探究中国农业碳效应研究的现状、热点与趋势，可以为后续研究者提供参考，有助于提高该研究领域的广度与深度。以2009—2021年中国知网收录的708篇高水平期刊论文为基础数据，使用CiteSpace软件对作者、机构和关键词等信息进行可视化分析。结果表明：①研究现状方面，年发文量经历快速增长和稳定发展2个阶段，发文作者呈现“大体分散、局部集中”状态，大部分发文机构独立开展研究；②研究热点方面，发现了农业碳排放、碳排放、低碳农业、温室气体、农田生态系统和碳汇等核心关键词，识别出农业碳排放、土壤固碳、碳足迹、低碳农业、农业碳排放效率和碳减排6个聚类，找到了土壤固碳、土壤有机碳、低碳农业、温室气体减排、低碳经济、固碳减排、温室气体、对策、碳汇、lmdi模型、固碳速率和农业碳排放效率12个突现词，当前研究热点可以归纳为农业碳源/碳汇研究、农业固碳研究、农业碳减排研究、农业碳足迹研究和低碳农业研究五大类；③研究趋势方面，初现关键词集中在2009—2014年出现，农业碳效应研究呈现研究热度阶梯式上升、研究主题断崖式减少和研究方法逐渐多样化等趋势。最后，从中小区域、综合视角、全产业链、农户行为和粮食安全5个方面对未来研究方向进行展望。
关键词
农业碳效应；农业碳排放；土壤固碳；碳足迹；可视化分析
1引言
人类活动导致大气中温室气体浓度增加是全球气候变暖的主要原因，因此解决气候变暖问题的根本措施是减少碳排放和增加碳吸收［1］。农业具有碳源和碳汇双重效应［2］，固碳减排潜力巨大，在中国实现“双碳”目标进程中发挥着重要作用。一方面，农业生产导致的碳排放约占全球碳排放总量的25%［3-4］，农业减排潜力巨大；另一方面，利用农田、森林和草地等生态系统进行生物固碳，农业每年吸收全球约30%的人为碳排放［5-6］，农业固碳效果显著。本文研究的农业碳效应包括农业的碳源效应（碳排放）、碳汇效应（碳吸收）和净碳效应（碳汇与碳排放的差值）。中国农业领域的研究者积极响应国家“双碳”目标，围绕农业碳效应这一主题开展了广泛的研究，并且取得了丰硕的成果。目前，农业碳效应相关的综述文献共有5篇，涉及生物炭利用［7］、土壤有机碳［8］、土壤固碳［9］、农业净碳汇测算［10］和农业碳排放［11］等主题。现有综述文献呈现2个特征：①以定性分析和内容综述为主，主观性较强；②主要针对农业碳效应的某一特定方面展开。CiteSpace软件可以系统地分析作者、机构和关键词等信息，与传统综述研究方法相比，具有研究结果更客观、研究内容更全面的优点。基于此，本文将使用CiteSpace软件对中国农业碳效应研究的现状、热点与趋势进行可视化分析，对未来的研究方向进行展望，以期为后续研究者提供参考。
2研究方法和数据来源
2.1研究方法
文献计量是对文献数据进行统计分析，研究文献分布结构、数量关系和变化规律，并在此基础上预测学科发展前沿和趋势的一种方法［12］。CiteSpace是一款主流的文献计量软件，由美国德雷塞尔大学陈超美教授领衔的团队基于Java语言开发，中文名称叫“引文空间”。该软件基于共引分析理论和寻径网络算法，对作者、机构和关键词等信息进行提取、重构，以此追踪研究领域的热点和发展趋势。CiteSpace有助于回答以下问题［13］：①哪些文献具有开创性和标志性？②哪些研究主题占据主流位置？③研究前沿如何发生演变？目前，CiteSpace广泛应用于情报学、教育学、经济学和管理学等领域［14］。本文将使用CiteSpace5.5.R2版本对文献信息进行分析，并绘制一系列可视化知识图谱。CiteSpace软件的运行环境是Windows10操作系统和Java17平台，时间区间设置为2009—2021年，时间切片设置为1，节点类型依次选择作者、机构和关键词，保留每个时间切片的前20条数据，网络图裁剪选择寻径法，其余参数为默认值。
2.2数据来源
本文的研究数据来自中国学术期刊（网络版），检索条件设置如下：主题为“农业碳源”或“农业碳汇”或“农业净碳汇”或“农业碳源汇”或“农业碳收支”或“农业碳排放”或“农业碳吸收”或“农业减排”或“农业固碳”，期刊来源类别为“中文社会科学引文索引（CSSCI）+中国科学引文数据库（CSCD）”，时间范围不限。通过检索（检索时间：2022年1月10日），得到原始文献1436篇，剔除重复、与主题无关的学术文献以及征稿启事、会议综述、书评、新闻等非学术文献。最终得到发文时间为2009—2021年的有效文献708篇，构成本文的基础数据。
3研究现状分析
3.1文献年度分布情况
中国农业碳效应研究年发文量（图1）阶段特征明显。①2009—2012年为快速增长期，年发文量快速上升。2007年，《中国应对气候变化国家方案》颁布实施，农业领域的研究者积极响应国家政策，农业碳效应研究逐渐升温。②2013—2020年为稳定发展期，年发文量在60篇上下浮动。《全国农业可持续发展规划（2015—2030年）》《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》和《“十四五”全国农业绿色发展规划》等文件陆续出台，引导研究者持续关注农业碳效应问题。随着“双碳”目标写入了“十四五”规划，2021年发文量较2020年增长了44%，预示农业碳效应研究将再次升温。
3.2发文作者共现分析
通过发文作者共现图谱（图2）可以直观地了解该领域内发文作者之间的合作关系。发文作者共现图谱包含156个节点和198条连线，网络密度为0.0164，说明发文作者之间合作较少，发文作者整体比较分散。由图2和表1可知，发文量最大的作者是田云（34篇），其次是张俊飚（30篇）和何艳秋（16篇），然后是潘根兴、李波和吴贤荣（均为12篇），发文量不少于6篇的作者共12位。较为明显的作者合作网络有3个，分别是田云和张俊飚等、潘根兴和张旭辉等、何艳秋和戴小文等。发文量靠前的12位作者中，除陈儒、姜志德和尚杰外，其余作者均是上述3个作者合作网络的成员，说明高产作者之间合作较多。综上所述，中国农业碳效应研究发文作者呈现“大体分散、局部集中”的状态。
3.3发文机构共现分析
通过发文机构共现图谱（图3）可以直观地了解该领域内发文机构之间的合作关系。发文机构共现图谱包含90个节点和42条连线，网络密度为0.0105，说明发文机构之间合作极少，发文机构整体非常分散。由图3和表2可知，发文量最大的机构是华中农业大学经济管理学院，发文量不少于8篇的机构共11家，主要是农业类高校。存在1个规模较大的发文机构合作网络，由华中农业大学经济管理学院牵头，成员中湖北农村发展研究中心、中南财经政法大学工商管理学院和中南民族大学经济学院都是高产机构。四川农业大学管理学院发文量排名第二，但是仅与西北农林科技大学林学院有少量合作，没有形成合作网络。概括而言，该研究领域内大部分发文机构独立开展研究，只存在1个较大的发文机构合作网络。
4研究热点与趋势分析
4.1研究热点分析
4.1.1关键词共现分析
关键词是研究内容的高度概括，分析高频关键词可以探寻该领域的研究热点［15］。关键词共现图谱（图4）包含141个节点和501条连线，网络密度为0.0508。为了更准确直观地了解各关键词的地位和相互关系，将关键词的出现频次和中心度以表格的形式呈现（表3）。由图4和表3可知，出现频次最高的关键词是农业碳排放，此外碳排放、低碳农业、土壤有机碳、温室气体、固碳、碳中和、农田生态系统和碳汇等关键词的出现频次均不少于40。中心度最大的关键词是农业碳排放，此外碳排放、低碳农业、温室气体、农田生态系统、碳汇、土壤固碳和影响因素等关键词的中心度均不小于0.1。综合考虑出现频次和中心度可知，农业碳排放、碳排放、低碳农业、温室气体、农田生态系统和碳汇等为该研究领域的核心关键词。
4.1.2关键词聚类分析
通过参数调整得到比较清晰的关键词聚类图谱（图5），其模块值为0.450，大于0.3，说明聚类结构显著；其平均轮廓值为0.530，大于0.5，说明聚类结果合理［16］。共有农业碳排放、土壤固碳、碳足迹、低碳农业、农业碳排放效率和碳减排等6个聚类。将聚类信息进行整理，列出每个聚类中标签值最大的5个关键词，得到关键词聚类信息表（表4）。由表4可知，农业碳排放聚类包含的节点最多（38），农业碳排放与影响因素、时空特征、湖北省及因素分解等关键词联系最为密切。土壤固碳聚类包含的节点也较多（35），土壤固碳与秸秆还田、固碳、固碳速率以及农业碳排放等关键词联系密切。从紧密程度看，农业碳排放效率和碳减排2个聚类的轮廓值大于0.9，其他聚类的轮廓值均大于0.6，说明整体聚类效果良好。
4.1.3关键词突现分析
分析突现词可以了解该领域内阶段性研究热点的变化［17］。关键词突现图谱（图6）共有土壤固碳、土壤有机碳、低碳农业、温室气体减排、低碳经济、固碳减排、温室气体、对策、碳汇、lmdi模型、固碳速率和农业碳排放效率12个突现词，主要集中在2009—2011年首次出现。其中，低碳农业、土壤固碳和碳汇3个词的突现强度相对较大，说明这些突现词在某一时段是热门主题。lmdi模型、碳汇、低碳经济和农业碳排放效率4个词的持续时间相对较长，说明这些突现词在某一时段内受到学术界的持续关注。农业碳排放效率一直持续到2021年，说明农业碳排放效率仍将是热点问题。
4.1.4研究热点综述
结合高频关键词、突现词和聚类信息，可以将当前研究热点归纳为以下五大类：
（1）农业碳源/碳汇研究：①农业碳源/碳汇的时空特征。师银芳等［18］、罗红等［19］和孙小祥等［20］分别探究了张掖市、泸州市以及江苏沿海城市农田生态系统碳源/碳汇的时空变化；吴义根等［21］、尧波等［22］和李远玲等［23］分别分析了全国、江西省、湖南省农业碳排放的时空特征；田云等［24］、张婷等［25］和洪凯等［26］基于农业生产投入视角，分别研究了湖北省、江西省和珠三角农地利用碳排放的时空特征；陈罗烨等［27］探讨了中国农业净碳汇的空间集聚与分异特征。②农业碳源/碳汇的测算。李政通等［28］和曹俊文等［29］分别测算了东北地区和江西省的农业碳排放；梁青青［30］、李俊杰［31］和朱亚红等［32］基于六大碳源数据，分别对全国、民族地区和甘肃省农地利用的碳排放进行了测算；尚杰等［33］和唐海明等［34］分别对山东省种植业、南方稻田生态系统的净碳汇进行了测算。③农业碳源/碳汇与经济增长的关系。陈柔等［35］、张志高等［36］和田云等［37］基于脱钩理论，探究了区域农业碳源/碳汇与经济增长间的脱钩、耦合关系；韩会庆等［38］利用空间自相关分析法，分析了我国农业碳排放与农业经济之间的空间相关性。④农业碳排放效率。吴昊玥等［39］搭建了碳排放效率的理论模型，测算了全国各省级行政区的农业碳排放效率，探讨了农业碳排放效率的影响因素与溢出效应；尚杰等［40］对全国各省级行政区的农业碳排放效率进行测度，分析其空间关联网络结构。
（2）农业固碳研究：①土壤固碳的潜力。王玮等［41］、唐海龙等［42］和翁伯琦等［43］使用观测数据，分别对草原、耕地、果园的土壤固碳潜力进行估算；周金霖等［44］和姜蓝齐等［45］使用统计数据，分别对重庆市和松嫩平原农田土壤的固碳潜力进行了分析。②土壤固碳的速率。兰宇等［46］和高洪军等［47］通过田间定位试验，分别探究了长期施肥、秸秆还田对土壤有机碳储量及固碳速率的影响；赵占辉等［48］使用GIS技术，定量分析了区域农田土壤固碳速率的空间变异特征及其影响因素。③农业固碳的效益。王福军等［49］通过现场实测，对不同耕作方式农田的固碳效益进行评价；胡峻嶍等［50］基于资源清查数据，估算了四川省森林植被的固碳经济价值；朱宇恩等［51］以山西省为案例地，估算了农业生物质炭的固碳综合效益。
（3）农业碳减排研究：①农业碳减排的潜力。吴贤荣等［52］基于效率与公平双重视角，对全国各省级行政区的农业碳减排潜力水平进行了评估；霍丽丽等［53］和徐敏等［54］分别对秸秆综合利用、生物炭施用的碳减排潜力进行了分析。②农业碳减排的路径。王才军等［55］、虞祎等［56］和金书秦等［57］分别从农业投入、全产业链以及农业绿色发展3个不同视角，探索了农业碳减排的路径；尹岩等［58］基于碳排放核算数据，从科技投入、物质消耗和设施面积3个方面阐述了设施农业碳减排的路径。③农业碳减排的效益。潘安［59］通过构建环境投入产出模型，考察了中国农业贸易的碳减排效益；马九杰等［60］基于省级面板数据，对农业保险发展的碳减排作用效果和机制进行了实证分析。④农业碳减排的补偿机制。田云等［61］融合碳汇补贴制度与碳排放权奖惩制度，构建了一个政府与市场相结合的农业碳减排补偿机制；王天穷等［62］根据农业温室气体的边际减排成本，探讨了氮肥减施项目的补偿标准。
（4）农业碳足迹研究：①农业碳足迹的测算。段华平等［63］使用农田生产投入和农作物产量等统计数据，对全国各省级行政区农田生态系统的碳足迹进行了测算；李明琦等［64］、张精等［65］和叶文伟等［66］分别以云南省、安徽省和海南省为研究区域，对各市、县农田生态系统的碳足迹进行了测算。②农业碳足迹的影响因素。尚杰等［67］基于时变参数状态空间模型，对区域农业碳足迹的影响因素进行实证研究；陈勇等［68］基于环境库兹涅茨曲线，探究了区域经济发展与农业碳足迹之间的关系；杨永辉等［69］采用田间试验法，验证了保水剂用量对农田生态系统碳足迹的影响。
（5）低碳农业研究：①低碳农业的内涵和发展路径。李晓燕等［70］阐述了低碳农业的内涵，并从技术和经济2个层面提出了低碳农业的发展路径；潘根兴等［71］、陈兴鹏等［72］和姚延婷等［73］分别从废物转化、循环经济和固碳减排3个不同角度，探讨了低碳农业的发展路径。②低碳农业发展水平的测算。曾大林等［74］和田云等［75］利于省级面板数据，测算了全国各省级行政区的低碳农业发展水平；朱丽君等［76］、刘微等［77］和陈儒等［78］分别从生命周期评价、脱钩分析、联合生产3个不同方面，对区域低碳农业发展水平进行评估。③低碳农业发展的国际经验。袁平红［79］阐述了欧美等国家的碳税、森林碳汇和地质碳汇等政策在低碳农业发展中的具体实践，并结合中国国情提出了针对性政策建议；何晶晶［80］借鉴了美国、德国和澳大利亚的低碳农业立法经验，对我国如何制定低碳农业法进行了探讨。
4.2研究趋势分析
综合考虑研究现状、研究热点和关键词时区图谱（图7），可以发现农业碳效应研究呈现以下趋势：
（1）研究热度阶梯式上升
2009—2012年，年发文量快速上升，说明农业碳效应研究逐渐升温。2013—2020年，年发文量在60篇上下浮动，说明农业碳效应研究的热度不减。2021年发文量达78篇，较2020年增长了44%，预示农业碳效应研究将再次升温。
（2）研究主题断崖式减少
2009—2014年为理论探索期，2009年初现关键词达18个，2010—2014年每年的初现关键词都不少于5个，说明新的研究主题不断产生。2015—2021年为研究深化期，2015年开始初现关键词明显减少，每年的初现关键词都不超过3个，说明研究主题逐渐固定。
（3）研究方法逐渐多样化
长期试验、因素分解、kaya恒等式、dndc模型、lmdi模型、灰色关联分析、空间格局、时空分异和空间杜宾模型等关键词陆续初现，表明研究方法越来越丰富。从上述研究方法还可以看出，农业碳效应研究十分注重定量分析。
5结论和展望
5.1结论
对中国农业碳效应研究的现状、热点与趋势进行可视化分析，可以得出以下结论：
（1）文献分布方面，年发文量经历了快速增长和稳定发展2个阶段。发文作者方面，代表作者有田云、张俊飚和何艳秋等，发文作者呈现“大体分散、局部集中”状态。发文机构方面，代表机构有华中农业大学经济管理学院和四川农业大学管理学院等，大部分发文机构独立开展研究，只存在1个较大的发文机构合作网络。
（2）关键词共现分析，发现了农业碳排放、碳排放、低碳农业、温室气体、农田生态系统和碳汇等核心关键词。关键词聚类分析，识别出农业碳排放、土壤固碳、碳足迹、低碳农业、农业碳排放效率和碳减排6个聚类。关键词突现分析，找到了土壤固碳、土壤有机碳、低碳农业、温室气体减排、低碳经济、固碳减排、温室气体、对策、碳汇、lmdi模型、固碳速率和农业碳排放效率12个突现词。当前研究热点可以归纳为5大类：农业碳源/碳汇研究、农业固碳研究、农业碳减排研究、农业碳足迹研究和低碳农业研究。
（3）初现关键词集中在2009—2014年出现，2015年快速减少。农业碳效应研究呈现研究热度阶梯式上升、研究主题断崖式减少、研究方法逐渐多样化等趋势。“双碳”目标背景下中国农业碳效应研究迎来了新的发展机遇期，学术界需要加强作者及机构之间的合作与交流，敏锐捕捉新的研究问题，不断提高农业碳效应研究的广度与深度。
5.2展望
以下几个方面可以作为未来的研究方向：
（1）中小区域农业碳效应研究
现有研究主要集中在全中国、7大地理分区和省级行政区等大中区域，针对地级市和县域的研究非常少。此外，学术界重点关注了中东部平原地区，较少关注地形复杂、生态环境脆弱的西部地区。中国幅员辽阔，不同地区的环境和资源差异巨大，应该加强中小区域和西部地区农业碳效应的研究，提高研究成果的针对性和适用性。
（2）综合视角下农业碳效应研究
农业技术背景的研究者从自然科学视角出发，重点关注了农业的直接碳效应。经济管理背景的研究者从社会科学视角考虑，着重探讨了农业的间接碳效应。单一的研究视角，使得研究结果具有较大的局限性和不确定性。未来，需要加强作者及机构之间的合作与交流，从综合视角研究农业碳效应问题。
（3）农业全产业链碳效应研究
目前，农业碳效应研究主要涉及农产品的生产过程，较少关注农产品的加工、流通和消费等过程。例如，国际农产品贸易中可能存在碳泄漏问题，进行碳估算时需要考虑进出口中隐含的碳排放。未来，研究者可以综合考虑碳源、碳泄漏、原料损失和食物浪费等问题，深入挖掘农业全产业链的减排潜力。
（4）农户低碳生产行为研究
现有研究主要从宏观、中观层面思考农业碳效应问题，对于农户的微观研究比较少。农户是各种固碳减排技术的具体应用者，他们对固碳减排技术的态度需要格外关注。农户低碳技术的采纳意愿、农户低碳农业生产的激励机制、农户低碳用能的影响因素等问题，还有待深入探讨。
（5）固碳减排与粮食安全的关系研究
固碳减排给粮食安全带来了机遇和挑战，一方面固碳减排是实现粮食产业高质量发展的重要抓手，另一方面固碳减排可能影响粮食的产量。固碳减排与粮食产业高质量发展的联动机制、固碳减排与粮食安全的关系、粮食产业低碳化转型的模式等，都是学术界值得关注的课题。
原文信息
题目：中国农业碳效应研究的现状、热点与趋势
作者：陈少鹏 段跃芳
期刊：《地球科学进展》23年1期
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