基于文献计量学的毛竹扩张研究现状可视化分析

周德中，周小枫，王绍剑，刘 骏，王 涓，李 怡,3*

基于文献计量学的毛竹扩张研究现状可视化分析

周德中1，周小枫1，王绍剑1，刘 骏2，王 涓2，李 怡2,3*

（1.武功山林业发展服务中心，江西 萍乡 337249；2. 江西农业大学 江西省竹子种质资源与利用重点实验室，江西 南昌 330045；3. 江西省林业科学院，江西 南昌 330013）

【目的】通过CiteSpace文献计量学软件总结毛竹扩张方向取得的研究进展，为森林生态系统的保障提供参考。【方法】基于CNKI及WOS数据库进行文献检索，共纳入文献280篇，对发文量、发文机构、作者，关键词共现、聚类、突现进行可视化分析。【结果】毛竹扩张研究年发文量总体呈增长趋势，国外对于该领域研究起步早，但国内对该领域研究深度及进展远超国外。WOS中相关文献的研究团队主要为国内团队。国内外研究内容主要集中于毛竹扩张的过程与机制及其对森林生态系统的影响。【结论】毛竹扩张对森林生态系统会造成多方面的负面影响，深入研究毛竹扩张机制及其影响才能对其有效管控。

毛竹扩张；CiteSpace；研究进展；森林生态系统；有效管控

【研究意义】毛竹（）为禾本科竹亚科刚竹属笋材两用竹种，在20世纪90年代，人们发现毛竹种植为乡村经济带来较大的贡献，因此毛竹在短时间内被林农大面积种植[1]。但随着经济发展，廉价劳动力不断减少，毛竹林缺乏采伐及抚育管理，使得毛竹扩张现象逐年严重。毛竹扩张对森林生态系统会产生较多的负面影响，毛竹扩张会改变生物群落结构及组成、降低生物多样性，进而降低生态系统的功能[2]。因此对毛竹扩张的管控愈发重要，只有深入探究毛竹扩张对森林产生的影响及毛竹扩张机制，才能对毛竹扩张做到有效防控，为森林生态系统的保障提供参考。【前人研究进展】毛竹扩张问题受到越来越多的学者关注，毛竹扩张与其自身生物学属性及外界多项影响因素有关。毛竹的秆、枝、地下茎均具有多节，每个节间能同时生长，因此其生长速度迅速[3]，毛竹以上生物学特性使其在地上的光、地下的养分及水资源的获取上占有较大优势[4]。毛竹的地下茎具有强大的无性繁殖力，能向临近森林生态系统不断输入新竹[5]。毛竹在与其他树种竞争时，因其叶及根具有较强的可塑性，可帮助毛竹在更大范围上获取更多的资源[6]。同时，邻近生态系统的生物多样性低、群落结构简单以及外在条件的干扰（自然、动物、人为）都会为竹子入侵提供有利条件[7]。毛竹扩张进入森林后，其柔韧的枝秆可对其他植物造成机械损伤，其茂密的枝叶会限制林下植物的光照[8]，其叶、鞭及凋落物会对其他树种产生化感作用，限制植株的生长[9]。以上所述毛竹内在及外在因素都是毛竹扩张的关键。【本研究切入点】CiteSpace是一款信息可视化科学知识图谱分析软件，可以总结某研究领域的进展[10]，对该研究领域的热点进行准确探测，并能进一步通过时间轴来解读热点的变化。本文应用CiteSpace软件对CNKI及WOS数据库中毛竹扩张的相关文献进行归纳，对其发文量、发文机构、作者的合作网络，关键词共现、聚类、突现进行可视化分析。【拟解决的关键问题】通过文献计量分析，揭示毛竹扩张的研究进展，对毛竹扩张的防控及受侵害的森林生态系统的恢复具有重要的指导意义，也为今后该领域研究发展方向提供借鉴。

1 资料准备与处理方法

1.1 文献来源及检索方式

中文文献以CNKI为数据源。检索方法：使用高级检索，以“毛竹扩张”“毛竹入侵”“毛竹扩展”“毛竹扩鞭”等为主题词，检索时间为1996年1月1日—2023年6月30日，共检索到105条期刊结果，通过筛选、排除非相关学术型文献及重复文献，最终检索获取101篇文献。英文文献以Web of Science （WOS）为数据源。检索方法：以“expan* ORinva* ORencroach* OR moso bamboo expan* OR moso bamboo inva* OR moso bamboo encroach*”等为主题词，检索时间为2000年1月1日—2023年6月30日，共检索到181条期刊结果，通过筛选、排除非相关学术型文献及重复文献，最终检索获取179篇文献。选择1996年作为起始年份时间节点，因为在CNKI及WOS数据库中首篇关于毛竹扩张的文献发表自1996年。

1.2 数据处理

以Refwork及纯文本格式分别导出CNKI、WOS中的文献，再导入CiteSpace 5.7.R5，进行格式转化、除重、分析。时间分区：1996—2023年，时间节点：1年，主题词来源：标题、摘要、关键词。

2 结果与分析

2.1 毛竹扩张研究的阶段划分

分析该研究领域文献的年分布情况，在一定程度上能反映出该领域的发展速度及趋势[11]。1996—2023年CNKI及WOS中毛竹扩张的年发文量如图1。日本对毛竹扩张的研究早于国内研究，根据CNKI数据，首篇关于毛竹扩张文献发表于1999年周世宝[12]撰写的关于武夷山自然保护区对毛竹蚕食天然林控制方式的探讨；WOS数据库中首篇关于毛竹扩张文献发表自1996年，Okutomi K等[8]撰写的日本竹林入侵阔叶林的原因分析。根据发文量的变化及研究热点，将毛竹扩张的研究进程分为两个阶段：探索阶段（1996—2010年）和发展阶段（2011—2023年）。

（1）探索阶段。20世纪90年代毛竹在短时间内被大面积种植。当时，竹农为了追求利益最大化，在种植初期并未充分重视毛竹向天然林扩张的现象。由于后期毛竹林缺乏采伐及抚育管理，加上毛竹自身繁殖速度快、适应能力强等生理特性，使得毛竹扩张现象逐年加剧。在此期间，科研人员才逐渐认识到毛竹扩张至原始森林带来的生态问题。本阶段高频关键词主要包括：生态位、植物多样性、种间联结、土壤养分、土壤pH等。研究主要集中于毛竹扩张对物种多样性、植物生存力、土壤理化性质及微生物群落结构的影响。总体而言，本阶段发文量较少并且增长较缓，以直观描述性为主，缺乏对毛竹扩张机制的深入研究，同时对毛竹扩张研究的视角也较为狭窄。

（2）发展阶段。2011年后，发文量出现迅速增加，这说明毛竹扩张现象受到越来越多的研究者关注。由于即将颁布实施的《中国生物多样性保护战略与行动计划》（2011—2030年）将开展生物多样性调查评估，因此毛竹扩张对物种多样性影响的相关研究大幅增加。本阶段高频关键词主要包括：化感作用、叶功能性状、株高、地下竞争、利用效率、分解、细菌群落结构、气候变化等。研究集中于毛竹扩张策略，森林植物及土壤对毛竹扩张的响应与适应策略。总体而言，本阶段发文数量较多，研究的系统性增强，对毛竹入侵森林生态系统的机制研究显著深化。2021年后发文量出现下降趋势，可能由于2011—2021这一阶段研究达到一定饱和，因此，亟需在当前研究方向上突破，以拓展未来的研究方向。

图1 1996—2023年毛竹扩张研究年发文量

图2 毛竹扩张研究关键词时区分布

2.2 机构及作者分析

2.2.1 机构合作网络 CNKI发文量前10的机构见表1。论文发表的主要机构为高校与科研院所，江西农业大学江西省竹子种质资源与利用重点实验室（28篇）在毛竹扩张领域研究处于领先地位，其次是江西农业大学林学院（27篇）、北京大学城市与环境学院（24篇）、浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江农林大学环境与资源学院（24篇）。机构合作网络见图3，获得144个节点，185条连线，密度为0.018。从机构图只看到部分合作网络，其他多位散点，说明机构间合作较少，即毛竹扩张研究成果集中于少数研究机构，发文最多的江西农业大学江西省竹子种质资源与利用重点实验室仅限于与北京大学城市与环境学院及本高校内部学院间合作较多，鲜少与其他机构合作。各机构应该打破机构内部及地域的限制，加强机构间的合作有助于该研究领域的创新和进步，提高研究成果的质量和影响力。

WOS发文量前10的机构见表1。从表1中可见，论文发表的主要机构为科研院所及高校。浙江农林大学（28篇）在毛竹扩张领域研究处于领先地位，其次是江西农业大学（17篇）、中国科学院（15篇）、北海道大学（11篇）。机构合作网络见图3，获得238个节点，416条连线，密度为0.014 8。机构图谱密度显著高于国内，显示出明显的集聚效应，形成以中国科学院、浙江农林大学和江西农业大学为中心的合作网络。

表1 CNKI和WOS中毛竹扩张研究发文量排名前10的机构

图3 CNKI（A）和WOS（B）中毛竹扩张研究机构合作网络

2.2.2 作者合作网络 在CNKI数据库中作者合作图谱共获得86个节点，133条连线，密度为0.036 4，如图4。从作者合作网络图可以看出，主要形成了5组合作网络，以杨清培为主的团队对毛竹扩张的研究从2011至2022年，研究内容从早期毛竹扩张对常绿阔叶林氮素有效性及碳储量影响[13-14]到毛竹扩张的细根策略及机制研究[2,15]。以范少辉为主的团队对该领域研究从2015年至2021年，研究内容从毛竹扩展中叶功能性状及土壤性状变化[16-17]到毛竹扩展中叶功能及细根的适应策略[18-19]。以徐秋芳为主的团队对该领域研究从2009年至今，研究内容主要为毛竹入侵对土壤微生物群落及土壤养分的影响[20-21]。从结果中发现核心作者所在各研究机构内部合作较为紧密，而不同研究机构之间合作相对较少。

在WOS数据库中作者合作图谱共获得328个节点，607条连线，密度为0.011 3，如图4。从作者合作网络图可以看出，主要形成了6组合作网络，其中4个为中国研究团队，表明中国在毛竹扩张方向研究占据领先地位。其中，秦华的团队对毛竹扩张的研究从2017至今，研究内容主要为毛竹入侵对土壤细菌、真菌丰度及群落结构的影响[22-23]，与徐秋芳为同一团队。周国模的团队研究内容主要为毛竹入侵对土壤碳氮库的影响[24]及入侵策略[25]。杨清培团队研究内容主要为毛竹扩张的主要影响因素研究[26-27]。徐秋芳、周国模及杨清培等核心作者在中文及英文期刊中都发表了较多文献，这些作者的文献发表数量和影响力，充分展示了他们在毛竹扩张领域的学术造诣和研究实力。

图4 CNKI（A）和WOS（B）中毛竹扩张研究作者合作网络

2.3 关键词共现分析

关键词是作者对文章的高度总结，能准确反映文献的核心内容，通过分析文献的关键词并形成可视化图谱，可以直观反映该领域的研究热点。利用CiteSpace软件，导入收集的文献数据，得出关键词列表如表2，关键词共现图谱如图5。

表2 CNKI(A)和WOS(B)中毛竹扩张研究关键词共现分析

CNKI图谱形成了233个节点，共568条连线，密度为0.021。图谱中圆圈大小代表关键词中心性强度，表示该节点在图谱中占有重要作用，WOS图谱形成了397个节点，共582条连线，密度为0.007 4。从图5中可见图谱各聚类结构显著，但大部分关键词的中心性都低于0.1，这表明国内外对毛竹扩张的研究较为分散，尚未形成成熟的研究体系。

图5 CNKI（A）和WOS（B）中毛竹扩张研究关键词共现图谱

2.4 关键词聚类及时间线分析

对关键词进行聚类可以清晰的展示该领域的研究关注点。利用对数似然法（logarithmic likelihood method，LLR）对关键词进行聚类，如图5。

CNKI图谱聚类模块指数=0.692 4（＞0.3），聚类轮廓性指数=0.932（＞0.7），说明聚类是高效且显著的。共7个聚类标签，聚类序号越大，聚类中包含的关键词越少，数字越小，聚类包含关键词越多。各聚类间连线相互交错，表明各聚类间紧密关联。其中#1毛竹入侵，#2毛竹扩张，#3生物多样性，#4控制措施，#5常绿阔叶林，这5个聚类间连线较多，说明这些研究间共被引用程度较高，可能存在一些共同研究问题或研究方法。

WOS图谱聚类模块指数=0.659 5，聚类轮廓性指数=0.844 6，说明聚类是高效且显著的。聚类图共11个标签。其中#0竹子入侵，#1竹子，#2细根，#3茎流量方法，#4竹子入侵，#5核酮糖-1，#6森林退化，#7种子发芽，#8毛竹，#9驱动因素，#10叶片物候。除去#10，其他10个聚类间连线较多。

图6 CNKI(A)和WOS(B)中毛竹扩张研究关键词聚类

2.5 关键词时间线

利用关键词共线聚类图中的聚类，绘制关键词时间线，如图7。CNKI时间线图中聚类#0（化感作用）、聚类#1（毛竹入侵）、聚类#2（毛竹扩张）、聚类#4（控制措施），研究时间跨度长且发文量大，主要包括毛竹扩张土壤理化性质、微生物群落产生的影响[21]，毛竹扩张的机理机制研究[15]以及毛竹扩张采取相应的控制措施[28-29]，以上均为长期研究的方向。

在WOS数据库中，第一篇以竹子入侵为主题的论文发表于1996年，主要为日本竹林入侵阔叶林的原因分析[8]，毛竹在日本有着悠久的历史和文化背景，被广泛用于建筑、制造和艺术等领域，因此日本对毛竹扩张问题重视，研究成果较为丰富。2009年国外对竹子扩张研究逐步深入，如毛竹入侵的驱动因素[30-31]、毛竹叶片及细根功能等入侵策略[32]及森林植物对毛竹扩张的响应[26]研究等。

2.6 关键词突现分析

关键词突现是指关键词在短时间频次显著增加[33]，还能展示关键词出现的起止年份以及突变强度，以此获取研究热点[34]。

利用CiteSpace对CNKI、WOS数据库中文献进行关键词分析，得到25个关键词，如图8。CNKI中在2008年之前该领域研究主要围绕植物多样性、种间联结、生态位、自然保护区等，此阶段更趋向于竹子扩张对于森林植物多样性的影响。2010年后更深入对毛竹扩张对杉木林、阔叶林的胁迫及化感作用等方面的研究。WOS中2013年后开始阔叶林向毛竹林的演替研究，2015年后研究毛竹扩张的驱动因素及森林生态系统对毛竹入侵的响应。虽然日本对毛竹扩张研究早于我国，但国内对于毛竹扩张领域研究深度及进展远超国外。这些关键词的变化不仅反映了学者们对毛竹扩张研究方向的关注点的变化，也反映了社会对毛竹扩张现象及森林生态系统保护的重视程度提高。

图8 CNKI(A)和WOS(B)中毛竹扩张研究突现关键词

3 结论与讨论

利用CiteSpace对CNKI及WOS数据库中1996—2023年发表的共280篇毛竹扩张相关文献进行分析。发现国内外对毛竹扩张研究存在一定差异，国内外研究主要方向较相似但侧重内容略有差异，国内侧重于毛竹扩张的生态学机理机制，国外对毛竹扩张中竹子快速生长的分子学原理研究较为深入。总体而言，国外对于毛竹扩张领域研究起步早，但国内对该领域研究深度及进展远超国外。

毛竹扩张文献的年发文量总体呈现上升趋势，研究机构多为科研院所及高校，各机构在该领域研究方向有所差异。江西农业大学着重于毛竹扩张的机制[2]及对阔叶林的影响[13]研究。浙江农林大学主要研究毛竹扩张对土壤养分及微生物的影响[21]。中国科学院主要研究毛竹扩张对微生物群落结构的影响[35]。机构内部之间合作比较紧密，但机构间的合作相对较少，在一定程度上限制了国内外在毛竹扩张方面的研究发展，因此各机构间在该领域的研究合作进一步加强，可以通过学术会议、合作项目来促进合作的发展。这样可以促进不同研究机构之间的合作关系，推动学术研究的进步。WOS中相关文献的研究团队主要为国内团队。徐秋芳、周国模及杨清培等核心作者在中文及英文期刊中都发表了较多文献，这些作者的文献发表数量和影响力，充分展示了他们在毛竹扩张领域的学术造诣和研究实力。从关键词分析来看，毛竹扩张领域的研究相对集中，随着时间发展该领域研究从关注毛竹扩张对森林生态系统物种多样性的影响到毛竹入侵的驱动因素、入侵策略及各林分对毛竹入侵的响应。

研究表明毛竹扩张对森林生态系统会造成多方面的负面影响，毛竹竹竿会对临近阔叶林造成机械损伤[8]，毛竹根系及凋落物具潜在化感作用，抑制种子萌发及周围植物的根系伸长[9]，当竹林高度超过周围植株时，会阻碍林下植物进行光合作用[36]，进而降低森林生物多样性[37]，影响森林生态系统的稳定性[38]。因此深入探究毛竹扩张驱动因素、毛竹入侵的策略与机制、毛竹与森林植物的互作关系对于毛竹入侵的管控十分必要。由于竹子强大的无性繁殖能力，只对地面毛竹清除并不能取得良好效果，因此应针对竹子生理特性，进行多样化的管控方式，物理手段如挖沟、灌水、采笋，化学方式如注射高浓度铵硝溶液，甚至生物阻隔等方式[39-40]，由此做到以最小的破坏性措施实现对毛竹扩张的管控。

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The Progress ofExpansion Researches Based on Bibliometrics

ZHOU Dezhong1, ZHOU Xiaofeng1, WANG Shaojian1, LIU Jun2, WANG Juan2, LI Yi2,3*

（1. Wugongshan Service Centre of Forest Development, Pingxiang, Jiangxi 337249, China; 2. Jiangxi Provincial Key Laboratory of Bamboo Germplasm Resources and Utilization, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 3. Jiangxi Academy of Forest Sciences, Nanchang 330013, China）

This study was conducted to summarize the research progress on the expansion ofby using CiteSpace bibliometrics software, so as to provide references for the protection of the forest ecosystemA total of 280 articles were included in the literature search based on CNKI and WOS databases, and the number of publications, publication institutions, authors, as well as keyword cooccurrence, clustering, and emergence, were visually analyzed.The annualnumber of published papers on the expansion ofshowed an increasing trend in general. The researches in this field started early in foreign countries, but the depth and progress of domestic researches in this field were far more than that of foreign countries. The research teams of related literature in WOS were mainly domestic teams. Researches at home and abroad mainly focused on the process and mechanism ofexpansion and its impacts on the forest ecosystem.The expansion ofhas many negative effects on the forest ecosystem. Only by deeply studying the expansion mechanism ofand its influences can the effective control be conducted.

expansion; CiteSpace; research progress; forest ecosystem; effective control

10.3969/j.issn.2095-3704.2023.04.77

S719

A

2095-3704（2023）04-0519-10

2023-07-23

2023-09-24

周德中（1968—），男，高级工程师，主要从事森林资源保护与利用研究，wgsfj7651@163.com；*通信作者：李怡，助理研究员，硕士，liyi6405379@163.com。

周德中, 周小枫, 王绍剑, 等. 基于文献计量学的毛竹扩张研究现状可视化分析[J]. 生物灾害科学, 2023, 46(4): 519-528.