基于文献计量和可视化分析看松针利用研究的现状与发展前景

胡妍君 秦怡航 刘晓庚 杨奕明 周志伟 韦清

[摘要]：全面掌握我国松针利用的现状与发展趋势，为更好地研究利用可再生松针资源奠定基础。本文从文献计量学出发，对CNKI的基础科学等7个子库，采用主题“松针”或含“利用”的模糊方式，检索1979年1月1日至2019年6月30日的文献（含专利），用Excel和SATI对载文量、基金项目、作者、机构、关键词等进行统计与可视化图谱分析。检索得载文3 477篇（中文2 592篇，占比74.55%），专利文献3 222件（发明专利3 125件，占比96.99%，实用新型专利62件，占比1.92%）。我国松针利用研究目前处于快速发展阶段，已在抗氧化、生发等方面取得了突破，也创新性地为胃癌和乳腺癌这些世界性难题提供了全新的治疗思路与方案。但与美国等发达国家相比，在环境治理应用等方面有明显的差距。同时，近期关于松针褐斑病和黄酮成分研究的载文量较大，虽然我国松针的开发利用在提取物方面研究较为深入，但是存在研究方向缺少创新的局限。松针药物生产标准制定研究前景广阔，医疗、保健开发和环境优化方面的发展空间巨大。

[关键词]松针;利用;文献计量;可视化分析;现状与前景

中图分类号：R282.71 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202002

松针，即松树的针状叶子，是松树主要副产物。我国松树主要品种有马尾松、湿地松、五针松和黄山松等110余种[1]，产区分布在西北、华中和华北地区，种植面积约20万hm2，年产松针量约为500万t[2]。松针具有极高的利用价值，既能治疗高血压[3]、中风[4]和风热牙痛[5]等疾病，又能促进血液循环[6]、扩张动脉血管[7]和提高免疫力[8]，还能制成天然保健饮品松针茶[9-10]、松针酒[11]和镇静安神枕[12]等众多产品。由于松针是一种可再生资源，生存条件简单[13-14]，对生态保护有所帮助[15]，近年来对松针的研究也越来越多。为了解国内对松针利用研究的现状及发展趋势，本文从文献计量的角度，结合文献题录信息统计分析工具（SATI）[16]的聚类分析，对CNKI1979年1月1日—2019年6月30日收录的松针利用研究的文献，从作者、关键词、机构的可视化聚类图谱切入，研究在松针利用领域有代表性的人物、研究机构、研究热点及发展趋势。

1 数据统计及知识图谱分析方法

文献源于CNKI，高级检索下以“松针”为主题对基础科学、工程科技、农业科技和医药卫生科技数据库进行模糊查找，时间为1979年1月1日—2019年6月30日，共查得3 283条，其中中文文献2 495条（占比76%）。为寻得学科热点，以导出的文献为样本，用Excel统计并作图，以SATI为工具从作者、关键词和机构角度做知识图谱等可视化分析。

2 统计与分析

2.1 年份分析

所得文献统计结果见图1。松针载文量总体处于稳步上升状态，松针行业正在不断壮大。外文量浮动程度大，2005年陡然下降，这与CNKI对外文的收录总量少和不稳定有关。但改革开放以来，我国各行业开放度与包容度提高，重视学习发达国家的工业生产方式和科研成果，所以外文阅读量和下载量反而高于中文文献。中文载文量在上升的总趋势下出现了几个低谷，一方面是由于和松针一样具有天然保健功效的植物众多，例如常用于护肤品生产的石榴和山茶花等，给松针产业带来了竞争压力;另一方面，近年来我国为生态保护出台了一系列政策，如退耕还林[17]、建立三江国家级自然保护区[18]和“十三五”生态环境保护规划[19]等，后续应深入对松针资源的可持续利用进行研究。

从图1的文献及研究的特点，可将我国松针研究分为五个阶段：（1）1979—1984年，载文112篇，占比3.41%，其中中文88篇，外文24篇，无专利。此時处于松针开发与利用的初始阶段，其特点是总量少、层次单一。改革开放初期，工农业生产力水平开始恢复，研究集中于生产动物饲料和寻找病虫害成因，少量涉及松针粉加工设备的设计原理。（2）1985—1992年，载文355篇，占比10.81%，其中中文312篇、外文43篇，专利11件，占比0.34%。该阶段特点是出现了专利，这受益于1985年《专利法》的实施。研究则侧重于虫害防治，如：松茸毒蛾、马尾松毛虫和松突圆蚧等，并开始将松针提取物应用于医学。（3）1993—1999年，载文509篇，占比15.51%，其中中文392篇、外文117篇，专利34件，占比1.05%。该阶段特点是发展十分平稳，开始用科学的方法分析松针的化学成分，并应用于养生产品开发。（4）2000—2009年，载文1 029篇，占比31.34%，其中中文739篇、外文290篇，专利224件，占比6.92%。该阶段特点是开始出现养生产品的研究，主要探究松针的营养元素、药用价值、保健功效和生物防治，这与21世纪以来人民生活水平提高有密切联系。（5）2010—2019年，载文1 278篇，占比38.92%，其中中文964篇、外文314篇，专利2 968件，占比91.69%。随着我国现代化建设初有成效，与国际社会联系日益紧密，人们专利意识显著提高，该阶段专利占比激增。同时人民思想开放，更加重视身体健康，促进了松针抗氧化养生产品[20-22]和脱毒作物[23]的开发。

2.2 载文机构分析

2.2.1 数据分析

载文量排名前10的机构见表1。

表中机构数只占所有机构数的25%，而发表的文献量却占47.98%。由表1可见：东北林业大学、南京林业大学和中国林业科学院林产化学工业研究所发表论文量远远高于其他机构。表中机构以农林业高校为主（占比50%），其他综合类院校中贵州大学和吉林大学的林学也是发展较好的专业，这类机构通常林业发展历史久且经验足，支持的基金数多[24]，并位处松树覆盖较多的区域，因此在松针的发展研究中长期占据优势。

2.2.2 知识图谱分析

在SATI中选择文献去重、词干提取、应用停用词、应用分词、智能清洗，设置高频字段显示个数为50，矩阵大小为50，去重后文献总数为251篇，再选择知识图谱-机构，强度设置为-350，距离设置为170，可得到知识图谱。

CNKI中检出的“松针利用”文献的机构关系群最多为3家，绝大多数机构独立存在。浙江师范大学化学与生命科学学院和广州医科大学公共卫生学院食品质量与安全系处在图谱的中心区域且圆圈较大，两者的研究更核心[25]，但缺少与其他机构的交流，难以将研究优势在全国范围内扩大。这个问题的出现是因为不同种类的松树对于热量的要求有很大差异，如樟子松和五针松极耐寒，对热量要求低，在新疆等西北地区较为常见;黄山松和华山松对热量要求中等，分布范围最广，多生长于中国西部高原与东部平原或低山丘陵之间的过渡地带;而马尾松和云南松等松树的分布更靠南方，它们要求高热量。因此，处于不同地理位置的机构所研究的松针种类也会有很大差异，难以进行合作交流，从而造成机构间的低关联度。

将独立存在的机构去除后发现，载文量排名前列的中国林业科学院林产化学工业研究所处在最大关系群中，与其他机构之间连线较粗，代表关系较紧密，学术交流更多。高校间加强交流需要包括政府部门在内的各个机构协同配合，但改革开放以后，越来越多的高校要求拥有办学自主权，拒绝政府过度干预，导致科研成果被限制在几个小范围内。随着近年来大学战略联盟机制[26]的高效运行，机构间的合作大大加强。

2.3 关键词分析

2.3.1 数据分析

将同类关键词合并，得到高频关键词统计结果见表2。

由表2可知，虽然我国松树种类超过110种，但由于南方的马尾松、西北的雪松和西南的云南松分布广、面积大且方便取材，湿地松对环境适应性极强利于研究，油松是中国特有树种，所以研究还是集中在上述五种松树之间;松针提取物的医学价值[27-28]、保健功能[29]和病虫害保护[30]研究已趋于产业化，但在环境监测和微生物作用等方面还存在一定的缺失。

2.3.2 知识图谱分析

在初始设置不变的情况下选择知识图谱-关键词，强度设置为-880，距离设置为450，去除噪点，得到其知识图谱见图2。

由图2可见：“松针”和“松针粉”是两个主要支点，处于核心地带，从这两个笼统的概念一层层深入下去，渐渐细化成具体研究点。目前的科技水平很容易提取的“胡萝卜素”“类胡萝卜素”“叶红素”和“叶绿素”，已经发展成熟的“饲养”“饲喂”“饲料添加剂”和“特种饲料”，它们之间的线条较粗，各自形成了小体系，是研究重合度较高的方向。由2.1已知，近年来关于抗氧化、保健功效和作物脱毒培养的研究增多，因此与之相关的“松针精油”“黄酮”和“生物活性物质”等关键词处于中间位置，在未来会长期占据行业前沿，但同时也会造成资源聚集，不利于多元化发展。松针本身对环境保护和土壤修复[31]有巨大作用，但近年来的研究大多看重其经济效益，忽视其深层价值，成为行业一大痛点。

2.4 基金分析

1979—2019年，我国支持松针研究的基金共有39个，其中国家级项目7个、省级项目27个，覆盖江苏、浙江、广东等16个省份。为找出支持力度较大的基金，给研究人员提供参考，本文选取了载文量前10的基金进行分析见表3。

由表3可知，排名前10的基金载文量占全部的73.1%。国家自然科学基金下的文献数量远远多于其他基金项目，占比达到37.74%，其他基金之间差距不大。松针国家级项目占比17.94%，支持力度大，但我国典型树材杉木占比达30.77%，可见虽然两者都具备覆盖范围广、资源来源多的特点，但由于杉木抗重病效果更好，在建筑、桥梁和家具等领域能带来更大的经济效益，因此国家对杉木更为重视，松针产业在这些方面的价值有待发现。就地方而言，松树资源丰富的省份，如河南（3个）和黑龙江（3個）等省基金数量相对较多。在基金列表中未发现民间机构，松针研究应用于实践的水平还不够。

2.5 研究层次分析

目前，松针的研究成果可以在至少16个领域发挥作用，其中基础与应用基础（自科）、工程技术（自科）、专业实用技术（自科）、行业技术指导（自科）是最主要的四个领域，载文量共占96.02%（见表4）。

由表4可见：前两者在研究层次中占比极高（76%），我国松针利用还处在前期基础开发阶段，研究集中于松针提取物性质鉴定，从而促进牲畜发育[32]、植物生长[33]以及养生和医疗产品开发。中国是人口大国，对于畜肉和保健品的需求量极大，这类产品还将长期成为松针开发的主流。专业实用技术载文相对偏少，原因在于目前的松针粉、松针土和精油提取等工艺已能满足生产需求，精加工技术开发意义不大。至于行业技术指导层面，无论是虫害防治还是饲料添加方法都已经形成规律，短期内难以改变。

2.6 学科分类分析

松针应用领域众多，研究松针的学科十分丰富，见图3。

由图3可见：松科植物属性决定了林学研究是基础，另外，松针还具有很多实用价值，譬如被制成天然的保健食品;医学上能治疗多种常见疾病，如：高血压、糖尿病、肺结核、鼻炎、便秘、痛风和老年性痴呆症等;野外探险时可以用于蚊虫叮咬后的应急处理，烧水时加入少许松针也可有效杀死细菌[34]和寄生虫;缺少食物时，松针还能提供维生素等维持生命活动的基本物质，在非常时期救人性命。因此，松针也广泛存在于医学、食品、生物等学科的研究中。

2.7 文献来源分析

刊载松针文献的期刊共有15种，本文选取了排名前10的期刊进行分析，见表5。

由表5可知，松针褐斑病是松针生长面临的一大问题，也贯穿了整个松针研究历史，因此关于病虫害防治的《中国森林病虫》高居榜首，这也与前文关键词分析中“松针褐斑病”高居第八名相符。目前，虫害每年会给松针产业带来巨大损失，因此有效地解决这一问题成了重中之重。松针粉和松针土能增加牲畜饲料和植物培养土中的营养成分，这帮助相关期刊位列前十。

2.8 作者分析

利用SATI，在初始设置不变的情况下选择自动聚类-作者，得到所选高频字段基于共现矩阵的聚类，在整个大框架下这些作者被分成了两大类：（1）应用开发型：包括抗氧化和抗瘤功能开发、饲料改良、生物活性和环境保护功能研究等，偏向松针产品的实际应用，成果与日常生活息息相关。（2）理论探究型：包括比较研究和应用可行性研究等，在产品开发的基础上深入挖掘松针产品与其他产品相比的优缺点。

3 结 论

我国松针研究水平总体不断上升，原材料来源广泛，研究机构分布范围广，支持基金多，论文发表量和专利申请量稳步上升。但研究重点集中在精油提取、饲料生产、病虫害研究和单纯的成分分析方面，内容重合度高，研究方向扩展缓慢，对新型工艺技术的探究太少。

因此，对未来松针产业发展提出以下几点建议：（1）充分利用我国松树分布范围广、种类多和易获取的优点，以及人民生活观念改变的契机，大力开发创新型食品和药品，把握广阔的市场。（2）响应“863”计划和“十三五”规划等政策，加强各机构间的合作交流与良性竞争。（3）明确产业目标，集中政府、高校和企业的科研力量共同推动市场化发展。

综上所述，松针产业前景广阔，一旦走出研究方向闭塞的困境，在实用性上有所突破，松针将会带来更高的经济效益。

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Current Situation and Prospect of Pine Needle Utilization Research Based on Bibliometrics and Visual Analysis

Hu Yanjun，Qin Yihang，Liu Xiaogeng，Yang Yiming，Zhou Zhiwei，Wei Qing

（College of Food Science and Engineering/Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety/Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing，Jiangsu210023 ）

Abstract：It has fully grasped the current situation and development trend of pine needles utilization in China， and laid a foundation for better research and utilization of renewable pine needles resources.Based on bibliometrics， seven sub-databases of CNKI， such as basic science， were searched for documents （including patents） from 1979.1.1 to 2019.6.30 by using the subject "pine needle" or the fuzzy method containing“utilization”.Statistical analysis and visual Atlas of the amount of papers， fund items， authors， institutions and keywords were carried out by Excel and SATI. Analysis.3 477 articles （2 592 in Chinese） and 3 222 patent documents （3 125 invention patents and 62 utility model patents） were retrieved. At present， the research on the utilization of pine needles in China is in a rapid development stage， and has made breakthroughs in antioxidant， hair generation and other aspects. It also innovatively provides a new treatment idea and scheme for gastric cancer， a worldwide problem. However， compared with the United States and other developed countries， there is still a certain gap in the application of pine needles in environmental management.The development and utilization of pine needles in China has been studied deeply in the aspect of extract， but there are some limitations in the research direction. There is a broad prospect in the research of drug production standard formulation， and a huge development space in the fields of medical treatment， health care development and environmental optimization.

Key Words：pine needles，utilization，bibliometrics，visual analysis，present situation and prospect

收稿日期：2019-12-24

基金項目：江苏高校品牌专业建设工程项目（PPZY2015B152）;江苏高校优势学科建设工程项目（2014-2016）;江苏省大学生创新实践研究项目（201910327061Y）。

作者简介：胡妍君，女，本科，研究方向为食品质量与安全。

通信作者：刘晓庚，男，硕士，教授，研究方向为应用化学与食品科学。