摘要：隨著經濟社會發展，非點源污染已經成為重要的污染來源，學術界對其研究亦已廣泛而深入，分析近 30 a 的非點源污染研究發展歷程，有助于探尋本領域的發展演化過程、研究主題分布、追蹤研究前沿。基于 Web of Science 核心數據庫，以 non - point source pollution or diffused pollution 為主題詞，采用文獻計量工具 CiteSpace 對檢索結果進行關鍵詞和文獻分析。通過繪制關鍵詞時區圖，揭示了不同時期研究的進展情況，并 繪制了非點源污染研究主題突現演化圖。經過對經典文獻時區圖的分析，深入挖掘了非點源污染研究內容的 演進過程，得到了非點源污染的知識結構圖，在此基礎上分析了國內外在非點源污染研究方面的熱點和探索 方向。結果表明: ① 國內在該領域的相關研究發展迅速，影響力不斷提升，但與國外仍存在差距; ② 在構建 人與自然和諧共生、良性循環的生態文明趨勢下，非點源污染防治體系必將是今后的研究熱點; ③ 隨著非點 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，非點源污染在定量分析和防治技 術方面更具創新性; ⑤ 經過前期幾十年的研究積累，研究逐漸從微觀的機理方面轉向宏觀系統治理方面。
關 鍵 詞：非點源污染; 文獻計量; CiteSpace; 生態文明
目前供人類賴以生存的淡水資源僅占全部地表水 的 0. 5% ，水資源嚴重短缺，但更大危機是水質，影響 水質最重要的因素之一是非點源污染 ( non - point source pollution，NPS) 又稱面源污染，據 20 世紀 90 年 代研究表明，全球約 30% ～ 50% 陸地面積受到非點源 污染的影響[1]。
西方發達國家中，如美國水體中總磷 ( TP) 、總氮( TN) 污染的 83% 是由非點源引起的，此外 丹麥、荷蘭、日本等國家的水體都深受非點源污染的影 響，我國太湖、巢湖、滇池等水體也受到非點源污染的 影響，非點源污染已成為緊迫的研究課題。國外非點 源污染研究始于 20 世紀 60 年代，1990 年之后逐漸成 為研究熱點，國內對非點源污染的研究起步較晚，但在 2010 年后呈現暴發增長之勢。
因非點源污染的特征， 國內外研究主要圍繞著污染現狀調查、負荷評價、成因、遷移機理、模擬評估以及防治管理等方面，目前非 點源污染趨向更為細化、學科交叉的方向。研究借助 陳超美博士開發的文獻計量分析工具 CiteSpace，繪制 相關知識圖譜探尋非點源污染自 1989 ～ 2018 年的研 究現狀及趨勢，揭示其發展演化過程及研究前沿。 科學知識圖譜是以知識域( knowledge domain) 為 對象，顯示科學知識的發展進程與結構關系的一種圖 像[2]。
CiteSpace 通過數據挖掘、信息分析、科學計量 和圖形繪制等方法將大量的文獻數據轉換為可視化知 識圖譜[3]，從而更為直觀地呈現研究領域的發展進程 和研究趨勢。關鍵詞代表文章的主題，尤其是高頻關 鍵詞直接反映了研究的熱點和方向[4]，因此對關鍵詞 做共現分析，進而做出關鍵詞時區圖，更能直觀地呈現 研究領域的熱點的發展過程。文獻共被引分析是最為廣泛的一種研究前沿的分析方法，其原理是通過計算 文獻之間的共現強度，構建網絡圖譜，其過程就是知識 進化的過程，是在前人知識基礎上的選擇、遺傳和變異 的過程，同時也是知識的生產、傳播和應用過程[5]。 在文獻共被引分析基礎上，通過文獻時區圖，更好地揭 示研究領域的知識基礎、前沿的演變。
1 數據來源與研究方法
1. 1 數據來源
本文數據來源于 Web of Science( 簡稱 WOS) 核心 合集數據庫。以 non - point source pollution or diffused pollution 作為主題檢索，檢索時間范圍為 1989 ～ 2018 年，檢索時間為 2019 年 4 月 11 日，共檢索出 4 871 條 結果，對數據去重、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 對數據集進行可視 化分析。CiteSpace 基于共引分析理論( Cocitation Analysis) 和尋徑網絡算法( Pathfinder Network Scaling， PFNET) 等將隱埋在大量文獻數據中的規律轉換成可 視化圖譜，以探尋某個學科領域的研究趨勢[2]。
在關鍵詞分析方面，繪制出關鍵詞的共現網絡，進 而得到關鍵詞時區視圖，從中揭示非點源污染研究領域過去及當前的研究熱點、趨勢，從時間維度直觀地展 現非點源污染研究領域的知識演進過程。 在對文獻分析方面，通過分析數據中的 CR 字段， 得到文獻時區圖，可以更好地展現非點源污染研究在 時間維度上的發展過程。同時作文獻共被引分析，得 到文獻共被引圖，從中例舉高被引文獻。
2 結果與分析
2. 1 非點源污染研究主題演進分析
關鍵詞是作者寫作主題的高度概括，對關鍵詞的 深度挖掘，有助于更深一步探尋該領域的研究主題。 通過 CiteSpace 制作非點源污染研究領域熱點關鍵詞 時區視圖，更能直觀地體現不同時期研究的熱點以及 研究主題的演化過程，揭示研究領域內在的知識聯系。 將 WOS 檢索結果導入 CiteSpace，設置時間閾值為 2， Node Types 設置為 Keyword，為使關鍵詞時區視圖更為 簡潔、清晰，節點閾值選取出現頻次最高的前 30 個節 點數據，可知非點源污染的研究主題演進路徑較為清 晰。根據研究主題的演進路徑，結合關鍵詞出現頻次 和中心度，整合出關鍵詞共現信息表，信息表選取出現頻次前 30 的關鍵詞。根據關鍵詞時區圖和 信息表，將非點源污染研究分成 4 個階段。
( 1) 早期階段( 1990 ～ 1995 年) 非點源污染研究 始于 20 世紀 70 年代，點源污染得到初步控制后，對非 點源污染產生的水環境危害逐漸開始重視。調查表 明: 當時美國有 60% 的水污染來源于非點源[6]; 丹麥 的河流中氮( Nitrogen) 負荷達 94% 、磷( Phosphorus) 負 荷達 52% ，荷蘭氮負荷遠超 60% 、磷負荷超 50%[7]; 我國巢湖、滇池、太湖非點源污染造成的水體富營養化 也相當嚴重，Ongley 等在對中國非點源污染進行評估 后，認為中國非點源對水污染總量的貢獻較高，氮為 81% 、磷為 93%[8]。在 1990 年前對非點源污染的研究關鍵詞較少，更多的是 實地采樣分析。
2. 2 非點源污染研究主題突現演進分析
CiteSpace 提供了突現技術，即某一關鍵詞在某一 時段內出現次數的突然增加，也意味著該關鍵詞所代 表的研究主題突然興起，成為熱點研究主題，通過研究 突現詞，可以挖掘某段時間內研究前沿趨勢的變化。 在關鍵詞時區視圖的基礎上，結合軟件突現檢測算法 整理出突現詞。
結合上述研究的 4 個階段，非 點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，研究發現氮( 1993 年) 、磷( 1993 年) 是非點 源污染的主要因素，通過實地采樣分析發現農業活動 ( 1996 年) 中的殺蟲劑( 1996 年) 含氮磷量較高，是氮、 磷的主要來源方向，農業活動、殺蟲劑成為當時研究熱 點。在基礎發展階段，研究發現非點源污染物會隨降 雨沖刷、流域徑流、地表溶出、土壤侵蝕滲透等方式發 生遷移，徑流( 1997 年) 、運移( 1998 年) 受到學者關 注。但運移規律復雜，受到多方面因素影響，如: 徑流 ( 1997 年) 、動力學( 1998 年) 、流域( 2001，2002 年) 等，涉及多學科交叉，新方法和新技術被廣泛應用于污 染物的遷移監測以及模擬，如 GI( 1999 年) 技術。蓬 勃發展期是研究的快速發展期，研究廣度和深度都較 為深入。
2. 3 非點源污染知識結構分析
文獻包含該領域中的相關知識，通過對經典文獻 的分析，能快速而深刻地揭示領域內的知識基礎，構建 該領域的知識結構，刻畫領域的研究發展脈絡。文獻 時區圖從時間維度直觀地表示知識的演進，清晰地展 示文獻間相互影響的程度[22]。將時間閾值設置為 1989 ～ 2018 年，時間切片( Slice) 為 2，在對象分析功能 面板上默認勾選標題( Title) 、摘要( Abstract) 、作者關 鍵詞( Author Keywords) 、節點類型( Node Types) 、選擇 文獻( Cited Reference) ，為使圖譜更為清晰簡潔，節點 閾值選擇頻次最高的 50 個節點數據，采用 MST 算法， 得到關鍵詞時區圖 。
3 結論與展望
本文以 Web of Science( 簡稱 WOS) 核心合集數據 庫作為數據來源，應用 CiteSpace 軟件研究并分析了非 點源污染發展路徑。非點源污染研究始于 20 世紀 70 年代，其研究始終以改善水質為核心，形成成因、運移 規律、受納水體負荷評價以及污染物的防治管理共同 構成了非點源污染研究的知識結構。早期階段( 1990～ 1995 年) 研究更多為實地采樣分析非點源污染的形 成成因及其對水環境的危害程度。
作為非點源污染主 要成因———農業活動所產生的氮和磷，是這一時期關 注的重點，對其的研究成果構成了非點源污染研究的 知識基礎。隨著研究深入，沉積物、硝酸鹽以及重金屬 也在某種程度上導致了非點源污染。在基礎發展階段 ( 1996 ～ 2001 年) ，這一時期是非點源污染研究的奠基 階段，對于受納水體的負荷評價與污染物運移規律、模 擬監測以及防治管理進行了深入地研究，獲得了豐碩 成果。農業活動、負荷評價、徑流、土壤成為這一時期 研究熱門。GI 也成為模擬監測應用的焦點技術，各種 負荷評價及監測模型應運而生。對于非點源污染的研 究，最終的落腳點便是污染的防治，污染物的防治管理 也成為當時研究的熱點主題之一。
美國農業部提出的 最佳管理實踐成為控制非點源污染的有效手段之一， 為此構建了完備的成本 - 效益數據庫，國內數據庫的 構架稍顯滯后。蓬勃發展期( 2002 ～ 2010 年) 是非點 源污染研究發展最為快速的階段，研究主題在廣度和 深度上都有較大發展，呈現學科交叉、精細化、定量化 的特點。水文學、氣象學、土壤學、計算機學、化學、地 理學、地質學等學科與非點源污染研究呈橫向交叉趨 勢。與 3S 技術的耦合使得監測、防治技術更為精準。
眾多國內學者進入到非點源污染研究領域，為國內非點源污染研究的迅速發展奠定了堅實的基礎。成長成 熟期( 2011 年至今) ，氣候變化、土壤退化、關鍵源區以 及防治政策成為非點源污染研究的重點。氣候變化引 起眾多學者的關注，這也將是今后研究的趨勢。 以人與自然、人與人、人與社會和諧共生、良性循 環、全面發展、持續繁榮為基本宗旨的社會形態已成為 人類共識。非點源污染研究仍將是今后研究的重點領 域，展望未來，其研究方向將呈現以下趨勢。
農業論文投稿刊物：情報科學特別注重追求理論精品，面向行業工作實際，不僅形成了求實創新的學術風格，成為同行之間進行學術研討和業務交流的理想園地，而且也是國內情報學、圖書館學領域影響較大的學術性期刊之一，在國內組織的圖書館學情報學核心期刊評定中名列前茅。同時，在有關專家、學者進行的引文分析中，《情報科學》在許多評價指標，如學科隸屬度、合著規模、平均引文量、引文時間分布、引文半衰期等方面在專業期刊中全文轉載率位于第五位。
( 1) 研究的廣度和深度更為深化。非點源污染全 過程機理復雜，影響因素眾多，故而在研究的深度方向 會更為深化。同時與其他學科的融合為其未來的研究 提供了新的思路和方法。 ( 2) 農業和農村非點源污染仍將是未來研究的主要方向。如今，傳統農業向現代化集約農業過渡，農業 和不合理的農村生活、生產活動仍是非點源污染物的主要來源方向，缺乏分類控制措施、基礎性研究工作不夠 等問題突出，因此生態文明背景下污染防治體系建設將 是農業和農村非點源污染的重點方向。
( 3) 城市非點源污染逐漸引起重視。隨著城市化 進程加快，城區人口密度大，不透水面積增加，城市非點 源污染已成為制約城市發展的重要因素，已引起重視。 ( 4) 氣候變化對于非點源污染影響研究將是今后研究的重要方向。氣溫和降水對于非點源污染有著顯 著影響，對污染物的遷移擴散起到重要作用，今后的非 點源污染研究，尤其是長時間序列的研究，氣候變化是 不可或缺的因素。
參考文獻：
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[6] USEPA. National water quality inventory [R]. Washin DC: USEPA， 1995.
作者：涂 小 強，傅 春
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