《Environments》：Mapping the Evolution of Peat Soil Research Toward Environmental and Climate Resilience: A Bibliometric Analysis
编辑推荐：
泥炭土壤在全球陆地碳库、水文调节及生态系统稳定性中发挥着关键作用，使其成为环境保护与气候韧性政策的核心议题。本研究对2015至2025年间泥炭土壤研究的演进路径与知识结构进行了系统的文献计量学映射与科学综述。研究人员基于Scopus数据库，利用VOSviewe
泥炭土壤在全球陆地碳库、水文调节及生态系统稳定性中发挥着关键作用，使其成为环境保护与气候韧性政策的核心议题。本研究对2015至2025年间泥炭土壤研究的演进路径与知识结构进行了系统的文献计量学映射与科学综述。研究人员基于Scopus数据库，利用VOSviewer与R语言程序包对1558条文献记录进行了系统分析，揭示了发文趋势、国家/地区合作网络、关键词共现聚类及引文结构。研究表明，泥炭相关研究日益聚焦于碳储存、泥炭地退化与恢复、温室气体排放、土地利用变化及气候减缓。发表于《自然·气候变化》（Nature Climate Change）的高被引文献（被引频次651次）显示出土壤学、生态学、水文学与气候科学的高度学科交叉融合。研究贡献主要来自于东南亚与北欧等拥有广阔泥炭地的区域，凸显了其全球气候重要性。然而，科学研究与实际泥炭地管理及恢复之间仍存在断层。未来研究应重点关注长期野外观测、社会—生态泥炭地治理及基于自然的解决方案，以提升气候韧性。本研究可为全球环境变化背景下推动可持续泥炭土壤管理的研究人员、环境管理者及政策制定者提供参考。
1. 引言
泥炭土壤是在湿地生态系统淹水与厌氧条件下，植物残体经不完全分解形成的富含有机质基质，其在全球环境调节中扮演着重要角色，既是主要的碳库，又支撑着特有生物多样性并调节水文循环。泥炭土壤的形成涉及水文、微生物、植物与气候过程的复杂交互，其有机质含量通常超过30%，容重低，并具有显著影响生态与农业动态的理化特性。全球泥炭地覆盖面积约400万km2，储存了约500–600吉吨碳，广泛分布于寒带、温带与热带地区。其中北方泥炭地占全球碳库的最大份额，尽管仅占陆地面积的约3%，却储存了近30%的全球土壤碳。然而，将泥炭地转为农业或其他用地会显著破坏这些天然碳汇功能，排水加速泥炭氧化，导致每年约2–5cm的地表沉降，并大幅增加温室气体排放。除碳储存外，泥炭地还为大量特有动植物提供关键生境，完整泥炭地的湿地依赖型物种丰富度较退化泥炭地高出约40%。退化泥炭地复湿可在五年内减少70–90%的二氧化碳排放，而甲烷排放水平在长期尺度上仍会产生净降温效应。尽管具有生态效益，泥炭土壤在农业利用中存在显著挑战，排水后结构不稳定会导致持续沉降并增加洪水风险，部分东南亚农业区在约五十年的耕作中地表损失超过三米。此外，泥炭土壤因其高持水性可缓冲降雨极值，在极端降雨事件中可减少下游洪峰强度达25%。鉴于其关键环境功能，泥炭地保护与恢复正成为气候减缓与可持续土地管理的核心策略，大规模恢复工程有望阻止相当于全球年人为二氧化碳排放量约10%的排放，同时增强脆弱地区的生态系统抗旱与抗火灾韧性。人类活动导致的温室气体排放正在放大地球气候系统，大气二氧化碳浓度近期已超过420ppm，达到近三百万年来的最高水平，这种变暖加速了水文循环、冰冻圈稳定性及生态系统功能的系统性改变，威胁到地球系统过程的全球稳定性。在此背景下，韧性——即社会—生态系统吸收干扰并保持基本功能与结构的能力——成为气候适应与减缓的重要概念。泥炭基系统通过调节碳汇与水文动态的平衡在其中发挥关键作用，2015年东南亚泥炭火灾排放的碳量相当于德国全年排放量，凸显了退化泥炭地对干旱等极端事件的放大作用。相反，完整泥炭地具有显著的韧性潜力，其高持水性可调节水位，削减洪峰达25%，并在干旱期维持基流。复湿等恢复措施可在短期内恢复生态过程，阻止80%以上的碳排放，并逐步启动土壤与植被的长期固碳过程。因此，泥炭地保护与恢复作为减排手段之一，正日益受到关注。过去几十年泥炭土壤研究迅速扩展，涵盖从碳汇到水文调控、生物多样性及气候减缓等多方面，但现有研究分散于不同学科，缺乏系统框架来理解其演变与知识体系。为此，本研究旨在系统映射泥炭土壤研究的演化路径，识别与环境可持续性和气候韧性相关的主要趋势、主题结构与新兴方向，并提出五个研究问题，分别涉及主导性主题轨迹与时间变化、跨学科知识聚类的引文影响与合作密度、泥炭土壤管理的主导主题与关键词、泥炭地保护与基于自然的气候解决方案政策之间的概念桥梁，以及将泥炭土壤模型纳入全球气候模型的挑战与未来方向。
2. 材料与方法
本研究采用结合深度内容文献计量分析与概念结构可视化、主题网络分析及共词聚类的方法，系统解析泥炭土壤与气候韧性领域的科研格局。数据来源于Scopus数据库，该库涵盖超过20,000种同行评审期刊，相比Web of Science具有更广泛的期刊覆盖率和严格的收录标准。检索时间为2026年2月，聚焦2015至2025年的文献，检索式包含“泥炭土壤”“泥炭地”“泥炭土壤管理”“泥炭地恢复”与“碳汇”“温室气体排放”“气候减缓”“环境韧性”“气候韧性”的组合，初检获得1558条记录。遵循PRISMA（系统评价与荟萃分析首选报告条目）指南进行筛选，最终保留983篇符合要求的文献用于分析。数据分析使用RStudio（版本4.4.2）与VOSviewer（版本1.6.20），前者用于计算发文量、引文指标、作者与机构贡献、国家合作及高频关键词，后者用于构建并可视化网络图谱，并通过聚类算法将相似关键词归类为主题簇，以反映关系的强度与显著性。
3. 结果
3.1 年度发文趋势
2015至2025年间，泥炭土壤管理研究呈现强劲增长，年均增长率达15.6%，共提取983篇文献，涉及3992位作者，单作者发文比例低，合著率达43.03%，平均每篇文献作者数为4.06，显示高度协作特征。文献平均年龄为4.85年，平均每篇被引25.42次，表明领域成熟度不断提高。年度发文量自2015年的约45篇稳步增长至2019年，2020年略有下降，随后快速上升，至2025年接近190篇，这一激增与国际气候政策（如《巴黎协定》）、遥感与生态监测技术进步及基于自然的气候解决方案需求密切相关，尤其是2021年联合国气候变化大会（COP26）对碳富集生态系统的保护强调推动了研究热潮。
3.2 高产期刊
依据布拉德福定律，泥炭土壤研究集中在少数高产核心期刊，包括《总体环境科学》（Science of the Total Environment）、《泥炭地与泥炭》（Mires and Peat）、《全球变化生物学》（Global Change Biology）、《Geoderma》、《生物地球科学》（Biogeosciences）及《环境管理杂志》（Journal of Environmental Management）。期刊分为三个区域，第一区为核心出版源，第二、三区贡献逐渐减少，反映了泥炭土壤研究与全球气候缓解、生态系统恢复及基于自然的解决方案的深度融合。
3.3 国家间全球科学合作
英国在多国合作出版物（MCP）中占据最高中心地位，体现其在泥炭地碳核算、恢复科学与气候政策整合方面的领导作用。中国与美国在单国出版物（SCP）与MCP方面均表现突出，显示国内研究实力与国际参与度并重。欧洲国家（如德国、芬兰、荷兰、瑞典）形成密集合作群，受共同研究框架与协调环境政策驱动。印度尼西亚虽总发文量较低，但在热带泥炭地、泥炭火灾与土地利用变化研究领域MCP占比显著，体现了全球南方国家在应对技术限制与提升研究影响力方面的国际合作需求。
3.4 作者共引网络
Evans C.D.、Page S.E.与Sjogersten S.在整个研究期间保持高共引频次，构成泥炭土壤碳动态、温室气体通量与土地利用变化研究的知识基础。2019–2021年出现以Jurasinski G.与Yu Z.为代表的智力整合期，标志着研究范式从站点评估转向连接泥炭退化与全球气候反馈的系统分析。2021年后，Wang S.与Wang M.等亚洲学者影响力上升，反映热带泥炭地与土地利用强化研究的全球关注度提升。
3.5 最具影响力的文献
高被引文献集中于《自然·气候变化》（Nature Climate Change）、《自然通讯》（Nature Communications）、《自然》（Nature）及《美国国家科学院院刊》（PNAS）等顶级期刊，主题涵盖农田温室气体排放强度、泥炭地在气候战略中的潜力、刚果盆地泥炭地年龄与碳储量、冻土融化对碳氮库的威胁、水位控制对温室气体排放的影响及复湿措施的气候效应。这些文献兼具全球相关性、方法严谨性与政策关联性，构成了泥炭土壤科学的智力支柱。
3.6 主要研究领域
关键词云显示“泥炭地”“碳汇”“气候变化”“二氧化碳”“湿地”“温室气体”最为突出，表明研究重心在碳循环与气候调节。甲烷、氧化亚氮及气体排放等关键词的突出反映了多气体权衡分析的新兴趋势。复湿、水位、土地利用与分解等术语显示研究从描述性调查转向过程导向与干预导向。关键词共现网络分为四个主题簇：簇I（红）聚焦泥炭土壤生物地球化学与碳循环过程；簇II（绿）关注生态系统功能、水文与恢复管理；簇III（黄）涉及大气与气候强迫的多气体估算；簇IV（蓝）涵盖长期碳积累与古环境分析。四簇相互交织，体现了泥炭土壤研究的高度跨学科性与面向气候韧性的使命导向特征。
4. 讨论
4.1 泥炭土壤研究的增长动态与知识集中
过去十年泥炭土壤研究从专门子领域发展为全球重要的政策相关科学领域，年均增长率15.57%反映了气候减缓与适应的紧迫性。布拉德福定律揭示出核心—边缘结构，少数高影响力期刊主导知识验证与议程设置。英国、中国与美国在国家合作网络中占据核心，欧洲国家集群得益于跨国资金与政策协调，而东南亚、非洲等泥炭资源丰富地区则代表性不足，可能导致全球碳模型与气候策略的偏差。共引分析显示稳定的智力核心与新兴学者的多元化视角并存，主题结构在碳循环与温室气体簇的成熟与恢复干预簇的快速实验之间呈现不均衡发展。
4.2 面向气候韧性的泥炭土壤科学生态系统演化与环境管理
泥炭土壤科学正从描述性生态系统表征转向与气候韧性目标一致的干预导向科学，泥炭地从被动碳档案被重新定义为可通过管理调节的活跃气候因子。复湿、水位控制与碳减排等关键词的突出体现了从均衡生态思维向过程与决策相关研究的转变。多气体动态的综合分析增强了气候韧性土地管理的现实评估能力。研究在时间尺度上实现了全新世积累与现代排放动态的结合，短期管理措施与长期生态系统轨迹相衔接。复湿作为基于自然的解决方案，兼顾减缓、适应与生物多样性目标，但其成效受泥炭类型、气候带、历史利用与社会经济条件影响，需避免跨区域模式的简单移植。研究机构的集中提升了与全球气候议程的对齐，但也带来知识不对称风险，亚洲与热带节点的扩展有助于平衡全球适用性。
5. 结论
泥炭土壤研究在过去十年经历了快速增长、国际合作扩大与主题整合，已从基础碳储存与生态系统结构研究发展为以温室气体动态、水文恢复与基于自然的气候策略为核心的成熟领域。知识生产集中在少数期刊、机构与学者网络中，既提升了科学严谨性与政策相关性，也凸显了扩大泥炭资源丰富地区参与的必要性。共引与关键词分析揭示了理论连续性与适应性更新的双重特征，研究日益连接泥炭地保护与基于自然的气候解决方案，并与IPCC适应路径逐步对齐。未来应重点推进标准化数据集建设、跨学科建模方法、多尺度验证及生态—水文—气候预测框架的整合，以增强模型适用性与政策转化能力。泥炭土壤科学已成为连接生态系统科学、环境管理与气候政策的关键领域，其持续发展的关键在于跨学科整合、公平合作及科研创新与现实实施的紧密衔接。
