2024年全球农业资源与环境领域国际发展态势分析
乡村振兴和建设美丽和谐宜居乡村的推进，对农业资源高效利用及农业生态环境保护提出了更高要求。农业资源与环境作为研究如何科学合理高效利用农业资源，保障农产品优质安全，促进农业绿色可持续发展的重要一级学科，其研究和发展受到了广泛关注。面对全球人口增长、资源短缺、气候变化、土壤退化、生物多样性衰减等诸多挑战和问题，农业资源与环境学科发展态势如何，有哪些新的研究进展，成为科技人员和管理决策者关注的焦点。本文通过构建农业资源与环境领域十三五以来发表的论文数据集，从文献计量学视角，结合主题提取模型进行文本内容挖掘，分析和探讨全球农业资源与环境领域近些年的研究布局，把握学科整体发展态势，发现科学研究热点，为我国农业资源与环境学科发展与科技创新提供参考。
1、研究方法
从Incites数据库提取2016-2021年度该领域的论文数据，检索时间为2022年5月25日。共检索到31559篇文章，作为分析的全部数据集。
运用科睿唯安DDA（Derwent Data Analyzer）分析工具，结合Excel和Web of Science自带的结果分析软件对发文量的变化趋势、主要发文国家和机构，作者、期刊、资助来源、研究领域和研究主题等指标进行分析。
采用LDA主题分析工具对上述数据集进行研究主题的聚类和分析。
2、结果与分析
2.1 宏观发展态势分析
2.1.1 总体发文数量及年度变化
结果显示，农业资源与环境领域近六年的发文量为31559篇（图1），年均发文量为5260篇，整体处于稳步发展态势。2016-2018年农业资源与环境领域总发文量为14030篇，2019-2021年农业资源与环境领域总发文量为16989篇，比2016-2018年增长2959篇，提高了21.1%。从年度变化来看，2016-2021年每年的发文量呈现逐步上升趋势，分别比前一年提高了4.06%、7.69%、2.05%、2.81%和16.24%，其中2021年发文量上涨幅度最大，表征着科研人员高度重视对农业资源与环境领域的研究。
2.1.2 主要国家发文总量及年度变化
对2016-2021年农业资源环境领域发文量Top10国家的发文及引用情况进行统计，如图2所示。统计年度发文趋势和总被引次数，如图3所示。
从图2来看，农业资源与环境领域各国的论文产出规模差异较大，中国和美国的发文量远高于其他8个重要发文国家，是农业资源与环境领域论文产出的主力军。结合图3来看，中国的发文量（9563篇）和被引频次（97724次）均位于第一，发文量逐年增加，涨幅较大，年均增长达到21.8%，与排名第二的美国的差距逐渐加大，由2016年发文量与美国相当，发展到2021年发文量（2347篇）是美国（972篇）的两倍以上，总被引频次也远高于其他国家。而美国总发文量为5521篇，且年度发文量近年来一直保持在900~1000篇以内，发展较为平稳。可见，近六年中国在农业资源与环境领域的研究发展迅猛，影响力较强。此外，德国和澳大利亚的发文量和被引频次表现尚可，产出规模与质量较为均衡；也有一些国家在发文量和影响力方面发展不均衡，如巴西的发文量逐年上涨，但被引频次偏低；英国的论文影响力相对较高，但产出规模一般；其他国家的发文量和被引频次表现较为一致。整体看来，农业资源与环境领域主要研究国家近六年的发文量均有所增加，反映了各国对该领域的关注度日益增强，处于快速发展时期。
从篇均被引频次来看，英国的篇均被引频次最高，为13次，其次为澳大利亚、德国和法国，均为12次，美国为11次，西班牙、中国、印度、加拿大为10次。从篇均被引频次来看，全球主要国家农业资源与环境领域的论文影响力还有待进一步提升。
2.1.3 主要研究机构发文分析
结果显示，2016年以来农业资源与环境领域发文量最多的研究机构是中国科学院，是唯一超过1000篇的机构，发文量是排名第二的西北农林科技大学的4倍多，科研实力超众，是该研究领域的领军机构。位于第二梯队的机构是西北农林科技大学和美国农业部，发文量在800~1000篇之间，是研究领域的中坚研究力量。俄罗斯科学院、中国农业大学和中国农业科学院产出较为相近，位于第三梯队；其余4个机构发文量在500以下，属于第四梯队。
结合被引频次分析，中国科学院的被引次数（48290次）位居第一，可以看出，中国科学院既是重要的论文产出机构，同时也拥有较高的同行认可度和科研影响力。此外，相较于发文数量指标，排名前十的瓦赫宁根大学、南京农业大学的单篇论文的质量表现突出，单篇论文的引用频次平均达到19次和15次，俄罗斯科学院和莫斯科国立蒙诺索夫大学的影响力有一定上升空间。
2.1.4 重要机构合作分析
整体来看，中国、美国、俄罗斯、瑞典、荷兰、巴西、澳大利亚科研院所均有密切合作关系。在全球农业资源与环境领域的重要研究机构合作网络中，中国科学院处于中心位置。国内机构中，中国农业科学院和中国农业大学的中心性也较高，三所机构与南京农业大学、北京师范大学形成了早期国内合作关系；西北农林科技大学与美国农业部农业研究院早期合作较为频繁且关系较为固定。国外机构中，俄罗斯人民友谊大学和俄罗斯科学院的中介中心性较为突出，是连接亚洲与欧洲科研合作的“重要桥梁”，其中，俄罗斯人民友谊大学与浙江大学、中国科学院、俄罗斯科学院构成了新兴合作关系；俄罗斯科学院、莫斯科大学的中介中心性也较高，两所机构与瑞典农业科学大学、瓦赫宁根大学以及圣保罗大学之间构成了早期合作网络。此外，澳大利亚的西澳大学和悉尼大学表现良好，在不同时间段分别与各国的机构合作较多。总体看来，俄罗斯的科研合作广泛且在全球起到了很好联通作用，中国机构以国内合作为主，部分机构早期与国外机构合作较强。
2.1.5 发文期刊分布
《Geoderma》和《Catena》排名前二，刊载论文量超过3000篇；《Plant and Soil》排名第三，以上三个期刊是农业资源与环境领域重要期刊。
从期刊论文的平均CNCI值来看，发文量排名第4期刊名为《Soil Biology & Biochemistry》刊载的论文平均CNCI值（2.02）最高，发文量排名第8和第10的期刊《Soil & Tillage Research》和《Biology and Fertility of Soils》刊载的论文CNCI值分别位列第二和第三，是该领域中论文影响力较高的期刊。在发文量排名前十的期刊中，除了《Journal of Soils and Sediments》《Land Degradation & Development》和《Soil Science Society of America Journal》之外，其余期刊论文的CNCI值均大于1，表明其论文影响力均在全球平均水平之上。
2.2 研究主题分析
2.2.1 全球研究热点分析
将2016-2021年度农业资源与环境领域论文划分为2016-2018、2019-2021两个时间段，借助LDA模型，分别对两个时间段的研究主题进行聚类，提取到每个时间段的热点研究主题，进而比较不同时间段的热点研究主题差异与演化。从聚类的主题词结合具体文章内容分析后可以看出（图7、图8），2016-2018年农业资源与环境领域研究主题主要聚焦在植物-根际-微生物互作机制研究（3178篇）、不同管理措施下土壤微生物群落特征及响应机制（1450篇）、不同管理措施下土壤物理化学性状的响应（1965篇）、农林生态系统有机物质的分解与互作响应（2572篇）、土壤滑坡/侵蚀退化机理与预测评估（3073篇）、土壤污染修复技术与机理研究（2332篇）等6个方向。其中，上述6个主题发文量依次占2016-2018年总发文量的22.7%、10.3%、14.0%、18.3%、21.9%和16.6%，在植物-根际-微生物互作机制研究和土壤滑坡/侵蚀退化与质量提升2个方向研究更为活跃。
2019-2021年农业资源与环境领域研究主题主要聚焦在土壤滑坡/侵蚀退化机理与预测评估（5695篇）、农田养分管理与高效利用研究（2174篇）、植物-根际-微生物互作机制研究（2609篇）、农业废弃物资源化利用技术与机理（2668篇）、农林生态系统有机物质的分解与互作响应（3843篇）等5个方向，分别占2019-2021年总发文量的33.5%、12.8%、15.4%、15.7%和22.6%，在土壤滑坡/侵蚀退化与预测评估和农林复合系统凋落物的分解与互作响应2个方向的研究更为活跃。
通过两个时间段的主题对比，发现植物-根际-微生物互作机制研究、土壤滑坡/侵蚀退化机理与预测评估、农林生态系统有机物质的分解与互作响应3个主题贯穿2016-2021年整个时间范围，是2016年以来农业资源与环境学科持续关注的热点研究领域。另外发现，不同管理措施下土壤微生物群落特征及响应机制、不同管理措施下土壤物理化学性状的响应、土壤污染修复技术与机理研究3个主题在2016-2018年度研究较为活跃，是当时关注的热点研究方向，但是2019年以后，上述三个研究方向的关注热度相对有所降低。农田养分管理与高效利用和农业废弃物资源化利用技术与机理成为2019年以来重点关注的研究方向。
2.2.2 中美研究热点比较
从数据集中分别提取中国和美国在农业资源与环境领域发表的SCI论文，运用LDA模型进行主题聚类，比较中美两国在该领域的研究布局。结果显示，2016年以来中国和美国在农林凋落物的分解与互作机制、不同管理措施下土壤物理化学性状的响应、农田养分管理与高效利用、土壤侵蚀退化机理与预测评估4个方向均有布局且发文量较大，形成了聚类效应。不同的是中国在土壤污染修复技术与机理研究方面的发文数量相对较高，美国在作物根际的养分有效性方面研究较为活跃，均形成了明显的聚类效果。其中，中国在农田养分管理与高效利用和土壤侵蚀退化机理与预测评估2个方向相比其他主题，研究更为活跃。美国在土壤侵蚀退化机理与预测评估、作物根际的养分有效性和农林凋落物的分解与互作机制3个方向相比其他主题研究更为活跃。
表1 中美两国在农业资源与环境领域的研究热点
3、结论与展望
3.1 结论
（1）2016年以来农业资源与环境领域发文量为31559篇，整体处于稳步发展态势。《Geoderma》《Catena》《Plant and Soil》期刊位居发文量前三。中国和美国是该领域论文产出的主力军。中国科学院、西北农林科技大学和美国农业部在该领域的发文量位居全球前三，中国、美国、俄罗斯、瑞典、荷兰、巴西、澳大利亚科研院所均有密切合作关系，且中国科学院在全球重要研究机构合作网络中处于中心位置。
（2）基于LDA模型对文本主题聚类结果显示，植物-根际-微生物互作机制研究、土壤滑坡/侵蚀退化机理与预测评估、农林生态系统有机物质的分解与互作响应3个主题是2016年以来农业资源与环境学科持续关注的热点研究领域。农田养分管理与高效利用和农业废弃物资源化利用技术与机理成为2019年以来重点关注的研究方向。
（3）中美两国在该领域的研究布局显示，2016年以来中国和美国在农林凋落物的分解与互作机制、不同管理措施下土壤物理化学性状的响应、农田养分管理与高效利用、土壤侵蚀退化机理与预测评估4个方向均有布局，不同的是中国在土壤污染、环境胁迫与微生物互作机制方面开展了大量研究，美国在作物根际的养分有效性方面研究较为活跃。
3.2 展望
基于全球农业资源与环境领域的发展态势与研究布局，提出了未来中国应在持续加大政策和研究资金支持、基础研究与应用研究并重、国内联合与国际合作双驱动等方面部署相关工作。
（1）持续加大对农业资源与环境领域的政策和研究资金支持。农业资源与环境是农业生产的基础，是农业生态的重要组成部分，直接影响到农产品的产量与质量，关系到国家的粮食安全和生态环境保护，对于维持人类生存和发展具有重要意义。政府和研发资金支持管理部门可依据当前全球的研究布局和发展动态，加强政策引导，前瞻性科学谋划未来的研究方向，制定科学的资金预算和重点资助方向，确保资金支持的稳定性、有效性和持续性。同时，引导社会力量投资，吸引社会资金来源，积极拓展多元化的资金来源，加强对农业资源与环境领域的研究资金支持。
（2）基础研究与应用研究相结合，夯实理论研究，强化应用研究，推动成果转化。农业资源与环境学科是集基础研究与应用研究于一体的综合性学科。基础研究是科技创新的基础和先导，成果的应用与转化是当前科学研究发展的重要趋势。基础研究与应用研究的结合，可将基础研究成果应用于实际生产与生活，推动科技进步与社会发展。政府应加大对成果转化的支持力度，通过建立科技园区、孵化器等方式，加强产学研合作，帮助研究成果走向市场，实现经济效益和社会效益的双赢，提升我国在农业资源与环境领域的整体竞争力。
（3）加强国内联合和国际合作，强化国内研究主体的国际地位提升。农业资源与环境是全球关注的共同热点话题。鼓励该领域的国内科研机构、大学、企业之间以及不同的国家机构之间建立密切的合作机制，共享研究资源，学习借鉴国际先进的研究经验与方法，提高研究水平和效率，推动科技创新，共同解决全球性的农业资源与环境科学难题。国内科研人员通过参加国际会议、组织国际研讨会、开展国际项目合作，加强我国该领域的研究主体与国际同行的交流与合作，提高我国研究主体的国际知名度和影响力。
