基于数据库的苔藓植物研究现状文献计量分析

Bibliometric Analysis of Bryophyte Research Status in Database

摘要

分析苔藓植物2011 - 2022年的相关研究文献，深入了解本领域的研究热点与趋势。 利用文献计量学的方法，以Web of Science核心合集为数据源，从发文量、发文作者、机构、国家之间的合作关系、关键词等进行统计分析。 本研究所使用的9 523篇论文来源于134个国家、6 451个研究机构、1 900个期刊，发文量整体上呈上升趋势，其中美国、中国、德国、加拿大、英格兰发文量位居前五，且国家之间的联系紧密，构成一个较大的合作群体。在该领域作者发文量最多五位作者是该领域较为稳定的合作群体。植物学、环境科学、生态学是该领域最受关注的学科。关键词突现词表明，在本阶段的研究重点注重于苔藓植物与其他生物之间的相互作用关系，以及苔藓植物基因序列等方面的研究。在关键词聚类上，可以清晰可见有五大类，在聚类强度最强的是苔藓植物的多样性及其对气候变化的影响与响应。结论表明：近10年苔藓植物的研究整体上处于上升趋势，尤其2011 - 2012年期间，关注度急增，在此期间研究内容以苔藓植物种类鉴定、苔藓生物多样性、区系研究、生态功能以及基因等方面为主，同时该研究时间段内我国发文量较多，但被引用量还有待提高，因此需加强多领域、多学科交流，提高研究深度，聚焦研究热点，助力学者跟踪领域动态。

Abstract

This study aims to comprehensively analyze the research landscape and trends in the field of bryophyte studies by examining relevant literature published from 2011 to 2022. Employing bibliometric techniques, the Web of Science Core Collection was utilized as the primary data source to conduct statistical analyses on publication volume, authors, affiliations, international collaborations, and keywords. The dataset consisted of 9,523 papers originating from 134 countries, affiliated with 6,451 research institutions, and published in 1,900 journals. The results indicated an overall increasing trend in publication output, with the United States, China, Germany, Canada, and England being the most prolific contributors. These countries demonstrated close collaborative ties, forming a well-connected research community. Analysis of authorship patterns revealed a stable core group of five highly productive authors in the field. The prominent disciplines associated with bryophyte researches included botany, environmental science, and ecology. Keyword analysis highlighted the current research focused on elucidating the interactions between bryophytes and other organisms, as well as investigations into bryophyte genetic sequences. Further clustering analysis revealed five major thematic clusters, with the most pronounced cluster centering on bryophyte diversity and their responses to climate change. In conclusion, our findings indicated an increasing interest in bryophyte research over the past decade, particularly during the period from 2011 to 2012. Research during this time primarily focused on bryophyte species identification, biodiversity assessments, floristic studies, ecological functions, and genetic investigations. Although China exhibited a substantial publication output, efforts to enhance citation impact were necessary. Therefore, fostering interdisciplinary and cross-disciplinary collaborations, deepening research inquiries, and directing attention to research hotspots are crucial for researchers to stay abreast of dynamic advancements in the field.

Graphical abstract

关键词

Web of Science / 苔藓植物 / 文献计量分析 / VOSviewer

Key words

Web of Science / bryophytes / bibliometric analysis / VOS viewer

苔藓植物是植物界的一大类群，种数仅次于种子植物^[1]。其高度在几毫米至分米以上的小型植物，少数类群个体较大^[2]。苔藓植物多生长于阴湿生境中，并具有很强的耐寒、耐旱、耐贫瘠等抗逆性，分布广泛，被称为陆地植物群落演替的先锋者和拓荒者^[3]。由于苔藓植物个体较小，在生态环境研究中常容易被忽略，苔藓植物对环境十分敏感，可作为指示植物，在水土保持、森林更新、植被变迁、环境监测等指标上常发挥着重要作用^[4-6]，同时在生态系统中，苔藓植物是水循环、碳固定和碳氮循环的一部分，具有重要的调控作用^[7]，因此，在后续的研究中有较多的研究内容可待挖掘。通过文献计量法能够最优化的展示该领域的研究方向、研究热点以及未来的趋势，可对该领域近年来的相关研究进行系统、科学的归纳总结。

文献计量学以文献的外部特征为研究对象，运用一定的数理统计方法进行定量分析，是评价科学研究成果的重要方法，可以客观地反映科学领域的研究现状，并分析其研究态势^[8]。文献计量学的应用十分普遍，已经渗入到各学科领域，如高等教育领域^[9]、建筑科学领域^[10]、环境科学与资源利用^[11-12]等领域。

我国作为苔藓资源最为丰富的国家之一，在经济快速增长的同时，造成环境破坏等问题，进而造成苔藓植物的破坏，因此，应加强苔藓植物的相关研究，实现对苔藓植物种群及群落的保护。目前苔藓植物的研究大多聚焦在植物区系研究^[13-15]、多样性研究^[16-19]、化学成分研究^[20,21]，针对于苔藓植物文献计量法的研究跨越时间为1980~2011年，仍保留在11年之前，对苔藓植物的研究趋势与热点问题还未更新，因此，本研究选取近十二年的文献进行综合全面分析，运用Excel、CiteSpace、VOSviewer等软件的分析，从不同的观点和研究内容上进行研究，旨在阐明近年来的研究热点，以及为后续研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本文选取核心合集数据库（WOS）Web of Science作为数据来源，同时为了保证检索数据的全面与可靠，索引选择为SCI-EXPANDED、SSCI，检索式TS=“bryophyte”OR“moss”OR“marchentiophyta”OR “hornwort”OR“hepaticae”OR“anthocerotae”OR“musci”,时间跨度从2011年1月到2022年10月，近十年数据，检索时间截止到2022年10月16日，文献类型选择Articles和Review Articles，语种选择English。在检索获得文献后，去除无关的文献的基础上，进行去重，得到文献9 523篇。

1.2 研究方法

文献计量学最早出现在20世纪初，并广泛应用到文献分析领域，是用来描述与分析某一学科或领域的动态与进展的计量方法。本文根据文献计量学的相关理论知识，利用WOS网站自带的检索结果分析和引文报告功能、VOSviewer、Citespace等可视化分析工具，对所获得的苔藓植物研究文献数量、学科分布与期刊、国家、学术机构、作者发文、与该领域研究热点形成可视化图谱并进行分析，对相关要素进行系统分析，通过研究分析可得该领域的研究趋势与热点。

2 结果分析

2.1 文献数量变化趋势分析

为初步了解苔藓研究发展现状以及直观的反映出未来研究的发展趋势，本文统计了苔藓植物相关研究论文发表数量，本研究所使用的9 523篇论文来源于134个国家、6 451个研究机构、1 900个期刊，其中引用了来自59 700本期刊的300 478篇文献。发表在近十年具体发文量变化趋势如图1所示。

通过发文量年变化情况，可知该领域的发展趋势与发展状况。在2011-2022年期间，苔藓研究的发文量从一开始的72篇到目前1 032篇的年发文量，一跃成为2011年的14倍，近些年来，发文量整体上呈上升趋势，在2011-2012年发展迅速，此后进入稳步增长阶段。这表明在2011-2012年期间对于苔藓研究已经成为热点问题，随后在近些年的研究下，该领域已成为一个非常成熟的研究领域，具有良好的发展空间。从整体上来看，苔藓植物的研究可以分为二个阶段，第一阶段：2011~2012年快速增长阶段；第二阶段：2012-2022年基本稳定阶段。

2.2 学科分析

根据数据的分析检索结果，对苔藓植物研究进行学科分布，这对分析苔藓植物研究国际研究热点趋势具有重大意义。表1列出了苔藓相关的前十大学科近10年发文量，分别为植物学（Plant Sciences，3 384篇，占比35.54%）、环境科学（Environmental Sciences，1 720篇，占比18.06%）、生态学（Ecology，1 447篇，占比15.19%）、材料科学多学科（Materials Science Multidisciplinary，531篇，占比5.58%）等。在苔藓植物研究领域植物学、环境科学、生态学这三门学科占总学科发文量的68.79%，说明为该领域的热门学科。

2.3 作者、期刊、国家发文分析

2.3.1 作者发文分析

对文献作者进行分析，可知该领域的代表学者以及核心力量。根据Web of Science的数据来源进行分析，表2展示了该领域的前五位作者，这五位作者为该领域较稳定的合作群体。Reaki,Ralf是该领域发文量与被引量最多的作者，在2011 - 2022年共发布文献72篇，2 062篇引用量，篇均被引用次数达28.64，以发表的文献进行分析，可知该作者主要研究苔藓细胞生物学^[16]。排名第4的是中国华东师范大学的朱瑞良教授，共发文48篇，被引次数达到376次，同时朱瑞良教授也是世界苔藓学会副主席，表明其在苔藓研究领域影响力较大。

2.3.2 期刊发文分析

表3对发文量前十的期刊进行展示。可知，发文量大于130篇的期刊为《Journal of Bryology》（277篇）、《Cryptogamie Bryologie》（206篇）、《Science of the Total Environment》（133篇）。其中《Science of the Total Environment》的文献被引用量达到2216次，篇均被引用次数可达16.66。排名第九的《New Phytologist》发文量虽不及前者，但其篇均被引次数为25.99，排名第一，说明该期刊文献质量较高，具有较强影响力。发文量123篇的《Bryologist》其篇均被引用次数为4.74，排名较低，其影响因子（IF）为1.177，《Science of the Total Environment》的影响因子（IF）最高可达10.753。影响因子不仅是测度期刊有用性和显示度的指标，也是测度期刊的学术水平和论文质量的重要指标。

2.3.3 国家发文分析

为进一步研究该领域国家发文量情况，本研究对发文量前五的国家进行整理与分析。由表4可知，前五位国家分别是：美国、中国、德国、加拿大、英格兰。美国的发文量可达1 812篇，其被引用量达到35 133次，占该领域发文量的19.02%。中国的发文量达到了1 439篇，仅次于美国。虽然英格兰的发文量仅有666篇，但是其被引次数高达18012次，篇均被引次数遥遥领先于其他国家，达到27.05，这表明该国家具有较强的学术影响力，其文献具有高水平质量。

2.4 作者、期刊及国家间的相关性分析

2.4.1 作者间合作的相关性分析

在绘制作者间合作关系图时，选取作者最低发文量为25篇，筛选出40位作者，以保证作者的代表性与合作联系的紧密性。在图2中，仅显示了最大连接项集的29位。在该关系图中，不同颜色代表不同的合作群体，图中圆圈的大小代表发文量的多少，连线情况代表作者之间的联系紧密性，连线越多代表该作者与其他作者联系十分频繁。由图2可知，在29位关联性最强的作者里面，共有7个不同的合作群体，在不同的合作群体中，最为突出的有以下几位，Patino,Jairo与Vanderpoorten, Alain联系密切，Bergeron, Yves与Fenton,Nicole j.具有较频繁的沟通，Heinrichs,Jochen与Schaefer的联系也十分紧密，Reski, Ralf与Decker,Eval联系最为紧密，两人均在苔藓植物细胞基因等方面进行研究^[22-24]。

2.4.2 期刊间合作的相关性分析

期刊的发文情况和合作情况，可以反映该期刊在苔藓植物研究领域的影响力，同时也可反映该学术研究的热点问题。在绘制期刊间的合作关系图时，在Web of Science核心合集的基础上，进一步筛选期刊发文量最少为52篇的期刊，最终得到50个期刊。因此筛选的机构具有一定的代表性。由图3可知，中国科学院发文量最大，同时与中国科学院大学、马尔堡大学、弗莱堡大学等多个学术机构间有合作关系，其中与中国科学院大学的联系最为紧密。在苔藓植物研究领域的主要研究内容为农学、环境生态、系统发育与基因组学等方面，可一定程度上反映当前全球苔藓植物研究的热点和方向。俄罗斯科学院和波兰科学院发文量较多，且与其他文献期刊间的合作较紧密，其研究方向主要是植物科学领域。

2.4.3 国家间合作的相关性分析

为进一步了解该领域做出突出贡献的国家，本研究对发文量大于95篇的35个国家进行分析。首先，通过VOSviewer进行可视化分析，结果如图4所示：圆的结点越大表明该国家发文量越多，在该领域的活跃程度也越大，结点的连线代表关联强度，连线的粗细代表关联强度的大小。不同的颜色代表不同的合作群体。从图4可以看出，美国发文量最多，中国位居第二，美国、中国、英格兰、加拿大、日本等国家联系紧密，构成一个较大的合作群体。

2.5 研究热点分析

2.5.1 关键词共现

通过VOSviewer对Web of Science的数据进行分析，对高频关键词进行研究，将阈值设置为100，得到高频关键词102个。通过对关键词聚类分析，可以获悉该研究领域的关注焦点以及未来的研究热点。关键词常被快速了解领域的重要标识。本文采用VOSviewer软件进行聚类分析，得到关键词聚类视图如图5所示，圆圈和文字组成一个元素，元素的大小取决于结点的度、连线强度等，元素的颜色代表所属的聚类，不同的颜色代表着不同的聚类，筛选出来的102个关键词中，共有5个聚类，每个聚类所含的关键词的多少，代表组块关联性的强弱。图中展现出的聚类，以“mosses”、“bryophytes”、“diversity”为主。本研究中关键词共现分析前10的关键词分别为mosses（苔藓）、bryophytes（苔藓植物）、diversity（多样性）、growth（生长、种植、栽培）、vegetation（植物生长）、evolution（进化）、plants（植物）、biodiversity（生物多样性）、patterns（形态）、temperature（温度），表明在2011~2022年该领域中苔藓植物的生长及其多样性以及形态特征、进化、种植以及苔藓植物与温度之间的相关性为该领域的关注焦点，这将成为未来研究的新方向。

根据洛卡特定理，计算可得频次超过32的为该领域的核心关键词，通过VOSviewer计算得出，该领域共有423个核心关键词，选取了最为核心的前20个核心关键词进行分析（见表5），构成了该领域代表性的专业术语。

通过对2011~2022年苔藓植物的研究经过关键词频次初筛后得到表5，可清晰可见每个颜色代表不同的聚类以及该聚类的核心关键词。

在第一聚类里，可了解该聚类块重点研究苔藓植物的多样性及其对气候变化的影响与反应。在第二聚类里侧重于进化发育与基因（见表6）。

2.5.2 关键词突现

关键词突现分析，是针对一段时间内对于出现频次高的关键词进行研究与分析，可进一步了解该区域某一时间段的研究热点，更加直观看到不同时间段的热点研究以及研究的变化趋势^[25]。

根据Citespace软件的算法，得到突现词出现的时间排序图７。根据表7可知，populition(领域生物）、identification（辨认、识别）是最早突现的词汇，这表明在2011年研究者更侧重于苔藓生物与鉴定识别，还处于基础的研究阶段，未进行更加深入系统的研究。在2012年biodiversity（生物多样性）爆发并持续到2014年，研究已经有了较大的跨越，从基础的鉴定识别跨越到多样性研究。在2013年出现突现时间最长的词thin film（薄膜），一直到2017年底，说明研究者已经不再仅仅围绕于苔藓植物外部形态，开始逐渐关注到内部生理结构等内容。boreal forest（北方森林）是突现强度最强的词，这表明在2016 - 2018年研究者十分关注北方森林与苔藓之间的相互作用关系。近年来对于苔藓与地衣以及维管植物之间的研究广泛得到关注，与此同时，苔藓植物基因相关研究也成为近期研究热点。这表明在接下来研究趋势将会在苔藓植物与地衣、维管植物相关性以及基因等方面。

3 总结

通过利用Excel 2019以及VOSviewer1.6.17对WOS下载的9 523篇文献进行分析，从文献数量年变化趋势、学科分析、作者、期刊、国家发文分析、作者、期刊及国家间的相关性分析、关键词共现、关键词突现等方面进行。对苔藓植物研究年发文量呈上升的趋势，表明研究者十分重视该领域，并在近几年发文量趋于稳定，说明苔藓植物的研究已经成熟，该领域的研究也更加深入。在学科领域方面，苔藓植物研究侧重于植物学、环境科学与生态学等领域，这与苔藓的功能性状存在一定联系。从作者发文分析，德国研究者Reski, Ralf是苔藓领域发文量、被引量最多的作者，说明该作者是高产且高水平研究者。目前在苔藓领域，已经有较为稳定的合作群体。《Science of the Total Environment》引用量高达2 216次，篇均被引用量16.66次，说明其质量较高，同时，在9 523篇文献，大都集中于期刊前10，说明研究者对于期刊的前10位认可度更高。从国家发文分析上看，美国、中国、德国、加拿大、英格兰等国家苔藓植物研究更加关注，国家发文量也高，美国发文量最多，但英格兰的篇均被引量最高，说明美国在发文质量上不及英格兰。各个期刊之间的联系非常紧密，尤其是中国科学院与中国科学院大学之间，以及与马尔堡大学、弗莱堡大学均有合作交流的联系，各个国家联系紧密，构成较大的合作群体。从发文期刊分析上看，可以清晰见的有6个不同颜色的聚类，表明在期刊之间大体上主要集中以上6种，跨地域、跨机构合作可促进该领域的深入研究。通过关键词共现，可得到该领域的研究热点，关键词聚类多以“moss”、“bryophytes”、“diversity”、“growth”、“vegatation”等，这表明该领域方向上研究热点集中于苔藓的生长与多样性、基因表达、苔纲、对生态的响应、适应与表达等进行研究。关键词突现中揭示了某一阶段频次较高的词，剖析了近年来的研究热点与未来的研究方向，从开始的鉴定、识别，到后面的苔藓内部结构到围绕苔藓与环境及与其他生物发生的相互关系，对苔藓的基因表达、测序等进行研究。苔藓研究逐渐深入化、成熟化。

通过本文的计量分析及其可视化研究，表明我国苔藓研究已经有了很大的进展，但仍有许多问题需要深入研究。中国苔藓领域在注重发文数量的同时，更应该注重创新研究来引领全球苔藓植物研究的前沿，提高研究成果的影响力，我国有着特殊的地理、气候、植被和环境条件，适合多尺度多方面研究。同时除了生态学、农学、环境科学等传统领域的研究外，更应推动新兴学科研究的发展，多维度、多角度地研究该领域内容。本研究有助于了解苔藓植物的现状和未来发展趋势，帮助学者跟踪领域动态，聚焦研究热点，深入研究领域。

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基金资助

西藏自治区自然科学基金重点项目(XZ202301ZR0039G)

中国农业大学-西藏农牧学院科研联合基金项目(2022TC126)

西藏高原森林生态教育部重点实验室开放课题(XZA-JYBSYS-2023-15)

西藏高原森林生态教育部重点实验室开放课题(XZA- JYBSYS-2021-02)