摘要：基于中國知網(wǎng)（CNKI）和Web of Science（WoS）核心合集數(shù)據(jù)，本文采用文獻計量學(xué)方法和可視化分析軟件，分析了國內(nèi)外農(nóng)田土壤重金屬Cd下滲研究領(lǐng)域2003—2023年的研究現(xiàn)狀、研究熱點及未來發(fā)展趨勢。結(jié)果顯示，該領(lǐng)域的年發(fā)文量整體呈增長趨勢，但年度最高發(fā)文量較低，中文和英文最高年發(fā)文量僅為19篇和23篇。中文文獻的研究熱點主要集中在“重金屬”、“數(shù)值模擬”、“遷移”和“土壤”，英文文獻主要為“cadmium”、“agricultural soil”、“heavy metals”和“fluxes”。國內(nèi)外研究者已初步掌握農(nóng)田土壤中重金屬Cd的下滲遷移過程、影響因素、下滲通量計算方法及模型模擬。然而，目前的研究主要集中在室內(nèi)模擬實驗（如土柱實驗），而缺乏對自然條件下農(nóng)田土壤Cd下滲過程的長期監(jiān)測。同時，關(guān)于極端天氣條件及農(nóng)田干濕交替對Cd下滲遷移的影響研究仍顯不足。未來應(yīng)重點關(guān)注田間Cd下滲過程的監(jiān)測、下滲過程影響機制深化研究以及多尺度農(nóng)田土壤重金屬Cd下滲輸出模型的建立。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤；鎘；下滲通量；重金屬輸出；文獻計量學(xué)

中圖分類號：X53 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-2043（2024）11-2487-10 doi：10.11654/jaes.2024-0815

土壤重金屬下滲是指土壤中重金屬隨土壤水分運動而發(fā)生遷移的過程[1]，是農(nóng)田土壤重金屬質(zhì)量平衡的重要途徑。2014年環(huán)境保護部和國土資源部發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國耕地點位鎘（Cd）污染超標(biāo)率排在第一，高達7.0%。Cd在土壤中的累積不僅導(dǎo)致土壤質(zhì)量退化，其還可能通過食物鏈對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響[2-3]。因此，開展土壤重金屬Cd在農(nóng)田土壤中的下滲研究具有重要的科學(xué)和環(huán)境保護意義。土壤是Cd 的重要匯集和傳播媒介[4]，Cd在土壤中的下滲過程直接影響Cd在土壤中的分布和流動，進而影響到農(nóng)作物對Cd的吸收以及Cd向地下水的傳遞。通過建立土壤重金屬Cd的下滲模型和監(jiān)測體系，可以評估土壤中Cd的遷移和轉(zhuǎn)化情況，從而對土壤Cd污染及時預(yù)警并降低Cd污染的環(huán)境風(fēng)險，保護生態(tài)環(huán)境和保障糧食安全具有重要意義。

近年來，諸多學(xué)者在農(nóng)田土壤重金屬下滲領(lǐng)域開展了理論與實驗研究，但當(dāng)前研究成果缺乏系統(tǒng)的可視化分析。本文基于中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫和Webof Science（WoS）核心數(shù)據(jù)庫，采用CiteSpace 與VOS?viewer知識圖譜軟件，對國內(nèi)外2003—2023年間農(nóng)田土壤重金屬Cd下滲研究相關(guān)文獻進行可視化分析。本文通過繪制年發(fā)文量、關(guān)鍵詞共現(xiàn)及關(guān)鍵詞突現(xiàn)等知識圖譜，梳理和總結(jié)農(nóng)田土壤重金屬Cd下滲研究的現(xiàn)狀與成果，深入挖掘研究的前沿動態(tài)與熱點領(lǐng)域，揭示該領(lǐng)域研究的發(fā)展軌跡和未來趨勢。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

中文文獻數(shù)據(jù)來源于CNKI，以“（主題：鎘+Cd+重金屬）AND（主題：下滲+入滲）AND（主題：土壤+農(nóng)田）”進行檢索，時間范圍為2003年01月01日至2023年12月31日，共檢索到167篇文獻。英文文獻數(shù)據(jù)源于WoS，引文索引設(shè)為“SCI--EXPANDED”，并以“（（（TS=（agricultural））AND TS=（\"cadmium\" OR\"Cd\"））AND TS=（\"infiltration*\" OR \"flux*\"））AND TS=（soil*）”為主題詞進行檢索，時間范圍設(shè)定為2003年01月01日至2023年12月31日，檢索結(jié)果共計146篇。

1.2 研究方法

在眾多的知識圖譜工具中，CiteSpace[5]與VOS?viewer[6]兩款知識圖譜工具脫穎而出，Pan等[7]發(fā)現(xiàn)170篇使用文獻計量制圖軟件的論文中，83%的文章使用CiteSpace或VOSviewer軟件。CiteSpace可提供復(fù)雜的可視化工具和網(wǎng)絡(luò)分析功能，幫助研究人員更好地理解和分析大規(guī)模的文獻數(shù)據(jù)；而VOSviewer可提供網(wǎng)絡(luò)視圖、疊加視圖及密度視圖3種可視化方式，具有圖像美觀、解讀便捷的突出優(yōu)點。本文基于CiteSpace（V6.1.R6，United States）和VOSviewer（V1.6.20，Nether?lands）軟件制作農(nóng)田土壤重金屬Cd下滲領(lǐng)域的發(fā)文作者合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵詞分析知識圖譜，旨在尋求該領(lǐng)域的研究熱點和未來研究趨勢。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)文機構(gòu)及作者分析

對文獻進行發(fā)文機構(gòu)及作者合作網(wǎng)絡(luò)分析，能夠獲知重金屬下滲領(lǐng)域的代表學(xué)者以及核心研究力量。圖1a顯示了多個我國高校和研究機構(gòu)之間的合作關(guān)系，可以明顯看出，該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機構(gòu)之間建立了緊密的合作關(guān)系，這種聯(lián)盟對相關(guān)學(xué)科的構(gòu)建和發(fā)展起到了顯著的推動作用。其中，西安理工大學(xué)、太原理工大學(xué)、長安大學(xué)、吉林大學(xué)和中國地質(zhì)大學(xué)的發(fā)文量占優(yōu)，并且與其他機構(gòu)有較多的合作關(guān)系。而在英文發(fā)文機構(gòu)圖譜中，中國科學(xué)院大學(xué)的發(fā)文量（28篇）遠超于其他機構(gòu)（圖1b）。

經(jīng)統(tǒng)計，167篇中文文獻共來自215位作者，其中發(fā)文量超過2篇的作者有14位，如圖2a所示，作者之間的合作模式往往呈現(xiàn)出小團體化的特征，這種模式在學(xué)術(shù)出版物的合作網(wǎng)絡(luò)中尤為明顯。值得注意的是，167篇文獻中學(xué)位論文超過100篇，這可能反映了學(xué)科的發(fā)展趨勢和當(dāng)前的研究熱點。146篇英文文獻共來自765位作者，其中發(fā)文量超過3篇的作者有19位，超過6篇的有3位，均為中國學(xué)者，分別是中國地質(zhì)大學(xué)的侯青葉、楊忠芳和余濤（圖2b）。并且，146篇文獻中超過一半的發(fā)文單位均為中國（85篇），發(fā)文數(shù)量占優(yōu)。中國學(xué)者們發(fā)表的研究成果很大程度上集中在英文期刊，反映了中國學(xué)術(shù)界與國際學(xué)術(shù)界的融合程度較高。

2.2 學(xué)科分布分析

中文CNKI 數(shù)據(jù)庫及英文WoS 核心數(shù)據(jù)庫中土壤重金屬下滲領(lǐng)域的學(xué)科分布情況見圖3。土壤重金屬下滲研究涉及的學(xué)科較為廣泛，且各學(xué)科之間的交互性較強。中文文獻涉及最多的學(xué)科為環(huán)境科學(xué)與資源利用，占比超過50%，建筑科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)和農(nóng)藝學(xué)各占比10%。英文文獻中環(huán)境科學(xué)、工程環(huán)境學(xué)和土壤學(xué)三類學(xué)科數(shù)量較多，分別占比45%、8%和6%。總體而言，CNKI數(shù)據(jù)庫的研究相對集中于環(huán)境科學(xué)與資源利用，而WoS 數(shù)據(jù)庫則展現(xiàn)了更為多元的研究領(lǐng)域。這種差異或許反映了中英文學(xué)術(shù)界在研究主題選擇和資源分配上的不同趨向。

2.3 年度發(fā)文量分析

年度文獻發(fā)表量可一定程度反映研究領(lǐng)域的活躍度和學(xué)術(shù)成熟度。對CNKI 數(shù)據(jù)庫和WoS 核心數(shù)據(jù)庫中檢索出的文獻進行年度發(fā)文量分析，結(jié)果見圖4。從整體趨勢來看，2003—2023年國內(nèi)外農(nóng)田土壤重金屬下滲領(lǐng)域的發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)逐步上升趨勢，中、英文文獻發(fā)文趨勢線有多次交叉，且二者增長率基本保持一致，表明近年來學(xué)者們對農(nóng)田土壤中重金屬下滲的研究更加深入。英文發(fā)文量在2018年之后呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢，尤其是在2019年達到峰值，且相較于上一年增長了155%，這表明國際學(xué)術(shù)界對農(nóng)田土壤重金屬下滲問題的關(guān)注度顯著提升。然而，該領(lǐng)域的中、英文年發(fā)文量頂峰值分別為19篇和23篇，與土壤溶質(zhì)運移領(lǐng)域年發(fā)文量200篇相比，尚有較大差距[8]，還需要進行更多的研究工作。

2.4 國內(nèi)外研究熱點知識圖譜

研究熱點是指在某個時段里特定領(lǐng)域或?qū)W科中備受關(guān)注并引起廣泛討論的課題或議題。論文的關(guān)鍵詞凝練了論文的核心內(nèi)容，出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞可一定程度上反映出該領(lǐng)域的研究熱點。圖5a 中CNKI數(shù)據(jù)庫中關(guān)鍵詞“重金屬”占據(jù)了中心位置，與其關(guān)聯(lián)的主要關(guān)鍵詞包括“數(shù)值模擬”、“遷移”、“土壤”等，研究主題集中在重金屬污染的遷移及模擬等方面。關(guān)鍵詞“污染土”、“海綿城市”、“生物滯留系統(tǒng)”等也顯示出一定的研究熱度，反映了國內(nèi)在污染治理和城市水資源管理方面的關(guān)注。相比之下，WoS核心數(shù)據(jù)庫顯示了更為復(fù)雜和多樣的研究主題（圖5b）。高頻關(guān)鍵詞為“cadmium”、“agricultural soil”、“heavy metals”、“fluxes”等，側(cè)重農(nóng)田土壤中重金屬Cd輸入輸出通量的研究。此外，關(guān)鍵詞“bioavailabili?ty”、“risk assessment”、“source apportionment”等也顯示出國際上對農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染源解析和風(fēng)險評估的重視。

為了更清晰地把握領(lǐng)域研究熱點，運用VOS?viewer軟件獨特的密度視圖進行聚類分析。如圖6所示，中文文獻的關(guān)鍵詞可分為7類：聚類1主要為土壤入滲重金屬的遷移轉(zhuǎn)化以及健康風(fēng)險評價；聚類2主要為重金屬遷移過程及數(shù)值模擬；聚類3主要為重金屬污染的來源及影響因素分析；聚類4主要為土壤中重金屬Cd的遷移污染情況；聚類5主要為海綿城市雨水入滲的研究；聚類6主要為土壤-地下水系統(tǒng)中下滲重金屬的遷移與污染；聚類7主要為沼液及生物滯留系統(tǒng)方面的研究。

英文文獻的關(guān)鍵詞則分為4類：聚類1主要為農(nóng)田土壤重金屬Cd通量的管理和Cd生物可利用度的研究；聚類2主要為農(nóng)田土壤中各類重金屬的污染情況及來源分析；聚類3主要為關(guān)于中國農(nóng)田土壤重金屬Cd污染對農(nóng)作物安全生產(chǎn)的影響分析；聚類4主要是農(nóng)田土壤Cd輸入和輸出通量、來源和去向分析及人體健康風(fēng)險評價。

2.5 國內(nèi)外研究熱點變化分析

突現(xiàn)關(guān)鍵詞是某一時段出現(xiàn)頻率突增的關(guān)鍵詞，能有效揭示某一研究領(lǐng)域內(nèi)關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率和變化趨勢，從而反映出研究熱點的演變過程及發(fā)展軌跡[9]。突現(xiàn)強度是衡量關(guān)鍵詞在其突現(xiàn)時段內(nèi)出現(xiàn)頻次的重要指標(biāo)，其值越大表示研究熱度增長越快。關(guān)鍵詞突現(xiàn)開始至結(jié)束時間表示研究熱度的持續(xù)時段。通常，選擇突現(xiàn)強度高且突現(xiàn)年份較近的關(guān)鍵詞作為某一領(lǐng)域的研究前沿，其研究持續(xù)時間則反映了相應(yīng)領(lǐng)域的深度及研究價值[10]。

關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜如圖7 所示。中文文獻中“入滲”、“煤矸石山”、“灌溉”、“再生水”在21世紀(jì)初期具有較高的突現(xiàn)強度。礦業(yè)污染區(qū)具有明顯的環(huán)境影響和研究價值，成為早期重金屬Cd下滲研究的重點區(qū)域。礦區(qū)土壤在雨水淋洗作用下促使重金屬溶解下滲，同時還可能通過地表徑流運移至礦區(qū)周邊農(nóng)田。Li等[11]模擬研究降雨條件下重金屬的下滲行為，發(fā)現(xiàn)采礦活動是導(dǎo)致周邊水稻土中Cu和Cd含量升高的主要原因。此外，煤礦區(qū)與酸雨之間存在密切聯(lián)系，在酸雨作用下，重金屬的遷移、下滲能力和生物活性明顯增強[12]。

關(guān)鍵詞“重金屬”與“土壤膠體”成為近年的研究熱點。這一變化表明，重金屬下滲研究領(lǐng)域正逐步從單純的過程描述轉(zhuǎn)向深入探討重金屬在土壤中遷移和固定的關(guān)鍵影響因素。膠體顆粒具有較大的比表面積和豐富的表面反應(yīng)位點，能夠通過吸附、沉淀和絡(luò)合等方式有效固定緩慢下滲的重金屬離子。在徑流下滲過程中，土壤受到水動力學(xué)和物理化學(xué)條件的影響，會釋放大量可移動的膠體（粒徑范圍10-3～10μm）[13]，這些可移動膠體能夠與土壤中原本蓄積的重金屬結(jié)合后遷移，并在適當(dāng)條件下再釋放，從而成為污染土壤和地下水的重大隱患[14]。研究表明徑流中的膠體對Cd離子具有較強的吸附能力，可顯著促進Cd離子下滲遷移，且膠體粒徑越小越容易攜帶重金屬遷移[15]。向土壤中添加具有良好表面性能的材料，可以降低重金屬下滲浸出的風(fēng)險。Zhang等[16]模擬酸雨條件，分別向土壤中加入羥基磷灰石、海泡石和生物炭，3種方式均獲得了較高的Cd固定化效率（大于20%）。此外，蚯蚓和糞肥聯(lián)合施用可使Cd在土壤團聚體中重新分布[17]，促進可溶性Cd轉(zhuǎn)化為沉淀形式，從而減少Cd在土壤中的遷移。

英文文獻中，關(guān)鍵詞突現(xiàn)集中在2017—2021年。其中，“大氣沉降”、“來源分配”、“風(fēng)險評估”和“健康風(fēng)險”等關(guān)鍵詞具有較高的突現(xiàn)強度。土壤中Cd的主要輸入途徑包括灌溉水、磷肥施用及大氣沉降[18]。對湖南漣源市Cd大氣沉降的研究表明[19]，人類活動排放到大氣中的Cd在30年內(nèi)會逐漸沉積到排放源周邊土壤中，這勢必會增加土壤Cd 含量，從而影響Cd的下滲通量。但目前多種介質(zhì)下人類健康風(fēng)險估算結(jié)果表明[20]，盡管大氣沉降帶來的土壤Cd輸入通量高于其他途徑，但其對人類健康沒有直接風(fēng)險。土壤中不同形態(tài)Cd的植物有效性不同，Cai等[21]確定了小麥中的Cd主要來自土壤中的可交換態(tài)、腐植酸結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)Cd，其占總遷移量的58.11%。

2.6 重金屬Cd下滲過程及其影響因素

Cd污染是我國農(nóng)田污染中一個關(guān)鍵的問題，急需移除農(nóng)田系統(tǒng)中殘留的Cd。農(nóng)田土壤重金屬Cd有多種輸出途徑，包括下滲、地表徑流和作物移除等[22]。土壤重金屬Cd下滲是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，下滲過程示意圖見圖8。重金屬Cd進入土壤后，在水流梯度和濃度差的作用下，會與土壤組分發(fā)生吸附或解吸反應(yīng)。Cd能以溶解態(tài)或與土壤膠體結(jié)合的形式隨下滲水遷移。其中，溶解態(tài)Cd的遷移性更強，能夠穿透耕作層土壤，甚至滲入地下水。重金屬Cd的下滲過程受到土壤中Cd含量和其溶解度的影響，而重金屬的溶解度又受到土壤理化性質(zhì)的控制，包括土壤質(zhì)地、pH值和有機質(zhì)含量等因素[23-24]。

在土壤剖面中，Cd的移動性與其在土壤顆粒上的吸附和解吸平衡密切相關(guān)。土壤中的黏土礦物和有機質(zhì)提供的大量的吸附位點可以固定Cd離子，減少其遷移。吳文勇[25]在模擬灌溉研究中發(fā)現(xiàn)，土壤對Cd的吸附隨深度的增加而降低。然而，這種吸附并非永久性的，淋溶作用下環(huán)境條件的變化（如pH、離子強度）可能導(dǎo)致吸附的Cd再次進入土壤溶液，增加其下滲風(fēng)險。其中土壤pH值是決定Cd移動性的最關(guān)鍵因素。在低pH值（酸性條件）下，土壤中H+濃度高，會競爭性地取代土壤膠體上的Cd離子，使Cd更容易從吸附位點解吸進入土壤溶液，增加其移動性。相反，在堿性條件下，Cd更傾向于形成難溶的氫氧化物或碳酸鹽沉淀，減少其下滲風(fēng)險。同時，在高離子強度或存在競爭性離子的條件下，Cd的吸附能力可能降低。

降雨或灌溉是驅(qū)動重金屬Cd下滲的重要動力，同時也是農(nóng)田土壤Cd 污染的重要來源。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[26]，雨水輸入土壤中的Cd通量大于下滲水的Cd輸出通量，這表明降雨可能導(dǎo)致Cd 在土壤中的積累。此外，降雨強度直接影響重金屬的下滲速率。在模擬降雨實驗中[27]，強降雨條件下的Cd下滲量是正常降雨條件下的2.12倍，高強度的降雨可增加土壤中的滲透水量，加速Cd的垂直遷移。極端天氣條件下土壤飽和度高，滲濾作用增強，Cd的下滲風(fēng)險顯著提高，然而極端氣候事件在研究中往往容易被忽視。除降雨外，農(nóng)田灌溉是土壤中Cd下滲的另一關(guān)鍵驅(qū)動力，由灌溉導(dǎo)致的表層土壤（0～0.10 m）中Cd的平均流失率約為2.3 g·hm-2·a-1[28]。旱地土壤長期處于氧化條件（高氧化還原電位），Cd主要以陽離子形態(tài)存在，移動性較強，并且旱地土壤的孔隙結(jié)構(gòu)和滲透性通常較高，Cd 更容易隨下滲水向下遷移。但是，相較于旱地，灌溉對水田重金屬Cd下滲的影響更為顯著。水田長期處于淹水狀態(tài)，形成還原性環(huán)境（低氧化還原電位），Cd的化學(xué)形態(tài)發(fā)生變化。在還原條件下，Cd易與硫化物結(jié)合形成不溶性的硫化鎘（CdS），CdS被固定于土壤固相，阻礙了Cd下滲。此外，水田土壤通常有較高的有機質(zhì)含量，Cd可以被有機質(zhì)吸附或絡(luò)合，降低其移動性，進而降低下滲量。相反，水田土壤在水稻生育期內(nèi)通常存在1～2次干濕交替，干濕交替的過程會導(dǎo)致土壤中Cd含量的變化。在淹水時，Cd的溶解度顯著降低，下滲遷移受到抑制；稻田烤田排干后，Cd的有效性迅速增加，更容易隨土壤溶液遷移下滲[29]。因此，對于稻田土壤而言，干濕交替過程是重金屬Cd下滲的關(guān)鍵時期。

2.7 重金屬Cd下滲通量研究

目前，研究者計算農(nóng)田土壤重金屬Cd下滲通量的方法有兩種，一種是基于吸附模型結(jié)合研究區(qū)土壤理化性質(zhì)計算[30]，另一種是基于估算[31]或?qū)崪y[32]的重金屬濃度計算。然而，下滲通量實測較為困難，大部分研究集中在室內(nèi)模擬條件下進行，無法完全反映自然條件下的復(fù)雜性和動態(tài)變化。與此同時，土壤中Cd下滲過程的研究多為短期實驗，缺乏長期觀測分析數(shù)據(jù)。

為了準(zhǔn)確量化農(nóng)業(yè)土壤中重金屬的質(zhì)量平衡，重金屬輸入和輸出清單的概念被提出。在早期農(nóng)田土壤重金屬Cd質(zhì)量平衡的研究中，往往忽略了下滲輸出途徑[33]。研究表明，盡管與進入土壤的重金屬總量相比，下滲輸出通量通常較小[34]，但現(xiàn)實情況卻更加復(fù)雜，現(xiàn)有的觀測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出顯著的時空差異。表1列舉了不同地區(qū)的農(nóng)田土壤Cd下滲通量實測數(shù)據(jù)及其占比情況。從數(shù)據(jù)上不難發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)的Cd下滲通量差異顯著，如湖南省（0.001～0.209 g·hm-2·a-1）和云南省中北部（3.03 g·hm-2·a-1）。不同地區(qū)下滲通量大小占總輸出比例同樣存在差異，在我國長江三角洲地區(qū)[35]，農(nóng)田土壤中重金屬下滲通量通常大于作物移除通量，下滲輸出占重金屬總輸出的32%～98%；四川省[36]Cd 下滲年輸出通量僅占總輸出的0～70%；而湖南省[37]Cd 下滲年輸出通量僅占總輸出的0～25%。不同地區(qū)的Cd下滲通量時空差異，不僅與觀測點土壤的理化性質(zhì)、耕作方式、地理氣候等因素相關(guān)，還與通量監(jiān)測、計算的方法有關(guān)。因此，制定農(nóng)田重金屬下滲通量監(jiān)測和計算規(guī)范尤為重要，對農(nóng)田土壤重金屬輸入和輸出的質(zhì)量平衡研究有重要意義。

2.8 重金屬Cd下滲模型研究

數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬為預(yù)測Cd 在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和吸附等過程提供了強有力的數(shù)學(xué)工具。目前，研究者采用了多種模型和方法來研究重金屬在土壤中的下滲遷移，包括垂直遷移中的經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀⒚娣蛛x模型和整體模型，以及數(shù)值模型HYDRUS[38]。Freundlich 吸附等溫模型是一種常用的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蚚30]，能夠基于部分土壤參數(shù)模擬并計算土壤固相和土壤溶液中重金屬的含量。Gray等[39]開發(fā)的土壤-液體分配系數(shù)模型則專注于重金屬的解吸過程，利用常規(guī)土壤參數(shù)預(yù)測土壤溶液中的Cd濃度，并估算其在土壤中的輸出通量。該模型通過對新西蘭農(nóng)田土壤重金屬浸出數(shù)據(jù)的實地測量得到了驗證，證明其在預(yù)測Cd 下滲輸出方面的有效性[40]。此外，Jalali 等[41]開發(fā)了一個用于解釋腐植酸和方解石對Cd的表面絡(luò)合反應(yīng)以及離子交換過程的模型，該模型能夠成功預(yù)測土壤中Cd的下滲遷移。溫?zé)ň齕42]利用一維HYDRUS模型模擬了重金屬Cd在層狀土壤中的下滲過程，并探究了其運移特征。柳山等[43]則通過一維HYDRUS模型模擬研究了酸雨對耕作層土壤中重金屬Cd含量、Cd存在形態(tài)及含量變化的影響，發(fā)現(xiàn)酸雨淋濾后土壤上層Cd含量下降，而下層Cd含量上升，且Cd遷移含量曲線與實測值在趨勢上保持一致。

現(xiàn)有的重金屬Cd 遷移模型雖然提供了土壤Cd預(yù)測能力，但仍然存在局限性。許多模型基于簡化的假設(shè)，如均勻的土壤特性和穩(wěn)態(tài)條件，這使得模型在實際應(yīng)用中可能無法準(zhǔn)確捕捉到土壤環(huán)境的復(fù)雜性。例如，隨著時間的推移，土壤中Cd的吸附和解吸過程會受到多種環(huán)境因素（如pH、離子強度等）的影響，還需考慮土壤孔隙水的流動，這種動態(tài)變化常被簡單模型所忽視。同時，這些模型在地理和環(huán)境差異顯著的地區(qū)面臨挑戰(zhàn)，表現(xiàn)出對不同地區(qū)和土壤條件的非普遍適用性，并且缺乏從微觀到宏觀的多尺度研究，包括田間尺度動態(tài)、區(qū)域和全球模型。因此，為了建立一個適應(yīng)不同土壤類型和環(huán)境條件的多尺度通用模型，并準(zhǔn)確揭示各種因素對Cd下滲過程的影響程度，需要開展系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集工作。例如，對不同地區(qū)土壤及土壤溶液進行多點位、長時間序列的實際觀測與分析，以獲取更加豐富和可靠的實測數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論與展望

本文利用文獻計量軟件CiteSpace與VOSviewer，對2003—2023 年間收錄于CNKI 數(shù)據(jù)庫和WoS 核心數(shù)據(jù)庫中有關(guān)農(nóng)田土壤Cd下滲領(lǐng)域的文獻進行可視化分析，并嘗試對相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢進行解析。盡管目前開展了關(guān)于土壤Cd下滲遷移過程及影響因素的研究，但多數(shù)研究均為室內(nèi)模擬實驗，缺乏自然條件下Cd在農(nóng)田土壤下滲過程的長期田間數(shù)據(jù)，因此難以構(gòu)建適應(yīng)不同場景下農(nóng)田土壤Cd的下滲輸出模型。未來的研究重點包含：

（1）開展長時間、區(qū)域尺度的田間實驗，捕捉Cd下滲的時空變化特征，并基于多樣本的實測數(shù)據(jù)開發(fā)更為精確的區(qū)域性農(nóng)田土壤Cd下滲遷移模型。應(yīng)重點關(guān)注不同土壤類型、水分管理條件或種植模式下農(nóng)田土壤中Cd的下滲規(guī)律，建立輸出模型。

（2）關(guān)注極端氣候事件對Cd下滲的影響，可以通過設(shè)置不同的降雨強度和頻率，結(jié)合干旱和洪水的模擬來評估Cd的遷移行為，以制定有效的土壤管理和重金屬污染治理策略。

（3）結(jié)合機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，加強不同空間和時間尺度下農(nóng)田土壤重金屬Cd下滲輸出模型的集成，建立多尺度土壤Cd下滲輸出模型，評估和預(yù)測Cd下滲輸出對土壤Cd含量的影響。

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