摘 要：論文利用文獻(xiàn)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(xiàn)，結(jié)果顯示國際土壤質(zhì)量研究熱點(diǎn)從有機(jī)質(zhì)及其組分對管理措施的響應(yīng)、微生物指標(biāo)敏感性、土壤質(zhì)量定義到土壤質(zhì)量評價方法、評價指標(biāo)和框架的完善，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用性不斷加強(qiáng)。
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(diǎn)。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(diǎn);(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(diǎn)進(jìn)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(jìn)社會經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(hù)都需要我們正確認(rèn)識土壤在環(huán)境中的作用，同時需要我們加強(qiáng)土壤質(zhì)量的研究。
進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代以來，國際上關(guān)于土壤質(zhì)量研究的文獻(xiàn)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(xiàn)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(biāo)、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(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)群，以文獻(xiàn)閱讀、總結(jié)歸納、定性探討為主要方法的傳統(tǒng)文獻(xiàn)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(jìn)行了文獻(xiàn)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(jìn)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(bǔ)了傳統(tǒng)文獻(xiàn)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(xiàn)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(zhǔn)確、便利和高效的特點(diǎn)，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(xiàn)細(xì)節(jié)，所以本研究依據(jù)Citespace V的分析結(jié)果，結(jié)合對文獻(xiàn)的批判性閱讀，進(jìn)一步系統(tǒng)梳理該領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)，從而分析國際土壤質(zhì)量研究熱點(diǎn)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(xiàn)共被引發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵文獻(xiàn)，進(jìn)一步通過文獻(xiàn)聚類分析，解讀土壤質(zhì)量研究主題的演進(jìn)規(guī)律及其驅(qū)動因素;結(jié)合文獻(xiàn)突現(xiàn)分析、關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析展現(xiàn)研究熱點(diǎn)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(diǎn)類型分別選擇被引文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞，文獻(xiàn)選取標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)類型為Article，共檢索出5 551 條文獻(xiàn)，每份文獻(xiàn)包括了標(biāo)題、作者、摘要、關(guān)鍵詞、參考文獻(xiàn)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?yàn)橥寥蕾|(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(dú)立又有機(jī)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(diǎn)與研究趨勢的探討。
2 國際土壤質(zhì)量研究概況
進(jìn)入20 世紀(jì)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(xiàn)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?fàn)顟B(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(jì)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(yán)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(jì)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(jìn)入21 世紀(jì)，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(jì)問題的有效工具。
3 國際土壤質(zhì)量研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢
一個研究領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻(xiàn)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(xiàn)發(fā)表時期的焦點(diǎn)主題，而研究熱點(diǎn)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(xiàn)的聚類分析進(jìn)行研究階段的劃分，以文獻(xiàn)和關(guān)鍵詞的突現(xiàn)展現(xiàn)研究熱點(diǎn)的變遷以及未來的發(fā)展趨勢。
3.1 關(guān)鍵文獻(xiàn)
以1 a 為時間切片，節(jié)點(diǎn)類型為參考文獻(xiàn)，選取Top 50 (被引量前50 篇文章) 繪制文獻(xiàn)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(xiàn)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(diǎn)，具有一定程度的理論創(chuàng)新。突現(xiàn)性較高的文獻(xiàn)是指在某一階段被引次數(shù)迅速上升的文獻(xiàn)，這類文獻(xiàn)可能會成為后來的中心文獻(xiàn)和研究熱點(diǎn)。本研究共探測出中心性在0.01 以上的文獻(xiàn)共204 篇，為突出關(guān)鍵文獻(xiàn)，截取中心性在0.03 以上的關(guān)鍵文獻(xiàn)共44 篇。所選取的這44 篇高中心性文獻(xiàn)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(xiàn)群中起到關(guān)鍵作用或具有轉(zhuǎn)折意義的文獻(xiàn)，是不同時期的基礎(chǔ)性、奠基性經(jīng)典文獻(xiàn)，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(diǎn)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(xiàn)(為避免文獻(xiàn)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(xiàn))。圖中紅色年輪代表突現(xiàn)性較大的關(guān)鍵文獻(xiàn)，由藍(lán)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(biāo)進(jìn)行了篩選，這對后來土壤質(zhì)量指標(biāo)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(rèn)為土壤有機(jī)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(jī)碳氮、輕組和顆粒有機(jī)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(biāo)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(yàn)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(kuò)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(biāo)準(zhǔn)，并強(qiáng)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(yàn)的重要性。以上文獻(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)、評價指標(biāo)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(xiàn)。
突現(xiàn)性反映了文獻(xiàn)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(xiàn)中有3 篇文獻(xiàn)的突現(xiàn)性顯著高于其他文獻(xiàn)。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(jìn)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(jìn)行了完善;Gil-sotres 等詳細(xì)論述了土壤質(zhì)量生物指標(biāo)的選取以及所面臨的問題，為未來利用土壤生物指標(biāo)評價土壤質(zhì)量提出了發(fā)展方向。
經(jīng)典文獻(xiàn)都密切關(guān)注了文獻(xiàn)發(fā)表時期該領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)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(xiàn)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(jī)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(biāo)尤其是生物學(xué)指標(biāo)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(jìn)
本研究中所認(rèn)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(xiàn)共被引的分析，將研究內(nèi)容相似的文獻(xiàn)進(jìn)行歸類并命名。通過對5 551 篇文獻(xiàn)進(jìn)行共被引分析，共獲取28 個聚類，如果聚類中文獻(xiàn)數(shù)量較少，則會影響其命名的準(zhǔn)確性，因此本研究選取文獻(xiàn)數(shù)量在30 篇以上的8 個聚類進(jìn)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(diǎn)聚集在可持續(xù)性(#8)、最小數(shù)據(jù)集(#3)、生物炭(#5) 上。
為進(jìn)一步揭示土壤質(zhì)量研究主題的時間演進(jìn)規(guī)律，本文分析了8 大聚類中的164 篇高中心性文獻(xiàn)(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(biāo)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(jì)90 年代末21 世紀(jì)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(diǎn)是如何定義土壤質(zhì)量。諸多學(xué)者圍繞其定義、指標(biāo)、評價框架進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)、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(biāo)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(diǎn)也因此深受發(fā)展中國家土壤質(zhì)量研究者的青睞。當(dāng)前，有機(jī)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(jìn)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(jì)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(hù)的雙重需求也促進(jìn)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(shí)，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(diǎn)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(xiàn)進(jìn)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(diǎn)(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(diǎn)的變遷。圖5 中冷色調(diào)(藍(lán)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(diǎn)的熱度越高。可以看出，土壤質(zhì)量研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)集中在有機(jī)質(zhì)、氮、微生物生物量、土壤管理、耕作(保護(hù)性耕作、免耕)、種植制度、碳匯、土地利用、土壤質(zhì)量指標(biāo)、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(diǎn)，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(diǎn)的熱度以及變遷規(guī)律(表3)。
1999 年以前，研究熱點(diǎn)主要是侵蝕、輪作制度、生物指標(biāo)等(表3)，而在1999 年以后一直到2011 年，土壤質(zhì)量研究熱點(diǎn)出現(xiàn)了快速的過渡，每一個研究熱點(diǎn)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(biāo)、評價框架以及評價方法之后進(jìn)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(biāo)和有機(jī)碳一直是該領(lǐng)域經(jīng)久不衰的研究熱點(diǎn)。
此外，土壤質(zhì)量早期的研究熱點(diǎn)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(jī)質(zhì)、團(tuán)聚體等。隨著研究的不斷深入，當(dāng)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(diǎn)，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(xiàn)、研究主題、關(guān)鍵詞突現(xiàn)的綜合分析，進(jìn)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(dá)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(dá)國家機(jī)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(jìn)，發(fā)展中國家對糧食安全和環(huán)境保護(hù)的訴求也愈加強(qiáng)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(jì)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(diǎn)
土壤修復(fù)起步于20 世紀(jì)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(jì)的高速發(fā)展和高強(qiáng)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(kuò)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(biāo)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(xì)小顆粒。多項(xiàng)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(jī)無機(jī)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(fù)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(yàn)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(rèn)為，跨世紀(jì)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(jì)的戰(zhàn)略目標(biāo)，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(yuǎn)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(jìn)有機(jī)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(jìn)而改變土壤中的養(yǎng)分利用和碳氮循環(huán)，加快有機(jī)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)。可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)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(dāng)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(yán)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(biāo)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(shí)際情況，應(yīng)制定相應(yīng)評價標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的評價指標(biāo)，對退化、污染的土壤采取有效恢復(fù)措施，加強(qiáng)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(shí)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(biāo)志性的經(jīng)典文獻(xiàn)，引發(fā)了大量學(xué)者關(guān)注，從而產(chǎn)生了新的研究點(diǎn)。依據(jù)Citespace V理論和分析結(jié)果，本文著重對文獻(xiàn)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(xiàn)進(jìn)行分析，綜合以上量化指標(biāo)，對該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)及其變遷進(jìn)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(jìn)行了分析。
國際土壤質(zhì)量研究熱點(diǎn)從有機(jī)質(zhì)及其組分對管理措施的響應(yīng)、微生物指標(biāo)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(biāo)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(hù)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(yán)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(diǎn);(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(diǎn);(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(diǎn)進(jìn)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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