究

近年來,“鎘大米”、“血鉛超標”等事件進入了公眾的視野,使人們越來越重視土壤污染問題,人們迫切希望土壤污染問題能夠得到有效的改善。

隨著人類工業(yè)化的深入發(fā)展,土壤的生態(tài)環(huán)境正處于不斷惡化的過程,而作為解決糧食問題的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地也同樣面臨著污染危機,隨著土壤長期以來實施“高投入、高產(chǎn)出”的粗放型發(fā)展模式,農(nóng)業(yè)作物高產(chǎn)量的背后隱藏的是土地資源的高消耗和環(huán)境的高污染,農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)投入品的過度使用以及對農(nóng)業(yè)廢棄物的不合理處置,故而引發(fā)了水污染、大氣污染、固廢棄物污染、土壤的污染等等,影響著農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全,威脅著人們的身體健康。

本文通過文獻計量學的分析方法對土壤污染防治領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進行分析,為土壤污染防治問題的深入研究提供一定的參考。

國際土壤污染防治研究現(xiàn)狀分析

01.國際論文數(shù)量變化及類型分析

在此次統(tǒng)計范圍內(nèi),據(jù)檢索結(jié)果,WOS核心合集數(shù)據(jù)庫共收錄了土壤污染防治方面的文獻共9323篇(類型分布見圖1),從2012年到 2016年,論文的數(shù)量呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(見圖2),文獻量總體的變化說明在國際上,學術(shù)界對土壤污染防治領(lǐng)域給予高度關(guān)注,并開展了大量研究工作。


圖1 土壤污染防治方面的文獻類型分布


 圖2土壤污染防治相關(guān)研究歷年發(fā)文趨勢(2012-2016)

02.重點國家分析

根據(jù)WOS檢索結(jié)果,全世界共有144國家或地區(qū)發(fā)表了土壤污染防治領(lǐng)域相關(guān)文獻。其中論文數(shù)量排名在前TOP 10的國家(詳見表1)共發(fā)表了5760篇文獻,占總量的63.25%。我國在論文數(shù)量上占有絕對的優(yōu)勢,2012年—2016年共發(fā)表論文2410篇,位居榜首。


表1 論文數(shù)量排名前10位的國家(2012-2016年)發(fā)文情況

03.國際高發(fā)文期刊分析

根據(jù)檢索結(jié)果,全球共有736種期刊發(fā)表了土壤污染防治領(lǐng)域的相關(guān)論文,該領(lǐng)域內(nèi)發(fā)文量居前10位的期刊如下(表2)。這10種期刊的總發(fā)文量為1157篇,占總量比例為26.25%,平均影響因子3.485。其中,荷蘭占據(jù)4席,美國占據(jù)3席,英國占據(jù)2席,德國占據(jù)1席。并且,影響因子前三名也均屬荷蘭。發(fā)文最多的期刊是德國的《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH》,影響因子最高的期刊是荷蘭的《ENVIRONMENTAL MONITORING AND ASSESSMENT》。由此可見,在土壤污染防治相關(guān)領(lǐng)域中,荷蘭期刊已達較高的學術(shù)水平。


表2 世界土壤污染防治論文高發(fā)文期刊top 10

04.國際重要機構(gòu)分析

全球共有5420家科研機構(gòu)或單位發(fā)表了土壤污染防治領(lǐng)域的文獻,發(fā)文量位居前10名的機構(gòu)或單位以科研機構(gòu)或者大學為主(見圖3),共發(fā)表1873篇文獻,占該領(lǐng)域發(fā)文總量的20.56%。這10家機構(gòu)中,中國機構(gòu)和美國機構(gòu)數(shù)量最多,各有3個,法國的機構(gòu)有2個,西班牙和印度機構(gòu)各有1個。其中中國科學院是發(fā)文數(shù)最多的機構(gòu)。


圖3 全球土壤污染防治發(fā)文量位居前10位的機構(gòu)發(fā)文情況(2012-2016年)

05.基于VOSviewer的土壤污染防治研究熱點分析——WOS數(shù)據(jù)

將web of science 上檢索到的9323條英文數(shù)據(jù)導入VOSviewer,共分析了491個關(guān)鍵詞,得出的高頻關(guān)鍵詞見表3。據(jù)統(tǒng)計,soil(土壤),heavy-metals(重金屬),出現(xiàn)頻次最高,可見重金屬的污染防治一直是領(lǐng)域的關(guān)注重點。degradation(退化)排名第四,反映出近5年來土壤退化問題備受關(guān)注。此外,植物修復和微生物修復也是近來的研究熱點。


表3 土壤污染防治領(lǐng)域外文關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次信息(TOP 20)

關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜和熱點圖分別見圖4和圖5,可以發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域研究熱點集中于面源污染(water,nonpoint-source pollution)、重金屬防治(heavy-metals)、生物修復(biodegradation,bioremediation)、植物修復(plants,phytoremediation)、微生物修復(bacterial community)等方面,對比化學修復和物理修復,近幾年科學家們更關(guān)注綠色環(huán)保的生物修復技術(shù),并出現(xiàn)了一些修復技術(shù)手段的交叉融合使用。在地域方面,發(fā)展中國家如中國和印度國家的土壤污染狀況受到更高的關(guān)注。


圖4 英文關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜


圖5 土壤污染防治領(lǐng)域2012-2016年外文文獻研究熱點密度視圖(2012-2016)

國內(nèi)土壤污染防治研究現(xiàn)狀分析

01.國內(nèi)論文發(fā)文量變化趨勢

據(jù)統(tǒng)計,中國知網(wǎng)收錄的近5年土壤污染防治核心期刊文獻共2345篇,年度發(fā)文量總體呈上升趨勢(見圖6),上升率由2012年的16.38%升至2016年的23.32%,高出了6.94%,從年度論文數(shù)量的變化中可以看出我國學術(shù)界對土壤污染防治的關(guān)注度上升,說明我國科研人員越來越重視土壤污染防治的研究。


圖6 我國土壤污染論文數(shù)量年度變化趨勢(2012年-2016年)

02.國內(nèi)高發(fā)文期刊分析

據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)發(fā)表土壤污染防治論文數(shù)量排名前10位的期刊如表4所示?!掇r(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報》載文量最高,共148篇,占總發(fā)文量的6.31%;而《環(huán)境工程學報》以113篇的載文量,位居第二,其論文數(shù)量占總發(fā)文量的4.82%;《環(huán)境科學》以第二名6篇之差位列第三,共107篇,占總發(fā)文量的4.56%。

《環(huán)境科學》的影響因子位居TOP10高發(fā)文期刊的榜首——復合影響因子為2.870,載文量以107篇位列第三。該期刊創(chuàng)刊于1976年,是我國環(huán)境科學領(lǐng)域最早創(chuàng)刊的學術(shù)性期刊,并在國內(nèi)外科技界有較大影響,被國內(nèi)外很多重要檢索系統(tǒng)收錄,如EI、MEDLINE、CSTPCD、維普等。


表4 我國發(fā)表土壤污染論文數(shù)量排名前10位的期刊(2012-2016年)

03.國內(nèi)重要機構(gòu)分析

截至2016年發(fā)表的土壤污染防治相關(guān)研究論文中,發(fā)文量位居前20位的科研機構(gòu)或單位見表5。中國科學院南京土壤研究所發(fā)文量101篇,以絕對性優(yōu)勢居榜首,四川農(nóng)業(yè)大學以63篇發(fā)文居第二,南京農(nóng)業(yè)大學以7篇之差位列第三。前20位的機構(gòu)中,共有10所高校入圍,其中4所是農(nóng)業(yè)類院校;科研機構(gòu)有9個入圍??梢姡咝:涂蒲袡C構(gòu)是我國研究土壤污染防治的主力軍。


表5 我國土壤污染防治論文數(shù)量排名前20位機構(gòu)的發(fā)文情況(2012-2016年)

04.基于VOSviewer的轉(zhuǎn)基因作物研究熱點分析——CNKI數(shù)據(jù) 

將中國知網(wǎng)收錄的近5年土壤污染防治核心期刊文獻2345篇導入VOSiewer,分析后得出的高頻關(guān)鍵詞見下表。由表6可見,出現(xiàn)頻次最高的是重金屬,出現(xiàn)了454次,遠遠高于其他關(guān)鍵詞,出現(xiàn)頻次排名第二和第三分別是土壤和植物修復。由此可見,我國在土壤污染防治研究領(lǐng)域,關(guān)注最多的是重金屬污染的植物修復與生物修復技術(shù)研究,與之前分析的國際研究熱點吻合。


表6 土壤污染防治領(lǐng)域中文關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次信息(TOP 20)

中文關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜和熱點圖分別見圖7和圖8,可以發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域研究熱點集中在土壤重金屬防治技術(shù)研究,包括鎘、鉻、鋅、鉛、砷和汞及持久性有機污染物,特別是多環(huán)芳烴等的防治技術(shù)研究。在包含植物修復與微生物修復的生物修復技術(shù)研究方面熱度較高。


圖7  中文關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜


圖8  中文文獻研究熱點密度視圖

中美科學基金項目分析

由來

20世紀80年代初,為推動我國科技體制改革,變革科研經(jīng)費撥款方式,中國科學院89位院士(學部委員)致函黨中央、國務院,建議借鑒國際成功經(jīng)驗,設立面向全國的自然科學基金,得到黨中央、國務院的首肯。隨后,在鄧小平同志的親切關(guān)懷下,國務院于1986年2月14日批準成立國家自然科學基金委員會(NSFC)。

30多年來,國家自然科學基金堅持支持基礎(chǔ)研究,逐漸形成和發(fā)展了包括探索、人才、工具、融合四大系列組成的資助格局。探索系列主要包括面上項目、重點項目、應急管理項目等;人才系列主要包括青年科學基金、地區(qū)科學基金、優(yōu)秀青年科學基金、國家杰出青年科學基金、創(chuàng)新研究群體、海外及港澳優(yōu)秀學者項目、外國青年學者研究基金等;工具系列主要包括國家重大科研儀器研制項目、相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與共享資源平臺建設等;融合系列主要包括重大項目、重大研究計劃、聯(lián)合基金項目、國際合作項目、科學中心項目等。

NSFC項目情況

01.經(jīng)費年度趨勢

通過統(tǒng)計2007-2016十年內(nèi)我國國家自然科學基金的項目數(shù)據(jù),可知土壤污染防治領(lǐng)域的項目經(jīng)費在2007-2010年呈穩(wěn)步上升趨勢,2010年申請通過的項目達峰值547個,2011年有所回落,2012年又激增到390個,之后幾年呈現(xiàn)了下降趨勢,2016年僅通過55個項目,經(jīng)費也隨之下降,如圖9所示。


圖9:國家自然科學基金項目經(jīng)費年度趨勢圖(2007-2016)

成因分析:2013年起基金委為了提高申請書的質(zhì)量出臺了新政策,《2013年度國家自然科學基金項目指南》規(guī)定一、連續(xù)兩年申請面上項目不過,停一次;二、嚴格人員限制,上年(已獲得科學基金資助(不包括一年期資助項目)的項目負責人當年不得申請同類型項目。因此導致近幾年申請通過的資助經(jīng)費呈下降走勢。 

02.項目類型分布

通過項目數(shù)據(jù)分析(見圖10),土壤污染防治領(lǐng)域在面上項目獲得的經(jīng)費十年總經(jīng)費額度排名第一,共計4.35億元,青年科學基金項目排名第二,約為2.13億元。排名第三位的為重點項目,共計1.02億元。面上項目是相對于重點項目而言,由于選題廣泛所以占比比其他類型要高。但是由于2013年起基金委出臺新政策,嚴格把控項目質(zhì)量。因此導致近幾年資助經(jīng)費呈下降走勢。 


圖10  國家自然科學基金項目資助經(jīng)費對比圖 (2007-2016年)

通過項目類型對比圖(見圖11)可以看出2012年以后,由于申請政策的變化,土壤污染防治領(lǐng)域?qū)徟ㄟ^的項目相較前五年明顯下降。近五年,面上項目變化趨勢不大。


圖11  國家自然科學基金基金類型資助經(jīng)費年度對比圖(2007-2016年)

03.研究機構(gòu)

根據(jù)統(tǒng)計,本領(lǐng)域申請年份在2007年至2016年間,共有452個機構(gòu)申請了我國國家自然科學基金。其中申請數(shù)量超過32個排名前10位的機構(gòu)獲得經(jīng)費共計34962.3萬元,占比為32.78%,如表7所示。 


表7:國家自然科學基金項目申請機構(gòu)排名TOP10 

美國國家科學基金

美國國家科學基金會(National Science Foundation,NSF), 成立于1950年。作為美國基礎(chǔ)科學研究的主要資助機構(gòu),美國國家科學基金會也是世界上最發(fā)達國家的科技管理機構(gòu),其支持的基礎(chǔ)性研究已經(jīng)激發(fā)許多重要的技術(shù)革命,在國際科技發(fā)展中具有引領(lǐng)作用。美國國家科學基金的計劃分為基礎(chǔ)研究計劃、科學教育計劃、應用研究計劃、有關(guān)科學政策的計劃、國際合作計劃5類。

NSF項目情況

01.經(jīng)費年度趨勢

通過項目數(shù)據(jù)分析(見圖12),在土壤污染防治領(lǐng)域,美國國家科學基金資助經(jīng)費在2007年至2009年呈現(xiàn)了穩(wěn)步遞增的趨勢,2009年項目數(shù)量達到峰值30個。2010年出現(xiàn)拐點,項目數(shù)量下降為8個,2011年又開始回升,之后5年一直較為平穩(wěn),2016年有所增加,達到21個。


圖12:美國國家科學基金項目資助經(jīng)費年度趨勢圖(2007-2016)

02.資助類型分布

通過檢索土壤污染防治領(lǐng)域抽取到的美國國家科學基金項目數(shù)據(jù)對比分析項目資助類型發(fā)現(xiàn),本領(lǐng)域主要集中在標準資助(Standard Grant)和持續(xù)資助(Continuing grant),其中2007年至2016年十年間,排名第一的標準資助經(jīng)費約為3.112千萬美元,全額資助(Fellowship)數(shù)量最少,僅為22.66萬美元,如表8所示。 


表8  美國國家科學基金項目資助類型經(jīng)費表(2007-2016年) 

通過項目類型對比圖(見圖13)可以發(fā)現(xiàn)土壤污染防治領(lǐng)域在2009年持續(xù)資助(Continuing grant)類型資助的力度達到峰值,后有所回落。近五年,標準資助(Standard Grant)力度加大,呈現(xiàn)平穩(wěn)增長。 


圖13:美國國家科學基金項目資助類型經(jīng)費對比圖

03.研究機構(gòu)

根據(jù)統(tǒng)計,本領(lǐng)域申請年份在2007年至2016年間,共有135個機構(gòu)申請了美國國家科學基金。其中申請數(shù)量超過2個的機構(gòu)有14個獲得經(jīng)費約為1496.8萬美元,如表9所示。


表9:美國國家科學基金項目申請機構(gòu)排名表

近年來伴隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展,土壤污染面積不斷增加,土壤污染引發(fā)的群體性事件和農(nóng)產(chǎn)品安全問題不斷增多,土壤污染防治引起全球的廣泛關(guān)注??茖W家們在土壤污染防治與修復方面進行了重要的探索。

在過去幾十年來,美國、日本、歐洲制定了大量的土壤污染防治計劃,各國資助研究了大量的土壤防治修復技術(shù),通過前面的文獻計量分析美國在土壤防治領(lǐng)域的英文SCI發(fā)文,總被引頻次遠遠高于其他各國,在土壤污染防治技術(shù)方面投入了大量研究工作,在國際上具有引領(lǐng)作用。

我國作為土壤污染防治領(lǐng)域研究的重要參與者,雖然研究起步較晚,但是近幾年我國科學技術(shù)部、國家自然科學基金委、環(huán)境保護部、農(nóng)業(yè)部等部門有計劃地部署了一些土壤污染防治研究項目、重大研發(fā)計劃及重點項目等,有力促進和帶動了土壤污染防治與土壤修復技術(shù)的研究發(fā)展??茖W家們在創(chuàng)新土壤修復技術(shù)體系研究的同時,還應當加強土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和方法與土壤環(huán)境評價技術(shù)以及土壤環(huán)境監(jiān)管方面的研究工作,以改善和保護我國的土壤污染問題。


來源:環(huán)境修復論壇 中國環(huán)聯(lián)

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