摘要:
冯俊义1，3 于 天1 马浩冉1 何沁航1 王继国2 马 倩2 黄占斌1*
1 中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院 北京 100083
2 北京嘉博文生物科技有限公司 北京 100015
3 武汉大学资源与环境科学学院 武汉 430079
摘 要：为了解国内外花卉栽培基质领域研究现状及应用动态，基于中国知网（CNKI）和Web of Science（WOS）数据库，检索2002—2021 年间国内外花卉栽培基质领域相关文献，采用文献计量法从多方面进行分析。结果表明，在花卉栽培基质领域，中文和英文发文类型以研究型论文为主，英文发文量高于中文；国际主要发文国家是美国、巴西和中国，美国在该领域影响力高，中国在该领域活跃度较高且整体发文量呈上升趋势；国内外基金资助项目位列首位的均是中国国家自然基金；国内外主要研究机构均为科研院校，国内外影响力位居前列的机构分别是北京林业大学和美国农业部；国内研究热点集中在无土栽培基质和花卉栽培技术方面，国外研究热点集中在花卉培育方法和效果评价方面，目前国内外研究均对花卉代用基质关注较多。代用基质在花卉栽培中的应用已成为当前研究的热点，对其进一步研究和实践应用将成为花卉栽培基质领域一个重要的研究方向。
关键词：花卉；栽培；基质；泥炭；文献计量分析
泥炭因其结构稳定、营养成分丰富、理化性状优良，仍是全球广泛使用的花木基质原料[1]，但由于泥炭成本高、资源有限、不可再生[2]，大量开采会破坏当地湿地的生态环境，全球很多富泥炭的国家开始限制泥炭的使用，目前寻找可替代泥炭的花卉代用基质，已受到花卉行业高度关注[3]。我国生物质资源丰富，主要由作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物、城市生活垃圾、工业废水、餐厨垃圾和边际性土地资源等组成[4]。大量研究表明，生物质作代用基质，对花卉生长状况和经济性的优化程度各有优势[5 ～9]，将对我国花卉栽培基质的应用提供重要的参考价值。我国在进一步研究中可以探索利用生物质资源作为代用基质的方法与技术，开发新型花卉代用基质以提高花卉栽培的环境友好性和生产效益。
为全面了解国内外花卉栽培基质研究现状，基于目前较权威的中国知网数据库（CNKI）和Web of Science（WOS）数据库，检索与花卉栽培基质高度相关的文献并从多角度进行分析。本文所采用的文献计量法是一种有效的数理统计分析方法，通过对花卉栽培基质领域的文献进行统计分析，揭示该领域研究的现状和前沿进展[10，11]，以期为该领域的研究者提供参考和指导。
为使所选文献具有代表性，中文和英文文献分别选自CNKI 和WOS 数据库中2002—2021 年间与花卉栽培基质高度相关的文献。其中，在CNKI中以主题词“花卉”和“基质”或“盆栽花卉栽培基质”进行检索，获相关文献1198 篇；在WOS中以公式TS=((growing media or substrates) and (pot f lower or ornamental plants))进行检索，获相关文献4796 篇。
基于检索结果，采用文献计量法从发文量、文献类型、研究热点、高被引论文、研究方向、研究机构和基金资助项目等方面进行分析；采用SPSS 26 软件处理数据、采用Origin 2021 软件绘图，采用VOSviewer 软件对文献进行热点分析。
2.1.1 年度发文量
年度发文量在一定程度上反映相关领域的受关注程度、研究动态和发展趋势等（图1）。
图1 2002—2021 年花卉栽培基质领域年度发文量
Fig.1 Annual publications in f loriculture substrate f ield from 2002 to 2021
如图1 所示，2002—2021 年，花卉栽培基质领域年度英文发文量高于中文，且英文整体呈现上升趋势，可知国际对该领域研究较多；中文发文量在2006 年前呈显著上升趋势，2006 年后增长趋势逐步减缓，2018 年后出现下降趋势。通过对英文文献的作者进行统计，发现中文发文量呈现下降趋势与中国在国际发文量逐年提高有关，这反映出国内该领域研究者倾向于国际期刊，注重国际学术交流，未来在国内该领域的学术交流有待加强。
2.1.2 国家发文量
国家发文量在一定程度上反映国家在相关领域内参与研究的情况和重视程度等。如表1 所示，2002—2021 年，花卉栽培基质领域发文量前五的国家依次是美国、巴西、中国、意大利和印度，其中美国发文量占比19.64%，巴西发文量占比6.94%，中国发文量占比6.50%，意大利发文量占比5.94%，印度发文量占比3.54%；总被引频次前五的国家依次是美国、中国、西班牙、巴西和日本，篇均被引频次前五的国家依次是西班牙、日本、德国、中国和印度，均大于10；H 指数前五的国家依次是美国、中国、西班牙、日本、德国。综合分析可知，美国在该领域的国际影响力和地位高。
表1 2002—2021 年花卉栽培基质领域发文量Top10 的国家
Tab.1 Top 10 countries of publications in f loriculture substrate f ield from 2002 to 2021
2.1.3 国家年度发文量
国家年度发文量反映该国在相关领域的活跃程度随时间变化情况（图2）。如图2 所示，在发文量前十的国家中，美国、巴西和中国在花卉栽培基质领域年度时间节点上发文量明显高于其他国家，说明这三国在国际活跃程度高；意大利和印度发文量整体上随时间变化处于缓慢上升趋势；西班牙、日本、韩国、德国、波兰整体波动不大，中国在2018 年之后年度发文量增速较其他国家快，说明中国加强了该领域的相关研究。
图2 2002—2021 年花卉栽培基质领域年度发文量Top10 的国家
Fig.2 Top 10 countries of annual publications in f loriculture substrate f ield from 2002 to 2021
由年度发文量、国家发文量和国家年度发文量分析可知：美国在该领域研究影响力处于国际领先地位，中国在该领域活跃程度较高，但国际影响力小，后续中国应加强学术交流，通过不断探究提高研究水平及国际影响力；其他国家在该领域有一定的参与，但是重视程度较低。
文献类型按照内容和形式不同汇总归类，便于相关领域研究者快速获取所需文献。如图3 和图4 所示，花卉栽培基质领域中文文献以学术期刊和学位论文为主，英文文献以研究型论文、专利及会议论文为主，中、英文研究文献类型虽略有差异，但均以研究型论文为主，其他类型为辅；英文会议论文高于中文会议论文，说明该领域中文学术交流会议较少，受社会关注度低，未来国内应提高学术交流。
图3 2002—2021 年CNKI 数据库花卉栽培基质领域文献类型
Fig.3 Types of literature in f loriculture substrate f ield in CNKI database from 2002 to 2021
图4 2002—2021 年WOS 数据库花卉栽培基质领域文献类型
Fig.4 Types of literature in f loriculture substrate f ield in WOS database from 2002 to 2021
研究热点的关键词出现频次表明其受关注的程度，可直观反映相关领域当前在国内外的研究重点和发展方向等[12]（图5、图6），图中圆点大小表示主题词出现频次高低，距离远近表示主题词之间关系强弱。
图5 2002—2021 年CNKI 数据库花卉栽培基质领域研究热点知识图谱
Fig.5 Knowledge map of research hotspots in f loriculture substrate f ield in CNKI database from 2002 to 2021
图6 2002—2021 年WOS 数据库花卉栽培基质领域研究热点知识图谱
Fig.6 Knowledge map of research hotspots in f loriculture substrate f ield in WOS database from 2002 to 2021
如图5 和图6 所示，国内外对该领域研究热点各有侧重；国内热点相对集中且相互之间关系密切，国外热点分布多个方面，彼此之间有一定联系。国内热点主要集中在无土栽培基质配比和花卉栽培实验方面，基质以各种废弃物转化利用后混合配比形成代用基质，实验对象以万寿菊、郁丁香和芍药为主，实验方法以组织培养和扦插繁殖为主。国外热点主要集中在研究方法和效果评价指标方面，其中研究方法以组织培养、生长素配比、幼苗培育为主，效果评价指标有基质容重、电导率和植物干重等。可见，当前国内外花卉栽培基质研究的热点集中在代用基质上，但在实际工程中应用较少，未来应积极实践探究，从而提高花卉生产效益。
高被引论文反映出相关领域代表性的研究方向与成果以及不同国家/地区科研水平（表2、表3）。
表2 2002—2021 年CNKI 数据库花卉栽培基质领域Top10 高被引论文
Tab.2 Top 10 highly cited papers in f loriculture substrate f ield in CNKI database from 2002 to 2021
表3 2002—2021 年WOS 数据库花卉栽培基质领域Top10 高被引论文
Tab.3 Top 10 highly cited papers in f loriculture substrate f ield in WOS database from 2002 to 2021
如表2 和表3 所示，国内花卉栽培基质领域中文高被引论文研究都集中在花卉代用基质方面，其中居首位的是刘庆超的《三种重要盆栽花卉的有机代用基质研究》，该文章系统总结了花卉无土栽培国内外研究现状与进展，并对代用基质理化特性评价方法归纳，探究了新几内亚凤仙、仙客来、一品红在代用基质中的生长适应性，后续对单一/混合基质展开对比，发现几种植物在代用基质中生长状况好于对照组，且成本低，来源充足，栽培效果好，可提高花卉生产效益，为工程实践应用提供了基础。国际英文高被引论文研究主题和国内中文相似，位列首位的是Graber, Ellen R.等的《Biochar impact on development and productivity of pepper and tomato grown in fertigated soilless media》，该文研究了在基质中添加不同含量的生物炭对胡椒和番茄的生长发育影响情况，发现其影响方式是生物炭刺激微生物种群向有益于植物生长发育环境的转变，并证明了低浓度生物炭可以刺激植物生长，高浓度则具有植物毒性。中国科学院学者Wu Kunlin 等的论文《Species during Pod Elongation in Pisum sativum and Brassica chinensis》总被引频次434，该文首次实现了濒危物种云南火焰兰在代用基质中的体外繁育与再引种，具有一定的创新性。分析表明，国内外研究主题均集中在花卉代用基质方面，未来应探究更多固体有机废弃物作代用基质用于花卉生产。
研究方向可反映不同学科在相关领域的关注程度和发展现状等（图7、图8）。
图7 2002—2021 年CNKI 数据库花卉栽培基质领域研究方向
Fig.7 Research direction of f loriculture substrate f ield in CNKI database from 2002 to 2021
图8 2002—2021 年WOS 数据库花卉栽培基质领域研究方向
Fig.8 Research direction of f loriculture substrate f ield in WOS database from 2002 to 2021
如图7 和图8 所示，国内花卉栽培基质领域前三的学科依次是园艺、农作物和环境科学与资源利用，分别占总量76.8%、5.2%和3.7%，国际该领域前三的学科依次是农业、植物科学和化学，分别占总量26.6%、19.7%和10.8%。结果表明，花卉栽培基质领域研究在国内和国际均涉及多个学科方向，国内学科分布侧重在生产实践方面，国外侧重基础理论与前沿探究。未来应在理论研究的基础上，提高花卉栽培基质在生产实践中的应用探究，尤其是将来源广泛的各类生活和农林废弃物转化作花卉代用基质方面，该研究方向可降低花卉栽培基质成本，提高生产效益，应用前景广阔。
研究机构信息反映从事相关领域研究的机构科研水平及影响力，为行业交流和技术合作等提供便利（表4、表5）。
表4 2002—2021 年CNKI 数据库花卉栽培基质领域发文量Top10 研究机构
Tab.4 Top 10 research institutions in f loriculture substrate in CNKI database from 2002 to 2021
表5 2002—2021 年WOS 数据库 花卉栽培基质领域发文量Top10 研究机构
Tab.5 Top 10 research institutions in f loriculture substrate f ield in WOS database from 2002 to 2021
如表4 和表5 所示，国内外花卉栽培基质领域Top10 研究机构发文量各占总量的20.55%和15.61%。国内研究机构由农业、林业大学和研究院所构成，这与研究方向的学科分布高度联系，其中发文量最多的机构是北京林业大学，占总量比5.93%，其总被引、篇均被引频次和总下载数均居Top10 机构首位，表明该机构在国内花卉栽培基质研究方面处于领先水平。国际研究机构多为美国各大科研院校，其中发文量最多的是美国农业部，占比3.63%，其总被引和H 指数位列Top10 机构首位，可知该机构研究水平及发文质量高；俄亥俄州立大学发文量较少，但其篇均被引频次排第一；分析结果表明，美国在该领域国际影响力较大，中国研究水平及国际影响力有待提高，中国后续应加强学术交流，通过不断探究以提高研究水平及国际影响力。
基金资助项目为学者创新性研究提供基础，也反映国家对相关领域的重视程度（图9、图10）。
图9 2002—2021 年CNKI 数据库花卉栽培基质领域Top10 基金资助项目
Fig.9 Top10 funded projects in f loriculture substrate f ield in CNKI database from 2002 to 2021
图10 2002—2021 年WOS 数据库花卉栽培基质领域Top10 基金资助项目
Fig.10 Top10 funded projects in f loriculture substrate f ield in WOS database from 2002 to 2021
如图9 和图10 所示，花卉栽培基质领域基金资助的中、英文发文量分别占总量的6.59%和9.69%；国内基金资助项目前五位分别是国家科技支撑计划、国家自然科学基金、北京市科技计划项目、水利部948 计划和浙江省科技计划。国际基金资助项目前五位分别是中国国家自然科学基金、美国农业部、巴西国家科学技术发展委员会、巴西高等教育人员改进协调会和欧盟委员会。结果表明，国家自然科学基金在国内外基金资助项目位于前列，资助力度大于他国，但花卉栽培基质领域总体受社会关注度较低，基金资助项目较少。
花卉栽培基质市场需求大，传统泥炭资源不足，供需紧张，随意开采破坏生态环境，选用价格低廉、来源充足的各类原材料，开展生物质废弃物用作花卉栽培代用基质探究，具有可观的生态环境效益和经济效益。基于对CNKI 数据库和WOS 数据库2002—2021 年花卉栽培基质领域文献分析，得出如下结论：
（1）国内和国际在花卉栽培基质领域的研究热度呈上升趋势。该研究领域的英文文献发文量高于中文；中、英文文献发文类型均以研究型文献为主，其他类型文献为辅；主要发文国家是美国、巴西和中国，美国在该领域影响力高；国内外基金资助项目居前列的均是中国国家自然基金；国内外主要研究机构均为科研院校。
（2）总发文量、总被引频次、篇均被引频次、H 指数和基金资助项目数量等表明美国、西班牙、日本和德国发文质量和研究水平处于国际领先地位，具有较高的国际竞争力和影响力，中国在该领域有较高的活跃程度且发文量呈上升趋势，但其国际影响力有待提高。
（3）国内研究主要集中在无土栽培基质配比和花卉栽培实验方面；国外研究主要集中在培育方法和效果评价方面；国内外高被引文章多次出现代用基质，花卉代用基质已成为当前该领域的研究热点，目前研究大多都停留在实验室探究阶段，工程实际应用较少。
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Bibliometric Analysis of Floriculture Substrate Based on CNKI and WOS Databases
