摘 要:論文利用文獻計量學(xué)方法定量分析了土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域的科學(xué)文獻,結(jié)果顯示國際土壤質(zhì)量研究熱點從有機質(zhì)及其組分對管理措施的響應(yīng)、微生物指標敏感性、土壤質(zhì)量定義到土壤質(zhì)量評價方法、評價指標和框架的完善,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護中的應(yīng)用性不斷加強。
目前,土壤質(zhì)量的監(jiān)測及其對土壤修復(fù)、全球氣候變化的響應(yīng)是未來研究熱點。主要研究趨勢有:(1)發(fā)展中國家將在土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用;(2)土壤質(zhì)量對土壤修復(fù)、全球氣候變化的響應(yīng)以及應(yīng)對措施成為未來的研究重點;(3)可持續(xù)發(fā)展仍然是土壤質(zhì)量研究的主題,不同國家及地區(qū)應(yīng)根據(jù)自身特點進行土壤質(zhì)量評價、監(jiān)測、修復(fù)研究,制定法律,保障土壤管理的規(guī)范化和可持續(xù)化。
前 言
土壤是人類賴以生存與發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是植物生長發(fā)育的基質(zhì)。它為植物的健康生長提供水分、養(yǎng)分以及生物物質(zhì),為動物的生長生活提供棲息場所以及容納、降解、凈化污染物和維持生態(tài)平衡,在促進社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展等諸多功能方面都具有不可替代性。隨著工業(yè)化進程的不斷加快,人與土地之間的矛盾也不斷加劇,使得土壤質(zhì)量問題的研究受到全世界的廣泛關(guān)注。農(nóng)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境的保護都需要我們正確認識土壤在環(huán)境中的作用,同時需要我們加強土壤質(zhì)量的研究。
進入20 世紀90 年代以來,國際上關(guān)于土壤質(zhì)量研究的文獻大量涌現(xiàn),涉及的學(xué)科和內(nèi)容非常廣泛。目前針對土壤質(zhì)量相關(guān)文獻的綜述已有不少,其中國外學(xué)者就土壤質(zhì)量概念與應(yīng)用、評價指標、耕作、種植制度、作物殘茬管理對土壤質(zhì)量的影響等方面展開評述;國內(nèi)對土壤質(zhì)量研究綜述多集中在土壤質(zhì)量評價方法、指標、標準以及可持續(xù)土地管理方面。這些研究綜述的發(fā)表對國內(nèi)外學(xué)者了解以及推動土壤質(zhì)量研究發(fā)揮了重要作用。但是面對成千上萬的龐大文獻群,以文獻閱讀、總結(jié)歸納、定性探討為主要方法的傳統(tǒng)文獻綜述存在明顯的局限性,如Karlen 等、Sparrow 等、Sithole 等僅就土壤質(zhì)量的某個方面進行了文獻綜述,其參考價值的高低也取決于研究者本身的研究水平,無法客觀、全面地反映該領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)以及研究趨勢。因此,還需要采用更為科學(xué)的方法對以上問題做進一步的分析和探討。
目前,科學(xué)計量學(xué)與信息計量學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,為大數(shù)據(jù)可視化研究提供了可靠的途徑,同時也彌補了傳統(tǒng)文獻綜述的不足。由美國德雷賽爾大學(xué)陳超美教授于2004 年首次推出的基于Java 環(huán)境的引文網(wǎng)絡(luò)分析工具Citespace,主要用于科學(xué)文獻數(shù)據(jù)計量和分析、識別和顯示科學(xué)發(fā)展新趨勢和新動態(tài),并在分析和可視化共引網(wǎng)絡(luò)方面具有準確、便利和高效的特點,因此,本研究選取Citespace V作為主要分析軟件。但該軟件只能勾勒出研究領(lǐng)域的概況,無法提供更深入的文獻細節(jié),所以本研究依據(jù)Citespace V的分析結(jié)果,結(jié)合對文獻的批判性閱讀,進一步系統(tǒng)梳理該領(lǐng)域的研究文獻,從而分析國際土壤質(zhì)量研究熱點及研究趨勢,為未來土壤質(zhì)量研究提供一些借鑒和啟示。
1 數(shù)據(jù)與方法
1.1 研究思路
通過文獻共被引發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵文獻,進一步通過文獻聚類分析,解讀土壤質(zhì)量研究主題的演進規(guī)律及其驅(qū)動因素;結(jié)合文獻突現(xiàn)分析、關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析展現(xiàn)研究熱點的變遷,并發(fā)現(xiàn)未來的研究趨勢(圖 1)。在本研究中,Citespace V參數(shù)設(shè)置具體如下:時間段為1992—2016 年,以1 a 為時間切片,節(jié)點類型分別選擇被引文獻和關(guān)鍵詞,文獻選取標準為每個時間切片內(nèi)被引量前50 的文章,選擇尋徑剪枝方式。
1.2 數(shù)據(jù)獲取
本文所使用的數(shù)據(jù)來源于Web of Science (WOS) 核心數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)采集時間為2016 年8 月11 日,檢索條件為:主題為土壤質(zhì)量(Topic=soil quality),文獻類型為Article,共檢索出5 551 條文獻,每份文獻包括了標題、作者、摘要、關(guān)鍵詞、參考文獻等信息。在篩選主題詞時,本研究排除了土壤肥力(soil fertility) 和土壤健康(soil health) 兩個范疇相近的主題詞。因為土壤質(zhì)量是土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量和土壤健康質(zhì)量3 個既相對獨立又有機聯(lián)系組分的綜合集成,且土壤質(zhì)量的定義已超越了土壤肥力的概念,二者有聯(lián)系又有差別。土壤健康側(cè)重于土壤的描述性和定性特征,而土壤質(zhì)量注重土壤的分析性和數(shù)量化特征。因此,從土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域的發(fā)展出發(fā),以“soil quality”作為主題詞可以滿足研究熱點與研究趨勢的探討。
2 國際土壤質(zhì)量研究概況
進入20 世紀90 年代以來,國際上對土壤質(zhì)量的研究熱度不斷升高,相關(guān)文獻呈井噴式出現(xiàn)。國際土壤質(zhì)量研究年發(fā)文總量在1992—2008 年左右呈緩慢上升狀態(tài),2008 年之后呈現(xiàn)快速發(fā)展狀態(tài)[圖2(a)],而土壤質(zhì)量研究的兩個主要方向(WOS給出) 農(nóng)業(yè)方向和環(huán)境方向的關(guān)注度也在不斷升溫,土壤質(zhì)量研究相對更偏向農(nóng)業(yè)方向。非洲和澳洲的土壤質(zhì)量研究相對較少,北美則起步較早[圖2(b)],在20 世紀90 年代初開展了較多關(guān)于土壤質(zhì)量方面的研究,2005 年之后,歐洲對土壤質(zhì)量的關(guān)注度迅速升溫,這是由于歐洲面臨嚴重的土壤退化問題,北美地區(qū)則發(fā)展速度放緩。亞洲和南美洲在該領(lǐng)域的研究起步較晚,2008 年之后發(fā)展速度加快,其中以亞洲最為突出。中國、印度、巴西作為發(fā)展中國家在土壤質(zhì)量方面研究起步晚,但后期發(fā)展加快;美國起步較早,前期開展了大量研究,后期速度變緩;中國在土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域異軍突起,近幾年發(fā)文數(shù)量已超越美國[圖2(c)]。
土壤質(zhì)量與糧食安全、人類健康以及社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。以中國為首的發(fā)展中國家,人口眾多,土地資源緊張,一直受到環(huán)境問題和糧食問題的困擾,進入21 世紀,糧食問題與環(huán)境問題日益突出,引發(fā)了各國對土壤質(zhì)量的關(guān)注,致力于尋求一條可持續(xù)發(fā)展的道路。土壤質(zhì)量評價也被視為衡量環(huán)境質(zhì)量、糧食安全與經(jīng)濟問題的有效工具。
3 國際土壤質(zhì)量研究熱點及發(fā)展趨勢
一個研究領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻往往意味著該領(lǐng)域在理論上或概念上有重大突破和創(chuàng)新,反映了該文獻發(fā)表時期的焦點主題,而研究熱點是在一定時期被較多關(guān)注的研究主題。本文以關(guān)鍵文獻的聚類分析進行研究階段的劃分,以文獻和關(guān)鍵詞的突現(xiàn)展現(xiàn)研究熱點的變遷以及未來的發(fā)展趨勢。
3.1 關(guān)鍵文獻
以1 a 為時間切片,節(jié)點類型為參考文獻,選取Top 50 (被引量前50 篇文章) 繪制文獻共被引圖譜。引文年輪代表著某篇文章的引文歷史,年輪顏色代表相應(yīng)的引文時間,年輪厚度與相應(yīng)時間分區(qū)內(nèi)的引文數(shù)量成正比。中心度較高的文獻可能成為網(wǎng)絡(luò)中由一個時間段向另一個時間段過渡的關(guān)鍵點,具有一定程度的理論創(chuàng)新。突現(xiàn)性較高的文獻是指在某一階段被引次數(shù)迅速上升的文獻,這類文獻可能會成為后來的中心文獻和研究熱點。本研究共探測出中心性在0.01 以上的文獻共204 篇,為突出關(guān)鍵文獻,截取中心性在0.03 以上的關(guān)鍵文獻共44 篇。所選取的這44 篇高中心性文獻的被引頻次和突現(xiàn)性均較大,它們是土壤質(zhì)量研究文獻群中起到關(guān)鍵作用或具有轉(zhuǎn)折意義的文獻,是不同時期的基礎(chǔ)性、奠基性經(jīng)典文獻,對該領(lǐng)域?qū)W術(shù)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。圖3 中,共被引頻次較高、中心度較大的節(jié)點年輪較大,是引發(fā)大量學(xué)者關(guān)注或發(fā)生研究轉(zhuǎn)向的文獻(為避免文獻較多而造成的文字疊加,本圖僅列出共被引量大于17 的文獻)。圖中紅色年輪代表突現(xiàn)性較大的關(guān)鍵文獻,由藍色區(qū)域到紅色區(qū)域分別代表了1992—2016 年的研究時段。
首先從中心性上來看(表 1、表 2),最大的5 篇文章作者(中心性大于0.1) 分別是J. J. Brejda、E. G. Gregorich、D. L. Karlen、T. O. West、M. A. Arshad,中心性分別為0.24、0.21、0.11、0.11、0.10。Brejda 等應(yīng)用因子分析、判別分析等統(tǒng)計方法在區(qū)域尺度上對土壤質(zhì)量指標進行了篩選,這對后來土壤質(zhì)量指標的選取、土壤質(zhì)量的大尺度監(jiān)測提供了新的客觀科學(xué)的思路。Gregorich 等認為土壤有機質(zhì)是由多種屬性構(gòu)成的而非一個簡單的整體,這些屬性包括全量有機碳氮、輕組和顆粒有機碳、礦化碳和氮、微生物生物量、土壤碳水化合物、酶,這些敏感指標的提出為后期廣泛研究農(nóng)業(yè)管理措施的科學(xué)性和可持續(xù)性提供了一個新的途徑。Karlen 等在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,重新闡釋了土壤質(zhì)量的概念,將生物生產(chǎn)、環(huán)境質(zhì)量、人類和動物健康納入了土壤質(zhì)量體系,這也擴展了土壤質(zhì)量的內(nèi)涵性、包容性和科學(xué)性,與人文社會聯(lián)系更緊密。West 等則引發(fā)了人們對農(nóng)業(yè)固碳的關(guān)注。Arshad 呼吁建立一套土壤質(zhì)量評價標準,并強調(diào)不同農(nóng)業(yè)系統(tǒng)及其交互作用、土壤質(zhì)量監(jiān)測及其方法、建立長期試驗的重要性。以上文獻發(fā)表較早,處于全球土壤退化意識覺醒時期,完善了土壤質(zhì)量概念、評價標準、評價指標的科學(xué)選取及農(nóng)業(yè)管理措施的可持續(xù)性評價,所以成為該領(lǐng)域的重要文獻。
突現(xiàn)性反映了文獻在一定時期被引頻次的增長情況,突現(xiàn)性越大,說明被引頻次增長越快。44 篇文獻中有3 篇文獻的突現(xiàn)性顯著高于其他文獻。Doran 等(突現(xiàn)性40.57) 第一次將土壤質(zhì)量比較系統(tǒng)地展現(xiàn)在人們眼前,并分別就其概念、評價框架、應(yīng)用以及生物重要性進行了系統(tǒng)的論述,這在土壤質(zhì)量概念還不被廣泛接受的時期極大地推動了該領(lǐng)域的發(fā)展。而Karlen 等又在此基礎(chǔ)上將土壤質(zhì)量進行了完善;Gil-sotres 等詳細論述了土壤質(zhì)量生物指標的選取以及所面臨的問題,為未來利用土壤生物指標評價土壤質(zhì)量提出了發(fā)展方向。
經(jīng)典文獻都密切關(guān)注了文獻發(fā)表時期該領(lǐng)域發(fā)展的熱點問題,因其較高的社會關(guān)注度、創(chuàng)新性和系統(tǒng)性,從而引發(fā)其他學(xué)者大量引用。通過對44 篇經(jīng)典文獻內(nèi)容的分析,2000 年以前多關(guān)注農(nóng)業(yè)管理措施對有機質(zhì)的影響和土壤質(zhì)量的概念,2000 年以后,對土壤質(zhì)量評價方法、評價指標尤其是生物學(xué)指標的研究不斷興起,更多地注重土壤質(zhì)量在農(nóng)業(yè)和環(huán)境方面的應(yīng)用,2008 年以來,關(guān)于土壤質(zhì)量與全球氣候變化、土壤修復(fù)的關(guān)系研究受到更多學(xué)者關(guān)注。從整個過程來看,土壤質(zhì)量從概念的產(chǎn)生到廣泛的應(yīng)用,一直圍繞農(nóng)業(yè)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,這也是人類可持續(xù)發(fā)展的主題之一。
3.2 研究主題及其演進
本研究中所認為的“研究主題”是指在一定時段內(nèi),眾多學(xué)者探討和解決的中心問題,Citespace V通過對文獻共被引的分析,將研究內(nèi)容相似的文獻進行歸類并命名。通過對5 551 篇文獻進行共被引分析,共獲取28 個聚類,如果聚類中文獻數(shù)量較少,則會影響其命名的準確性,因此本研究選取文獻數(shù)量在30 篇以上的8 個聚類進一步分析,聚類的時間分布和命名見圖 4。通過圖4 可以發(fā)現(xiàn),研究早期(2000 年以前) 主題較為分散,主要集中在土壤管理(#4)、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(#7)、微生物生物量(#6)、土壤質(zhì)量概念(#1) 等方面,2000 年以來,環(huán)境監(jiān)測(#2)、碳匯(#0) 研究最多,另外近幾年焦點聚集在可持續(xù)性(#8)、最小數(shù)據(jù)集(#3)、生物炭(#5) 上。
為進一步揭示土壤質(zhì)量研究主題的時間演進規(guī)律,本文分析了8 大聚類中的164 篇高中心性文獻(中心性>0.01)。早期研究較多的是翻耕、輪作、施肥等對土壤碳、氮及其組分的影響,同時探索以微生物為中心的敏感指標對不同管理措施以及環(huán)境的響應(yīng),這些工作為土壤質(zhì)量概念的產(chǎn)生和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。到20 世紀90 年代末21 世紀初,土壤質(zhì)量已經(jīng)在土壤學(xué)界引起了較大的關(guān)注,而此時的焦點是如何定義土壤質(zhì)量。諸多學(xué)者圍繞其定義、指標、評價框架進行了深入的討論。目前較為廣泛接受的是Doran 等提出的:在生態(tài)系統(tǒng)邊界范圍內(nèi)保持作物生產(chǎn)力、維持環(huán)境質(zhì)量、促進動植物健康的能力。隨著研究的不斷深入,對土壤質(zhì)量評價標準、方法等的研究越來越多,同時也開始注重土壤質(zhì)量在農(nóng)業(yè)和環(huán)境中的應(yīng)用。不同尺度的土壤質(zhì)量評價在全球范圍內(nèi)開展。
此外,最小數(shù)據(jù)集作為土壤質(zhì)量評價的最優(yōu)指標在土壤質(zhì)量評價及監(jiān)測工作中廣泛應(yīng)用。最小數(shù)據(jù)集所具有的低成本、高效率的特點也因此深受發(fā)展中國家土壤質(zhì)量研究者的青睞。當前,有機農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)固碳在全球氣候變化中的作用受到廣泛關(guān)注,同時,以生物炭為主的土壤修復(fù)與土壤質(zhì)量的關(guān)系研究迅速興起。
上述主題演進的原因,一是由于人類的發(fā)展具有階段性和動態(tài)性,受科技水平和國家間不同的農(nóng)業(yè)和環(huán)境管理理念以及對生產(chǎn)力不同需求的制約,對土壤質(zhì)量的理解、關(guān)注程度也有所不同。二是由于20 世紀90 年代初,全球氣候變化和人類活動影響加劇,可持續(xù)發(fā)展成為眾多學(xué)科的研究主題。同時,以中國為代表的眾多發(fā)展中國家對糧食安全以及環(huán)境保護的雙重需求也促進了土壤質(zhì)量的發(fā)展。三是由于全球一體化的升級,各國學(xué)者之間的交流日益頻繁,使土壤學(xué)全球化研究成為現(xiàn)實,不同學(xué)科學(xué)者的加入也讓更多的視角豐富了土壤質(zhì)量的內(nèi)涵,使得土壤質(zhì)量研究的學(xué)科體系不斷完善,科學(xué)問題不斷深入。
3.3 研究熱點及其變遷
關(guān)鍵詞是論文內(nèi)容的提示符,是一篇文章的核心和精髓,也是對文章主題的高度概括和集中描述。利用VOSviewer軟件對5 551 篇文獻進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)密度圖的繪制,可以清晰地看出土壤質(zhì)量領(lǐng)域的研究熱點(圖5),通過Citespace V繪制關(guān)鍵詞突現(xiàn)表(表 3) 可以展現(xiàn)不同階段土壤質(zhì)量研究熱點的變遷。圖5 中冷色調(diào)(藍色) 到暖色調(diào)(紅色) 代表關(guān)鍵詞共現(xiàn)的頻次越來越高,即研究熱點的熱度越高。可以看出,土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域的熱點集中在有機質(zhì)、氮、微生物生物量、土壤管理、耕作(保護性耕作、免耕)、種植制度、碳匯、土地利用、土壤質(zhì)量指標、生物多樣性、重金屬、土壤修復(fù)、酶活性、產(chǎn)量等。關(guān)鍵詞共現(xiàn)密度圖只能定性地展現(xiàn)土壤質(zhì)量研究熱點,無法體現(xiàn)其時間變化規(guī)律,而關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析則可以定量地表示出不同研究熱點的熱度以及變遷規(guī)律(表3)。
1999 年以前,研究熱點主要是侵蝕、輪作制度、生物指標等(表3),而在1999 年以后一直到2011 年,土壤質(zhì)量研究熱點出現(xiàn)了快速的過渡,每一個研究熱點的持續(xù)時間相對比較短,這表明,土壤質(zhì)量在明確了其定義、評價指標、評價框架以及評價方法之后進入了一個快速發(fā)展階段。由每一階段的突現(xiàn)關(guān)鍵詞可以看出,土壤質(zhì)量生物指標和有機碳一直是該領(lǐng)域經(jīng)久不衰的研究熱點。
此外,土壤質(zhì)量早期的研究熱點主要集中農(nóng)業(yè)方面,且多描述單個土壤性質(zhì),例如有機質(zhì)、團聚體等。隨著研究的不斷深入,當前涌現(xiàn)出土壤修復(fù)、碳匯、最小數(shù)據(jù)集、土地利用變化、森林、群落等一些研究熱點,這也體現(xiàn)出土壤質(zhì)量的研究開始傾向于環(huán)境方面。
3.4 土壤質(zhì)量研究趨勢
通過對關(guān)鍵文獻、研究主題、關(guān)鍵詞突現(xiàn)的綜合分析,進行歸納總結(jié),可以發(fā)現(xiàn)土壤質(zhì)量目前呈現(xiàn)以下幾個主要的研究趨勢。
3.4.1 農(nóng)業(yè)是土壤質(zhì)量研究永恒的主題,發(fā)展中國家將在土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用
相對于發(fā)達國家,發(fā)展中國家人口眾多,人均資源匱乏,農(nóng)業(yè)管理也呈現(xiàn)農(nóng)戶個體經(jīng)營零碎化,管理方式不一致。而發(fā)達國家機械化大規(guī)模操作,使得農(nóng)業(yè)的管理趨于一致。從近幾年土壤質(zhì)量的研究趨勢來看,發(fā)展中國家尤其是中國在其中所占的比例日益增大。隨著全球一體化的快速推進,發(fā)展中國家對糧食安全和環(huán)境保護的訴求也愈加強烈。第十八屆國際土壤學(xué)大會指出,將來有兩個主要趨勢:在食物匱乏的國家,只要這種匱乏還存在,土壤科學(xué)主要就將致力于解決土壤肥力問題。不幸的是,這種威脅在非洲、亞洲和中南美洲都不斷增長。土壤質(zhì)量作為環(huán)境質(zhì)量、糧食安全與經(jīng)濟問題的紐帶,迎合了發(fā)展中國家的需求。
3.4.2 土壤質(zhì)量對土壤修復(fù)的響應(yīng)將成為研究重點
土壤修復(fù)起步于20 世紀70 年代后期,是以消除污染毒害并恢復(fù)土壤功能為宗旨的一個研究方向。近20 a 來,隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和高強度的人類活動,我國因污染退化的土壤數(shù)量與日俱增、范圍不斷擴大,土壤質(zhì)量惡化加劇,土壤污染已成為我國乃至全球性土壤退化的主要形式之一。2016 年5 月28 日,國務(wù)院正式印發(fā)《土壤污染防治行動計劃》,即“土十條”,這也標志著我國政府對土壤污染及修復(fù)的高度重視,是我國土壤修復(fù)領(lǐng)域的里程碑。
近年來,除了傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物修復(fù)法之外,生物炭的應(yīng)用也已經(jīng)逐漸發(fā)展到土壤修復(fù)等環(huán)保領(lǐng)域。生物炭是生物質(zhì)在缺氧或無氧條件下,以相對較低的溫度熱解所產(chǎn)生的一種富含碳元素的、多孔的細小顆粒。多項研究表明,生物炭可以通過降低土壤酸度,提高植物養(yǎng)分的有效性和陽離子交換量、吸附重金屬、固定土壤中的有機無機有毒化合物,從而改善和提高土壤質(zhì)量。然而,也有研究證明,生物炭對土壤質(zhì)量、作物產(chǎn)量等具有負面效應(yīng)。因此,針對目前生物炭在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用中的多種不確定性,Mukherjee 等指出,在短期內(nèi),依賴室內(nèi)試驗等手段將生物炭應(yīng)用于土壤修復(fù),這種研究是不確定和矛盾的,盡管生物炭具有減緩多種環(huán)境問題的潛力,但在廣泛推廣前,應(yīng)對其生產(chǎn)工藝、成本效益等具有充分的了解。
3.4.3 全球土壤變化是未來土壤質(zhì)量研究的趨勢
不少土壤學(xué)家認為,跨世紀的全球戰(zhàn)略任務(wù)是解決全球及地區(qū)性環(huán)境及其質(zhì)量問題。從土壤學(xué)角度看,跨世紀的戰(zhàn)略目標,除研究土壤自身基本性質(zhì)及其發(fā)生規(guī)律外,主要是研究土壤及環(huán)境質(zhì)量問題,這其中就包括土壤全球變化與環(huán)境。全球土壤變化作為全球變化的重要組成部分,其研究的最終目的是提高對全球變化的預(yù)測能力,為長遠的土壤管理與規(guī)劃的宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)。氣候變暖是全球變化的主要特征,溫暖干旱的氣候會導(dǎo)致蒸發(fā)能力增大,土壤含水量降低,孔隙度變大,促進有機碳的礦化分解,同時氣候變暖通過影響土壤微生物活動和生物量,進而改變土壤中的養(yǎng)分利用和碳氮循環(huán),加快有機質(zhì)分解及氮的流失,導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降。與其他土壤區(qū)域性問題相比,例如鹽堿化、重金屬污染等,氣候變化對土壤質(zhì)量的影響是大范圍的。
以我國為例,氣候變暖使我國西南地區(qū)水土流失加重,土壤肥力損失較大,土地質(zhì)量明顯下降。在東北地區(qū),降雨變率增大,極端降雨事件頻發(fā),盡管如此,土壤濕度卻呈減小趨勢,干旱導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)鹽漬化和荒漠化現(xiàn)象。由此可以看出,研究全球變化對土壤質(zhì)量、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響迫在眉睫,這也引起了全球范圍內(nèi)土壤學(xué)家的高度重視。
3.4.4 可持續(xù)發(fā)展仍然是土壤質(zhì)量研究的基本思想
在全球尺度上,威脅自然資源與生命支持系統(tǒng)可持續(xù)性的關(guān)鍵問題是土壤退化、水資源匱乏與污染、生物多樣性減少,這些問題都與土壤質(zhì)量密切相關(guān)??沙掷m(xù)發(fā)展是當今國際社會共同關(guān)注的重大課題,而可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)是農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
當前,由于耕作、灌溉、施肥、農(nóng)藥、地膜覆蓋、秸稈管理等農(nóng)作措施還存在很多的不科學(xué)性,嚴重阻礙了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。土壤質(zhì)量是衡量可持續(xù)性的標尺,可持續(xù)性的關(guān)鍵在于土壤質(zhì)量的提高和維持。針對不同國家和地區(qū)的實際情況,應(yīng)制定相應(yīng)評價標準,選擇合適的評價指標,對退化、污染的土壤采取有效恢復(fù)措施,加強土壤質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測。各個國家也應(yīng)制定相應(yīng)的土壤質(zhì)量管理政策、法規(guī),實現(xiàn)土壤管理的規(guī)范化和可持續(xù)化。
4 結(jié) 語
土壤質(zhì)量概念的產(chǎn)生與發(fā)展有著深刻的時代背景和需求。人類發(fā)展的階段性和動態(tài)性、全球氣候變化與人類活動影響的加劇、學(xué)科的不斷交融是決定土壤質(zhì)量主題演變的主要因素。土壤質(zhì)量在20 多年的發(fā)展階段中,涌現(xiàn)了一些標志性的經(jīng)典文獻,引發(fā)了大量學(xué)者關(guān)注,從而產(chǎn)生了新的研究點。依據(jù)Citespace V理論和分析結(jié)果,本文著重對文獻中心性高于0.03、突現(xiàn)性高于4、共被引頻次大于30 的關(guān)鍵文獻進行分析,綜合以上量化指標,對該領(lǐng)域研究熱點及其變遷進行了解析。在研究趨勢方面,截取突現(xiàn)性大于4,開始年份為2011年,結(jié)束年份為2016年的關(guān)鍵詞進行了分析。
國際土壤質(zhì)量研究熱點從有機質(zhì)及其組分對管理措施的響應(yīng)、微生物指標的敏感性、土壤質(zhì)量的定義到土壤質(zhì)量評價方法、評價指標和框架的完善,從理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`,將土壤質(zhì)量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護中。近年來,土壤質(zhì)量的監(jiān)測及其對土壤修復(fù)、全球氣候變化的響應(yīng)引發(fā)大量學(xué)者關(guān)注。在發(fā)展過程中,土壤質(zhì)量由農(nóng)業(yè)開始向環(huán)境方向滲透。
國際土壤質(zhì)量研究目前呈現(xiàn)4 個趨勢:(1)發(fā)展中國家將在土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用,這與發(fā)展中國家的發(fā)展需求和國內(nèi)嚴峻形勢有關(guān);(2)土壤質(zhì)量對土壤修復(fù)的響應(yīng)將成為重點;(3)土壤質(zhì)量對全球氣候變化的響應(yīng)以及應(yīng)對措施成為未來的一個研究重點;(4)可持續(xù)發(fā)展仍然是土壤質(zhì)量研究的主題,不同國家及地區(qū)應(yīng)根據(jù)自身特點進行土壤質(zhì)量的評價、監(jiān)測、修復(fù)研究,制定法律、法規(guī),保障土壤管理的規(guī)范化和可持續(xù)化。
來源:固廢觀察
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