摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，非點(diǎn)源污染已經(jīng)成為重要的污染來(lái)源，學(xué)術(shù)界對(duì)其研究亦已廣泛而深入，分析近 30 a 的非點(diǎn)源污染研究發(fā)展歷程，有助于探尋本領(lǐng)域的發(fā)展演化過(guò)程、研究主題分布、追蹤研究前沿?；?Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫(kù)，以 non - point source pollution or diffused pollution 為主題詞，采用文獻(xiàn)計(jì)量工具 CiteSpace 對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行關(guān)鍵詞和文獻(xiàn)分析。通過(guò)繪制關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖，揭示了不同時(shí)期研究的進(jìn)展情況，并 繪制了非點(diǎn)源污染研究主題突現(xiàn)演化圖。經(jīng)過(guò)對(duì)經(jīng)典文獻(xiàn)時(shí)區(qū)圖的分析，深入挖掘了非點(diǎn)源污染研究?jī)?nèi)容的 演進(jìn)過(guò)程，得到了非點(diǎn)源污染的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，在此基礎(chǔ)上分析了國(guó)內(nèi)外在非點(diǎn)源污染研究方面的熱點(diǎn)和探索 方向。結(jié)果表明: ① 國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的相關(guān)研究發(fā)展迅速，影響力不斷提升，但與國(guó)外仍存在差距; ② 在構(gòu)建 人與自然和諧共生、良性循環(huán)的生態(tài)文明趨勢(shì)下，非點(diǎn)源污染防治體系必將是今后的研究熱點(diǎn); ③ 隨著非點(diǎn) 源污染研究的深入，其在研究的廣度和深度上都不斷深化; ④ 借助新技術(shù)，非點(diǎn)源污染在定量分析和防治技 術(shù)方面更具創(chuàng)新性; ⑤ 經(jīng)過(guò)前期幾十年的研究積累，研究逐漸從微觀的機(jī)理方面轉(zhuǎn)向宏觀系統(tǒng)治理方面。
關(guān) 鍵 詞：非點(diǎn)源污染; 文獻(xiàn)計(jì)量; CiteSpace; 生態(tài)文明
目前供人類(lèi)賴(lài)以生存的淡水資源僅占全部地表水 的 0. 5% ，水資源嚴(yán)重短缺，但更大危機(jī)是水質(zhì)，影響 水質(zhì)最重要的因素之一是非點(diǎn)源污染 ( non - point source pollution，NPS) 又稱(chēng)面源污染，據(jù) 20 世紀(jì) 90 年 代研究表明，全球約 30% ～ 50% 陸地面積受到非點(diǎn)源 污染的影響[1]。
西方發(fā)達(dá)國(guó)家中，如美國(guó)水體中總磷 ( TP) 、總氮( TN) 污染的 83% 是由非點(diǎn)源引起的，此外 丹麥、荷蘭、日本等國(guó)家的水體都深受非點(diǎn)源污染的影 響，我國(guó)太湖、巢湖、滇池等水體也受到非點(diǎn)源污染的 影響，非點(diǎn)源污染已成為緊迫的研究課題。國(guó)外非點(diǎn) 源污染研究始于 20 世紀(jì) 60 年代，1990 年之后逐漸成 為研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)對(duì)非點(diǎn)源污染的研究起步較晚，但在 2010 年后呈現(xiàn)暴發(fā)增長(zhǎng)之勢(shì)。
因非點(diǎn)源污染的特征， 國(guó)內(nèi)外研究主要圍繞著污染現(xiàn)狀調(diào)查、負(fù)荷評(píng)價(jià)、成因、遷移機(jī)理、模擬評(píng)估以及防治管理等方面，目前非 點(diǎn)源污染趨向更為細(xì)化、學(xué)科交叉的方向。研究借助 陳超美博士開(kāi)發(fā)的文獻(xiàn)計(jì)量分析工具 CiteSpace，繪制 相關(guān)知識(shí)圖譜探尋非點(diǎn)源污染自 1989 ～ 2018 年的研 究現(xiàn)狀及趨勢(shì)，揭示其發(fā)展演化過(guò)程及研究前沿。 科學(xué)知識(shí)圖譜是以知識(shí)域( knowledge domain) 為 對(duì)象，顯示科學(xué)知識(shí)的發(fā)展進(jìn)程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種圖 像[2]。
CiteSpace 通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、信息分析、科學(xué)計(jì)量 和圖形繪制等方法將大量的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化知 識(shí)圖譜[3]，從而更為直觀地呈現(xiàn)研究領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程 和研究趨勢(shì)。關(guān)鍵詞代表文章的主題，尤其是高頻關(guān) 鍵詞直接反映了研究的熱點(diǎn)和方向[4]，因此對(duì)關(guān)鍵詞 做共現(xiàn)分析，進(jìn)而做出關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖，更能直觀地呈現(xiàn) 研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)的發(fā)展過(guò)程。文獻(xiàn)共被引分析是最為廣泛的一種研究前沿的分析方法，其原理是通過(guò)計(jì)算 文獻(xiàn)之間的共現(xiàn)強(qiáng)度，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖譜，其過(guò)程就是知識(shí) 進(jìn)化的過(guò)程，是在前人知識(shí)基礎(chǔ)上的選擇、遺傳和變異 的過(guò)程，同時(shí)也是知識(shí)的生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用過(guò)程[5]。 在文獻(xiàn)共被引分析基礎(chǔ)上，通過(guò)文獻(xiàn)時(shí)區(qū)圖，更好地揭 示研究領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ)、前沿的演變。
1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法
1. 1 數(shù)據(jù)來(lái)源
本文數(shù)據(jù)來(lái)源于 Web of Science( 簡(jiǎn)稱(chēng) WOS) 核心 合集數(shù)據(jù)庫(kù)。以 non - point source pollution or diffused pollution 作為主題檢索，檢索時(shí)間范圍為 1989 ～ 2018 年，檢索時(shí)間為 2019 年 4 月 11 日，共檢索出 4 871 條 結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)去重、整理后共得到 4 839 條記錄。
1. 2 研究方法
研究工具方面，使用 CiteSpace 對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行可視 化分析。CiteSpace 基于共引分析理論( Cocitation Analysis) 和尋徑網(wǎng)絡(luò)算法( Pathfinder Network Scaling， PFNET) 等將隱埋在大量文獻(xiàn)數(shù)據(jù)中的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可 視化圖譜，以探尋某個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的研究趨勢(shì)[2]。
在關(guān)鍵詞分析方面，繪制出關(guān)鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn) 而得到關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)視圖，從中揭示非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域過(guò)去及當(dāng)前的研究熱點(diǎn)、趨勢(shì)，從時(shí)間維度直觀地展 現(xiàn)非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域的知識(shí)演進(jìn)過(guò)程。 在對(duì)文獻(xiàn)分析方面，通過(guò)分析數(shù)據(jù)中的 CR 字段， 得到文獻(xiàn)時(shí)區(qū)圖，可以更好地展現(xiàn)非點(diǎn)源污染研究在 時(shí)間維度上的發(fā)展過(guò)程。同時(shí)作文獻(xiàn)共被引分析，得 到文獻(xiàn)共被引圖，從中例舉高被引文獻(xiàn)。
2 結(jié)果與分析
2. 1 非點(diǎn)源污染研究主題演進(jìn)分析
關(guān)鍵詞是作者寫(xiě)作主題的高度概括，對(duì)關(guān)鍵詞的 深度挖掘，有助于更深一步探尋該領(lǐng)域的研究主題。 通過(guò) CiteSpace 制作非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域熱點(diǎn)關(guān)鍵詞 時(shí)區(qū)視圖，更能直觀地體現(xiàn)不同時(shí)期研究的熱點(diǎn)以及 研究主題的演化過(guò)程，揭示研究領(lǐng)域內(nèi)在的知識(shí)聯(lián)系。 將 WOS 檢索結(jié)果導(dǎo)入 CiteSpace，設(shè)置時(shí)間閾值為 2， Node Types 設(shè)置為 Keyword，為使關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)視圖更為 簡(jiǎn)潔、清晰，節(jié)點(diǎn)閾值選取出現(xiàn)頻次最高的前 30 個(gè)節(jié) 點(diǎn)數(shù)據(jù)，可知非點(diǎn)源污染的研究主題演進(jìn)路徑較為清 晰。根據(jù)研究主題的演進(jìn)路徑，結(jié)合關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次 和中心度，整合出關(guān)鍵詞共現(xiàn)信息表，信息表選取出現(xiàn)頻次前 30 的關(guān)鍵詞。根據(jù)關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖和 信息表，將非點(diǎn)源污染研究分成 4 個(gè)階段。
( 1) 早期階段( 1990 ～ 1995 年) 非點(diǎn)源污染研究 始于 20 世紀(jì) 70 年代，點(diǎn)源污染得到初步控制后，對(duì)非 點(diǎn)源污染產(chǎn)生的水環(huán)境危害逐漸開(kāi)始重視。調(diào)查表 明: 當(dāng)時(shí)美國(guó)有 60% 的水污染來(lái)源于非點(diǎn)源[6]; 丹麥 的河流中氮( Nitrogen) 負(fù)荷達(dá) 94% 、磷( Phosphorus) 負(fù) 荷達(dá) 52% ，荷蘭氮負(fù)荷遠(yuǎn)超 60% 、磷負(fù)荷超 50%[7]; 我國(guó)巢湖、滇池、太湖非點(diǎn)源污染造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化 也相當(dāng)嚴(yán)重，Ongley 等在對(duì)中國(guó)非點(diǎn)源污染進(jìn)行評(píng)估 后，認(rèn)為中國(guó)非點(diǎn)源對(duì)水污染總量的貢獻(xiàn)較高，氮為 81% 、磷為 93%[8]。在 1990 年前對(duì)非點(diǎn)源污染的研究關(guān)鍵詞較少，更多的是 實(shí)地采樣分析。
2. 2 非點(diǎn)源污染研究主題突現(xiàn)演進(jìn)分析
CiteSpace 提供了突現(xiàn)技術(shù)，即某一關(guān)鍵詞在某一 時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)的突然增加，也意味著該關(guān)鍵詞所代 表的研究主題突然興起，成為熱點(diǎn)研究主題，通過(guò)研究 突現(xiàn)詞，可以挖掘某段時(shí)間內(nèi)研究前沿趨勢(shì)的變化。 在關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)視圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合軟件突現(xiàn)檢測(cè)算法 整理出突現(xiàn)詞。
結(jié)合上述研究的 4 個(gè)階段，非 點(diǎn)源污染研究早期以找尋污染成因、分析污染成分為 主要目標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)氮( 1993 年) 、磷( 1993 年) 是非點(diǎn) 源污染的主要因素，通過(guò)實(shí)地采樣分析發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)活動(dòng) ( 1996 年) 中的殺蟲(chóng)劑( 1996 年) 含氮磷量較高，是氮、 磷的主要來(lái)源方向，農(nóng)業(yè)活動(dòng)、殺蟲(chóng)劑成為當(dāng)時(shí)研究熱 點(diǎn)。在基礎(chǔ)發(fā)展階段，研究發(fā)現(xiàn)非點(diǎn)源污染物會(huì)隨降 雨沖刷、流域徑流、地表溶出、土壤侵蝕滲透等方式發(fā) 生遷移，徑流( 1997 年) 、運(yùn)移( 1998 年) 受到學(xué)者關(guān) 注。但運(yùn)移規(guī)律復(fù)雜，受到多方面因素影響，如: 徑流 ( 1997 年) 、動(dòng)力學(xué)( 1998 年) 、流域( 2001，2002 年) 等，涉及多學(xué)科交叉，新方法和新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于污 染物的遷移監(jiān)測(cè)以及模擬，如 GI( 1999 年) 技術(shù)。蓬 勃發(fā)展期是研究的快速發(fā)展期，研究廣度和深度都較 為深入。
2. 3 非點(diǎn)源污染知識(shí)結(jié)構(gòu)分析
文獻(xiàn)包含該領(lǐng)域中的相關(guān)知識(shí)，通過(guò)對(duì)經(jīng)典文獻(xiàn) 的分析，能快速而深刻地揭示領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)基礎(chǔ)，構(gòu)建 該領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)構(gòu)，刻畫(huà)領(lǐng)域的研究發(fā)展脈絡(luò)。文獻(xiàn) 時(shí)區(qū)圖從時(shí)間維度直觀地表示知識(shí)的演進(jìn)，清晰地展 示文獻(xiàn)間相互影響的程度[22]。將時(shí)間閾值設(shè)置為 1989 ～ 2018 年，時(shí)間切片( Slice) 為 2，在對(duì)象分析功能 面板上默認(rèn)勾選標(biāo)題( Title) 、摘要( Abstract) 、作者關(guān) 鍵詞( Author Keywords) 、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型( Node Types) 、選擇 文獻(xiàn)( Cited Reference) ，為使圖譜更為清晰簡(jiǎn)潔，節(jié)點(diǎn) 閾值選擇頻次最高的 50 個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用 MST 算法， 得到關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖 。
3 結(jié)論與展望
本文以 Web of Science( 簡(jiǎn)稱(chēng) WOS) 核心合集數(shù)據(jù) 庫(kù)作為數(shù)據(jù)來(lái)源，應(yīng)用 CiteSpace 軟件研究并分析了非 點(diǎn)源污染發(fā)展路徑。非點(diǎn)源污染研究始于 20 世紀(jì) 70 年代，其研究始終以改善水質(zhì)為核心，形成成因、運(yùn)移 規(guī)律、受納水體負(fù)荷評(píng)價(jià)以及污染物的防治管理共同 構(gòu)成了非點(diǎn)源污染研究的知識(shí)結(jié)構(gòu)。早期階段( 1990～ 1995 年) 研究更多為實(shí)地采樣分析非點(diǎn)源污染的形 成成因及其對(duì)水環(huán)境的危害程度。
作為非點(diǎn)源污染主 要成因———農(nóng)業(yè)活動(dòng)所產(chǎn)生的氮和磷，是這一時(shí)期關(guān) 注的重點(diǎn)，對(duì)其的研究成果構(gòu)成了非點(diǎn)源污染研究的 知識(shí)基礎(chǔ)。隨著研究深入，沉積物、硝酸鹽以及重金屬 也在某種程度上導(dǎo)致了非點(diǎn)源污染。在基礎(chǔ)發(fā)展階段 ( 1996 ～ 2001 年) ，這一時(shí)期是非點(diǎn)源污染研究的奠基 階段，對(duì)于受納水體的負(fù)荷評(píng)價(jià)與污染物運(yùn)移規(guī)律、模 擬監(jiān)測(cè)以及防治管理進(jìn)行了深入地研究，獲得了豐碩 成果。農(nóng)業(yè)活動(dòng)、負(fù)荷評(píng)價(jià)、徑流、土壤成為這一時(shí)期 研究熱門(mén)。GI 也成為模擬監(jiān)測(cè)應(yīng)用的焦點(diǎn)技術(shù)，各種 負(fù)荷評(píng)價(jià)及監(jiān)測(cè)模型應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)于非點(diǎn)源污染的研 究，最終的落腳點(diǎn)便是污染的防治，污染物的防治管理 也成為當(dāng)時(shí)研究的熱點(diǎn)主題之一。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部提出的 最佳管理實(shí)踐成為控制非點(diǎn)源污染的有效手段之一， 為此構(gòu)建了完備的成本 - 效益數(shù)據(jù)庫(kù)，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的 構(gòu)架稍顯滯后。蓬勃發(fā)展期( 2002 ～ 2010 年) 是非點(diǎn) 源污染研究發(fā)展最為快速的階段，研究主題在廣度和 深度上都有較大發(fā)展，呈現(xiàn)學(xué)科交叉、精細(xì)化、定量化 的特點(diǎn)。水文學(xué)、氣象學(xué)、土壤學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、化學(xué)、地 理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科與非點(diǎn)源污染研究呈橫向交叉趨 勢(shì)。與 3S 技術(shù)的耦合使得監(jiān)測(cè)、防治技術(shù)更為精準(zhǔn)。
眾多國(guó)內(nèi)學(xué)者進(jìn)入到非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域，為國(guó)內(nèi)非點(diǎn)源污染研究的迅速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。成長(zhǎng)成 熟期( 2011 年至今) ，氣候變化、土壤退化、關(guān)鍵源區(qū)以 及防治政策成為非點(diǎn)源污染研究的重點(diǎn)。氣候變化引 起眾多學(xué)者的關(guān)注，這也將是今后研究的趨勢(shì)。 以人與自然、人與人、人與社會(huì)和諧共生、良性循 環(huán)、全面發(fā)展、持續(xù)繁榮為基本宗旨的社會(huì)形態(tài)已成為 人類(lèi)共識(shí)。非點(diǎn)源污染研究仍將是今后研究的重點(diǎn)領(lǐng) 域，展望未來(lái)，其研究方向?qū)⒊尸F(xiàn)以下趨勢(shì)。
農(nóng)業(yè)論文投稿刊物：情報(bào)科學(xué)特別注重追求理論精品，面向行業(yè)工作實(shí)際，不僅形成了求實(shí)創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，成為同行之間進(jìn)行學(xué)術(shù)研討和業(yè)務(wù)交流的理想園地，而且也是國(guó)內(nèi)情報(bào)學(xué)、圖書(shū)館學(xué)領(lǐng)域影響較大的學(xué)術(shù)性期刊之一，在國(guó)內(nèi)組織的圖書(shū)館學(xué)情報(bào)學(xué)核心期刊評(píng)定中名列前茅。同時(shí)，在有關(guān)專(zhuān)家、學(xué)者進(jìn)行的引文分析中，《情報(bào)科學(xué)》在許多評(píng)價(jià)指標(biāo)，如學(xué)科隸屬度、合著規(guī)模、平均引文量、引文時(shí)間分布、引文半衰期等方面在專(zhuān)業(yè)期刊中全文轉(zhuǎn)載率位于第五位。
( 1) 研究的廣度和深度更為深化。非點(diǎn)源污染全 過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，影響因素眾多，故而在研究的深度方向 會(huì)更為深化。同時(shí)與其他學(xué)科的融合為其未來(lái)的研究 提供了新的思路和方法。 ( 2) 農(nóng)業(yè)和農(nóng)村非點(diǎn)源污染仍將是未來(lái)研究的主要方向。如今，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化集約農(nóng)業(yè)過(guò)渡，農(nóng)業(yè) 和不合理的農(nóng)村生活、生產(chǎn)活動(dòng)仍是非點(diǎn)源污染物的主要來(lái)源方向，缺乏分類(lèi)控制措施、基礎(chǔ)性研究工作不夠 等問(wèn)題突出，因此生態(tài)文明背景下污染防治體系建設(shè)將 是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村非點(diǎn)源污染的重點(diǎn)方向。
( 3) 城市非點(diǎn)源污染逐漸引起重視。隨著城市化 進(jìn)程加快，城區(qū)人口密度大，不透水面積增加，城市非點(diǎn) 源污染已成為制約城市發(fā)展的重要因素，已引起重視。 ( 4) 氣候變化對(duì)于非點(diǎn)源污染影響研究將是今后研究的重要方向。氣溫和降水對(duì)于非點(diǎn)源污染有著顯 著影響，對(duì)污染物的遷移擴(kuò)散起到重要作用，今后的非 點(diǎn)源污染研究，尤其是長(zhǎng)時(shí)間序列的研究，氣候變化是 不可或缺的因素。
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作者：涂 小 強(qiáng)，傅 春
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