摘要：气候变化以其无处不在的影响，对生态系统和社会经济的各个方面构成了巨大的威胁和严峻的挑战，气候变暖的不利影响也日益凸显，我国“碳达峰”“碳中和”重大战略决策对应对全球气候变暖具有重要意义。农田生态系统作为陆地生态系统碳循环最活跃的组成部分，具有碳源、碳汇的双重属

单位：湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院

简介：李雪，女，河南鹤壁人，硕士研究生，研究方向：植被碳汇与生态价值评估。*通信作者，副教授，博士，从事GIS与城乡国土资源评价研究。

基金项目：湖南省自然科学基金项目（2018JJ2115）。

来源：《安徽农业科学》2025年5期

引文格式：李雪,莫宏伟.基于CiteSpace的农田碳汇研究进展[J].安徽农业科学,2025,53(5):200-206.

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21世纪以前，人们普遍认为农田生态系统碳源或碳汇较弱，对全球碳循环的价值较小，因而对农田生态系统碳源/碳汇的研究涉及较少。但近年来的研究表明，农田生态系统是全球碳平衡中的重要角色，其碳汇功能逐渐受到重视，该领域的研究文献也不断增加。目前，关于农田碳汇的研究还普遍是某一具体方面的研究，对多年来农田生态系统碳汇方面研究发展缺乏系统梳理。

目的

梳理农田碳汇研究现状及热点，为后续农田碳汇相关研究提供参考。

方法

以CNKI数据库中的487篇文献和Web of Science数据合集中的682篇文献为对象，借助文献计量工具CiteSpace软件对农田碳汇进行关键词共现分析、关键词热点突变分析、发文作者及发文机构分析。

结果

◆发文数量及时间特征

文献年发表数量及年际变化是衡量某一研究主题研究热度变化趋势的重要指标。通过统计中国知网（CNKI）数据库及Web of Science（WOS）核心合集多年来的农田碳汇相关文献，统计结果分别如图1所示。从统计结果可以看出，中文文献发表数量远远高于英文文献，且均处于上升状态。1998年，我国学者刘允芳发表了第一篇有关农业碳汇的中文论文，研究我国农业系统的碳排放和碳固定清单，绘制全国农业系统碳平衡概图，提出我国农业系统碳吸收大于碳排放这一理论。1998—2006年我国农田碳汇研究处于起步阶段，相关发文量较少，平均处于5篇/a左右；2006年之后，国家出台了一系列生态建设、节能减排的相关政策，投入了大量资金，使得我国农田碳汇进入快速发展阶段，相关发文量急剧增加，一直持续到2017年左右达到峰值；2017—2020年上半年，相关研究热度逐渐降低，发文量逐年递减，整体呈下降趋势；直至2020年后半年“双碳”目标的提出，再次掀起农田碳汇研究的热潮，2022年总发文量更是达到了105篇。相比中文而言，英文文献发表起步稍早，第一篇英文文献发表于1993年，此后处于平稳增长阶段，2020年以来增长迅速，2022年总发文量达到97篇。总体来看，多年来，关于农田碳汇研究的发文量逐渐增长，尤其近几年来，增长颇为迅速，表明人们对农田碳汇的研究热度和关注度不断提高。

图1 农田碳汇文献数量变化

◆发文作者

将数据导入CiteSpace，进行合作作者分析，得到中英文合作作者共现图谱，分别如图2和图3所示。图谱中节点越大表示作者发文量越多，连线越多表示作者之间合作关系越密切。

图2 中文作者合作网络

图3 英文作者合作网络

由图2可知，共存在292个节点，264条连线，连线数小于节点数，表示作者之间合作较少。依据普赖斯所提出的核心作者计算公式来确定农田碳汇研究核心作者的数量。根据该公式计算，在292个作者中，仅有71位作者可以达到核心作者，并以黄璜、陈阜、王龙昌为主构成了国内农田碳汇研究的主力军。但核心作者人数只占总发文作者人数的24%，且发文量占总发文量的比重也远远未达到普赖斯定律的50%，说明国内该领域的核心作者群尚未形成，大部分作者仍处于孤立状态。

由图3可知，共存在249个节点，461条连线，连线数远远大于节点数，说明作者之间合作密切。根据普赖斯提出的核心作者计算公式发现，仅有16位作者为核心作者。其中发文量较高的作者是Ciais，P（10篇）和Tian，Hanqin（10篇），其次为Ciais，Philippe（8篇）和Smith，P（6篇），稍高于其他作者，已经逐渐在形成以Ciais，P和Tian，Hanqin为中心的小规模学术团体。其他作者发文量都较少，且作者之间合作较为缺乏。总体来说，大多数作者团队还需要加强交流合作，协同创新，共同推进农田碳汇研究领域的发展。

◆发文机构

分析作者所属机构可以更加清楚地了解参与农田碳汇研究机构之间的合作模式。对导入的文献进行发文机构可视化分析，中文文献发文机构见图4。图中每个节点表示1个研究机构，节点之间的连线表示机构之间的合作关系，其中发文机构138个，连线252条，这表明我国部分机构在该领域的研究中具有比较密切的合作关系。从图4可以看出，西北农林科技大学与中国科学院水利部水土保持研究所合作较为密切。图中显示的部分发文机构主要包括西北农林科技大学（18篇）、山东农业大学（7篇）、西北农林科技大学经济管理学院（6篇）、中国农业大学（5篇），其余机构均在5篇以下，发文量较少。总体来说，只有少数机构对该领域的研究较为深入，大部分机构的研究内容相对还比较单一。

图4 中文文献发文机构

英文文献发文机构见图5，发文机构218个，连线922个，相对于中文文献发文机构，英文文献发文机构更多，且在该领域内合作关系更为密切，图谱以Chinese Academy of Sciences（中国科学院）为中心，发文量163篇，且发文年代较早，说明中国科学院在世界范围内都存在较大的影响力。其次为University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学，发文量54篇），Institute of Geographic Sciences & Natural Resources Research（中国科学院地理科学与资源研究所，发文量40篇），Centre National de la Recherche Scientifique（CNRS，法国科学院，发文量34篇），Northwest A&F University-China（西北农林科技大学，发文量25篇），United States Department of Agriculture（USDA，美国农业部，发文量19篇）。上述机构贡献了总发文量的49.1%，表明这些机构在该领域内起着核心领导的作用，主导了农田碳汇的发展方向。从发文机构涉及的国家来看，我国发文量高居前位，美国、法国等国家也紧随其后。尤其是2023年以来，发文量逐渐增加，表明随着全球气候变化的日益严重，通过农田碳汇应对气候变化问题正受到越来越多学者的关注。

图5 英文文献发文机构

◆关键词共现分析

不同时期的高频关键词代表了当时的研究热点与学术前沿，反映了当时的社会环境，其出现的频率和关联程度可以揭示某领域研究的热点和内在联系。通过对关键词共现情况进行可视化分析，可以更加清楚地了解该领域内的研究热点及研究动态。通过CiteSpace软件进行关键词共现分析，中文文献和英文文献分析结果分别见图6、7。图谱中节点大小表示关键词出现的频次高低，中文文献中最大的节点为“碳汇”，围绕该节点，周围分别为碳排放、低碳农业、净碳汇、碳源、碳足迹、碳吸收。英文关键词climate change，sequestration，soil organic carbon出现频率远高于其他关键词。各关键词出现频率见表1。

图6 中文文献关键词共现

图7 英文文献关键词共现

◆关键词突变分析

关键词突变是指某研究领域在某一特定时期内对某种主题关注程度的变化情况。使用CiteSpace按照突现强度和年代远近分别提取中文文献和英文文献的前15个突现关键词，分别如图8、9所示，其中strength表示关键词突变强度，突变强度越大，表示该关键词影响力度越大；begin表示某关键词第一次出现的时间；end表示某关键词最后一次出现的时间。

图8 中文文献关键词突变

图9 英文文献关键词突变

从中文文献关键词突现结果来看，突现强度较高的几个关键词为冬小麦、低碳农业、碳源、影响因素，表明这些话题多年来一直受到学者们的关注，持续时间较长。从突变持续的时间来看，碳平衡持续时间最长（7年），其次为冬小麦（5年）、气候变化（4年）、影响因素（4年）、土地利用（4年）等关键词。总体来看，在排名前15的关键词中，出现最早的关键词为碳平衡，中期为土壤呼吸，后期为影响因素、时空格局。

从英文文献关键词突变结果来看，突现强度较高的几个关键词为storage，sink，soil carbon，no till，China等。从突变持续时间来看，持续时间较长的几个关键词为tillage，storage，sink，soil carbon等，尤其是“tillage”这一话题，持续时间高达20年，且该话题出现最早，第一次出现在1994年，表明农田这一话题备受关注。

从中英文突变阶段来看，农田碳汇主要分为2个阶段。第1阶段主要是确定农田碳储量的变化，核算碳收支情况，从作物和土壤2个方面，分别进行碳收支核算，进而确定农田生态系统是否为碳汇。第2个阶段是在确定农田生态系统为碳汇这一理论的基础上，进一步深入研究碳汇的影响因素，从土地利用类型、种植模式、气候条件、管理措施等多种角度对农田碳汇的驱动因子进行评估，进一步提高农田碳汇能力，这也是目前农田碳汇的研究热点方向。

结论

未来各机构之间应加强合作，作者之间协同创新，扩大农田碳汇的影响力，促进我国农田碳汇的进一步发展，推动我国“双碳”目标的早日实现。

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采编：小白

排版：小同

来源：安徽农业科学