吳洪敏，周 燕，李世安，高述民*

（1.北京林業(yè)大學 生物科學與技術學院，北京 海淀 100083；2.北京市園林綠化科學研究院綠化植物北京市重點實驗室，北京 朝陽 100020；3.北京市大東流苗圃，北京 昌平 102200）

文冠果（Xanthoceras sorbifoliumBunge）屬無患子科（Sapindaceae）文冠果屬（XanthocerasBunge），是我國北方特有的珍稀木本油料樹種和生態(tài)經(jīng)濟樹種。文冠果抗鹽［1］，抗旱，耐貧瘠，易繁殖，花形獨特，花期長，是園林綠化的優(yōu)良樹種。文冠果種仁含油量高達67%，其中油酸28.6%～37.1%、亞油酸37.1%～46.2%［2］，還含有3.8%相對罕見的神經(jīng)酸，0.133 mg/g 和0.277 mg/g 的維生素A 和維生素C［3］，不飽和脂肪酸含量也較高。除了作為食用木本油料之外，由于文冠果油的碳鏈長度與普通柴油碳鏈長度接近，用其加工制備生產(chǎn)出的生物柴油被認為是21 世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕G色能源［4］。有研究證明，文冠果殼中的次生代謝物文冠果苷等在神經(jīng)保護［5-10］、抗HIV［11］、抗炎和抗腫瘤［12］、抗抑郁［13］等方面均具有較好的效果；果殼、果柄的提取物能有效提高記憶力，預防和緩解阿爾茲海默癥［14-16］；此外，果殼中還含有活性成分槲皮素［17］，具有較高的醫(yī)藥價值。文冠果的種殼還是制作超級電容器的理想材料之一［18］。總之，文冠果是集經(jīng)濟利用價值、醫(yī)藥價值、觀賞價值和生態(tài)價值于一體的發(fā)展?jié)摿薮蟮纳鷳B(tài)經(jīng)濟型樹種，具有非常高的科研價值。因此，結合社會發(fā)展背景和當下學者關于文冠果的研究關注點，梳理文冠果研究的發(fā)展歷程，有助于找出該領域研究熱點并對未來研究方向進行預測。

科學知識圖譜作為科學計量學的方法和領域，是以知識域為對象，顯示科學知識的發(fā)展進程與結構關系的一種圖像［19］。其中，Citespace［20-21］是目前最為流行的文獻計量分析工具之一。與其他軟件相比，Citespace 軟件融合了聚類分析、社會網(wǎng)絡分析、多維尺度分析等方法，側(cè)重于探測和分析學科研究前沿的演變趨勢、研究前沿與其知識基礎之間的關系，以及不同研究前沿之間的內(nèi)部聯(lián)系，可以將科學知識的結構和規(guī)律以知識圖譜的方式呈現(xiàn)，用來分析研究領域的熱點、研究前沿以及主要發(fā)文作者和核心研究機構等?；贑NKI 數(shù)據(jù)庫的學術期刊文獻源，檢索自2005～2021 年文冠果研究領域的論文，經(jīng)手動整理刪除無關條目后，最終獲得1485 篇相關文獻。借助Citespace 可視化分析軟件，結合CNKI 數(shù)據(jù)庫文獻可視化分析平臺，對文冠果研究的相關文獻進行圖譜分析，梳理該領域發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀，歸納研究熱點、核心作者及研究機構，以期為其他研究學者準確把握該領域的研究進展和方向提供理論性參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于CNKI 數(shù)據(jù)庫，以“學術期刊”為文獻類型進行高級檢索，檢索主題詞為“文冠果”，檢索時間為“2005～2021”。手動整理刪除無關條目后，共獲得1485 篇相關文獻。將文獻以“Refworks”的格式導出保存，作為分析數(shù)據(jù)樣本。

1.2 研究方法

利用Citespace（v.5.8.R3）軟件，采用文獻計量學和科學知識圖譜的方法，對文冠果研究領域文獻進行可視化分析。將數(shù)據(jù)庫導出的文獻通過Citespace轉(zhuǎn)化為可識別數(shù)據(jù)，結果顯示1485條文獻均為有效數(shù)據(jù)。軟件參數(shù)設置如下：“Time Slicing”（時間跨度）為2005～2021 年；“Years Per Slice”（最小統(tǒng)計時間）為1，從而得到17個時間片段；“Term Source”（關鍵詞來源）選擇Title（標題）、Author Keywords（作者關鍵詞）以及Keywords Plus（拓展關鍵詞）；“Node Types”（節(jié)點類型）根據(jù)數(shù)據(jù)分析范圍分別選擇Keyword（關鍵詞）、Author（作者）、Institution（機構）；“Pruning”（網(wǎng)絡剪裁）選擇MST（最小生成樹剪裁）。網(wǎng)絡節(jié)點關聯(lián)強度默認Cosine（余弦函數(shù)）進行圖譜分析。此外，借助數(shù)據(jù)庫自帶計量可視化分析平臺和Excel 對年度發(fā)文量、關鍵詞、作者和機構等進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。通過可視化分析獲得的知識圖譜以及數(shù)據(jù)分析對文冠果研究領域的發(fā)展現(xiàn)狀、熱點和趨勢等進行總結概括。

2 結果與分析

2.1 年度發(fā)文量及趨勢分析

分析年度發(fā)文量及其隨時間的變化情況，能夠反映出文冠果研究的發(fā)展速度、發(fā)展趨勢和受認可程度。根據(jù)圖1 發(fā)文量可知，我國對于文冠果的研究始于二十世紀六十年代中期，發(fā)文量整體處于上升趨勢，大致可以劃分為四個階段：第一階段為萌芽期，時間段為1964～1990，此階段研究學者較少，前期發(fā)文量較少，1967～1970 年發(fā)文量連續(xù)為零，在1976年和1981年分別達到第一個和第二個小高峰，發(fā)文量分別為26和36篇，之后至1990年，發(fā)文量逐年降低。第二階段為緩慢發(fā)展期，時間段為1991～2004，此階段發(fā)文量普遍較低，在不同年份之間零星分布，由于各種原因，文冠果研究發(fā)生階段性中斷。第三階段為高速發(fā)展期，時間段為2005～2011，此階段發(fā)文量呈井噴式增長，直接從2006 年的21篇增長到2011 年的116 篇，原因可能由于“十一五”期間，文冠果被確定為我國北方唯一適宜發(fā)展的生物質(zhì)能源樹種，迎來了在生物質(zhì)能源上的發(fā)展機遇。第四階段為波動增長期，時間段為2007～2021年，此階段發(fā)文量上下波動，但仍然處于上升趨勢，這一階段有較多的學者關注該領域，發(fā)文量也處于較高的水平，在2018和2020年達到最高峰126篇。

圖1 文冠果研究文獻年度發(fā)文趨勢圖Fig.1 Annual publication trend of Xanthoceras sorbifolia Bunge research literature

基于CNKI 數(shù)據(jù)庫文獻計量在線分析可知，2005～2021 年，CNKI 中引用頻次最高的論文為2010年發(fā)表于《西北植物學報》的“干旱脅迫對文冠果幼苗生理和生化特征的影響”（表1），該文采用稱重控水的方法，研究了水分脅迫對文冠果幼苗生長過程中的生長和生理生化指標的影響［22］。被引頻次排名前十的文獻中有四篇為綜述性論文，牟洪香的文章占比40%，表明該作者的研究在文冠果領域內(nèi)受認可度較高，學術影響力較大。

表1 CNKI數(shù)據(jù)庫中被引頻次前10的文獻（2005～2021）Tab.1 Top 10 most cited papers in CNKI databases（2005～2021）

2.2 研究機構及合作關系分析

文冠果研究發(fā)文量前十的機構排名見表2。該領域主要研究機構以高校為主，北京林業(yè)大學發(fā)文量為81篇，位居第一。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學與西北農(nóng)林科技大學發(fā)文量分別是39 和36 篇，三所高校發(fā)文量共占前十機構總發(fā)文量的48.4%。其余研究機構在發(fā)文量上沒有較大差異。從文獻篇被引頻次看，中國林業(yè)科學院林業(yè)研究所的篇被引頻次最高，表明其在該領域的學術觀點受認可度較高，學術價值和專業(yè)影響力最大，在研究中起著關鍵作用。北京林業(yè)大學論文產(chǎn)出較多，單篇被引頻次排名第四，表明發(fā)文的原創(chuàng)性和影響力稍弱。從發(fā)文機構地域分布上來看，主要研究機構均地處北方，具有明顯的地域特色，可能與文冠果為我國北方特有樹種具有較大關系。

表2 文冠果研究領域發(fā)文量排名前十機構Tab.2 Top 10 institutions in the field of Xanthoceras sorbifolia research

基于CNKI 文獻數(shù)據(jù)對研究機構進行可視化分析可知，CNKI 數(shù)據(jù)中存在106 個節(jié)點，僅有32 條連線，研究機構間的合作交流較為微弱。如圖2所示，機構間的合作關系比較固定且集中，北京林業(yè)大學與赤峰市林業(yè)種苗站合作較密切，但更多的合作關系存在于同一地域的機構之間，因此跨地域合作有待加強。

圖2 主要研究機構及合作關系圖譜Fig.2 Map of main research institutions and cooperative relations

2.3 主要發(fā)文作者及合作關系分析

CNKI中發(fā)文量前十的作者，分別累計發(fā)文量在14～36 篇，篇被引頻次在5.55～25.92 次，其中敖妍、鄧紅和劉建海的發(fā)文量位居前三（表3）。從主要發(fā)文作者及其合作關系圖譜可知（圖3），共有690個節(jié)點，944 條連線。節(jié)點越大，表明出現(xiàn)頻次越高，節(jié)點顏色越深，表明其中介中心性越高，顏色越偏向紅色，則說明其在特定時間段內(nèi)發(fā)生了突發(fā)性增長。根據(jù)連線顏色可以發(fā)現(xiàn)主要發(fā)文作者之間形成了比較固定的學術群，其中與敖妍有合作關系的作者有馬履一、劉覺非、劉金鳳、于海鑫、張寧、段劼、蘇淑釵等，范菊萍和張虎、趙國生、王藝林等在近幾年合作較密切，核心作者群的集中度較高。

圖3 主要發(fā)文作者及合作關系圖譜Fig.3 Map of main authors and cooperative relations

表3 文冠果研究領域發(fā)文量排名前十作者Tab.3 Top 10 authors in the field of Xanthoceras sorbifolia research

從發(fā)文作者的突現(xiàn)強度來看（圖4），早期文冠果研究領域比較重要的作者是鄧紅，其發(fā)文從2006年持續(xù)到2010 年，總發(fā)文量也較多，排名第二。敖妍發(fā)文從2016 年開始持續(xù)至2019 年，突現(xiàn)強度最高，為8.14。姜繼元、李銘、馬新、董鵬和蘇淑釵發(fā)文均從2016 開始至2018 年，突現(xiàn)強度相同，但發(fā)文量較少。劉建海發(fā)文從2018 持續(xù)到2021 年，突現(xiàn)強度較高，發(fā)文量排名靠前。范菊萍、王藝林與李守科分別在2018 年、2019 年至2021 年發(fā)生突現(xiàn)，表明在此時間段他們的論文引用量有較大的變化。綜上，敖妍、鄧紅、馬履一在文冠果研究領域的學術價值較高，劉建海、范菊萍、王藝林與李守科的文章在未來幾年的研究影響可能會較大。

圖4 主要發(fā)文作者突現(xiàn)圖Fig.4 Emergence diagram of main authors

2.4 關鍵詞分析

關鍵詞是學術論文研究內(nèi)容的高度提煉和概括，能夠反映文章的研究內(nèi)容和核心主題［23］，通過Citespace構建關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡、聚類圖譜、時區(qū)圖和突現(xiàn)圖，對文冠果研究相關文獻關鍵詞進行分析和歸納，可以揭示文冠果研究領域的熱點、發(fā)展脈絡和知識基礎。從圖5 關鍵詞的共現(xiàn)圖譜可以看出，出現(xiàn)頻次較高的關鍵詞有“文冠果”、“生物柴油”、“文冠果油”、“栽培技術”、“育苗”、“文冠木”等；從中介中心性來看，除了出現(xiàn)頻次較高的關鍵詞之外，“引種”、“育苗技術”、“化學成分”、“出苗率”、“油用牡丹”等具有相對較高的中介中心性，相關的研究在該領域也具有重要貢獻。

圖5 文冠果研究關鍵詞共現(xiàn)圖譜Fig.5 Knowledge map of co-occurrence of research keywords of Xanthoceras sorbifolia Bunge

通過圖6 關鍵詞聚類分析可知，文冠果的研究可以歸納為10 類，分別是“#0 文冠果”、“#1 育苗”、“#2 文冠木”、“#3 生物柴油”、“#4 文冠果油”、“#5 幼苗”、“#6出苗率”、“#7優(yōu)良單株”、“#8座果率”和“#9油用牡丹”。10 個研究類群相互交叉重疊，繼承和衍生關系密切，根據(jù)聚類的位置將10個研究類群細分為3種類型，第一類型類群包括“#3生物柴油”、“#4 文冠果油”和“#9 油用牡丹”，此類群聚集了“提取”、“開發(fā)利用”、“脂肪酸”、“種仁油”、“農(nóng)產(chǎn)品加工”等關鍵詞，說明這一類群主要研究文冠果作為木本油料植物在食用價值和生態(tài)價值以及經(jīng)濟增長方面的問題。第二種類型主要是以“#2 文冠木”為聚類關鍵詞的類群，此類群聚集了“蒙藥”、“槲皮素”、“含量測定”等關鍵詞，表明此類群主要研究文冠木的化學成分和藥用成分等。第三種類型的類群包括“#0 文冠果”、“#1 育苗”、“#5 幼苗”、“#6 出苗率”、“#7 優(yōu)良單株”，此類群聚集的關鍵詞有“栽培引種”、“干旱脅迫”、“造林”、“種子處理”、“種實性狀”、“無性繁殖”、“不孕花”、“落花落果”等，這一類型占有的類型數(shù)量最多，為文冠果研究的主題方向。

圖6 文冠果研究關鍵詞聚類圖譜Fig.6 Cluster map of research keywords of Xanthoceras sorbifolia Bunge

從關鍵詞突現(xiàn)圖（圖7）可以看到，文冠果早期研究重點為化學成分（突現(xiàn)年份自2005 年至2009年）、脂肪酸（突現(xiàn)年份自2007 年至2013 年）、生物柴油（突現(xiàn)年份自2008 年至2013 年）、育苗技術（突現(xiàn)年份自2008 年至2011 年）、造林（突現(xiàn)年份自2008 年至2012 年）、文冠木（突現(xiàn)年份自2008 年至2010 年）、造林技術（突現(xiàn)年份自2009 年至2011 年）等，其中關于造林方面的關鍵詞突現(xiàn)出現(xiàn)了兩次，生物柴油的突現(xiàn)強度明顯高于其他關鍵詞，表明這一時間段文冠果作為能源樹種及其造林技術的研究較多，其中生物柴油方面的研究影響較大。關鍵詞“幼苗”自2015 年突現(xiàn)持續(xù)至2021 年，栽培技術突現(xiàn)時間自2018 年至2021 年，其中“栽培技術”的突現(xiàn)強度為7.63，排名第二。由此可見，文冠果幼苗培育和栽培技術的研究在近幾年較多，對未來幾年文冠果的研究可能影響較大。

圖7 文冠果研究關鍵詞突現(xiàn)圖Fig.7 Emergence of research keywords of Xanthoceras sorbifolia Bunge

在Citespace 中時區(qū)圖是從時間跨度上展示知識演進的視圖［24］，通過關鍵詞時區(qū)圖我們可以看出文冠果研究的演變趨勢和關鍵詞相互之間的繼承與衍生關系。在關鍵詞時區(qū)圖中，所有節(jié)點被定位于橫軸為時間的二維坐標中，按照關鍵詞首次出現(xiàn)的時間，不同的節(jié)點被放置在相應的時間區(qū)內(nèi)。

從關鍵詞的演變來看（圖8），在2005 年已經(jīng)開展了關于文冠果油、文冠果木以及文冠果化學成分等的研究，后續(xù)開始研究高效栽培技術和優(yōu)良品種選育，作為木本油料植株制備生物柴油及其發(fā)展前景，有效成分提取及含量測定，耐旱性與光合作用和生理指標的關系，種子發(fā)芽率與產(chǎn)量的關系，物候期對引種造林的影響，不同地域種質(zhì)資源差異，文冠果種子發(fā)芽率、幼苗出苗率影響因素，可孕花數(shù)量和坐果率關系，品種與產(chǎn)量的關系，內(nèi)源激素對產(chǎn)量的影響，功能基因的篩選與鑒定?？傮w來看，文冠果的各項研究均以提高產(chǎn)量為目的來開展，在此基礎上來獲得經(jīng)濟效益和生態(tài)發(fā)展。結合時代發(fā)展和社會進步要求，在十九大提出“實施健康中國戰(zhàn)略”及2020 年提出的“碳中和”政策背景下，推測文冠果有效功能成分和生物柴油的研究將會成為未來研究的增長點。

圖8 熱點關鍵詞時區(qū)圖Fig.8 Hot key words time zone map

3 結論與討論

文冠果作為生物質(zhì)能源樹種和其較高的經(jīng)濟價值，受到人們廣泛關注。文冠果研究論文始于1964 年，發(fā)文量在經(jīng)歷了萌芽期和緩慢發(fā)展期后進入高速發(fā)展階段，目前處于較穩(wěn)定的波動增長時期。生物質(zhì)能源作為一種可再生的清潔能源受到全世界范圍的高度重視，文冠果作為我國特有的木本油料樹種，在近幾年迎來了全新的發(fā)展時期?！笆晃濉逼陂g，文冠果被確定為我國北方唯一適合發(fā)展的生物能源樹種；2014 年國務院辦公廳將文冠果作為木本油料樹種之一進行大力發(fā)展［25］；2016 年文冠果被納入《林業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》進行大力推廣［26］；之后組建了“文冠果工程技術研究中心”，搭建文冠果科技支撐、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和學習交流平臺［27］；后來國家林業(yè)局明確提出要擴大宣傳、著力推廣油用牡丹和文冠果產(chǎn)業(yè)，并投入大量經(jīng)費資助［28］；緊接著國家糧食局將文冠果油納入新型健康木本食用油，提倡大力發(fā)展［29］。國家對于文冠果產(chǎn)業(yè)開發(fā)的高度重視和支持，將使文冠果產(chǎn)業(yè)獲得巨大的發(fā)展空間和良好的發(fā)展機遇。

文冠果領域研究機構以北方的高校和科研院所為主要組成部分，從發(fā)文數(shù)量來看，北京林業(yè)大學居第一位，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學居于第二位，單篇被引頻次均偏低，說明論文總體的原創(chuàng)性和影響力不足。中國林業(yè)科學院林業(yè)研究所、西北農(nóng)林科技大學和陜西師范大學的篇被引頻次分別位居第一位、第二位和第三位，說明這三個科研院校的學術觀點和研究成果在文冠果研究領域具有較高的學術影響力和被認可度。整體來看，主要研究機構間的合作不夠密切，合作對象固定且單一，跨地域合作有待加強。從主要發(fā)文作者來看，敖妍、鄧紅、馬履一等在文冠果研究領域具有較高的學術影響力，劉建海在未來幾年的影響力可能會比較大。牟洪香發(fā)文量較少，但是單篇被引頻次排名均比較靠前，也是具有較高學術影響力的學者之一。主要研究作者呈聚集分布，有明顯的合作關系。研究團隊內(nèi)部間的合作交流更為密切，不同團隊之間受地域因素、研究方向不同等因素影響合作并不密切。各研究機構與學者應加強交流合作，結合不同研究方向和內(nèi)容，實現(xiàn)文冠果研究新的突破。

文冠果研究備受關注的內(nèi)容有文冠果油、生物柴油、良種選育、文冠果的育苗栽培技術等，根據(jù)關鍵詞聚類將其分為10 個聚類，聚類之間關系較近，彼此之間相互交疊，再次細分為3個種類型，研究內(nèi)容主要包括文冠果油提取和生物柴油的開發(fā)利用、文冠木化學成分的研究和含量測定、引種選育與栽培技術研究、開花座果與產(chǎn)量影響。從關鍵詞突現(xiàn)結果來看，幼苗培育和栽培技術研究在未來幾年的影響可能較大。通過分析2005～2021年文冠果研究熱點演變歷程可知，選種育苗和栽培技術研究始終受到學術界較高的關注。基于目前生物信息技術和高通量測序技術的高速發(fā)展，分析鑒定文冠果功能基因，探究內(nèi)部分子發(fā)育機制從而達到增產(chǎn)目的的研究也越來越多［30-37］。綜合分析來看，文冠果育苗技術、引種選育、栽培技術、化學成分、文冠果油的研究將持續(xù)成為文冠果領域的研究熱點，生物柴油和功能基因的分析鑒定可能會成為未來幾年的研究增長點。