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(遵義師范學院 資源與環(huán)境學院，貴州 遵義 563000)

1 研究背景

河流是一個復雜、開放、動態(tài)、非平衡和非線性的系統(tǒng)[1]，在水循環(huán)中起著重要作用，與人類的生產生活密不可分。隨著工農業(yè)的發(fā)展，流域內的環(huán)境污染問題日趨嚴重，尤其是重金屬污染，一方面具有高毒性、難降解性以及能夠在食物鏈中被富集，從而對水生生物的正常生長繁殖造成直接危害;另一方面也對人體和其他生物體的健康和生命造成威脅，因此河流重金屬污染一直是國內外研究的熱點。目前，河流重金屬污染研究的主要內容包括：重金屬在河流生態(tài)系統(tǒng)中的時空分布特征及遷移轉化規(guī)律、河流重金屬對生物有機體的生態(tài)毒理、河流重金屬的污染風險評估等[2-4]。由于河流生態(tài)系統(tǒng)的復雜性，對于河流重金屬污染防治措施方面的研究已成為河流環(huán)境保護工作的重點。河流重金屬污染的研究有助于了解水體重金屬污染狀況、重金屬在水體中的遷移轉化規(guī)律和評價污染風險，從而為河流的污染風險管理及污染治理提供依據。

文獻計量能夠對科學文獻的主題、研究領域、機構或國家分布情況進行數據統(tǒng)計和定量分析[5-6]，而且基于在線數據庫擴展版科學引文索引(SCI-Expanded)，文獻計量法能夠運用作者關鍵詞、題名和附加關鍵詞評估該研究領域的發(fā)展趨勢或未來研究的方向[7]。目前，已有大量學者運用文獻計量學方法來研究某領域的發(fā)展趨勢、不同學科之間的關聯(lián)、作者或機構間的合作關系、研究領域的前沿和熱點問題等[8-11]。近年來，關于河流重金屬污染領域的研究報道持續(xù)快速增長，但從文獻計量角度研究其發(fā)展動態(tài)還未見報道。本文就此領域的相關文獻進行計量分析，以便科研工作者準確掌握該領域的研究現狀及前沿動態(tài)，有助于了解該領域的整體情況，把握未來的研究方向。

2 數據與方法

本文數據來源于美國科學信息研究所(ISI)的SCIE 數據庫。以“river metal* pollut* OR river metal* contaminat*”為主題進行檢索，將1979—2016年與河流重金屬污染相關的全部文獻數據下載到Excel進行統(tǒng)計分析。文章搜索和引用次數統(tǒng)計截止時間為2017年2月9日。使用Web of Science的檢索功能，將檢索得到的文獻利用Excel 2007進行統(tǒng)計分析，提取論文題目、作者、研究單位等有關信息并加以量化，使用Origin 8.0繪圖。

3 結果與分析

3.1 基本概況

檢索共獲得9 187篇文獻，其中研究論文8 265篇(占90%)，會議論文662篇(占7.2%)，綜述論文205篇(占2.2%)，其他類型的文獻共55篇(占0.6%)。英文是最主要的文獻語言，共有9 000篇，其他語言依次為葡萄牙語(37篇)、法語(37篇)、西班牙語(33篇)、中文(16篇)等。平均每篇文獻的作者4.4人，參考文獻43篇，被引17.5次。

圖1 1979—2016年河流重金屬污染發(fā)文量最多的3個國家和5個研究領域發(fā)文量變化趨勢Fig.1 Growth trends of papers in top three countries and five subject categories on heavy metal pollution in river from 1979 to 2016

如圖1(a)所示，關于河流重金屬污染的SCI論文年發(fā)表量快速增長，特別是1991年以來，2016年的文獻量約為1991年的10倍。通過分析發(fā)現文獻量最多的3個國家為中國、美國和西班牙，其中美國和西班牙文獻量自1991年來穩(wěn)步增長，到2010年基本穩(wěn)定，而中國文獻量近年來增長速度最快，特別是2005年至今，年平均增速約20%。2016年中國發(fā)表文獻300篇(圖1(a))。這可能是由于近幾年隨著我國經濟建設的發(fā)展，生產生活過程產生的重金屬排入水體使水體重金屬污染加劇，同時國家也投入大量資金用于水體重金屬污染的研究和治理工作。河流重金屬污染文獻量最多的5個研究領域分別為環(huán)境科學與生態(tài)學、水資源、海洋與淡水生物學、毒理學和工程學，其中環(huán)境科學與生態(tài)學的文獻數量最多，增長速度也最快(圖1(b))。

3.2 國家和研究機構分布

按照全部作者統(tǒng)計，1979—2016年在SCI-E數據庫中河流重金屬污染文獻量前10位的國家和研究機構見表1。排名前10位的國家發(fā)表文獻量占總文獻量的70.6%。其中中國發(fā)表的文獻量排名第1，總計有1 500篇相關研究的文獻有中國作者的參與，約占全部文獻的16.3%。在發(fā)文量前10的國家中，中國、美國、西班牙、法國和英國的論文總被引次數均超過了10 000次，其中美國最高，達29 819次。英國的平均篇被引次數最高，達27.5次，其次依次為西班牙、美國、加拿大、法國、德國、意大利、印度、中國和巴西。中國在發(fā)文總量及總被引次數指標上具有一定優(yōu)勢，但平均篇被引次數在文獻數排名前10的國家中不高，影響力不足。

表1 河流重金屬污染文獻量前10位的國家和研究機構Table 1 Top ten countries and institutes publishingarticles on heavy metal pollution in river

河流重金屬污染文獻量排名前10位的機構中，來自中國的4家機構——中國科學院(Chinese Acad. Sci.)、北京師范大學(Beijing Normal Univ.)、南京大學(Nanjing Univ.)和中國科學院大學(Univ. Chinese Acad. Sci.)發(fā)文量占54.2%，分別位于第1,5,7,10位。其他發(fā)文量較多的機構包括西班牙維爾瓦大學(Univ. Huelva)、西班牙國家研究委員會(Spanish National Research Council)、美國地質調查局(US Geological Survey)、塞爾維亞共和國貝爾格萊德大學(Univ. Belgrade)、德國亥姆霍茲環(huán)境研究中心(Ufz Helmholtz Ctr. Environm. Res.)和葡萄牙阿威羅大學(Univ. Aveiro)，分別位于第2,3,4,6,8,9位。中國的研究機構雖然發(fā)文量和總被引次數較多，但平均篇被引次數不高，最高的是西班牙國家研究委員會，達32.6次，中國平均每篇被引次數最多的是中國科學院，僅排第5。

3.3 作者分析

根據統(tǒng)計結果，河流重金屬污染的研究群體較大，國內外共有約24 000名作者，其中發(fā)表20篇以上文獻的作者有40人，發(fā)表10篇以上的作者有141人。以第一作者身份發(fā)表10篇以上文獻的作者為3人，發(fā)表10篇文獻的作者為7人。國內外河流重金屬污染研究領域文獻量數排名前10位的第一作者和通信作者如表2所示。來自西班牙維爾瓦大學的Grande不論按第一作者還是通信作者統(tǒng)計，均排名第1。在排名前10位的通信作者中，來自香港理工大學的Li發(fā)表文獻量排名第3，而平均篇被引次數最高，達126.4次。

表2 1979—2016年河流重金屬污染文獻量前10位的第一作者及通信作者

3.4 重要期刊出版物分布

通過統(tǒng)計分析發(fā)表河流重金屬污染研究的期刊出版物情況，可以確定該領域研究成果被SCI收錄的主要期刊，可為研究人員在相關領域發(fā)表研究成果提供參考。在發(fā)表河流重金屬污染研究論文的1 005種SCI收錄期刊中，排名前10位期刊的文獻量占全部文獻的31.6%，總被引次數占36%，平均篇被引次數為20次，遠大于這10種期刊的平均影響因子。如表3所示，Sci. Total Environ.發(fā)表文獻數量最多，總被引次數也最多。Environ. Pollut.的平均篇被引次數最多，達37次，其次分別為Chemosphere，Sci. Total Environ.，Environ. Toxicol.Chem.，Ecotox. Environ. Safe.，Mar. Pollut. Bull.，Water Air Soil Poll.，Environ. Monit. Assess.，Environ. Sci. Pollut. R.，Environ. Earth Sci.。

表3 1979—2016年河流重金屬污染文獻數量前10位的期刊Table 3 Top ten journals publishing articles on heavymetal pollution in river from 1979 to 2016

3.5 高被引論文分析

高被引論文反映了該領域所關注的熱點及發(fā)展方向，表4為河流重金屬污染研究領域排名前10位的高被引論文，其中4篇為綜述論文，6篇為研究論文。總被引次數最多的是日本Chiba University的Mandal和Suzuki[12]于2002年發(fā)表在Talanta期刊的一篇綜述，詳細闡述了環(huán)境中類金屬砷的來源及對人類健康造成的影響，受到學術界的廣泛關注，年平均被引次數達92.6次。研究論文被引次數最多的是來自保加利亞和希臘的學者合作在Water Res.期刊上發(fā)表的論文，該文運用多種不同的多元分析方法對希臘北部表層水的環(huán)境監(jiān)測數據進行了分析，其中重金屬是監(jiān)測指標的重要組成部分[13]，分析方法被眾多學者參考，總被引次數達422次，年均被引32.5次。排名前10位的高被引論文中，中國僅1篇入圍，排名第10位，是來自香港理工大學的Wong等[14]在Environ. Pollut.上發(fā)表的一篇研究論文，分析了珠江三角洲作物、稻田及自然土壤中的重金屬含量，被引用311次，年均被引22.2次。

表4 1979—2016年河流重金屬污染文獻被引次數最高的10篇論文Table 4 Top-cited ten articles on heavy metal pollution in river from 1979 to 2016

3.6 關鍵詞分析

河流重金屬污染文獻中出現頻率排名前20名的關鍵詞如表5所示，出現頻率最高的是heavy metals，這與本文限定的河流重金屬污染主題相關。在排名前20的關鍵詞中，重金屬汞的頻次最高，其他重金屬如鎘、鉛、砷和鋅也是關注的重點。河流重金屬污染的研究最主要對象是沉積物和水質，沉積物(Sediment，Sediments)出現頻次為1 194，占所有關鍵詞出現頻次的15.6%。水體沉積物是重金屬的最大存儲庫，又是水體重金屬污染的源[15]，同時，水底缺氧微生物活動增加又有利于沉積物中的重金屬向

表5 1979—2016年河流重金屬污染文獻前20個關鍵詞出現頻次

水體釋放[16]，因此沉積物被廣泛研究。另一方面，水環(huán)境中的重金屬會在魚體中富集，基于魚體重金屬含量分析的生物監(jiān)測通常被用于評價水體重金屬污染狀況[17-18]，因此，關鍵詞魚(Fish)出現的頻次也較高，達231次。

4 結 論

通過對河流重金屬污染研究相關論文進行文獻計量分析，可以發(fā)現國際河流重金屬污染研究領域發(fā)展的動態(tài)，了解相關論文在不同國家、研究機構、作者間的分布情況。

(1)文獻總量方面，1979—2016年國際河流重金屬污染研究的文獻量快速增長，近25 a來增長了約10倍，其中環(huán)境科學與生態(tài)學領域的增速最快。

(2)從發(fā)表文獻數和總被引次數來看，中國、美國、西班牙和法國等研究機構在河流重金屬污染領域的論文影響力較高，但從平均篇被引次數來看，英國、西班牙、美國和加拿大的影響力較高，中國發(fā)表的論文總量雖然最多，但篇平均被引次數不高。中國科學院發(fā)表的文章總數和總被引次數最多，但篇平均被引次數僅排名第5。西班牙國家研究委員會和維爾瓦大學在該領域的論文質量較高。來自西班牙維爾瓦大學的Grande不論按第一作者還是按通信作者統(tǒng)計，均排名第1，說明該作者在河流重金屬污染領域的研究實力較強。

(3)綜合期刊影響因子、發(fā)表文獻量、總被引頻次和平均篇被引次數，國際上報道河流重金屬污染領域成果最主要的期刊是Sci.Total Environ.，Environ. Pollut.，Chemosphere，從文章的影響力來看，Environ.Pollut.是該領域最值得關注的期刊。

(4)通過對文獻關鍵詞進行分析，發(fā)現河流重金屬污染研究較多的對象為沉積物，而汞、鎘、鉛、砷、鋅、銅等是河流的主要重金屬污染物，受關注度較高，同時基于生物監(jiān)測的重金屬污染評價也逐漸成為研究熱點。

隨著中國河流重金屬污染形勢日趨嚴峻，人們對污染的認識和治理需求越來越高，中國在河流重金屬污染研究領域雖然有了一定的發(fā)展，但要提高該領域研究的影響力，必須要在研究成果數量的基礎上進一步提升成果的質量。將河流重金屬污染問題產生的機理進行深入研究，提出切實可行的污染防控和治理方案，同時加大該領域的人才培養(yǎng)力度。