水稻转基因研究的竞争态势分析

以科学引文索引SCIE数据库为数据源,下载水稻转基因研究领域的文献记录,利用TDA软件、Histcite软件和可视化工具Citespace,重点对1988年到2013年间的文献数据进行统计与分析。通过分析该领域的发文数量、发文期刊、主要研究机构、发文作者和主题词,绘制可视化图谱,揭示水稻转基因研究领域的研究趋势、国家、机构、研究者以及研究热点和前沿,并以此帮助科研人员快速把握该研究领域的脉络和概貌。     

基于CiteSpace和VOSviewer可视化分析国内近30年肠道菌群在中医药领域的研究热点与趋势CSCD

目的 分析近30年来肠道菌群在中医药领域的研究热点与趋势。方法 检索中国知网数据库中肠道菌群在中医药研究领域的中文学术文献,运用VOSviewer软件对文献的作者、来源机构及关键词进行网络共线分析;运用CiteSpace软件进行文献的年发表数量统计、关键词聚类分析及关键词突现分析。结果 最终纳入符合标准的文献1 519篇,论文发表数量从2014年开始呈现逐年上升的趋势;文献作者之间形成了以谭周进、杨景云、贾连群、段金廒等为代表的多个稳定核心作者团体;关联机构共408家,核心机构之间关联性较差;关键词之间形成14个聚类标签,包含溃疡性结肠炎、肠道菌群、代谢、针刺、肠道微生态、中医药等主要聚类模块;突现关键词生成25个,近2年突现关键词为脑―肠轴、免疫功能及艾滋病。结论 通过可视化图谱直观展示了肠道菌群在中医药领域30年的研究概况,近10年来学者们对该领域的研究逐渐深入,发展趋势较好。脑―肠轴、免疫功能及艾滋病的研究成为该领域的主要新兴热点,同时,目前研究尚存在各机构或各团体之间跨领域合作较少、研究深度不足等问题。     

国际生物信息学研究的可视化分析

利用当前主流的信息可视化分析软件Cite Space对2005~2014年间SCI收录的生物信息学的5种高影响力外文期刊所刊载论文的题录数据进行统计和可视化分析,绘制该领域的关键词共现、膨胀词共现、经典文献共现、高被引文献共现和关键节点文献共现的网络可视化图谱,试图揭示生物信息学领域的研究热点、研究前沿以及知识基础,以期帮助研究人员了解该领域在国际范围内的研究态势。     

从文献计量角度探析粮食安全研究现状

为全面了解粮食安全领域的研究现状及研究热点,以汤森路透（Thomson Reuters）的Web of Science 引文数据库收录的“粮食安全”文献作为数据源,基于数量和关键词从作者、期刊、机构等多维度对“粮食安全”进行文献计量分析。通过信息可视化软件CiteSpace工具,绘制出“粮食安全”领域的科学知识图谱,得出“粮食安全”领域的研究热点主要集中于气候变化、转基因技术、食物营养与安全、农业可持续发展等方面,以期为粮食安全问题的深入研究提供参考。     

β-淀粉样蛋白研究热点与内容分析

为探究当前β-淀粉样蛋白研究领域的研究热点和发展趋势,以2008～2017年Web of Science核心合集数据库中收录的21 312篇β-淀粉样蛋白相关文献为数据来源,利用CiteSpaceV进行可视化处理和分析。结果显示:β-淀粉样蛋白研究发文量呈逐年增长的趋势,美国和中国是β-淀粉样蛋白研究领域的主要研究力量;β-淀粉样蛋白研究的高频共被引文献主要关注淀粉样蛋白级联假说、阿兹海默症诊断标准、β-淀粉样蛋白低聚体的神经毒性等问题。阿兹海默症及相关疾病研究、动物模型研究、体内病理特征研究以及体外机理研究是近十年来β-淀粉样蛋白研究的主要研究热点。β-淀粉样蛋白研究前沿和未来研究趋势将围绕在阿兹海默症前期认知障碍的诊断与干预、β-淀粉样蛋白沉积的降解等相关问题上。本研究的知识图谱研究揭示了近十年来β-淀粉样蛋白研究领域的动态发展规律,为相关学科研究提供了切实而有价值的参考。     

基于文献计量学的亲生物设计研究进展

在探索我国城市绿色发展、健康发展的进程中,亲生物设计的理论、方法和技术日益受到学界的重视。在论述亲生物设计概念和发展背景的基础上,通过文献计量方法,以国内权威的中国知网(CNKI)数据库和国外(WOS)核心数据库为数据来源,按关键词检索精选出与“亲生物”主题相关的1999—2022年的国内外文献,统计文献的年发文数量、作者、论文被引频次等,运用CiteSpace文献计量可视化软件,分析并绘制作者被引频次、国家发文量、关键词共现和聚类、学科研究方向图谱,得到结论如下：(1)亲生物设计研究领域共发表论文539篇,其中WOS收录217篇,CNKI收录322篇,年度发文量总体上呈上升趋势;(2)《Biophilia:does visual contact with nature impact on health and well-being?》是WOS文献中被引频次最高的论文,《疗愈导向的街道设计：基于VR实验的探索》是CNKI文献中被引频次最高的论文;(3)耶鲁大学的史蒂芬·科勒特(Stephen R. Kellert)教授是基于WOS文献的亲生物设计研究领域的核心作者;(4)美国、澳大利亚...     

国内外菌物学研究热点和研究趋势分析——指导科研选题,助力科技创新

为了梳理和分析近些年国内外菌物学研究的整体状况、研究热点、发展脉络及研究趋势,本文分别以Web of Science核心数据集中20本菌物学SCI期刊的1 762篇文献、《菌物学报》近10年发表的1 347篇文章以及中国知网中2 128篇食用菌文献为研究对象,采用Citespace 5.0R7为数据分析工具,以关键词共现分析和文献共被引分析为主要研究方法,形成文献间引证与被引证的可视化知识网络。通过对可视化网络图谱的分析,揭示了近些年菌物学国内外的研究概况。分析结果表明,现今国际菌物学研究热点以医学真菌为主,并向生物合成、生物防治、内生真菌领域发展,国内菌物学研究以分类学、食用菌、内生真菌、次级代谢产物和漆酶为主要内容和研究热点。我们希望通过对菌物学文献的数据分析,帮助科学家及时掌握菌物学研究演变进程中具有重要作用的文献,捕捉研究热点,探测研究趋势,从而对学科研究动向做出合理判断,指导科学家未来科研选题。     

基于Web of Science的纤维素乙醇研究进展及热点分析

以Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED和IC)数据库2001—2016年收录纤维素乙醇科技文献为数据来源,利用文献计量学及社会网络分析方法对其研究进展及热点进行分析,并根据ESI学科分类,分析纤维素乙醇高被引论文和热点论文,以揭示纤维素乙醇研究领域的热点方向。结果发现:纤维素乙醇研究论文主要集中在生物技术、生物化工及生物能源领域。美国与中国为发文量最多的国家,且美国科研机构的论文产出和影响力均居世界首位。从机构合作角度可以分析出3个主要研究团体;从论文作者合著角度分析得到6个主要研究团队。通过对检索文献关键词进行分析,可以看出:随着时间发展,纤维素乙醇的研究热度不断增加,关键词共现也呈现不断增加趋势。依据ESI学科分类标准,共有2篇热点论文、146篇高被引论文,其中离子液体用于纤维素预处理是当下研究的热点。该分析可为我国相关行业研究提供参考依据。     

基于Citespace知识图谱分析国际城市生物多样性研究

生物多样性保护一直是城市生态学与风景园林学的重要议题。以Web of Science核心数据库收录的近二十几年(1999—2020)的城市生物多样性文献为研究对象,利用文献计量分析与可视化知识图谱分析方法,将检索并剔除重复后的770篇文献导入Citespace 5.7.R2中。进一步分析了其时间与期刊分布,学科与研究方向分布,及国家与机构合作分布等基本特征;进行了外文文献中城市生物多样性的文献共被引分析与共现知识图谱分析;并利用关键词共现分析了其研究热点;突现词突发性探测算法分析了其研究前沿,包括四大方向：城市化对生物同质与物种丰富度的影响;城市绿地管理与生物多样性保护;城市生物多样性保护的关键因素;提高公众的保护意识与参与性。以期为相关科研工作者与我国城市生物多样性相关研究提供参考与借鉴。     

基于文献计量的大气氮沉降研究进展

氮沉降是氮素输入生物圈的重要途径。为全面、系统地了解大气氮沉降的研究热点与前沿趋势,基于文献计量学方法运用CiteSpace软件对1984—2021年Web of Science核心数据库中大气氮沉降的相关文献进行可视化统计分析。结果表明：大气氮沉降相关的文献数量呈现逐年上升的趋势;学科领域涉及环境科学、生态学、气象学与大气科学等;美国的研究实力最强,中国则需要加强与其他国家科研机构的交流合作。中国科学院、英国生态水文中心和瑞典农业科学大学等研究机构文章数量较多;Liu XJ、Mo JM、Verheyen K等为核心作者群;Atmospheric Environment、Global Change Biology、Science of the Total Environment以及Environmental Pollution等期刊为主要载体。氮沉降特征、氮沉降的生态效应、氮沉降化合物溯源是氮沉降领域研究的核心内容。大尺度的全球氮沉降动态研究、植物和土壤微生物协同响应氮添加的机制、氮沉降源解析及减排策略的制定是当前氮沉降研究领域的前沿热点。上述研究结果可为大气氮沉降领域学者凝练科学问题...     

黄土塬区几种典型土地利用类型的土壤水稳定同位素特征

对陕西省长武县黄土塬区降水及主要土地利用方式下0～20 m剖面土壤水进行采样和稳定同位素测定,研究了该区深层土壤水稳定同位素特征及土壤水运动机制.结果表明：长武塬区大气降水线方程为δD=7.39δ18O+4.34（R2=0.94,n=71）,其降水稳定同位素值具有明显的冬春高、夏秋低的季节变化特征.土壤水稳定同位素值落于当地大气降水线下侧,且高于7-10月降水稳定同位素值,该区土壤主要接受同位素值偏负的夏秋降水的补给.土壤剖面上,不同土地利用方式之间土壤水同位素值随土壤深度增加而趋于一致;相同土地利用条件下,浅层土壤水同位素组成随时间推移而变化的程度剧烈,随土壤深度增加,土壤水同位素值的变化程度减弱,甚至无变化.对比降水和土壤水的稳定同位素值变化发现,在黄土塬区,活塞流和优先流并存于降水入渗过程中,但优先流入渗的发生与土地利用方式存在一定关系.通常情况下,高耗水型人工林草因水分负平衡形成的土壤干层将减小优先流发生的可能性,而农田、荒草地等土地利用方式均易发生优先流形式的降水入渗,从而对深层土壤水分或地下水形成补给.     

陕北黄土区大气降水同位素特征及其水汽来源

为探究陕北黄土区大气降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源,以陕西省定边县为研究区,于2018—2020年共收集107次降水事件样品,分析了该区降水中δ¹⁸O和δ²H组成特征,并探讨了不同季节的水汽来源。结果表明: 定边氢氧稳定同位素存在明显的季节变化,湿季(6—9月)偏贫化,干季(4—5月、10—11月)偏富集;氘盈余呈现干季高湿季低的特点。当地大气降水线方程为δ²H=7.35δ¹⁸O+4.19 (R²=0.96, P<0.01),斜率和截距均小于全球大气降水线,表明该区域降水受到一定程度的蒸发分馏影响。全年降水同位素组成表现出温度效应,而湿季和干季差异较大,仅干季存在温度效应,湿季降水同位素组成可能受温度和降水量的共同影响。HYSPLIT气团轨迹模型表明,干季水汽主要来自大西洋和极地北冰洋地区,而湿季降水主要来自印度洋和太平洋,同时受到西风带的影响。     

稳定同位素技术在植物水分利用研究中的应用

近20a稳定同位素技术在植物生态学研究中的应用得到了长足发展,使得对植物与水分关系也有了更深一步的了解。介绍稳定同位素性碳、氢、氧同位素在研究植物水分关系中的应用及进展,以期能为国内植物水分利用研究提供参考。由于植物根系从土壤中吸收水分时并不发生同位素分馏,对木质部水分同位素分析有助于对植物利用水分来源,生态系统中植物对水分的竞争和利用策略的研究,更好地了解生态系统结构与功能。稳定碳同位素作为植物水分利用效率的一个间接指标,在不同水分梯度环境中,及植物不同代谢产物与水分关系中有着广泛的应用。同位素在土壤-植被-大气连续体水分中的应用,有助于了解生态系统的水分平衡。随着稳定同位素方法的使用,植物与水分关系的研究将取得更大的进展。     

哈尼梯田区优势景观类型对泉水氢氧同位素效应的影响

氢氧稳定同位素是示踪流域水循环过程的有效手段,流域景观类型及其格局对泉水同位素效应的影响是景观生态学与同位素水文学的全新交叉领域.本文以哈尼梯田文化景观遗产核心区的全福庄河小流域为研究对象,在2015年3月—2016年3月间,逐月在海拔1500 m的梯田、1700 m的梯田和1900 m的森林景观类型下分别采集78个泉水样和39个大气降水样进行氢氧稳定同位素分析.结果表明:小流域的优势景观类型是森林和梯田,两者面积分别占总面积的66.6％和22.1％,并具有森林在上、梯田在下的垂直格局.相关分析表明,泉水除受降水补给外,还受到景观内其他同位素值偏正的水源补给,景观位置较高的森林区泉水主要由降水补给,位于森林之下的梯田泉水受大气降水、河水、梯田水、地下水等多种水源补给,其同位素混合作用强烈;泉水δ¹⁸O和δD值整体海拔效应明显,其海拔梯度分别为-0.125‰·(100 m)^-1和-0.688‰·(100 m)^-1;研究区氘盈余值随海拔升高而增大与景观格局和同位素循环过程有关.总之,优势景观类型对泉水氢氧同位素效应具有显著影响,泉水氢氧同位素可作为景观水文过程对景观格局的响应指标.     

A simplified GIS approach to modeling global leaf water isoscapes

The stable hydrogen (delta(2)H) and oxygen (delta(18)O) isotope ratios of organic and inorganic materials record biological and physical processes through the effects of substrate isotopic composition and fractionations that occur as reactions proceed. At large scales, these processes can exhibit spatial predictability because of the effects of coherent climatic patterns over the Earth's surface. Attempts to model spatial variation in the stable isotope ratios of water have been made for decades. Leaf water has a particular importance for some applications, including plant organic materials that record spatial and temporal climate variability and that may be a source of food for migrating animals. It is also an important source of the variability in the isotopic composition of atmospheric gases. Although efforts to model global-scale leaf water isotope ratio spatial variation have been made (especially of delta(18)O), significant uncertainty remains in models and their execution across spatial domains. We introduce here a Geographic Information System (GIS) approach to the generation of global, spatially-explicit isotope landscapes (= isoscapes) of "climate normal" leaf water isotope ratios. We evaluate the approach and the resulting products by comparison with simulation model outputs and point measurements, where obtainable, over the Earth's surface. The isoscapes were generated using biophysical models of isotope fractionation and spatially continuous precipitation isotope and climate layers as input model drivers. Leaf water delta(18)O isoscapes produced here generally agreed with latitudinal averages from GCM/biophysical model products, as well as mean values from point measurements. These results show global-scale spatial coherence in leaf water isotope ratios, similar to that observed for precipitation and validate the GIS approach to modeling leaf water isotopes. These results demonstrate that relatively simple models of leaf water enrichment combined with spatially continuous precipitation isotope ratio and climate data layers yield accurate global leaf water estimates applicable to important questions in ecology and atmospheric science.     

亚热带地区常绿阔叶林SPAC系统水分的氢氧稳定同位素特征

森林的土壤-植物-大气连续体(SPAC)是陆地重要的水循环连续界面过程。本研究通过分析亚热带常绿阔叶林的降水、大气水汽、土壤水、叶片水的同位素组成,探讨森林SPAC系统水分的氢氧同位素组成特征以及植物蒸腾与叶片性状和环境因子的关系。结果表明: 研究区大气降水、土壤水、竹柏枝条水、竹柏叶片水和大气水汽的δD-δ¹⁸O线性回归方程分别为: δD_P=7.97δ¹⁸O_P+12.68(R²=0.97)、δD_S=4.29δ¹⁸O_S-18.62(R²=0.81)、δD_B=3.31δ¹⁸O_B-29.73(R²=0.49)、δD_L=1.49δ¹⁸O_L-10.09(R²=0.81)、δD_V=3.89δ¹⁸O_V-51.29(R²=0.46)。在降水→土壤水→植物水的界面水输送过程中,氢氧同位素逐渐富集,而从土壤蒸发和从植物蒸腾的水汽同位素贫化。在降水和蒸发作用的影响下,土壤水同位素随深度增加有贫化的趋势,而且整体上旱季土壤水同位素比雨季富集。观测期间,枝条水同位素比土壤水略微富集,说明水分在植物体内运输过程中存在受到蒸腾富集作用的可能性。旱季,乔木的枝条水同位素比灌木贫化,说明根系分布更深的乔木植物更倾向于利用深层土壤水。由于在叶片性状、蒸腾速率以及对环境因子的响应程度等方面存在差异,不同植物的叶片水同位素组成随叶龄增长的变化特征有所不同。雨季的环境条件更有利于叶片蒸腾,使雨季的叶片水同位素比旱季富集。叶片水同位素组成与植物叶片含水量呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系,综合反映了植物应对环境变化的水分调控功能。     

Do centennial tree-ring and stable isotope trends of Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. indicate increasing water shortage in the Siberian north?

Tree-ring width of Larix gmelinii (Rupr.) Rupr., ratios of stable isotopes of C (δ¹³C) and O (δ¹⁸O) of whole wood and cellulose chronologies were obtained for the northern part of central Siberia (Tura, Russia) for the period 1864–2006. A strong decrease in the isotope ratios of O and C (after atmospheric δ¹³C corrections) and tree-ring width was observed for the period 1967–2005, while weather station data show a decrease in July precipitation, along with increasing July air temperature and vapor pressure deficit (VPD). Temperature at the end of May and the whole month of June mainly determines tree radial growth and marks the beginning of the vegetation period in this region. A positive correlation between tree-ring width and July precipitation was found for the calibration period 1929–2005. Positive significant correlations between C isotope chronologies and temperatures of June and July were found for whole wood and cellulose and negative relationships with July precipitation. These relationships are strengthened when the likely physiological response of trees to increased CO₂ is taken into account (by applying a recently developed δ¹³C correction). For the O isotope ratios, positive relationships with annual temperature, VPD of July and a negative correlation with annual precipitation were observed. The δ¹⁸O in tree rings may reflect annual rather than summer temperatures, due to the late melting of the winter snow and its contribution to the tree water supply in summer. We observed a clear change in the isotope and climate trends after the 1960s, resulting in a drastic change in the relationship between C and O isotope ratios from a negative to a positive correlation. According to isotope fractionation models, this indicates reduced stomatal conductance at a relatively constant photosynthetic rate, as a response of trees to water deficit for the last half century in this permafrost region.     

基于卫星降水产品的华北北纬38°带降水氢氧同位素时空特征及水汽来源

降水氢氧同位素的变化程度对反演降水水汽来源和认识蒸发作用的强弱有重要作用;结合高时间分辨率的卫星降水产品能够提高反演水汽来源的准确性,更清晰地说明水汽团的运移路径。本研究以位于华北北纬38°带的中国科学院太行山站(山区)、栾城站(山前平原)和南皮站(滨海低平原)2015—2018年降水氢氧同位素为对象,分析该区域降水水汽来源和极端降水对氢氧同位素的影响。结果表明: 华北北纬38°带降水氢氧同位素在年内呈雨季富集、旱季贫化的特征,雨季降水氢氧同位素表现出随降水量增加而贫化的趋势;华北山前平原大气降水氢氧同位素拟合关系斜率和截距最小,说明山前平原降水受二次蒸发作用的影响最显著,蒸发作用也使得平原区枯水年同位素变幅最大,而山区雨量效应造成丰水年同位素变幅最大。利用卫星产品揭示降水的水汽来源,华北北纬38°带全年主导水汽为西北和内陆方向水汽,而雨季为西南和近缘海洋性水汽。由于水汽来源的变化,同时,山区和平原区分别受雨量效应和二次蒸发的影响,使得降水氢氧同位素在丰水年(2016)存在显著差异。用HYSPLIT模型模拟2016年“7·19”极端降水的路径,西南水汽是山区和平原区极端降水的主要水汽来源,而低平原区混合了东南向水汽。说明水汽源的差异及蒸发过程主导华北北纬38°带极端降水氢氧同位素的时空分布特征。     

典型林区水分氢氧稳定同位素在土壤-植物-大气连续体中的分布特征

土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水循环是水文学和生态学研究的重要内容,氢氧稳定同位素在不同水体中组成特征的差异可以指示水分循环过程。本研究通过分析成都平原区亚热带常绿阔叶林中降水、土壤水、植物水的同位素组成,探讨SPAC系统中水分的氢氧稳定同位素演化特征,揭示区域水循环不同界面过程。结果表明: 研究区雨季大气降水线方程为: δD=7.13δ¹⁸O+2.35(R²=0.99),土壤蒸发线方程为: δD=6.98δ¹⁸O-0.32(R²=0.92)。在降水→土壤水→植物水的界面水输送过程中,氢氧同位素逐渐富集。浅层土壤(0～35 cm)水δ¹⁸O受降水的直接影响,响应关系明显,中深层土壤(35～100 cm)水则相对稳定。观测期间,植物木质部水同位素比土壤水略微富集,说明水分在植物体内输送过程中可能通过韧皮部或树皮发生轻微蒸发或蒸腾。采用直接相关法初步估计植物对不同土层土壤水的利用情况,樟树主要利用中层土壤水,构树主要利用浅层土壤水,金星蕨因根系分布浅更倾向于利用浅层土壤水和植物截留的降水。与金星蕨相比,樟树和构树的叶片水分蒸发和同位素动力分馏程度更强。     

The use of stable isotopes to study ecosystem gas exchange

Stable isotopes are a powerful research tool in environmental sciences and their use in ecosystem research is increasing. In this review we introduce and discuss the relevant details underlying the use of carbon and oxygen isotopic compositions in ecosystem gas exchange research. The current use and potential developments of stable isotope measurements together with concentration and flux measurements of CO₂ and water vapor are emphasized. For these applications it is critical to know the isotopic identity of specific ecosystem components such as the isotopic composition of CO₂, organic matter, liquid water, and water vapor, as well as the associated isotopic fractionations, in the soil-plant- atmosphere system. Combining stable isotopes and concentration measurements is very effective through the use of ”Keeling plots.” This approach allows the identification of the isotopic composition and the contribution of ecosystem, or ecosystem components, to the exchange fluxes with the atmosphere. It also allows the estimation of net ecosystem discrimination and soil disequilibrium effects. Recent modifications of the Keeling plot approach permit examination of CO₂ recycling in ecosystems. Combining stable isotopes with dynamic flux measurements requires precision in isotopic sampling and analysis, which is currently at the limit of detection. Combined with the micrometeorological gradient approach (applicable mostly in grasslands and crop fields), stable isotope measurements allow separation of net CO₂ exchange into photosynthetic and soil respiration components, and the evapotranspiration flux into soil evaporation and leaf transpiration. Similar applications in conjunction with eddy correlation techniques (applicable to forests, in addition to grasslands and crop fields) are more demanding, but can potentially be applied in combination with the Keeling plot relationship. The advance and potential in using stable isotope measurements should make their use a standard component in the limited arsenal of ecosystem-scale research tools. Received: 8 July 1999 / Accepted: 10 January 2000