摘要：随着经济社会发展，非点源污染已经成为重要的污染来源，学术界对其研究亦已广泛而深入，分析近 30 a 的非点源污染研究发展历程，有助于探寻本领域的发展演化过程、研究主题分布、追踪研究前沿。基于 Web of Science 核心数据库，以 non - point source pollution or diffused pollution 为主题词，采用文献计量工具 CiteSpace 对检索结果进行关键词和文献分析。通过绘制关键词时区图，揭示了不同时期研究的进展情况，并 绘制了非点源污染研究主题突现演化图。经过对经典文献时区图的分析，深入挖掘了非点源污染研究内容的 演进过程，得到了非点源污染的知识结构图，在此基础上分析了国内外在非点源污染研究方面的热点和探索 方向。结果表明: ① 国内在该领域的相关研究发展迅速，影响力不断提升，但与国外仍存在差距; ② 在构建 人与自然和谐共生、良性循环的生态文明趋势下，非点源污染防治体系必将是今后的研究热点; ③ 随着非点 源污染研究的深入，其在研究的广度和深度上都不断深化; ④ 借助新技术，非点源污染在定量分析和防治技 术方面更具创新性; ⑤ 经过前期几十年的研究积累，研究逐渐从微观的机理方面转向宏观系统治理方面。
关 键 词：非点源污染; 文献计量; CiteSpace; 生态文明
目前供人类赖以生存的淡水资源仅占全部地表水 的 0. 5% ，水资源严重短缺，但更大危机是水质，影响 水质最重要的因素之一是非点源污染 ( non - point source pollution，NPS) 又称面源污染，据 20 世纪 90 年 代研究表明，全球约 30% ～ 50% 陆地面积受到非点源 污染的影响[1]。
西方发达国家中，如美国水体中总磷 ( TP) 、总氮( TN) 污染的 83% 是由非点源引起的，此外 丹麦、荷兰、日本等国家的水体都深受非点源污染的影 响，我国太湖、巢湖、滇池等水体也受到非点源污染的 影响，非点源污染已成为紧迫的研究课题。国外非点 源污染研究始于 20 世纪 60 年代，1990 年之后逐渐成 为研究热点，国内对非点源污染的研究起步较晚，但在 2010 年后呈现暴发增长之势。
因非点源污染的特征， 国内外研究主要围绕着污染现状调查、负荷评价、成因、迁移机理、模拟评估以及防治管理等方面，目前非 点源污染趋向更为细化、学科交叉的方向。研究借助 陈超美博士开发的文献计量分析工具 CiteSpace，绘制 相关知识图谱探寻非点源污染自 1989 ～ 2018 年的研 究现状及趋势，揭示其发展演化过程及研究前沿。 科学知识图谱是以知识域( knowledge domain) 为 对象，显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图 像[2]。
CiteSpace 通过数据挖掘、信息分析、科学计量 和图形绘制等方法将大量的文献数据转换为可视化知 识图谱[3]，从而更为直观地呈现研究领域的发展进程 和研究趋势。关键词代表文章的主题，尤其是高频关 键词直接反映了研究的热点和方向[4]，因此对关键词 做共现分析，进而做出关键词时区图，更能直观地呈现 研究领域的热点的发展过程。文献共被引分析是最为广泛的一种研究前沿的分析方法，其原理是通过计算 文献之间的共现强度，构建网络图谱，其过程就是知识 进化的过程，是在前人知识基础上的选择、遗传和变异 的过程，同时也是知识的生产、传播和应用过程[5]。 在文献共被引分析基础上，通过文献时区图，更好地揭 示研究领域的知识基础、前沿的演变。
1 数据来源与研究方法
1. 1 数据来源
本文数据来源于 Web of Science( 简称 WOS) 核心 合集数据库。以 non - point source pollution or diffused pollution 作为主题检索，检索时间范围为 1989 ～ 2018 年，检索时间为 2019 年 4 月 11 日，共检索出 4 871 条 结果，对数据去重、整理后共得到 4 839 条记录。
1. 2 研究方法
研究工具方面，使用 CiteSpace 对数据集进行可视 化分析。CiteSpace 基于共引分析理论( Cocitation Analysis) 和寻径网络算法( Pathfinder Network Scaling， PFNET) 等将隐埋在大量文献数据中的规律转换成可 视化图谱，以探寻某个学科领域的研究趋势[2]。
在关键词分析方面，绘制出关键词的共现网络，进 而得到关键词时区视图，从中揭示非点源污染研究领域过去及当前的研究热点、趋势，从时间维度直观地展 现非点源污染研究领域的知识演进过程。 在对文献分析方面，通过分析数据中的 CR 字段， 得到文献时区图，可以更好地展现非点源污染研究在 时间维度上的发展过程。同时作文献共被引分析，得 到文献共被引图，从中例举高被引文献。
2 结果与分析
2. 1 非点源污染研究主题演进分析
关键词是作者写作主题的高度概括，对关键词的 深度挖掘，有助于更深一步探寻该领域的研究主题。 通过 CiteSpace 制作非点源污染研究领域热点关键词 时区视图，更能直观地体现不同时期研究的热点以及 研究主题的演化过程，揭示研究领域内在的知识联系。 将 WOS 检索结果导入 CiteSpace，设置时间阈值为 2， Node Types 设置为 Keyword，为使关键词时区视图更为 简洁、清晰，节点阈值选取出现频次最高的前 30 个节 点数据，可知非点源污染的研究主题演进路径较为清 晰。根据研究主题的演进路径，结合关键词出现频次 和中心度，整合出关键词共现信息表，信息表选取出现频次前 30 的关键词。根据关键词时区图和 信息表，将非点源污染研究分成 4 个阶段。
( 1) 早期阶段( 1990 ～ 1995 年) 非点源污染研究 始于 20 世纪 70 年代，点源污染得到初步控制后，对非 点源污染产生的水环境危害逐渐开始重视。调查表 明: 当时美国有 60% 的水污染来源于非点源[6]; 丹麦 的河流中氮( Nitrogen) 负荷达 94% 、磷( Phosphorus) 负 荷达 52% ，荷兰氮负荷远超 60% 、磷负荷超 50%[7]; 我国巢湖、滇池、太湖非点源污染造成的水体富营养化 也相当严重，Ongley 等在对中国非点源污染进行评估 后，认为中国非点源对水污染总量的贡献较高，氮为 81% 、磷为 93%[8]。在 1990 年前对非点源污染的研究关键词较少，更多的是 实地采样分析。
2. 2 非点源污染研究主题突现演进分析
CiteSpace 提供了突现技术，即某一关键词在某一 时段内出现次数的突然增加，也意味着该关键词所代 表的研究主题突然兴起，成为热点研究主题，通过研究 突现词，可以挖掘某段时间内研究前沿趋势的变化。 在关键词时区视图的基础上，结合软件突现检测算法 整理出突现词。
结合上述研究的 4 个阶段，非 点源污染研究早期以找寻污染成因、分析污染成分为 主要目标，研究发现氮( 1993 年) 、磷( 1993 年) 是非点 源污染的主要因素，通过实地采样分析发现农业活动 ( 1996 年) 中的杀虫剂( 1996 年) 含氮磷量较高，是氮、 磷的主要来源方向，农业活动、杀虫剂成为当时研究热 点。在基础发展阶段，研究发现非点源污染物会随降 雨冲刷、流域径流、地表溶出、土壤侵蚀渗透等方式发 生迁移，径流( 1997 年) 、运移( 1998 年) 受到学者关 注。但运移规律复杂，受到多方面因素影响，如: 径流 ( 1997 年) 、动力学( 1998 年) 、流域( 2001，2002 年) 等，涉及多学科交叉，新方法和新技术被广泛应用于污 染物的迁移监测以及模拟，如 GI( 1999 年) 技术。蓬 勃发展期是研究的快速发展期，研究广度和深度都较 为深入。
2. 3 非点源污染知识结构分析
文献包含该领域中的相关知识，通过对经典文献 的分析，能快速而深刻地揭示领域内的知识基础，构建 该领域的知识结构，刻画领域的研究发展脉络。文献 时区图从时间维度直观地表示知识的演进，清晰地展 示文献间相互影响的程度[22]。将时间阈值设置为 1989 ～ 2018 年，时间切片( Slice) 为 2，在对象分析功能 面板上默认勾选标题( Title) 、摘要( Abstract) 、作者关 键词( Author Keywords) 、节点类型( Node Types) 、选择 文献( Cited Reference) ，为使图谱更为清晰简洁，节点 阈值选择频次最高的 50 个节点数据，采用 MST 算法， 得到关键词时区图 。
3 结论与展望
本文以 Web of Science( 简称 WOS) 核心合集数据 库作为数据来源，应用 CiteSpace 软件研究并分析了非 点源污染发展路径。非点源污染研究始于 20 世纪 70 年代，其研究始终以改善水质为核心，形成成因、运移 规律、受纳水体负荷评价以及污染物的防治管理共同 构成了非点源污染研究的知识结构。早期阶段( 1990～ 1995 年) 研究更多为实地采样分析非点源污染的形 成成因及其对水环境的危害程度。
作为非点源污染主 要成因———农业活动所产生的氮和磷，是这一时期关 注的重点，对其的研究成果构成了非点源污染研究的 知识基础。随着研究深入，沉积物、硝酸盐以及重金属 也在某种程度上导致了非点源污染。在基础发展阶段 ( 1996 ～ 2001 年) ，这一时期是非点源污染研究的奠基 阶段，对于受纳水体的负荷评价与污染物运移规律、模 拟监测以及防治管理进行了深入地研究，获得了丰硕 成果。农业活动、负荷评价、径流、土壤成为这一时期 研究热门。GI 也成为模拟监测应用的焦点技术，各种 负荷评价及监测模型应运而生。对于非点源污染的研 究，最终的落脚点便是污染的防治，污染物的防治管理 也成为当时研究的热点主题之一。
美国农业部提出的 最佳管理实践成为控制非点源污染的有效手段之一， 为此构建了完备的成本 - 效益数据库，国内数据库的 构架稍显滞后。蓬勃发展期( 2002 ～ 2010 年) 是非点 源污染研究发展最为快速的阶段，研究主题在广度和 深度上都有较大发展，呈现学科交叉、精细化、定量化 的特点。水文学、气象学、土壤学、计算机学、化学、地 理学、地质学等学科与非点源污染研究呈横向交叉趋 势。与 3S 技术的耦合使得监测、防治技术更为精准。
众多国内学者进入到非点源污染研究领域，为国内非点源污染研究的迅速发展奠定了坚实的基础。成长成 熟期( 2011 年至今) ，气候变化、土壤退化、关键源区以 及防治政策成为非点源污染研究的重点。气候变化引 起众多学者的关注，这也将是今后研究的趋势。 以人与自然、人与人、人与社会和谐共生、良性循 环、全面发展、持续繁荣为基本宗旨的社会形态已成为 人类共识。非点源污染研究仍将是今后研究的重点领 域，展望未来，其研究方向将呈现以下趋势。
农业论文投稿刊物：情报科学特别注重追求理论精品，面向行业工作实际，不仅形成了求实创新的学术风格，成为同行之间进行学术研讨和业务交流的理想园地，而且也是国内情报学、图书馆学领域影响较大的学术性期刊之一，在国内组织的图书馆学情报学核心期刊评定中名列前茅。同时，在有关专家、学者进行的引文分析中，《情报科学》在许多评价指标，如学科隶属度、合著规模、平均引文量、引文时间分布、引文半衰期等方面在专业期刊中全文转载率位于第五位。
( 1) 研究的广度和深度更为深化。非点源污染全 过程机理复杂，影响因素众多，故而在研究的深度方向 会更为深化。同时与其他学科的融合为其未来的研究 提供了新的思路和方法。 ( 2) 农业和农村非点源污染仍将是未来研究的主要方向。如今，传统农业向现代化集约农业过渡，农业 和不合理的农村生活、生产活动仍是非点源污染物的主要来源方向，缺乏分类控制措施、基础性研究工作不够 等问题突出，因此生态文明背景下污染防治体系建设将 是农业和农村非点源污染的重点方向。
( 3) 城市非点源污染逐渐引起重视。随着城市化 进程加快，城区人口密度大，不透水面积增加，城市非点 源污染已成为制约城市发展的重要因素，已引起重视。 ( 4) 气候变化对于非点源污染影响研究将是今后研究的重要方向。气温和降水对于非点源污染有着显 著影响，对污染物的迁移扩散起到重要作用，今后的非 点源污染研究，尤其是长时间序列的研究，气候变化是 不可或缺的因素。
参考文献：
[1] LOVEJOY S B，LEE J G，RANDHIR T O. Research needs for water quality management in the 21st century: A spatial decision support system[J]. J. Soil and Water Cons. ，1997，52( 1) : 19 - 23.
[2] 陈悦，陈超美，刘则渊，等. CiteSpace 知识图谱的方法论功能[J]. 科学研究，2015，33( 2) : 242 - 253.
[3] SHIFFRIN R M，BRNER K. Mapping knowledge domains [J]. Proceedings of the National Academy of the USA，2004，101( 1) : 5183 - 5185.
[4] 柴彦. 基于共词聚类分析方法的知识管理国内研究述评[J]. 情报科学，2015，33( 4) : 149 - 153.
[5] 龚凯乐，谢娟，成颖. 中文期刊论文引文国际化多维分析: 以图书 情报与档案管理学科为例[J]. 情报科学，2019，37( 3) : 127 - 135.
[6] USEPA. National water quality inventory [R]. Washin DC: USEPA， 1995.
作者：涂 小 强，傅 春
相关阅读
