1. 引言
线虫是土壤群落的主要组成部分，也是目前为止地球上数量最多的动物，据估计，它们占陆地上所有动物的4/5，并且在土壤食物网的主要营养级别中占有重要地位[1]。土壤线虫在生态系统中具有重要的功能，可以调控营养物质的矿化和有机物的分解，食微生物线虫可以通过取食细菌和真菌直接影响微生物群落的生物量和活性[2]。土壤线虫的取食影响高等植物的生长速度和适应性，这可能会使土壤线虫的竞争对手具有相对更高的适应性，从而影响生态系统的演替[3]。土壤线虫也是一种重要的指示生物，土壤线虫具有渗透性角质层，使得它们可以对污染物做出一系列反应，并且与土壤生态系统的恢复具有一定效果[4]。近年来，国内外学者在土壤线虫生态学的研究中[5]发现，农作物连作对土壤线虫群落的多样性和丰富度降低[6]，在气候变化研究方面发现不同施氮水平影响草原生态系统中土壤线虫的丰富度和群落结构的稳定性[7]，此外E. Ankrom等[8]对草地线虫群落生态成熟度和稳定性对降水调控的响应研究中发现降水变化影响了线虫的群落组成及线虫生态指数；在外源干扰的研究中发现，土壤pH值、全氮和全磷的含量与土壤线虫的丰度和多样性呈正相关[9]；Martinez等[10]发现汞会降低土壤线虫的丰度，另外J. Cole等[11]发现施用生物炭不会改变线虫的丰度，但会影响部分线虫群落。因此梳理土壤线虫现有研究现状，为揭示未来研究方向提供必要的背景和基础，也可以为研究学者对该领域未来的发展趋势提供参考与思路。
土壤线虫的研究主要涉及动物学、植物科学、农学、土壤学等领域，但各个领域的报道都较为零碎，缺乏系统性梳理和研究趋势的分析。文献计量学通过对某领域的论文关键词出现的频次、共现网络进行定量分析和评价，进而明晰该领域的研究现状、热点分析以及发展趋势[12]。
随着土壤线虫相关研究的不断深入，土壤线虫研究领域的文章也不断增多，虽然目前报道了关于松材线虫、线虫生物防治的文献计量学研究，但鲜有土壤线虫方向的探讨，且先前的研究主要通过CiteSpace软件进行文献计量分析。因此本文将利用VOSviewer和CiteSpace可视化软件对CNKI和WOS核心合集数据库中2010~2023年“土壤线虫”的相关文献进行整理分析，从发文量、团队合作等多个角度对该研究领域的研究现状进行分析，以期为该领域的未来研究方向提供参考和借鉴。
2. 数据来源及分析方法
2.1. 数据来源
本研究使用中国知网(CNKI)和Web of Science核心合集数据库，中文文献以“土壤线虫”为主题词进行检索，时间跨度为2010~2023年，通过手动删减不符合要求文献，最终得出有效文献799篇。外文文献以(TS = (Soil nematodes) OR TS = (Soil nematode))为检索式进行检索，时间跨度为2010~2023年，文献类型选取论文、综述论文、书籍章节等作为数据集进行分析，并对数据进行去重，最终共筛选出有效文献3224篇。CNKI中检索的文献以“RefWorks”形式导出，Web of Science中检索的文献以“全记录与引用的参考文献”形式导出。
2.2. 分析方法
本文基于VOSviewer和Citespace文献计量软件，对土壤线虫研究领域的发文特征，科研力量、研究热点及前沿趋势进行可视化分析。1) 通过对文献数量进行分析，了解土壤线虫领域的发文趋势；2) 利用共引文献、合作关系和主题耦合等网络关系，构建研究人员、机构及国家的连接图，掌握土壤线虫研究领域主要科研力量及其合作关系；3) 通过关键词聚类、关键词突现的检测，从而深入分析当前领域的研究方向和热点以及构建当前研究领域的发展时序关系。
3. 结果与讨论
3.1. 发文特征
3.1.1. 文献数量分析
发文量是反映一个研究领域发展历程的重要指标，同时也能够划分领域的研究阶段，通过绘制文献量随年度的变化曲线，分析发文量的变化情况[13]。对中国知网(CNKI)所选文献进行描述性统计分析，发文量见图1(a)，整体上呈上升趋势。可将研究结果大致分为三个阶段，第一阶段为2010~2015年，为缓慢发展阶段；第二阶段为2016~2020年，为波动阶段，虽然曲线较为波动，但是最高发文量达72篇。第三阶段为2021~2023年，发文量呈上涨趋势。
对WOS核心合集数据库所选文献进行分析，如图1(b)所示。从发文趋势上可以看出，2010~2023年土壤线虫发文量整体上呈增长趋势。2010年发文量仅有128篇，到2023年发文量已达369篇。由此可见，近年来土壤线虫领域备受关注，学术界对其研究逐渐加深。研究人员对土壤线虫的关注度日益增加，其研究价值和重要性逐步凸显。
3.1.2. 发文期刊
对WOS数据库和CNKI数据库中发文期刊进行统计分析，在WOS数据库中，发文量最高的期刊为Nematology (166篇)，发文量排名第二的期刊为Journal of nematology (155篇)，发文量排名第三的期刊为Applied soil ecology (152篇)。被引次数最多的期刊为Soil biology and biochemistry (3225次)，被引次数排名第二的期刊为Applied soil ecology (3015次)，被引次数排名第三的期刊为Journal of nematology (1834次)。其中Nematology和Applied soil ecology都出自荷兰，说明荷兰在期刊上有重要贡献。从平均被引次数来看，最高的期刊为Soil biology and biochemistry (29.68次)，排名第二的为PLOS One (26.32次)，排名第三的为Applied soil ecology (19.84次)，表明Soil biology and biochemistry在土壤线虫领域更具说服力。在CNKI数据库中，发文量排名前三的期刊分别为生态学报(41篇)、应用生态学报(26篇)和生态学杂志(19篇)。
(a) (b)
Figure1.Annual publications in the field of soil nematodes in the CNKI (a), WOS (b)
图1.CNKI (a)、WOS (b)数据库中土壤线虫研究领域的年发文量
3.2. 科研力量分布与合作
3.2.1. 主要团队及合作关系分析
通过进行作者合作网络分析，可以鉴别出土壤线虫领域的高产作者或核心作者，并且识别出各作者之间的合作关系。进一步的聚类分析则有助于深入探究该领域的知识结构和热点主题，从而更全面地理解和把握土壤线虫研究的前沿动态[14]。在CNKI数据库中，所选文献中共出现1958位作者，并形成了多个作者合作网络，具体情况如图2(a)所示。值得注意的是，国内研究者之间形成了稳定的团队，并且团队之间的合作较为紧密。
WOS核心合集数据库中，所选文献共有10,744位作者，如图2(b)所示。与国内研究情况相似，以他们为核心，该领域的研究作者可被分为多个研究群体。这些群体内部的作者交流频繁，通常来自同一机构。此外，作者群之间还形成了合作网络，表明该领域的国际研究者之间存在一定的合作关系。在这些形成的研究群体中，以Castillo piblo为中心形成的研究群体较为紧密，国内作者以李辉信等人为中心形成了紧密的研究群体。
3.2.2. 研究机构及国家间合作关系
选取WOS数据库中土壤线虫文献发文量前10的研究机构进行分析，见表1。从发文量来看，中国科学院发文量最高，文献数为199篇，发文量第二的机构为美国的University of Florida，文献数为127篇。排名第三的机构为比利时的Ghent University，发文量为95篇。从被引频次来看，排名前三的国家分别为中国(3776次)、美国(2472次)、美国(1968次)，从平均被引频次看，排名最高的机构为美国的University of California, Davis，为32.03次。综合以上表明，在土壤线虫领域上中国和美国做出主要贡献。表2为中国知网(CNKI)数据库中发文量前十的机构，其中发文量最高的机构为南京农业大学，发表文献达76篇，占全部检索结果的9.51%。其次为中国科学院，发表文献41篇，发文量排名第三的机构为沈阳农业大学，发表文献21篇。
(a)
(b)
Figure2.Research teams and partnerships co-occurence network in the CNKI (a), WOS (b)
图2.CNKI (a)、WOS (b)文献涉及的研究团队及合作关系共现网络图
Table1.The top 10 institutions related to publications in the WOS
表1.WOS发文量前10位的研究机构
| 机构Institution |
国家Country |
发文量
Publication |
总被引次数Total citation |
平均被引次数Average citation |
| Chinese Academy of Sciences |
中国 |
199 |
3776 |
18.97 |
| University of Florida |
美国 |
127 |
2472 |
19.46 |
| Ghent University |
比利时 |
95 |
1889 |
19.88 |
| Nanjing Agricultural University |
中国 |
90 |
1805 |
20.06 |
US Department of Agriculture Agricultural
Research Service |
美国 |
85 |
1640 |
19.29 |
| University of Chinese Academy of Sciences |
中国 |
71 |
1287 |
18.13 |
| University of California, Davis |
美国 |
62 |
1968 |
32.03 |
| Agricultural Research Service |
美国 |
56 |
1094 |
19.54 |
| Chinese Academy of Agricultural Sciences |
中国 |
55 |
483 |
8.78 |
| Spain National Research Council |
西班牙 |
53 |
1078 |
20.34 |
Table2.The top 10 institutions related to publications in the CNKI
表2.CNKI发文量前10位的研究机构
| 机构(Institution) |
发文量(Publication) |
| 南京农业大学 |
76 |
| 中国科学院 |
41 |
| 沈阳农业大学 |
22 |
| 中国农业大学 |
21 |
| 内蒙古农业大学 |
20 |
| 兰州大学 |
18 |
| 河南大学 |
18 |
| 安徽农业大学 |
17 |
| 辽宁师范大学 |
17 |
| 中国农业科学院 |
15 |
WOS数据库检索结果显示，共114个国家涉及土壤线虫领域的研究。在本研究中，将英格兰、北爱尔兰以及威尔士地区统一划分为英国，港澳台地区纳入中国来统计。如图3所示，美国在该领域的成果位于世界第一，共730篇，占总发文量的22.64%，中国位于第二，共633篇，占总发文量的19.63%，说明中国和美国在土壤线虫的研究中贡献最多研究成果。从篇均被引次数来看，英国排名最高(28.91次)，其次为德国(20.58次)、美国(20.07次)，表明英国在土壤线虫领域占据较高的研究地位。从图中也可以看出，各个国家之家都存在着合作关系，中国与许多国家都有着合作关系，其中与美国、澳大利亚、加拿大等国合作关系较为密切。
Figure3.Main countries and cooperation networks in the WOS
图3.WOS数据库主要国家及合作网络
3.3. 研究热点及前沿分析
3.3.1. 关键词及研究热点
关键词是对一篇文章研究内容的高度概括，对于关键词的统计可以对一个研究领域的研究热点以及未来的发展趋势进行预测[15]。通过分析研究热点，能够了解领域发展过程中关注的焦点和发展趋势，从而明确在该领域的研究方向[16]。采用VOSviewer软件对WOS数据库和中国知网(CNKI)数据库中土壤线虫研究领域的关键词进行可视化分析，如图4所示。
在CNKI数据库中，共出现1597个关键词，频次排名前六的关键词分别为“土壤线虫”、“群落结构”、“根结线虫”、“多样性”、“线虫”、“线虫群落”，其中“土壤线虫”为本研究的筛选用词，除去后“群落结构”出现频次最高，说明国内研究者对土壤线虫的研究主要表现在土壤线虫群落结构方面，包括放牧强度对土壤线虫群落结构的影响[17]、不同肥料对土壤线虫群落结构的影响[18]、不同植被类型下土壤线虫群落结构的研究[19]等等。
在WOS数据库中，共出现11,670个关键词，频次排名前六的关键词分别为“diversity”、“soil”、“management”、“plant-parasitic nematodes”、“biological-control”、“biodiversity”。出现频次最高的关键词为“diversity”，说明土壤线虫领域中群落多样性的研究居多。土壤线虫的多样性可以作为衡量土壤质量的指标，Şenol YILDIZ等[20]对土耳其博卢土壤线虫的多样性进行了研究发现主要以细菌取食、植物寄生、真菌取食和杂食性线虫为主，线虫群落平衡、结构多样，表明当地有较高的农业生产环境。此外，研究热点还包括对根结线虫的生物防治，如Zeynab Khatamidoost等[21]研究了伊朗假单胞菌对开心果根结线虫的防治效果，发现两种菌株都能抑制开心果根结线虫的生长。
(a)
(b)
Figure4.Keyword co-occurrence network in the CNKI (a), WOS (b)
图4.CNKI (a)、WOS (b)关键词共现图谱
3.3.2. 关键词聚类分析
(a)
(b)
Figure5.Timeline diagram in the field of soil nematodes in the WOS (a), CNKI (b)
图5.WOS (a)、CNKI (b)数据库中土壤线虫研究领域时间线图谱
利用CiteSpace对WOS数据库和CNKI数据库中关键词进行聚类，生成时间线图谱，WOS数据库的时间线图谱如图5(a)所示。#0 meloidogyne incognita组内的核心词汇为“防御(defense)”、“压力(stress)”、“精油(essential oils)”等。主要研究植物对根结线虫的防御反应、不同因子的胁迫对根结线虫的影响等。植物被根结线虫感染后的第一道防线包括物理屏障(细胞壁等)和化学屏障(酶等)，单子叶植物和双子叶植物对根结线虫感染的反应存在一定差异，可能原因是双子叶植物更多为根结线虫的宿主[22]。在缺水的胁迫下，线虫感染对植物水分通量的影响不明显[23]。从时间线图谱来看，对于根结线虫的“defense”和“stress”的研究从2022年左右开始，未来的研究可能持续增加。#1 soil nematodes组内的核心词汇为“多样性(diversity)”、“土壤食物网(soil food web)”、“草原(grassland)”、“干扰(disturbance)”、“森林(forest)”等。主要研究土壤线虫的多样性、线虫对土壤食物网的贡献、干扰对土壤线虫多样性的影响等。线虫取食会影响高等植物的生长速度和适应性，这会给其竞争对手带来相对更高的适应性，从而影响生态系统的演替[3]。研究发现，物理干扰水平的增加会降低线虫群落的多样性和丰富度，可能会影响生态系统的稳定性和可持续性[24]，土壤线虫对物理干扰高度敏感，因此可以作为土壤生态系统稳定性的指标。#2 entomopathogenic nematodes组内的核心词汇为“生物防治(biological control)”、“功效(efficacy)”、“行为(behavior)”、“毒性(virulence)”、“建立(establishment)”等。关键词“生物防治(biological control)”出现最早且频次最多，且与“行为(behavior)”、“毒性(virulence)”联系紧密。主要关注昆虫病原线虫，虽然一些昆虫病原线虫的行为生态学数据非常充足，但是也有一些几乎完全缺乏[25]。研究表明，某些昆虫病原线虫物种在杀死线虫幼虫方面非常有效[26]，昆虫病原线虫是最重要的害虫生物制剂之一[27]，这些研究在虫害防治等方面提供了理论指导，有助于农业生产生活，提高农业生产效益。
CNKI的时间线图谱如图5(b)所示。#0土壤线虫组内的核心词汇为“群落组成”、“代谢途径”、“中度退化”、“环境因子”、“海拔梯度”等。早期研究集中于不同地区土壤线虫的群落结构，如陈德来等[28]对西藏拉鲁湿地夏季土壤线虫群落特征进行了研究，而后对环境因子对土壤线虫群落结构的影响研究较多[29]。#1根结线虫组内的核心词汇为“黄瓜”、“温度”、“连作”、“烟草”等。根结线虫是一类具有专化特性的病原虫，会引发植物病症，具有防治难、易复发的特点[30]。对于根结线虫的研究多集中于根结线虫病。烟草根结线虫病是由根结线虫引起的土传病害，严重影响烟叶的品质，造成巨大的经济损失[31]。随着关键词的涌现，研究重点更侧重于关注向烟草根结线虫的鉴定技术和防控技术[32]。
3.3.3. 突发性检测
使用citespace软件对WOS数据库和CNKI数据库关键词进行分析，得到引用频次突增关键词图(图6)。WOS数据库和CNKI数据库中各得到14个重点突变词。其中WOS数据库中“森林(forest)”、“毒性(virulence) ”、“土壤生物多样性(soil biodiversity)”、“土壤健康(soil health)”、“植物多样性(plant diversity)”和“细菌(bacterial)”等是国际上研究者关于土壤线虫领域的研究热点，其中“森林(forest)”、“土壤生物多样性(soil biodiversity)”、“土壤健康(soil health)”、“植物多样性(plant diversity)”和“细菌(bacterial)”在近几年来突增，在未来几年可能继续增加。研究学者[33]综述了气候变化下线虫群落与土壤健康的关系，总结了线虫群落对土壤管理和土壤健康的作用，同时发现植物多样性对高营养水平的土壤生物群影响较弱[34]。CNKI数据库中“根际土壤”、“代谢足迹”、“放牧强度”和“生物防治”等为国内研究者在土壤线虫领域的研究热点。研究人员开始探索放牧等认为干扰对土壤线虫群落及区系的影响[35]，以及不同植被类型对土壤线虫代谢足迹的影响[36]。
通过对关键词聚类、突发性检测并结合研究现状和研究热点，可以得到当前国内外土壤线虫领域的研究趋势。目前，国际上对土壤线虫的研究趋势主要有土壤线虫的多样性、线虫群落与土壤健康的关系以及食菌线虫的研究等。土壤线虫是一种重要的指示物种，土壤中自由生活线虫的多样性越高，土壤的健康状况越好，土壤生态系统越稳定。对于食菌线虫的研究有助于我们对线虫的摄食行为和生活策略有更好的理解。国内对土壤线虫的研究趋势主要包括土壤线虫的群落结构、对根结线虫病的生物防治、土壤线虫的代谢足迹等方面。土壤线虫是土壤生态系统的重要组成部分，对于土壤线虫群落结构的研究能够为土壤生物的多样性提供基础信息。近年来根结线虫严重危害农作物的生产，因此对于根结线虫病防治的研究能够减少根结线虫对农作物的危害，从而促进经济的发展。
(a)
(b)
Figure6.Burst keywords with the strongest citations in the WOS (a), CNKI (b)
图6.WOS (a)、CNKI (b)引用频次突增关键词图
本文根据对2010~2023年土壤线虫领域相关文献的分析，发现随着各国经济实力以及科研力量的不断提高，国内外在土壤线虫领域的研究成果也逐渐增多，表明各国对土壤线虫领域的重视程度升高。在这一领域中，中国在研究机构、发文量上都处于领先水平。但是也存在一些问题，例如中国在土壤线虫领域的期刊影响力较低、影响力高的期刊都来自于其他国家。因此，为提升中国在土壤线虫领域的地位，研究者应努力创办一个高影响力的期刊，同时也要加强与其他国家之间的合作，并且时刻关注该领域上的研究热点及实时研究动态。
4. 结论
本研究采用文献计量的方法，使用VOSviewer和Citespace可视化软件对WOS核心合集数据库和中国知网(CNKI)中的土壤线虫相关数据进行综合分析，主要研究结果如下。
1) 发文特征。本研究从CNKI中共筛选出799篇土壤线虫领域的相关文献，从WOS核心数据库中筛选出3224篇文献，发文量整体上都呈上升趋势。国外Nematology期刊发文量最高，国内生态学报发文量最高。
2) 科研力量分布。国内外研究者之间相互合作，形成紧密的研究群体，国内研究者以李辉信等人为中心形成了紧密的研究群体，国外研究者以Castillo piblo为中心形成了紧密的研究群体，我国与美国、澳大利亚、加拿大等国之间均有密切合作，这表明在全球化的时代背景下，各国研究者之间的交流与合作对于土壤线虫领域的深入研究具有推动作用。
3) 研究热点及前沿趋势。近年来土壤线虫领域的研究热点和重点主要集中在土壤线虫群落与土壤健康之间的关系以及对于根结线虫病的防治等方面。通过土壤线虫的群落组成来反映土壤的健康状况。通过比较不同药剂对根结线虫的防治作用，进而在农业生产中选出适合的杀线虫剂进行施用。
基金项目
国家级大学生创新训练计划项目(202310225046)和黑龙江省科学院杰出青年基金项目(CXJQ2023ZR01)资助。
NOTES
*通讯作者。