基于文獻計量學的毛竹擴張研究現狀可視化分析

周德中，周小楓，王紹劍，劉 駿，王 涓，李 怡,3*

基于文獻計量學的毛竹擴張研究現狀可視化分析

周德中1，周小楓1，王紹劍1，劉 駿2，王 涓2，李 怡2,3*

（1.武功山林業發展服務中心，江西 萍鄉 337249；2. 江西農業大學 江西省竹子種質資源與利用重點實驗室，江西 南昌 330045；3. 江西省林業科學院，江西 南昌 330013）

【目的】通過CiteSpace文獻計量學軟件總結毛竹擴張方向取得的研究進展，為森林生態系統的保障提供參考?！痉椒ā炕贑NKI及WOS數據庫進行文獻檢索，共納入文獻280篇，對發文量、發文機構、作者，關鍵詞共現、聚類、突現進行可視化分析?！窘Y果】毛竹擴張研究年發文量總體呈增長趨勢，國外對于該領域研究起步早，但國內對該領域研究深度及進展遠超國外。WOS中相關文獻的研究團隊主要為國內團隊。國內外研究內容主要集中于毛竹擴張的過程與機制及其對森林生態系統的影響?！窘Y論】毛竹擴張對森林生態系統會造成多方面的負面影響，深入研究毛竹擴張機制及其影響才能對其有效管控。

毛竹擴張；CiteSpace；研究進展；森林生態系統；有效管控

【研究意義】毛竹（）為禾本科竹亞科剛竹屬筍材兩用竹種，在20世紀90年代，人們發現毛竹種植為鄉村經濟帶來較大的貢獻，因此毛竹在短時間內被林農大面積種植[1]。但隨著經濟發展，廉價勞動力不斷減少，毛竹林缺乏采伐及撫育管理，使得毛竹擴張現象逐年嚴重。毛竹擴張對森林生態系統會產生較多的負面影響，毛竹擴張會改變生物群落結構及組成、降低生物多樣性，進而降低生態系統的功能[2]。因此對毛竹擴張的管控愈發重要，只有深入探究毛竹擴張對森林產生的影響及毛竹擴張機制，才能對毛竹擴張做到有效防控，為森林生態系統的保障提供參考?！厩叭搜芯窟M展】毛竹擴張問題受到越來越多的學者關注，毛竹擴張與其自身生物學屬性及外界多項影響因素有關。毛竹的稈、枝、地下莖均具有多節，每個節間能同時生長，因此其生長速度迅速[3]，毛竹以上生物學特性使其在地上的光、地下的養分及水資源的獲取上占有較大優勢[4]。毛竹的地下莖具有強大的無性繁殖力，能向臨近森林生態系統不斷輸入新竹[5]。毛竹在與其他樹種競爭時，因其葉及根具有較強的可塑性，可幫助毛竹在更大范圍上獲取更多的資源[6]。同時，鄰近生態系統的生物多樣性低、群落結構簡單以及外在條件的干擾（自然、動物、人為）都會為竹子入侵提供有利條件[7]。毛竹擴張進入森林后，其柔韌的枝稈可對其他植物造成機械損傷，其茂密的枝葉會限制林下植物的光照[8]，其葉、鞭及凋落物會對其他樹種產生化感作用，限制植株的生長[9]。以上所述毛竹內在及外在因素都是毛竹擴張的關鍵?！颈狙芯壳腥朦c】CiteSpace是一款信息可視化科學知識圖譜分析軟件，可以總結某研究領域的進展[10]，對該研究領域的熱點進行準確探測，并能進一步通過時間軸來解讀熱點的變化。本文應用CiteSpace軟件對CNKI及WOS數據庫中毛竹擴張的相關文獻進行歸納，對其發文量、發文機構、作者的合作網絡，關鍵詞共現、聚類、突現進行可視化分析?！緮M解決的關鍵問題】通過文獻計量分析，揭示毛竹擴張的研究進展，對毛竹擴張的防控及受侵害的森林生態系統的恢復具有重要的指導意義，也為今后該領域研究發展方向提供借鑒。

1 資料準備與處理方法

1.1 文獻來源及檢索方式

中文文獻以CNKI為數據源。檢索方法：使用高級檢索，以“毛竹擴張”“毛竹入侵”“毛竹擴展”“毛竹擴鞭”等為主題詞，檢索時間為1996年1月1日—2023年6月30日，共檢索到105條期刊結果，通過篩選、排除非相關學術型文獻及重復文獻，最終檢索獲取101篇文獻。英文文獻以Web of Science （WOS）為數據源。檢索方法：以“expan* ORinva* ORencroach* OR moso bamboo expan* OR moso bamboo inva* OR moso bamboo encroach*”等為主題詞，檢索時間為2000年1月1日—2023年6月30日，共檢索到181條期刊結果，通過篩選、排除非相關學術型文獻及重復文獻，最終檢索獲取179篇文獻。選擇1996年作為起始年份時間節點，因為在CNKI及WOS數據庫中首篇關于毛竹擴張的文獻發表自1996年。

1.2 數據處理

以Refwork及純文本格式分別導出CNKI、WOS中的文獻，再導入CiteSpace 5.7.R5，進行格式轉化、除重、分析。時間分區：1996—2023年，時間節點：1年，主題詞來源：標題、摘要、關鍵詞。

2 結果與分析

2.1 毛竹擴張研究的階段劃分

分析該研究領域文獻的年分布情況，在一定程度上能反映出該領域的發展速度及趨勢[11]。1996—2023年CNKI及WOS中毛竹擴張的年發文量如圖1。日本對毛竹擴張的研究早于國內研究，根據CNKI數據，首篇關于毛竹擴張文獻發表于1999年周世寶[12]撰寫的關于武夷山自然保護區對毛竹蠶食天然林控制方式的探討；WOS數據庫中首篇關于毛竹擴張文獻發表自1996年，Okutomi K等[8]撰寫的日本竹林入侵闊葉林的原因分析。根據發文量的變化及研究熱點，將毛竹擴張的研究進程分為兩個階段：探索階段（1996—2010年）和發展階段（2011—2023年）。

（1）探索階段。20世紀90年代毛竹在短時間內被大面積種植。當時，竹農為了追求利益最大化，在種植初期并未充分重視毛竹向天然林擴張的現象。由于后期毛竹林缺乏采伐及撫育管理，加上毛竹自身繁殖速度快、適應能力強等生理特性，使得毛竹擴張現象逐年加劇。在此期間，科研人員才逐漸認識到毛竹擴張至原始森林帶來的生態問題。本階段高頻關鍵詞主要包括：生態位、植物多樣性、種間聯結、土壤養分、土壤pH等。研究主要集中于毛竹擴張對物種多樣性、植物生存力、土壤理化性質及微生物群落結構的影響?？傮w而言，本階段發文量較少并且增長較緩，以直觀描述性為主，缺乏對毛竹擴張機制的深入研究，同時對毛竹擴張研究的視角也較為狹窄。

（2）發展階段。2011年后，發文量出現迅速增加，這說明毛竹擴張現象受到越來越多的研究者關注。由于即將頒布實施的《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃》（2011—2030年）將開展生物多樣性調查評估，因此毛竹擴張對物種多樣性影響的相關研究大幅增加。本階段高頻關鍵詞主要包括：化感作用、葉功能性狀、株高、地下競爭、利用效率、分解、細菌群落結構、氣候變化等。研究集中于毛竹擴張策略，森林植物及土壤對毛竹擴張的響應與適應策略?？傮w而言，本階段發文數量較多，研究的系統性增強，對毛竹入侵森林生態系統的機制研究顯著深化。2021年后發文量出現下降趨勢，可能由于2011—2021這一階段研究達到一定飽和，因此，亟需在當前研究方向上突破，以拓展未來的研究方向。

圖1 1996—2023年毛竹擴張研究年發文量

圖2 毛竹擴張研究關鍵詞時區分布

2.2 機構及作者分析

2.2.1 機構合作網絡 CNKI發文量前10的機構見表1。論文發表的主要機構為高校與科研院所，江西農業大學江西省竹子種質資源與利用重點實驗室（28篇）在毛竹擴張領域研究處于領先地位，其次是江西農業大學林學院（27篇）、北京大學城市與環境學院（24篇）、浙江省森林生態系統碳循環與固碳減排重點實驗室浙江農林大學環境與資源學院（24篇）。機構合作網絡見圖3，獲得144個節點，185條連線，密度為0.018。從機構圖只看到部分合作網絡，其他多位散點，說明機構間合作較少，即毛竹擴張研究成果集中于少數研究機構，發文最多的江西農業大學江西省竹子種質資源與利用重點實驗室僅限于與北京大學城市與環境學院及本高校內部學院間合作較多，鮮少與其他機構合作。各機構應該打破機構內部及地域的限制，加強機構間的合作有助于該研究領域的創新和進步，提高研究成果的質量和影響力。

WOS發文量前10的機構見表1。從表1中可見，論文發表的主要機構為科研院所及高校。浙江農林大學（28篇）在毛竹擴張領域研究處于領先地位，其次是江西農業大學（17篇）、中國科學院（15篇）、北海道大學（11篇）。機構合作網絡見圖3，獲得238個節點，416條連線，密度為0.014 8。機構圖譜密度顯著高于國內，顯示出明顯的集聚效應，形成以中國科學院、浙江農林大學和江西農業大學為中心的合作網絡。

表1 CNKI和WOS中毛竹擴張研究發文量排名前10的機構

圖3 CNKI（A）和WOS（B）中毛竹擴張研究機構合作網絡

2.2.2 作者合作網絡 在CNKI數據庫中作者合作圖譜共獲得86個節點，133條連線，密度為0.036 4，如圖4。從作者合作網絡圖可以看出，主要形成了5組合作網絡，以楊清培為主的團隊對毛竹擴張的研究從2011至2022年，研究內容從早期毛竹擴張對常綠闊葉林氮素有效性及碳儲量影響[13-14]到毛竹擴張的細根策略及機制研究[2,15]。以范少輝為主的團隊對該領域研究從2015年至2021年，研究內容從毛竹擴展中葉功能性狀及土壤性狀變化[16-17]到毛竹擴展中葉功能及細根的適應策略[18-19]。以徐秋芳為主的團隊對該領域研究從2009年至今，研究內容主要為毛竹入侵對土壤微生物群落及土壤養分的影響[20-21]。從結果中發現核心作者所在各研究機構內部合作較為緊密，而不同研究機構之間合作相對較少。

在WOS數據庫中作者合作圖譜共獲得328個節點，607條連線，密度為0.011 3，如圖4。從作者合作網絡圖可以看出，主要形成了6組合作網絡，其中4個為中國研究團隊，表明中國在毛竹擴張方向研究占據領先地位。其中，秦華的團隊對毛竹擴張的研究從2017至今，研究內容主要為毛竹入侵對土壤細菌、真菌豐度及群落結構的影響[22-23]，與徐秋芳為同一團隊。周國模的團隊研究內容主要為毛竹入侵對土壤碳氮庫的影響[24]及入侵策略[25]。楊清培團隊研究內容主要為毛竹擴張的主要影響因素研究[26-27]。徐秋芳、周國模及楊清培等核心作者在中文及英文期刊中都發表了較多文獻，這些作者的文獻發表數量和影響力，充分展示了他們在毛竹擴張領域的學術造詣和研究實力。

圖4 CNKI（A）和WOS（B）中毛竹擴張研究作者合作網絡

2.3 關鍵詞共現分析

關鍵詞是作者對文章的高度總結，能準確反映文獻的核心內容，通過分析文獻的關鍵詞并形成可視化圖譜，可以直觀反映該領域的研究熱點。利用CiteSpace軟件，導入收集的文獻數據，得出關鍵詞列表如表2，關鍵詞共現圖譜如圖5。

表2 CNKI(A)和WOS(B)中毛竹擴張研究關鍵詞共現分析

CNKI圖譜形成了233個節點，共568條連線，密度為0.021。圖譜中圓圈大小代表關鍵詞中心性強度，表示該節點在圖譜中占有重要作用，WOS圖譜形成了397個節點，共582條連線，密度為0.007 4。從圖5中可見圖譜各聚類結構顯著，但大部分關鍵詞的中心性都低于0.1，這表明國內外對毛竹擴張的研究較為分散，尚未形成成熟的研究體系。

圖5 CNKI（A）和WOS（B）中毛竹擴張研究關鍵詞共現圖譜

2.4 關鍵詞聚類及時間線分析

對關鍵詞進行聚類可以清晰的展示該領域的研究關注點。利用對數似然法（logarithmic likelihood method，LLR）對關鍵詞進行聚類，如圖5。

CNKI圖譜聚類模塊指數=0.692 4（＞0.3），聚類輪廓性指數=0.932（＞0.7），說明聚類是高效且顯著的。共7個聚類標簽，聚類序號越大，聚類中包含的關鍵詞越少，數字越小，聚類包含關鍵詞越多。各聚類間連線相互交錯，表明各聚類間緊密關聯。其中#1毛竹入侵，#2毛竹擴張，#3生物多樣性，#4控制措施，#5常綠闊葉林，這5個聚類間連線較多，說明這些研究間共被引用程度較高，可能存在一些共同研究問題或研究方法。

WOS圖譜聚類模塊指數=0.659 5，聚類輪廓性指數=0.844 6，說明聚類是高效且顯著的。聚類圖共11個標簽。其中#0竹子入侵，#1竹子，#2細根，#3莖流量方法，#4竹子入侵，#5核酮糖-1，#6森林退化，#7種子發芽，#8毛竹，#9驅動因素，#10葉片物候。除去#10，其他10個聚類間連線較多。

圖6 CNKI(A)和WOS(B)中毛竹擴張研究關鍵詞聚類

2.5 關鍵詞時間線

利用關鍵詞共線聚類圖中的聚類，繪制關鍵詞時間線，如圖7。CNKI時間線圖中聚類#0（化感作用）、聚類#1（毛竹入侵）、聚類#2（毛竹擴張）、聚類#4（控制措施），研究時間跨度長且發文量大，主要包括毛竹擴張土壤理化性質、微生物群落產生的影響[21]，毛竹擴張的機理機制研究[15]以及毛竹擴張采取相應的控制措施[28-29]，以上均為長期研究的方向。

在WOS數據庫中，第一篇以竹子入侵為主題的論文發表于1996年，主要為日本竹林入侵闊葉林的原因分析[8]，毛竹在日本有著悠久的歷史和文化背景，被廣泛用于建筑、制造和藝術等領域，因此日本對毛竹擴張問題重視，研究成果較為豐富。2009年國外對竹子擴張研究逐步深入，如毛竹入侵的驅動因素[30-31]、毛竹葉片及細根功能等入侵策略[32]及森林植物對毛竹擴張的響應[26]研究等。

2.6 關鍵詞突現分析

關鍵詞突現是指關鍵詞在短時間頻次顯著增加[33]，還能展示關鍵詞出現的起止年份以及突變強度，以此獲取研究熱點[34]。

利用CiteSpace對CNKI、WOS數據庫中文獻進行關鍵詞分析，得到25個關鍵詞，如圖8。CNKI中在2008年之前該領域研究主要圍繞植物多樣性、種間聯結、生態位、自然保護區等，此階段更趨向于竹子擴張對于森林植物多樣性的影響。2010年后更深入對毛竹擴張對杉木林、闊葉林的脅迫及化感作用等方面的研究。WOS中2013年后開始闊葉林向毛竹林的演替研究，2015年后研究毛竹擴張的驅動因素及森林生態系統對毛竹入侵的響應。雖然日本對毛竹擴張研究早于我國，但國內對于毛竹擴張領域研究深度及進展遠超國外。這些關鍵詞的變化不僅反映了學者們對毛竹擴張研究方向的關注點的變化，也反映了社會對毛竹擴張現象及森林生態系統保護的重視程度提高。

圖8 CNKI(A)和WOS(B)中毛竹擴張研究突現關鍵詞

3 結論與討論

利用CiteSpace對CNKI及WOS數據庫中1996—2023年發表的共280篇毛竹擴張相關文獻進行分析。發現國內外對毛竹擴張研究存在一定差異，國內外研究主要方向較相似但側重內容略有差異，國內側重于毛竹擴張的生態學機理機制，國外對毛竹擴張中竹子快速生長的分子學原理研究較為深入?？傮w而言，國外對于毛竹擴張領域研究起步早，但國內對該領域研究深度及進展遠超國外。

毛竹擴張文獻的年發文量總體呈現上升趨勢，研究機構多為科研院所及高校，各機構在該領域研究方向有所差異。江西農業大學著重于毛竹擴張的機制[2]及對闊葉林的影響[13]研究。浙江農林大學主要研究毛竹擴張對土壤養分及微生物的影響[21]。中國科學院主要研究毛竹擴張對微生物群落結構的影響[35]。機構內部之間合作比較緊密，但機構間的合作相對較少，在一定程度上限制了國內外在毛竹擴張方面的研究發展，因此各機構間在該領域的研究合作進一步加強，可以通過學術會議、合作項目來促進合作的發展。這樣可以促進不同研究機構之間的合作關系，推動學術研究的進步。WOS中相關文獻的研究團隊主要為國內團隊。徐秋芳、周國模及楊清培等核心作者在中文及英文期刊中都發表了較多文獻，這些作者的文獻發表數量和影響力，充分展示了他們在毛竹擴張領域的學術造詣和研究實力。從關鍵詞分析來看，毛竹擴張領域的研究相對集中，隨著時間發展該領域研究從關注毛竹擴張對森林生態系統物種多樣性的影響到毛竹入侵的驅動因素、入侵策略及各林分對毛竹入侵的響應。

研究表明毛竹擴張對森林生態系統會造成多方面的負面影響，毛竹竹竿會對臨近闊葉林造成機械損傷[8]，毛竹根系及凋落物具潛在化感作用，抑制種子萌發及周圍植物的根系伸長[9]，當竹林高度超過周圍植株時，會阻礙林下植物進行光合作用[36]，進而降低森林生物多樣性[37]，影響森林生態系統的穩定性[38]。因此深入探究毛竹擴張驅動因素、毛竹入侵的策略與機制、毛竹與森林植物的互作關系對于毛竹入侵的管控十分必要。由于竹子強大的無性繁殖能力，只對地面毛竹清除并不能取得良好效果，因此應針對竹子生理特性，進行多樣化的管控方式，物理手段如挖溝、灌水、采筍，化學方式如注射高濃度銨硝溶液，甚至生物阻隔等方式[39-40]，由此做到以最小的破壞性措施實現對毛竹擴張的管控。

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The Progress ofExpansion Researches Based on Bibliometrics

ZHOU Dezhong1, ZHOU Xiaofeng1, WANG Shaojian1, LIU Jun2, WANG Juan2, LI Yi2,3*

（1. Wugongshan Service Centre of Forest Development, Pingxiang, Jiangxi 337249, China; 2. Jiangxi Provincial Key Laboratory of Bamboo Germplasm Resources and Utilization, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 3. Jiangxi Academy of Forest Sciences, Nanchang 330013, China）

This study was conducted to summarize the research progress on the expansion ofby using CiteSpace bibliometrics software, so as to provide references for the protection of the forest ecosystemA total of 280 articles were included in the literature search based on CNKI and WOS databases, and the number of publications, publication institutions, authors, as well as keyword cooccurrence, clustering, and emergence, were visually analyzed.The annualnumber of published papers on the expansion ofshowed an increasing trend in general. The researches in this field started early in foreign countries, but the depth and progress of domestic researches in this field were far more than that of foreign countries. The research teams of related literature in WOS were mainly domestic teams. Researches at home and abroad mainly focused on the process and mechanism ofexpansion and its impacts on the forest ecosystem.The expansion ofhas many negative effects on the forest ecosystem. Only by deeply studying the expansion mechanism ofand its influences can the effective control be conducted.

expansion; CiteSpace; research progress; forest ecosystem; effective control

10.3969/j.issn.2095-3704.2023.04.77

S719

A

2095-3704（2023）04-0519-10

2023-07-23

2023-09-24

周德中（1968—），男，高級工程師，主要從事森林資源保護與利用研究，wgsfj7651@163.com；*通信作者：李怡，助理研究員，碩士，liyi6405379@163.com。

周德中, 周小楓, 王紹劍, 等. 基于文獻計量學的毛竹擴張研究現狀可視化分析[J]. 生物災害科學, 2023, 46(4): 519-528.