劉嘉斌，田軍倉，2，3*

（1.寧夏大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，寧夏銀川 750021；2.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，寧夏銀川 750021；3.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，寧夏銀川 750021）

目前，土壤鹽堿化是當(dāng)今世界各國所面臨的共同難題，鹽堿地主要是由氣候干旱、土壤排水不暢、地下水位升高以及地形條件、植被和土壤結(jié)構(gòu)等綜合因素造成的。鹽堿地廣泛分布于全球100 多個(gè)國家和地區(qū)，據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)，全球鹽堿地面積已達(dá)9.5 億hm2[1]，并且在自然和人為等因素影響下，全球鹽堿地面積每年以100 萬～150 萬hm2的速度快速增長[2]，威脅著我國18 億畝耕地紅線。我國鹽堿地總面積約為9 910 萬hm2[3]，僅次于澳大利亞、俄羅斯，位居世界第3 位[4]，廣泛分布于我國東北、華北、西北以及沿海地區(qū)[5]。土壤鹽堿化可能會(huì)造成植物生理干旱，從而抑制作物生長，導(dǎo)致作物大面積減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，嚴(yán)重制約著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此鹽堿地改良已經(jīng)迫在眉睫?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于做好2022 年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見》中明確指出，要研究制定鹽堿地綜合利用規(guī)劃和實(shí)施方案，分類改造鹽堿地。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)鹽堿地改良進(jìn)行了大量研究并取得了明顯的改良效果。目前鹽堿地改良主要以水利工程措施為主，物理、化學(xué)、生物措施為輔。不同的鹽堿地改良方法有利有弊，因此對(duì)于不同類型的鹽堿地需要因地制宜、合理有效地選擇對(duì)應(yīng)的改良方法。充分了解當(dāng)前國內(nèi)外鹽堿地改良現(xiàn)狀，對(duì)今后治理鹽堿地具有重要意義。

1 材料與方法

本文中關(guān)于鹽堿地改良的中文文獻(xiàn)來源于中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，以“鹽堿地改良”為主題進(jìn)行檢索，英文文獻(xiàn)主要來源于Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫，以“saline-alkali soil improvement”和“saline-alkali soil treatment”為主題檢索。時(shí)間檢索范圍均為2012-01-01—2021-12-31，在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫共檢索到844 篇文獻(xiàn)，在Web of Science 數(shù)據(jù)庫共檢索到304篇文獻(xiàn)。

VOSviewer 軟件是荷蘭萊頓大學(xué)的N.J.Van Eck 和L.Waltman 基于共現(xiàn)聚類思想研發(fā)的一款科研軟件[6]，具有數(shù)據(jù)文本挖掘功能，可以從大量科研文獻(xiàn)中提取相關(guān)的信息構(gòu)建作者分析、共現(xiàn)分析、引用分析和作者機(jī)構(gòu)合作分析等可視化網(wǎng)絡(luò)圖[7-9]。本文在相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)搜集之后，采用VOSviewer 軟件進(jìn)行知識(shí)圖譜可視化分析，以便充分了解2012—2021 年國內(nèi)外關(guān)于鹽堿地改良方面的研究進(jìn)展，為后期鹽堿地改良的研究提供參考。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量年變化趨勢

對(duì)所收集的844 篇中文文獻(xiàn)和304 篇英文文獻(xiàn)進(jìn)行年發(fā)文量統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1～圖2 所示。中文文獻(xiàn)在近10 年發(fā)文量呈相對(duì)穩(wěn)定的上升趨勢，在2020 年發(fā)文量達(dá)到最大（106 篇），在2012 年發(fā)文量最小（72 篇），表明在2012—2021 年國內(nèi)學(xué)者對(duì)鹽堿地改良已有較高關(guān)注。而英文文獻(xiàn)在Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，其在10 a 期間發(fā)文量呈快速上升趨勢，在2012 年發(fā)文量僅為7 篇，發(fā)文量較低，而在2021年發(fā)文量達(dá)到91 篇（占10 a 總發(fā)文量的29.93%），說明該學(xué)科領(lǐng)域的研究進(jìn)入快速增長階段。鹽堿地改良的研究在未來仍會(huì)是一個(gè)比較熱門的方向。

圖1 2012—2021 年中文年發(fā)文量

圖2 2012—2021 年英文年發(fā)文量

2.2 文獻(xiàn)發(fā)表期刊分布

在北京大學(xué)圖書館發(fā)布的《中文核心期刊要目總覽》中的期刊上發(fā)表的中文文獻(xiàn)為186 篇，占中文文獻(xiàn)總量的22.04%。英文文獻(xiàn)在Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫中的期刊上發(fā)表。本文對(duì)發(fā)文量前10 的核心期刊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1 所示。中文期刊發(fā)文量位列前3 的為《中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)》《灌溉排水學(xué)報(bào)》《江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)》，其中《中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)》發(fā)文量最高，復(fù)合影響因子為3.262。英文期刊發(fā)文量位列前3 的為Science of the Total Environment，Scientific Reports，International Journal of Molecular Sciences，出版國家分別為英國、荷蘭、瑞士，其中Science of the Total Environment，Scientific Reports 發(fā)文量較高（均為10篇），且前者為2021 年中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心發(fā)布的期刊分區(qū)中的2 區(qū)top 期刊。這表明中文期刊發(fā)文量雖明顯高于英文期刊，但相比于英文期刊，中文期刊的質(zhì)量還有待提高。

表1 中、英文核心期刊發(fā)文量統(tǒng)計(jì)

2.3 文獻(xiàn)發(fā)文機(jī)構(gòu)分布

本文對(duì)中、英文文獻(xiàn)發(fā)文量前10 的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（表2）。在中文文獻(xiàn)發(fā)文量最多的10 所研究機(jī)構(gòu)中，西北地區(qū)所屬機(jī)構(gòu)5 家，占發(fā)文總量的13.03%。寧夏大學(xué)發(fā)文量為48 篇，為中文發(fā)文量第1的機(jī)構(gòu)，之后是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)。在英文文獻(xiàn)發(fā)文量最多的10 所研究機(jī)構(gòu)中，中國研究機(jī)構(gòu)7 家，美國研究機(jī)構(gòu)2 家，日本研究機(jī)構(gòu)1 家，且7 家中國研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量占總發(fā)文量的61.19%。綜上所述，中國的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)在鹽堿地改良領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究。

表2 中、英文文獻(xiàn)發(fā)文機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)

2.4 研究主題分析

利用VOSviewer 軟件主題挖掘功能對(duì)鹽堿地改良研究領(lǐng)域進(jìn)行主題詞可視化，將Web of Science數(shù)據(jù)庫文件導(dǎo)入VOSviewer 軟件中，主題詞閾值設(shè)置為10，共檢索到滿足閾值條件的主題詞為153個(gè)，然后按軟件系統(tǒng)設(shè)定條件篩選出92 個(gè)主題詞，最終得到鹽堿地改良主題可視化分析圖譜，如圖3 所示。圖譜中，不同顏色（灰度）代表主題類別不同，不同大小代表主題出現(xiàn)頻次不同，主題之間的距離代表主題相關(guān)性，距離越近相關(guān)性越強(qiáng)[6，8]。

由圖3可知，stress，tolerance，response，gene，protein，expression，application，land，yield，area，saline alkali soil，nitrogen 等主題標(biāo)題較大，說明近10 年研究主要集中在鹽脅迫、耐鹽基因、作物產(chǎn)量、鹽堿地利用和氮素含量等方面，并且在早期研究中，將植物基因的改良作為鹽堿地治理與利用的重要手段之一。其中，鹽堿地利用與氮素含量在圖譜上距離較近，表明在鹽堿地治理與利用的過程中也注重土壤氮元素的流失，主要原因?yàn)樵诓捎冒倒芘潘卫睇}堿地時(shí)，暗管排水不僅可將土壤鹽分排出土壤，同時(shí)土壤養(yǎng)分也隨之被排出[10]，會(huì)造成肥料浪費(fèi)以及排水溝水質(zhì)富營養(yǎng)化，威脅生態(tài)環(huán)境。

圖3 主題可視化分析圖譜

2.5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞凝結(jié)了文章的核心內(nèi)容，通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析可以更快地了解當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本文利用VOSviewer 軟件對(duì)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析，將中國知網(wǎng)、Web of Science 數(shù)據(jù)庫文件導(dǎo)入VOSviewer軟件中，關(guān)鍵詞閾值設(shè)置為5，共檢索到滿足閾值條件的中文和英文關(guān)鍵詞分別為92 個(gè)和30 個(gè)，最終得到鹽堿地改良關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化分析圖譜，如圖4～圖5 所示。中文文獻(xiàn)中與鹽堿地改良共現(xiàn)較高的關(guān)鍵詞為鹽堿地、鹽堿地改良、濱海鹽堿地、土壤改良等。英文文獻(xiàn)中與鹽堿地改良共現(xiàn)較高的關(guān)鍵詞為growth，salt tolerance，salt stress，saline-slkali soil，drought 等。各關(guān)鍵詞之間相互關(guān)聯(lián)，通過分析得到中文文獻(xiàn)目前研究熱點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面。

圖4 基于中文文獻(xiàn)鹽堿地改良關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化分析圖譜

圖5 基于英文文獻(xiàn)鹽堿地改良關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化分析圖譜

（1）暗管排水改良鹽堿地。暗管排水是目前改良鹽堿地應(yīng)用最廣泛的措施，其原理是“鹽隨水來，鹽隨水去”，該措施可以有效快速地降低土壤鹽分。例如，石佳等[11]在暗管排水條件下，以油葵為試驗(yàn)作物進(jìn)行田間試驗(yàn)，結(jié)果表明，暗管排水可以有效降低土壤鹽分，提升水分生產(chǎn)效率。馮根祥等[12]研究了不同暗管埋深對(duì)土壤脫鹽效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，暗管埋深0.6 m 時(shí)土壤脫鹽效果最佳。

（2）化學(xué)藥劑改良鹽堿地。化學(xué)藥劑主要用于改良重度鹽堿地，其原理主要是利用化學(xué)藥劑與土壤鹽分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，置換出土壤鹽分[13]?；瘜W(xué)藥劑改良雖然見效快，但是易引起化學(xué)污染[14]。例如，杜康瑞等[15]通過田間試驗(yàn)探究了新型改良劑乙酰化葡萄糖與肥料結(jié)合對(duì)鹽堿地改良的效果，結(jié)果表明，該措施可以有效降低土壤pH 并提高玉米產(chǎn)量。屈忠義等[16]通過田間試驗(yàn)分析了不同化學(xué)改良劑對(duì)中度鹽堿地的改良效果，結(jié)果表明，生物炭可以有效降低土壤電導(dǎo)率，促進(jìn)土壤微生物生長，提高土壤養(yǎng)分。

（3）生物措施改良鹽堿地。生物措施主要包括種植吸鹽、耐鹽植物以及施加耐鹽堿微生物改善作物根系環(huán)境[17]。張艷超等[18]通過膜下滴灌棉花間作試驗(yàn)可知，種植苜蓿和孜然可以有效抑制土壤鹽分，提高苜蓿和孜然產(chǎn)量。葛漢勤等[19]通過鹽堿地生物改良試驗(yàn)可知，種植堿蓬可以將土壤鹽分降低38.70%～44.10%，且耐鹽微生物可以明顯促進(jìn)植物生長。任崴等[20]針對(duì)新疆鹽堿地特點(diǎn)，通過研究發(fā)現(xiàn)，將種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合，可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，獲得高額經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)造一個(gè)生態(tài)循壞系統(tǒng)。

（4）物理措施改良鹽堿地。物理措施主要以平整土地、灌溉洗鹽、增加地表覆蓋物為主。楊立國[21]的研究結(jié)果表明，鹽堿地鋪砂有明顯的脫鹽效果，砂礫摻入鹽堿土中可以改善土壤結(jié)構(gòu)，減少土壤蒸發(fā)量，提高土壤體積含水率。張玉文等[22]在黏質(zhì)鹽堿土地區(qū)采用秸稈還田方法治理鹽堿地，結(jié)果表明，秸稈還田可改善土壤通氣狀況，抑制表層土壤鹽分，提高土壤養(yǎng)分含量。

外文文獻(xiàn)目前的研究熱點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面。

（1）植物耐鹽機(jī)制。種植耐鹽堿的植物可以有效提高鹽堿地的利用效率，因此提高植物的耐鹽能力是鹽堿地改良的研究重點(diǎn)。Y.Yang 等[23]針對(duì)楊樹的鹽分敏感信號(hào)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因PtSOS2楊樹可以有效清除鹽脅迫所產(chǎn)生的活性氧，進(jìn)而促進(jìn)樹木生長。X.X.Li 等[24]通過基因轉(zhuǎn)錄確定，LcSAIA1 基因在擬南芥和水稻表達(dá)過程中可以提高植株高度和綠化率，提升作物抗鹽能力。R.T.Li 等[25]以根癌農(nóng)桿菌為介質(zhì)，將酵母HAL2 基因?qū)胨局?，結(jié)果表明，HAL2 基因可以提高水稻耐鹽性，減小鹽脅迫下水稻細(xì)胞膜的損傷。

（2）土壤元素運(yùn)移。在鹽堿地治理過程中，時(shí)刻伴隨著土壤元素的運(yùn)移，因此在降鹽堿的同時(shí)，也要注意土壤養(yǎng)分的流失。D.X.Yang 等[26]利用三維多相模型研究CO2在鹽水層的運(yùn)移規(guī)律，結(jié)果表明，土層厚度、寬度以及土壤滲透性是影響CO2運(yùn)移的重要因素。Q.X.Fang 等[27]采用田間試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法對(duì)自由排水和控制排水進(jìn)行研究，結(jié)果表明，控制排水可以有效減少氮素流失，提升玉米產(chǎn)量。

2.6 高產(chǎn)作者和高引用文章

本文對(duì)所搜集到的中、英文文獻(xiàn)進(jìn)行作者發(fā)文量的統(tǒng)計(jì)，發(fā)文量前10 名作者如表3 所示。在中文文獻(xiàn)中，發(fā)文量前3 的作者分別為寧夏大學(xué)的許興、內(nèi)蒙古民族大學(xué)的范富和張慶國，英文發(fā)文量前3的作者分別為浙江農(nóng)林大學(xué)的柳參奎（Liu Shenkui）、東京大學(xué)的Takano Tetsuo、東北林業(yè)大學(xué)的王月（Wang Yue）。許興等[28-31]主要利用脫硫石膏、化學(xué)改良劑、有機(jī)肥和灌溉措施相結(jié)合的手段來治理鹽堿地，結(jié)果表明，這些措施均可有效降低土壤鹽分，提升作物耐鹽能力，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量，并且指出在今后的研究中需要針對(duì)不同程度的鹽堿地而設(shè)定不同使用量梯度的改良劑，以達(dá)到最優(yōu)的應(yīng)用和推廣價(jià)值。柳參奎等主要從事植物耐鹽基因的研究，其研究結(jié)果表明，AtOxR 基因定位在擬南芥細(xì)胞內(nèi)，可以加強(qiáng)其耐鹽能力，增加維生素C 含量[32]；在對(duì)星星草的研究中發(fā)現(xiàn)，NaCl-158#和NaCl-167#兩種蛋白質(zhì)可以賦予星星草更好的耐鹽性，減輕星星草氧化壓力[33]。

表3 中、英文發(fā)文量作者統(tǒng)計(jì)

本文以被引次數(shù)為依據(jù)，篩選出中、英文文獻(xiàn)中被引次數(shù)最高的10 篇文獻(xiàn)，如表4～表5 所示。由表4可知，中文文獻(xiàn)中高被引文章發(fā)表在2012—2017年，主要集中在鹽堿地改良綜述、生物改良、化學(xué)藥劑改良以及暗管排水改良鹽堿地等方面。其中，肖克飚等[34]選用3 種耐鹽植物對(duì)寧夏銀北地區(qū)的鹽堿土進(jìn)行了為期3 年的生物改良研究，田間試驗(yàn)結(jié)果表明，檉柳、葦狀羊茅、油葵均可有效降低表層0～20 cm 土壤鹽分，提高0～20 cm 土壤有機(jī)質(zhì)和微生物含量。胡明芳等[14]主要對(duì)新疆鹽堿地現(xiàn)狀、成因以及改良措施進(jìn)行了概述，并對(duì)今后節(jié)水灌溉條件下鹽堿地治理過程中膜下滴灌積鹽等問題進(jìn)行了展望。于淑會(huì)等[35]對(duì)暗管排水排鹽技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、治理鹽堿地機(jī)理以及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)行了概述，并指出今后暗管排水排鹽的研究應(yīng)集中在水鹽運(yùn)移模型和灌溉制度方面。

表4 中文文獻(xiàn)引用量統(tǒng)計(jì)

由表5 可知，英文文獻(xiàn)中高被引文章發(fā)表在2013—2019 年，主要集中在植物耐鹽基因和化學(xué)藥劑方面。其中，P.Yuan 等[36]利用化學(xué)改良劑-生物炭治理鹽堿化土壤，研究表明，生物炭不僅可以改善土壤理化性質(zhì)，還可以調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)，吸收土壤重金屬，改變土壤微生物活性。F.F.Xun 等[37]選用細(xì)菌（PGPR）和叢枝菌根真菌（AMF）對(duì)被石油污染的鹽堿地進(jìn)行修復(fù)，試驗(yàn)結(jié)果表明，石油明顯抑制植物生長，但是在植物接種PGPR 和AMF 之后，可以有效促進(jìn)株高以及干物質(zhì)的積累，并且增強(qiáng)了植物以及土壤的酶活性。J.X.Lin 等[38]研究在鹽堿脅迫和氮素沉降增加條件下，羊草幼苗與叢枝菌根共生時(shí)幼苗根系生長以及光合特性，結(jié)果表明，叢枝菌根可以明顯提高羊草幼苗生根率，提高其光合特性，增強(qiáng)羊草幼苗的耐鹽能力。

表5 英文文獻(xiàn)引用量統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)論與展望

本文以“鹽堿地改良”為關(guān)鍵詞，使用中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫和Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫，以2012—2021 年相關(guān)文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)樣本，借助VOSviewer軟件對(duì)數(shù)據(jù)樣本年發(fā)文量、期刊分布、機(jī)構(gòu)分布、研究主題、關(guān)鍵詞共現(xiàn)以及高產(chǎn)作者和高被引文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，最終得出以下結(jié)論與展望。

3.1 結(jié)論

（1）近10 年來，鹽堿地改良相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)文量呈上升趨勢，文獻(xiàn)發(fā)表期刊主要集中在農(nóng)業(yè)和生態(tài)方面，其中《中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)》、Science of the Total Environment 等期刊對(duì)研究鹽堿地改良具有重要價(jià)值。目前，在Web of Science 數(shù)據(jù)庫中中國的高校和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)成為發(fā)文主力軍，東北林業(yè)大學(xué)以77篇發(fā)文量位居榜首，在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中西北地區(qū)高校和科研機(jī)構(gòu)是發(fā)文主力軍，寧夏大學(xué)以48 篇發(fā)文量位居榜首，表明我國科研工作者已經(jīng)對(duì)鹽堿地改良進(jìn)行了大量研究，且研究區(qū)域主要集中在我國東北和西北地區(qū)以及沿海地區(qū)。

（2）通過對(duì)研究主題、關(guān)鍵詞共現(xiàn)以及高產(chǎn)作者和高被引文獻(xiàn)等分析可知：當(dāng)前，中文文獻(xiàn)研究熱點(diǎn)主要集中在暗管排水排鹽、化學(xué)藥劑改良、種植耐鹽作物以及物理改良等措施對(duì)鹽堿化土壤鹽分運(yùn)移以及作物生長發(fā)育的影響等方面；而英文文獻(xiàn)研究熱點(diǎn)集中在植物耐鹽基因改良以及土壤元素運(yùn)移等方面，培育植物耐鹽基因可以從根本上解決植物鹽堿脅迫的危害，并且關(guān)注土壤元素運(yùn)移可以有效避免土壤養(yǎng)分的流失。

3.2 研究展望

鹽堿地改良在今后仍然是一個(gè)比較熱門的研究話題。本文提出以下研究展望：一是需要探究傳統(tǒng)的鹽堿地改良措施對(duì)土壤鹽分及其他元素的作用機(jī)制，在排鹽降鹽的同時(shí)避免土壤養(yǎng)分的流失；二是需要探明植物耐鹽機(jī)制，將鹽堿地治理手段提升到基因分子水平，進(jìn)而提升植物的耐鹽能力。目前對(duì)于重度鹽堿地而言，單一的鹽堿地改良措施無法快速有效地降低土壤鹽分，因此探明綜合措施相互作用下的鹽堿地改良效果是今后鹽堿地科學(xué)治理的關(guān)鍵。