近日，韩杰教授团队在碳捕集领域取得新进展，相关研究成果以“Microbial carbon capture - evolving trends, interconnections, and recent spotlights of the past three decades”为题发表于环境工程领域TOP期刊Chemical Engineering Journal（IF=15.1）上。博士研究生乔龙凯为论文第一作者，韩杰教授为论文通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金、陕西地建-西安交大土地工程与人居环境技术创新中心开放基金、西安交通大学青年拔尖人才等项目支持。

题目：Microbial carbon capture - evolving trends, interconnections, and recent spotlights of the past three decades

发表时间：2024年2月

第一作者：博士研究生 乔龙凯

通讯作者：韩杰教授

一、文章简介

    本文基于Web of Science核心数据库中收录的数万篇文献，首次采用文献数据爬取、关键词预处理、大数据统计分析、关键词共现分析与数据可视化方法，对全球碳捕集研究领域过去30年内发表的共65,509篇文献以及微生物碳捕集子领域中的11,430篇文献进行了深度梳理，并提炼出关键信息，包括核心子领域、重要趋势、长期热点与新兴热点、新的研究方法等。

二、背景介绍

    为应对日益严峻的全球气候变化，巴黎协定规定各缔约国必须将本世纪全球温度上升控制在1.5 °C以内，这就迫切需要人类减少温室气体的排放。因此，碳捕集技术逐渐成为当前备受关注的研究热点。值得注意的是，土壤碳库是大气中碳库的三倍，土壤既是碳源又是碳汇，对于气候变化的影响具有重要意义。土壤微生物可通过碳循环不断促进土壤生态系统中顽固性有机碳的形成，实现土壤CO₂的捕集和固定，在土壤固碳过程中发挥着关键作用。在过去30年里，微生物碳捕集领域已有大量的研究论文发表，但碳捕集领域及微生物碳捕集子领域现有的文献计量学研究一般侧重于分析出版物期刊、研究人员国籍、机构、各国之间合作完成情况和文章引用情况，缺乏对出版物关键词的细致分析。少数针对关键词分析的出版物没有对关键词进行预处理，也缺乏揭示该领域当前研究热点和趋势的可靠分析方法。

三、研究内容

    本研究采用了数据爬取技术、自然语言处理和数据可视化方法，从碳捕集领域 65,509 篇文章中提取关键词，并对这些关键词的出现频率、演变情况、趋势性进行分析。结果发现，大量研究均围绕土壤微生物展开，微生物在整个碳捕集领域中起着举足轻重的作用。本文进一步对微生物碳捕集子领域11,430篇文献进行了深度梳理，通过关键词时间趋势分析，将 1992至 2022 年间微生物碳捕集领域出版物中的关键词分为三类，包括已受到广泛关注的热点关键词，新兴的热点关键词，趋势性下降关键词，分析发现，过去 15 年中该子领域的已受到广泛关注的热点关键词、新兴的热点关键词及其共现关键词包括soil organic matter、microbial community、microbial biomass、biochar和biofuel等。为揭示微生物碳捕集领域的最新研究趋势，本文还分析了过去五年中最受关注的关键词及其共现关键词构成的热点主题，如microbial necromass、rhizosphere microbiome、fungal community及blue carbon等，并对这些研究主题进行简要的文献综述。此外，根据数据分析结果，建议在微生物碳捕集领域的未来研究中，多使用稳定同位素核酸探针技术及meta-analysis分析方法，探索微生物在碳循环中的生态过程。

图1. (a) 1992-2022年间微生物碳捕集领域出版物 (n = 11,430) 中出现频率最高的前 50 个关键词及其每年出现次数；(b) 这些关键词在同一篇出版物中的共同出现次数。

图2. 1992-2022 年间微生物碳捕集研究领域出版物 (n = 11,430) 中出现次数最高的前1,000个关键词研究趋势可视化。对角线上方的关键词表明当前时期 (2007-2022年) 的研究兴趣呈上升趋势，对角线下方的关键词表明研究兴趣呈下降趋势。

图3. (a) 2012-2022 年间微生物碳捕集研究领域出版物中出现次数最高的前1,000个关键词研究趋势可视化；(b) 2012-2022 年间微生物碳捕集研究领域出版物中的热点关键词及其每年出现次数。

四、原文链接

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148970