《Microplastics》：Bridging Science and Policy on Terrestrial Plastic Pollution: A Bibliometric Analysis of Global Research Trends and African Governance Gaps
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现有的塑料污染研究主要集中于水生生态系统，而陆地塑料污染的发展、主题演变及研究绩效仍未得到充分探讨。为弥补这一空白，本研究基于Scopus和Web of Science数据库中1989年至2026年发表的论文，对陆地塑料污染研究进行了全面的文献计量学（Bibl
现有的塑料污染研究主要集中于水生生态系统，而陆地塑料污染的发展、主题演变及研究绩效仍未得到充分探讨。为弥补这一空白，本研究基于Scopus和Web of Science数据库中1989年至2026年发表的论文，对陆地塑料污染研究进行了全面的文献计量学（Bibliometric）与政策分析。文献计量分析采用RStudio中的Biblioshiny软件包进行，并辅以对非洲塑料政策框架的审查。结果表明，该领域包含7682篇出版物，涉及18797名研究人员，共产生301445次引用，平均每篇论文被引39.24次。2018年之后研究产出大幅增加，反映出全球对塑料污染在陆地生态系统中环境影响的关注日益增长。中国、印度和美国是科研产出和国际合作的主要贡献者，其中中国科学院（Chinese Academy of Sciences）是产出最多的机构，Matthias C. Rillig被认定为该领域最高产的学者。关键词与主题分析表明，陆地塑料污染研究已日益从可见塑料废弃物转向微塑料土壤污染及塑料污染在陆地生态系统中的生态后果。然而，政策分析揭示了非洲科学证据与政策响应之间的脱节，大多数框架优先考虑传统塑料废弃物管理和循环经济倡议，对微塑料污染及陆地生态系统风险的关注有限。这些发现凸显了将微塑料监测和土壤保护纳入国家塑料治理框架的政策改革需求。
1. 引言
陆地塑料污染的持久性源于塑料的化学稳定性、抗微生物降解能力以及增塑剂和稳定剂等增强耐久性的添加剂。因此，塑料可在土壤中存续数十年，在全球产量持续上升的背景下造成长期累积。在农业系统中，塑料通过地膜、灌溉系统和垃圾管理不善等多种途径进入土壤，使农业生态系统特别容易受到污染。塑料对土壤的影响超越其物理存在，对生态系统功能构成系统性威胁。研究表明，塑料颗粒通过影响孔隙度、通气性和保水性改变土壤结构，这些性质对根系发育和作物生产力至关重要。这些物理变化伴随化学扰动，包括土壤pH值、阳离子交换量、容重及养分循环（尤其是碳和氮动态）的改变。同时，塑料通过减少有益微生物种群、干扰土壤-植物-微生物互作以及抑制有机质分解干扰生物过程。这些综合效应削弱土壤肥力、降低农业生产力，并对土壤生物和更广泛的生态系统稳定性构成生态毒理学风险。此外，塑料促成了新型生态位——“塑料圈”（plastisphere）的形成，重塑微生物群落并改变生物地球化学过程，产生更广泛的环境影响，包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）等温室气体排放增加。因此，陆地塑料污染不仅是土壤污染问题，也是气候变化的间接驱动因素，对农业生态系统韧性和可持续性构成系统性威胁。
2. 方法论
2.1 文献计量分析
文献计量分析是一种科学交流形式，通过识别跨学科研究主题趋势，帮助研究者追踪领域内的科学进展。研究采用科学计量方法，对作者、主要机构和国家的合著关系、有影响力的期刊及高影响力论文进行分析，同时开展引文和共引分析以绘制塑料污染研究的智力结构。关键词和关键词共现分析用于识别陆地塑料污染的研究热点和不断演变的研究前沿。此外，协作和主题分析揭示了国家、机构和作者间的科学协作模式，以及核心研究主题及其随时间演变的概念结构。在政策分析方面，研究对非洲国家和国际环境治理文件、监管框架和战略行动计划进行了定性内容分析，采用目的性抽样方法选取了30个政策框架，涵盖非洲联盟大陆框架及南非、尼日利亚、肯尼亚、卢旺达、加纳、埃及、摩洛哥、埃塞俄比亚、坦桑尼亚、乌干达、赞比亚、津巴布韦、博茨瓦纳、纳米比亚、塞内加尔、科特迪瓦、喀麦隆、阿尔及利亚、毛里求斯、突尼斯、贝宁、布基纳法索、莫桑比克、马达加斯加、刚果民主共和国、多哥、马里、塞舌尔和吉布提等国的国家框架。
2.2 检索词与数据获取
文献数据从Web of Science核心合集和Scopus两个学术数据库收集，检索式为（“microplastic” OR “nanoplastic” OR “plastic pollution” OR “biodegradable plastic”）AND（“soil” OR “terrestrial” OR “land-based” OR “agroecosystem” OR “agriculture”），检索日期为2026年5月19日。
2.3 检索结果
第一阶段检索获得Web of Science核心合集3868条记录和Scopus 7332条记录。经标准化处理、合并及去除3518条重复记录后，最终数据集包含7682篇关于陆地塑料污染的独特出版物。研究遵循PRISMA 2020指南进行文献检索、识别和筛选。
3. 绩效分析
年度发表量和平均引文分析显示，1989年至2007年间研究产出有限，年发文量为个位数。2008至2017年间论文数量逐步增加。自2018年以来，陆地塑料污染研究成为环境科学和废物管理领域增长最快的前沿之一，7682篇论文中有7411篇（96%）发表于该时期。这一快速增长与全球对土壤微塑料污染及其对全球食物链和陆地生物多样性影响的关注日益增强相一致，也与可持续发展目标（SDGs）中目标12（负责任消费和生产）、目标14（水下生物）和目标15（陆地生物）的整合相呼应。
4. 最具影响力的期刊和论文
排名前十的期刊占全部检索出版物的38.5%（2957篇）。《Science of the Total Environment》以761篇位居榜首，《Journal of Hazardous Materials》以717篇紧随其后，两刊合计贡献1478篇（约占20%）。其他有影响力的期刊包括《Environmental Pollution》（481篇）、《Chemosphere》（236篇）、《Marine Pollution Bulletin》（193篇）、《Ecotoxicology and Environmental Safety》（132篇）、《Environmental Research》（113篇）、《Environmental Science & Technology》（110篇）、《Journal of Environmental Management》（109篇）和《Environmental Science and Pollution Research》（105篇）。前十期刊中Elsevier占50%，且均出版于西方国家，无非洲或发展中国家期刊。被引最多的11篇论文共获23915次引用，约占总引用数的8.00%。最具影响力的论文是Barnes等人发表的“Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments”，被引8036次。de Souza Machado等人的两篇开创性研究共获超4941次引用，将讨论从海洋环境扩展到土壤健康、生物多样性和生态系统功能。11篇高被引论文中有9篇发表于2018至2021年间，且多为欧美研究者主导的协作成果，发展中国家参与有限。
5. 作者与协作
共有18797名作者参与陆地塑料污染研究，仅200篇为单一作者论文。超过610位作者至少发表10篇论文，Matthias C. Rillig以86篇位居首位，现任职于德国柏林自由大学。其他主要作者包括Geissen, Violette、Jones, Davey L、Flury, Markus和Yang, Xiaomei。中国机构学者占据前二十作者位置的八席，其次为荷兰（4席）、美国和德国（各3席）。国家产出方面，中国作者参与6021篇，其次为印度（1264篇）、美国（1177篇）、德国（832篇）、意大利（576篇）、英国（461篇）、西班牙（444篇）、韩国（393篇）、澳大利亚（366篇）和加拿大（278篇）。非洲地区的合作连线较少。机构层面，中国科学院以609篇排名第一，华盛顿州立大学（163篇）和瓦赫宁根大学与研究中心（162篇）分列其后。前二十机构中中国大学占15席，德国2席，美国、荷兰和法国各1席。
6. 研究热点与主题趋势分析
高频关键词分析显示，前十位关键词为Microplastic（3587次）、Soil（2128次）、Plastic（1744次）、Polyethylene（1144次）、Soil Pollution（1096次）、Biodegradation（1083次）、Environmental Monitoring（1010次）、Plastic Waste（955次）、Pollution（867次）和Toxicity（843次）。主题图谱分析将研究主题分为四个象限：驱动主题（motor themes）包括“Toxicity”和“Microplastics”两个集群，前者涵盖土壤微生物群落与生态系统功能、植物-土壤互作及生态毒理学响应三个研究领域，后者涵盖微塑料来源与特征、农业土壤与土壤健康以及生物降解和修复策略。新兴或衰退主题包括“Microplastic Pollution”和“Pollution”两个集群，涉及污染物跨环境介质迁移、废物管理、环境监测、人类暴露及气候变化等议题。主题演变分析显示，1989至2010年研究聚焦于生物降解性和生物聚合物；2011至2015年微塑料、塑料栽培、聚乙烯和土壤温度等主题出现；2016至2020年微塑料成为突出主题，伴随塑料污染、地膜覆盖、吸附、重金属和生物降解等；2021至2026年微塑料仍为主导主题，纳米塑料和生物塑料随之兴起。
7. 非洲塑料政策框架与治理差距
对30个非洲政策框架的定性内容分析采用六个维度：塑料监管、微塑料污染、陆地/土壤关注、执法机制、循环经济和可持续管理。分析表明，非洲塑料治理更侧重于常规塑料监管、循环经济和可持续废物管理，但各国干预范围差异显著。加纳、尼日利亚、肯尼亚、南非、乌干达、阿尔及利亚和埃塞俄比亚采用相对广泛的综合方法，结合废物减量、回收、生产者责任和可持续废物管理。卢旺达、摩洛哥、坦桑尼亚、博茨瓦纳、科特迪瓦和毛里求斯则更依赖针对塑料袋和其他一次性塑料产品的禁令或限制。执法方面，多个国家法律包含通过罚款、没收、监禁或许可证制裁执行的约束性禁令，但非洲联盟框架为非约束性，依赖成员国实施。然而，微塑料污染和陆地土壤污染在非洲塑料治理中代表性不足。加纳是显著例外，明确承认微塑料和纳米塑料、陆地污染及对土壤、地下水、农业和食物链的风险。卢旺达和塞内加尔承认某些塑料会碎裂为更小的持久性颗粒，突尼斯通过限制可氧化降解和可氧化碎裂塑料袋间接涉及碎裂问题。但埃塞俄比亚、乌干达、赞比亚、津巴布韦、博茨瓦纳、阿尔及利亚和毛里求斯等国的框架未包含明确的微塑料条款。科学-政策对比分析表明，在塑料废物减量、回收、循环经济和可持续废物管理方面存在较强的科学-政策一致性，但最明显的脱节在于微塑料污染——研究将其识别为主要且不断扩展的主题，而明确的监管处理仍然罕见。土壤和农业系统方面同样存在类似脱节，政策通常通过废物处置、垃圾控制、污染土地管理或产品监管来涉及陆地环境，与科学文献日益关注土壤中塑料累积、土壤-植物互作、农业生产力、毒性、生物多样性和生态系统功能形成对比。
8. 结论
研究表明，陆地塑料污染研究产出在2018年后大幅增加，研究生产力在地理上高度集中，中国、印度和美国领跑全球产出。中国科学院以15/20的最多高产机构占比居全球首位。该领域的智力发展显示出从常规塑料废物向微塑料、土壤污染、生物降解、环境监测、毒性和生态影响的显著转变。然而，政策分析揭示非洲监管发展在速度和方向上均未与科学证据同步。虽然审查框架在塑料监管、一次性塑料限制、回收、生产者责任延伸、循环经济和可持续废物管理方面取得实质性进展，但针对微塑料污染和陆地土壤风险的明确条款仍然有限。弥合这一差距需要将微塑料监测纳入现有环境监测系统、通过生产者责任延伸机制明确管理农业塑料、制定土壤保护标准和生态风险评估程序，以及加强区域层面的协调和监测标准统一。
9. 局限性与未来研究
本研究将文献计量分析限于Scopus和Web of Science数据，可能低估其他数据库收录的相关研究，尤其是发展中国家的研究。政策分析覆盖30个非洲政策框架的目的性样本，评估的是正式政策条款而非实际实施和执法情况。未来研究可扩大地理和监管覆盖范围，实证评估政策实施与执法，并将政策分析与陆地微塑料污染和农业影响的实地证据相结合。纵向研究可进一步考察新兴科学证据如何随时间转化为政策改革。
