基于文献计量学的苎麻研究热点与趋势分析

高帅帅，赵信林，邱化蛟，张丽丽

(1.湖南省微生物研究院，湖南 长沙 410009；2.中国农业科学院麻类研究所，湖南 长沙 410205；3.张家口市农业科学院，河北 张家口 075000)

苎麻(Boehmeria nivea L.Gaudich)为荨麻科多年生草本植物，是最重要的天然纤维作物之一[1-2]。苎麻又称“中国草”，广泛种植于中国、印度以及其他一些东南亚和太平洋沿岸国家[3-4]。苎麻在中国已有5000多年的栽培历史，其种植面积和纤维产量仅次于棉花。苎麻纤维具有许多优良特性，如质地平滑、纤维长度大、强度优异等[5-7]，在重轻工业中均有应用[3，8-10]。然而，苎麻产品主要依赖的国际市场需求不稳，加之化纤、棉花产业的冲击和苎麻自身生产加工技术存在瓶颈，苎麻种植和收获机械化水平远不能和玉米、小麦等大宗作物相比，麻农收益难以保证，苎麻种植面积下降，苎麻产业日益萎缩[11-12]。虽然苎麻不再具有“战略物资”的使命，但是作为传统优势作物，在工、农、医疗，乃至水土保持、植物修复领域仍然发挥着重要作用[10，13-15]。了解苎麻相关研究的历史更替和研究现状，探讨苎麻研究热点与趋势对振兴苎麻产业具有积极的意义。然而，目前在苎麻方面的系统综述还比较少。因此，本文拟利用中国知网和“Web of Science”数据库，对苎麻相关文献进行系统分析，探讨苎麻研究热点和发展趋势，为苎麻后续研究提供思路。

CiteSpace是由美国Drexel大学陈超美教授基于Java语言开发的一款免费的信息可视化文献计量软件，可用于分析科学文献中蕴含的潜在知识，该软件借助可视化分析生成可视化图谱，直观地呈现出各信息之间的关系，从而多元、分时、动态的揭示该领域的研究热点、发展趋势、核心作者及研究机构等[16-17]。因此，本文将利用文献计量学方法，结合CiteSpace这一引文可视化分析软件，对2000—2022年国内开展的苎麻相关研究(中国知网和“Web of Science”已经公开发表的科技论文)进行深入分析，以期通过本研究了解苎麻相关研究的历史更替和研究现状，探讨苎麻研究热点与趋势，为助力和振兴苎麻产业提供建设性思路和建议。

1 材料与方法

1.1 搜索条件设置

参考已发表文献中的方法进行文献搜集[18]，具体操作和设置细节有所变化。首先，以“中国知网”(CNKI)为数据源，搜索主题词中包含“苎麻”一词的文章，设定期刊出版年限为2010—2022，将文献来源设置为“核心期刊”，进行搜索(搜索日期为2022-05-20)。通过设置以上搜索条件，最终获得符合要求的文献记录809条。

然后，以“Web of Science”(WoS)为数据源，将文献来源设置为“Web of Science Core Collection”，设定搜索主题词为“ramie”或“Boehmeria nivea”或“Boehmeria nivea L.”，设定出版年限为2010-01-01至2022-05-20，语言种类设定为“not Chinese”，文献类型设定为“Articles”进行搜索(搜索日期为2022-05-20)。通过设置以上搜索条件，对检索结果进行分析，发现存在主题词“Roboticassisted minimally invasive esophagectomy”“Robot-assisted minimally invasive esophagectomy”“Robot”等的干扰，故在前述搜索结果中进行筛选和删除，最终获得符合要求的文献记录889条。

1.2 数据处理与分析

将在CNKI上搜索到的目标文献记录809条导出为“Refworks”格式，再用CiteSpace自带的数据处理方法将文件转换为CiteSpace可进行可视化的数据格式，然后按照需要对处理好的数据进行可视化处理。将在WoS上搜索到的目标文献记录889条导出为“Plain Text File”格式，记录内容为“Full Record and Cited References”，用CiteSpace软件对导出文件进行“去重”处理，然后利用软件进行可视化分析。由于数据来源不同，数据格式存在较大差异，因此，对两种数据来源使用CiteSpace软件进行分别分析。

文中图片采用Origin 2022和CiteSpace 6.1.R2软件绘制。

2 结果与讨论

2.1 年度发文量分析

对两个数据库搜索到的研究论文进行发文量分析，结果见图1。结果显示，2010—2021年中文核心论文的发文量表现出随年序的波动性:2010和2011年，发文量处于最高值，2013—2021年发文量呈下降趋势。与中文论文类似，外文论文也存在年际波动性，与2010年相比，外文论文发文量在2011年和2012年出现较大下降(分别仅有36篇和19篇)，2014年开始发文量缓慢上升，2021年共有108篇与苎麻主题相关的论文。由于检索日期为2022年5月20日，没有对2022年发文量进行分析。对外文论文引用量进行分析，发现论文引用量从2010年开始逐渐增加，从2010年的13次增加至2021年的3036次。

图1 2010年以来与苎麻相关的核心论文发表情况Fig.1 Core collections of papers relatedto ramie since 2010

研究论文发表量以及相关研究论文的引用量在某种程度上反映着某种事物在现实生产或生活中的重要程度。从发文总量(CNKI和WoS之和)来看，年度发文量在2012年达到低谷，说明苎麻可能在2012年前后经历过一段冷落期。但在2012年之后，发文量缓慢波动增加，且引用量持续快速增长，表明苎麻再次受到重视，相关研究增加。

2.2 从事苎麻研究的主要国家或地区、单位、学者以及苎麻相关论文主要发表的期刊

2.2.1 基于中文核心期刊文献的分析

自2010年以来，关于苎麻研究方面中文核心论文发文量排名前十的单位为中国农业科学院麻类研究所(中麻所，89)、湖南农业大学(88)、东华大学(61)、武汉纺织大学(43)、天津工业大学(28)、西安工程大学(27)、中南林业科技大学(13)、中国农业农村部南京农业机械化研究所(12)、湖南人文科技学院(11)、四川大学(11)，在很大程度上说明国内这10家单位对苎麻研究比较重视，尤其是中国农业科学院麻类研究所和湖南农业大学两家单位的发文量遥遥领先，这与苎麻是湖南的特色产业密切相关。对学者发文量进行统计，排名前十的为揭雨成(湖南农业大学)、邢虎成(湖南农业大学)、郁崇文(东华大学)、王延周(中麻所)、佘伟(湖南农业大学)、崔国贤(湖南农业大学)、喻春明(中麻所)、戴求仲(中麻所)、熊和平(中麻所)和王春红(天津工业大学)。而在中文核心期刊中，论文发文量排前十的依次为《上海纺织科技》《纺织学报》《印染》《毛纺科技》《棉纺织技术》《植物遗传资源学报》《工程塑料应用》《湖南农业大学学报(自然科学版)》《纺织导报》和《作物学报》。

2.2.2 基于外文核心期刊文献的分析

从发文国家来看，自2010年以来，中国相关论文发表量占总量的67%以上，具有绝对统治地位，排名前十的国家除了中国(524)之外，依次是印度(70)、美国(31)、韩国(29)、印度尼西亚(24)、巴西(24)、日本(22)、澳大利亚(20)、法国(17)和巴基斯坦(12)。而发文量排名前十的机构均来自中国，依次是中国农业科学院(126)、东华大学(74)、中国科学院(41)、华中农业大学(40)、湖南农业大学(39)、武汉纺织大学(36)、湖南大学(35)、同济大学(23)、四川大学(22)和中南大学(16)，在不同单位中，中国农业科学院下属单位中国农业科学院麻类研究所发文量(117)居于榜首。就研究学者来看，发文量排名前十的为Liu Lijun(刘立军)、Peng Dingxiang(彭定祥)、Liu Touming(刘头明)、Wang Bo(汪波)、Yu Chongwen(郁崇文)、Zhu Siyuan(朱四元)、Zhu Aiguo(朱爱国)、Chen Ping(陈平)、Wang Yanzhou(王延周)和Zeng Guangming(曾光明)，均为中国研究人员。从发文期刊来看，发文量排名前十的期刊为Journal of Natural Fibers、Cellulose、Industrial Crops and Products、Textile Research Journal、Fibers and Polymers、Polymer Composites、Scientific Reports、Journal of Applied Polymer Science、Journal of The Textile Institute和 Composites Part A:Applied Science and Manufacturing。

苎麻是中国特色纤维作物，中国的出口产量约占全世界苎麻总出口量的90%，然后是巴西和菲律宾[19]。因此，苎麻相关的研究论文绝大部分为中国学者发表。对在WoS上搜集到的889篇文献进行科研合作网络分析(图4)，图中共有49个节点，节点大小反映国家出现频次的高低，节点间连线数量反映两个国家间合作关系。图中节点年轮的颜色和厚度，表示该国家出现的时间(自内向外为2010至2022)和每年出现的数量。年轮最外层深色环越厚，表示该关键词中介中心性越高，说明该节点位于关键词网络较为中心的位置，是网络中各部分的过渡。从图中可以看出，中国这个节点外层深色圈最厚，节点最大，与其他各国的连线最多，因此，中国为世界苎麻研究的最大中心，其次是印度和美国。

图3 国际从事苎麻研究的主要国家、单位、学者以及苎麻相关论文主要发表的期刊分析Fig.3 Analysis of the main countries，international institutes and scholars devoted to ramie research as well as the major journals for ramie-related papers

图4 研究苎麻的主要国家之间的合作关系Fig.4 Cooperation network among major countries involved in ramie researches

2.3 苎麻研究热点与趋势分析

2.3.1 基于中文核心期刊文献的分析

对在CNKI上搜集到的809篇论文进行了关键词共现网络分析和聚类分析(表1和图5)。从表1看到，关键词出现频率排在前十的为苎麻纤维、复合材料、力学性能、苎麻织物、脱胶、饲用苎麻、性能、克隆、刺痒感和聚乳酸，说明这些内容是苎麻产业领域研究的重点。图5中节点标签(关键词)因频率阈值设置不为1而未完全显示，而聚类仅选择了诸多个聚类中最大的5个聚类。从聚类标签来看，2010—2022年与苎麻相关的研究主要集中在“苎麻纤维”“脱胶”“混纺纱”“饲用苎麻”和“苎麻织物”5个重要方面。

表1 中国知网搜集到的中文核心论文中频率最高的10个关键词Table 1 The ten keywords with the highest frequency in Chinese core papers collected by CNKI

图5 基于中文核心期刊文献的关键词共现网络分析Fig.5 Keyword co-occurrence network analysis based on Chinese core journal literature

纤维是苎麻最原始和最重要的用途，因此，苎麻纤维相关的研究历来是研究的重点，同时在苎麻纤维研究的基础上，拓展到饲用、应用材料等领域，如陈旭等[20]制备了苎麻织物增强不饱和聚酯复合材料并探究了其光老化性能以及老化机理；白雪花等[8]以298份不同来源的苎麻种质资源为材料，对6个苎麻纤维产量性状(株高、茎粗、皮厚、鲜皮重、干麻重、鲜皮出麻率)进行了综合评价，并筛选出了多个综合性状优异品种，为苎麻的保护和合理利用提供更精准可靠的材料；沈小凡等[21]则通过用苎麻叶作为饲料来饲养四川白鹅，研究了动物对苎麻叶的营养物质表观消化率，为确定苎麻叶在四川白鹅日粮中的合理添加量、优化日粮配方提供理论依据和数据参考；孟超然等[22]则研究了丹蒽醌对氧化脱胶苎麻纤维理化性能的影响，并发现丹蒽醌用量为2%时，脱胶的综合效果最佳。

通过对关键词引用突现检测，发现在CNKI搜集到的中文核心论文的关键词中有5个存在引用突现(表2)，分别是“苎麻织物(2010—2011)”“表达分析(2012—2014)”“工艺(2012—2013)”“青贮(2016—2018)”和“饲用苎麻(2017—)”。由此可见，除“饲用苎麻”外，其他几个关键词相关的论文在某一段时间曾经是研究的热点，但目前引用已经减少；而“饲用苎麻”在2017年引用突然增加，至今仍在持续，相关的研究也日益见多，如沈小凡等[21]研究了苎麻叶作为饲料来饲养四川白鹅可行性；梅秀丽等[23]则通过研究饲用苎麻粉对母兔繁殖性能的影响，确定了苎麻粉在母兔饲用中的合理添加量；邓荟芬等[24]则研究了不同添加剂对饲用苎麻与麦麸混合青贮品质的影响，并指出添加黑曲霉菌液可有效进行木质纤维素降解，提高青贮品质，并且节约成本，为最佳处理。未来，“饲用苎麻”仍会是研究的热点。

表2 基于中文核心文献的关键词引用突现分析Table 2 Keyword citation burst analysis based on Chinese core literature

2.3.2 基于外文核心期刊文献的分析

对在WoS上搜集到的889篇论文进行了关键词共现网络分析和聚类分析(表3和图6)。从表3中可以看到，关键词频率排在前十的为机械性能(Mechanical properties)、苎麻纤维(Ramie fiber)、纤维(Fiber)、天然纤维(Natural fiber)、复合材料(Composite)、行为(Behavior)、纤维素(cellulose)、鉴定(identification)、绿色复合材料(Green composite)和Performance(性能)。图6中节点标签(关键词)因频率阈值设置不为1而未完全显示，而聚类仅选择了诸多个聚类中最大的5个聚类。从聚类标签来看，2010—2022年与苎麻相关的研究主要集中在“天然纤维(Natural fiber)”“植物修复(Phytoremediation)”“阻燃性(Flame retardancy)”“果胶裂解酶(Pectate lyase)”和“低共熔溶剂(Deep eutectic solvent)”5个方面。

图6 基于外文核心期刊文献的关键词共现网络分析Fig.6 keywords co-occurrence network analysis based on foreign core journal literature

表3 Web of Science搜集到的SCI核心论文中频率最高的十个关键词Table 3 Ten keywords with the highest frequency in SCI core papers collected by Web of Science

与中文核心论文分析结果类似，苎麻的纤维用途依然是研究的重点。如，Kumar等[37]利用苎麻、工业大麻以及香蕉纤维等通过添加聚乳酸树脂再借助压铸机器制作成了复合板材；Zhao等[14]通过水培研究了165个苎麻种质对水中重金属镉的富集能力，并指出不同苎麻种质对镉的吸收和积累差异大，部分种质可以作为重金属修复的候选植物；Cheng等[38]研究了持久屏蔽电子干扰的苎麻织物，并发现其具有很好的阻燃性能和自愈能力。苎麻脱胶也一直是影响苎麻产业的一大难题，关于苎麻脱胶的研究也较多，如Huang等[39]研究了低共熔溶剂用于苎麻脱胶的效果，发现该方法具有效率高、工艺流程短、化学和能源消耗少、纤维质量好、溶剂易回收利用等特点，在纤维素纤维分离方面具有很大的潜力；Basu等[40]从Bacillus pumilus DKS1(EF467045)分离获得纯化的果胶裂解酶，发现用纯化果胶裂解酶进行苎麻脱胶的效率要比用DKS1更高，可以有效减少常规化学脱胶中化学品和能源的使用。

通过关键词引用突现检测，发现在Web of Science搜集到的SCI核心论文的关键词中有25个存在引用突现(表4)，其中“Interfacial shear strength”“Morphology”等17个关键词的引用突现已经结束，而“Biosynthesis”“Thermal stability”“Water absorption”“Lignin”等 8 个关键词相关论文的引用突现在2019或2020年才开始出现，至今仍在持续，如Liu等[41]对苎麻基因组草案的分析为深入了解栽培苎麻体内粗蛋白质的生物合成提供了深刻见解；Raja等[42]对比研究了苎麻/榕树纤维增强混合聚合物复合材料的热稳性和机械性能；Yu等[43]研究了短苎麻纤维增强的聚乳酸复合材料的吸水和湿热老化特点；Tang等[44]利用相关分析研究了苎麻体内木质素积累与木质素生物合成关键基因表达之间的关系，并发现苎麻茎中木质素含量与苯丙素途径中PAL、C4H和4CL1基因、木质素特异合成途径中的F5H和CCoAOMT、木质素合成下游途径中的CAD的表达量呈正相关，但木质素含量与苯丙素途径中的4CL3和木质素单体合成转导途径中的UDP-GT等基因的表达呈负相关。以上这些研究内容仍将会是未来的研究的热点。

表4 基于外文文献的关键词引用突现分析Table 4 Analysis of the keyword citation burst based on foreign literature

3 结论

通过对2010—2022年发表的与苎麻相关的研究论文进行分析，可以得出以下几个结论:

(1)苎麻是中国特色农作物，国际上与之相关的研究绝大部分为中国学者所开展，苎麻相关中外文核心期刊发表的论文平均每年为137篇左右，其中中文发表数量逐年减少，而外文的逐年增多，中国苎麻相关研究在国际上的影响会越来越大；

(2)中国苎麻相关研究国际化明显，国内学者已与澳大利亚、美国、巴基斯坦等20余个国家均有不同程度的合作；

(3)苎麻研究热点和重点处于不断变化中，但是苎麻纤维及其性能始终是研究的重点内容。

未来苎麻的研究将主要集中在三个方面，第一是从遗传学、分子生物学、生态学等方面进一步挖掘苎麻优良特性、抗逆机理，并利用新技术革新和加速苎麻定向育种，继续提高苎麻纤维等的产量和品质；第二是要关注苎麻新应用的开发，如苎麻饲用、苎麻药用、新型纤维复合材料等，提高苎麻种植业的产值，稳定和强化苎麻产业体系；第三是要继续致力于推进苎麻种植收获机械化、优化苎麻纤维生产加工工艺等。