基于文獻計量分析的中國城市園林綠化垃圾資源化處理利用研究

蔡文婷 陳 艷 伏 凱 張 黎 王 鈺 王香春

園林綠化垃圾作為城市有機廢棄物的一種，其資源化處理與利用是生態(tài)文明建設、城市綠色可持續(xù)發(fā)展的重要內容之一。利用VOSviewer和CiteSpace等可視化分析軟件，以CNKI知網數(shù)據(jù)庫檢索文獻為數(shù)據(jù)來源和研究對象，對文獻數(shù)量和來源、研究主體、熱點主題、研究階段與前沿趨勢等進行分析總結，指出目前園林綠化垃圾資源化處理利用相關研究內容、主題變化特征、研究與實踐中存在的問題等，并針對園林綠化垃圾研究時效、政策保障體系建設、前沿技術研發(fā)等提出建議。

文獻計量分析；園林綠化垃圾；資源化

隨著社會經濟發(fā)展水平的不斷提升，城市綠地總量不斷增加，各類綠地養(yǎng)護管理精細化程度越來越高，由此各地園林綠化垃圾產生量快速增長，日漸成為城市管理中不可忽視的重要問題。園林綠化垃圾以木質素、纖維素等有機質和部分營養(yǎng)元素為主要成分，具有較好的資源化利用潛能[1]。目前中國不少城市如北京、上海、廣州、深圳、昆山等地先行先試，開啟了園林綠化垃圾資源化處理利用探索實踐，取得了一定成效，但也存在認識不到位、技術瓶頸突顯、政策保障力度不足等問題。對此，學術界開展了頗多研究，為更好地推動園林綠化垃圾資源化工作奠定了基礎。文章利用VOSviewer 和CiteSpace等分析軟件，從學術研究角度出發(fā)，對目前我國城市園林綠化垃圾資源化處理利用研究熱點內容及發(fā)展變化展開分析，為助推園林綠化垃圾資源化處理利用健康發(fā)展提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本研究分析所用學術文獻數(shù)據(jù)均來源于中國知網CNKI數(shù)據(jù)庫，以“園林垃圾+園林廢棄物+綠化垃圾+綠化廢棄物+綠色垃圾+綠色廢棄物+植物廢棄物+林木廢棄物”和“處理+利用”為檢索主題詞，檢索時間不限，共獲取698篇文獻，排除會議論文、報紙文章、廣告、短篇、新聞等，篩選出與研究主題相關的文獻共計497篇，其中期刊文獻402篇、碩博論文95篇。利用VOSviewer、CiteSpace、Excel和Endnote等軟件，統(tǒng)計分析我國城市園林綠化垃圾資源化處理利用學術文獻概況、研究主題和熱點演化過程。

2 學術文獻概況研究

2.1 文獻數(shù)量與來源

2.1.1 文獻數(shù)量

從整體上看，CNKI檢索到的園林綠化垃圾資源化處理利用研究相關文獻數(shù)量呈逐漸上升趨勢（圖1），表明園林綠化垃圾的關注度逐漸提升，越來越多的專家、學者和政府管理者意識到，園林綠化垃圾作為寶貴生物質資源在維持生態(tài)系統(tǒng)平衡、城市綠色可持續(xù)發(fā)展中的重要作用。將文獻發(fā)表年限大體分為三個階段，具體分析如下：

1. CNKI檢索來源有關城市園林綠化垃圾發(fā)文數(shù)量趨勢圖

（1）2007年及之前，該階段研究較少，17年間文獻總量不足20篇。研究對象多為園林綠化垃圾堆肥技術，約占該階段文獻總量的50%。

（2）2008-2015年，研究文獻數(shù)量迅速增長，年均發(fā)表文獻數(shù)量約30篇。2007年，原建設部出臺《關于建設節(jié)約型城市園林綠化的意見》（建城〔2007〕215號）中明確提出“鼓勵通過堆肥、發(fā)展生物質燃料、有機營養(yǎng)基質和深加工等方式處理修剪的樹枝，減少占用垃圾填埋庫容，實現(xiàn)循環(huán)利用”。2009年，北京市園林綠化局發(fā)布了《北京市園林綠化科技發(fā)展規(guī)劃（2009-2020年）》，將“生物質能源開發(fā)與園林綠化廢棄物處理和資源化利用”納入規(guī)劃中的“高效益產業(yè)體系建設科技支撐工程”。深圳市于2009年發(fā)布《樹枝粉碎堆肥技術規(guī)范》（DB440300/T38-2009），用以規(guī)范堆肥工藝流程。廣州市于2010年發(fā)布了地方技術規(guī)范《城市綠化廢棄物循環(huán)利用技術通用規(guī)范》（DBJ440100/Tx59-2010）?？梢娬撐臄?shù)量的變化與國家政策、地方工作的推動不無關系。此后，文獻量大幅增加。此階段研究對象多以園林綠化垃圾資源化處理技術為主，在前期堆肥技術研究的基礎上對園林有機覆蓋物制備和生物質燃料制備等相關技術研究增多，文獻量分別占30.6%、12.8%、0.04%。其中，以地方實踐為目標的研究文獻量約占此階段研究文獻量的17.8%。

（3）2016年1月至2021年1月，年均發(fā)表文獻數(shù)量約50篇。2015年，我國出臺了國家標準《綠化植物廢棄物處置和應用技術規(guī)程》（GB/T31755-2015），2017年，國家發(fā)改委出臺《關于推進資源循環(huán)利用基地建設的指導意見》（發(fā)改辦環(huán)資〔2017〕1778號），文件明確指出資源循環(huán)利用基地包含了“園林廢棄物”集中處理場所，建設資源循環(huán)利用基地對實現(xiàn)城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境和諧共生具有重要意義。國家政策與技術標準的出臺進一步推進了我國城市園林綠化垃圾資源化相關處理技術研究，同時在此基礎上增加了法規(guī)政策、未來發(fā)展思路、設備設施研發(fā)等研究。其中有關處理技術研究文獻量約占63%，包括堆肥、有機覆蓋物、厭氧發(fā)酵、生物質燃料制備等不同技術研究，以及堆肥過程控制、堆肥產物腐熟效果、產品對土壤改良及植物生長影響、用于園林綠化垃圾降解的專類微生物菌劑研發(fā)等；綜述類文獻量約占18%，包括對我國園林綠化垃圾處理技術綜述、我國園林垃圾資源化發(fā)展對策建議、產業(yè)化現(xiàn)狀和發(fā)展思考等；園林垃圾法規(guī)政策、剩余物統(tǒng)計研究、園林綠化垃圾處理設備研發(fā)等約占18%；地方實踐工作研究類文獻量約占1%。

2.1.2 文獻來源

經統(tǒng)計分析，497篇文獻分別發(fā)表于199種期刊雜志上，發(fā)文量較高的期刊雜志主要有《現(xiàn)代園藝》《園林》《綠色科技》等，發(fā)表園林綠化垃圾相關論文8篇及以上的期刊雜志如表1所示，發(fā)表文獻數(shù)量約占文獻總量的21.5%。從發(fā)文期刊專業(yè)來看，園林綠化垃圾資源化處理作為風景園林和環(huán)衛(wèi)行業(yè)的交叉工作，已受到兩個領域從業(yè)者的共同關注，且研究各有側重，如《園林》《園林科技》等期刊發(fā)文關注堆肥產物形成的土壤改良劑或栽培基質對植物生長的影響等，而《環(huán)境工程學報》《環(huán)境衛(wèi)生工程》等發(fā)文更側重于堆肥、厭氧發(fā)酵等處理關鍵技術的探索研究。

2.2 研究主體分析

表1 發(fā)文量較高期刊雜志統(tǒng)計

2.2.1 研究作者

本文檢索篩選的497篇文獻共有965人，發(fā)文量較多的是孫向陽、方海蘭、李素艷、龔小強、梁晶、張璐、付冰妍、呂子文等人，多數(shù)為高校教師、科研機構研究人員，其研究側重點不同（圖2）。研究內容包括從園林綠化垃圾資源處理技術理論、方法、裝置設備研發(fā)、專利申請到城市層面的實踐應用以及少量法規(guī)政策分析等，但多數(shù)研究均停留在技術研究探討，缺乏實際的產業(yè)化應用（表2）。

表2 研究作者分析

2. 研究作者聚類圖

2.2.2 研究機構

通過CiteSpace機構合作分析以及文獻統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，園林綠化垃圾資源化處理利用相關研究的機構呈現(xiàn)學術特色明顯、專業(yè)性強、地域相關性強、機構合作交流度偏低的突出特征。

（1）學術特色明顯。研究機構主要以高等院校、科研機構為主，企業(yè)、政府機構等為輔，其中北京林業(yè)大學、上海市園林科學規(guī)劃研究院（原上海市園林科學研究所）等發(fā)表論文數(shù)量較多、引文計數(shù)較高（表3）。

表3 研究機構引文計數(shù)分析

（2）專業(yè)性強。研究作者、機構分析可看出，研究者文獻貢獻率較大的有孫向陽（北京林業(yè)大學）、方海蘭（上海市園林科學規(guī)劃研究院）、梁晶（上海市園林科學規(guī)劃研究院）、付冰妍（國家林業(yè)和草原局鹽堿地研究中心）等，研究背景具有強烈的土壤學色彩，以北京林業(yè)大學林業(yè)院土壤學教授孫向陽為代表，上述學者的研究方向多從土壤修復、土壤改良角度展開，專業(yè)特色鮮明。

（3）地域相關性強。不少研究與其地方先行先試的實踐探索密不可分。尤其是我國經濟較發(fā)達城市，如北京、上海、深圳、廣州等城市率先意識到園林綠化垃圾的重要性，研究主要關注城市園林綠化垃圾資源化處理的現(xiàn)狀分析及對應實施策略、可采用技術路線、產品以及管理措施等。

（4）機構合作交流程度偏低。從合作機構分析圖譜（圖3）可看出，整體上機構分布散、合作交流較少，呈現(xiàn)南北以上海市園林科學規(guī)劃研究院和北京林業(yè)大學為主研機構的態(tài)勢，此兩家機構與其他機構分別有部分合作。如上海市園林科學規(guī)劃研究院與上海市靜安區(qū)綠化管理局、上海辰山植物園、上海市綠化林業(yè)工程管理事務站等機構均有合作；北京林業(yè)大學與北京市園林綠化局、深圳市鐵漢生態(tài)環(huán)境股份有限公司等開展合作以及北京林業(yè)大學內部院系存在一定合作。

3. 研究發(fā)文機構合作分析圖譜

2.2.3 資助基金

從整體上看，研究資助基金較少，多為自發(fā)研究。其中，基金支持研究僅發(fā)表119篇文獻，占文獻總量約23.9%，基金來源主要包括國家自然科學基金、國家科技支撐計劃、國家重點研發(fā)計劃、北京市科技計劃項目以及其他省級或地方性研究計劃或基金等（圖4）。其中國家自然科學基金、國家科技支撐計劃立項研究相對較早，且研究多為立項內容中的子課題，研究范圍較為局限，偏重理論、學術研究，涉及堆肥、熱裂解技術研究等。地方基金研究問題與目標導向性較強，以滿足當?shù)貙嶋H需求為主，對地方工作指導性較強，如北京市科技計劃項目、北京市自然科學基金立項內容涉及堆肥產品應用研究等。

4. CNKI檢索來源研究資助基金分析圖

3 研究熱點主題分析

3.1 關鍵詞聚類分析

通過VOSviewer軟件進行關鍵詞聚類分析，生成關鍵詞聚類圖譜（圖5）。根據(jù)聚類顏色不同以及聚類關鍵詞可知，園林綠化垃圾資源化處理利用研究聚焦在處理技術方法試驗分析、產品應用和效益分析、地方實踐以及政策研究等方面，其中園林綠化垃圾資源化處理技術包括對堆肥的過程控制研究（關鍵詞：菌劑、碳氮比、外援添加劑等）、厭氧發(fā)酵技術（關鍵詞：厭氧消化、沼氣）、生物質炭制備技術（關鍵詞：生物炭、熱解）、協(xié)同堆肥技術研究（關鍵詞：污泥、餐廚垃圾、蚯蚓等）、園林有機覆蓋物制備技術。產品應用和效益分析方面可以從屋頂綠化、容器苗、花卉栽培基質、矮牽牛、土壤改良、重金屬、吸附等關鍵詞中看出，園林綠化垃圾部分研究從土壤修復角度切入。從北京、朝陽區(qū)等關鍵詞可看出，目前已開展地方實踐研究，且研究時間均在近10年內。從政策、現(xiàn)狀等關鍵詞，并結合對文獻的詳細研讀可知，目前已有學者關注到政策保障體系對園林綠化垃圾資源化工作的重要性。

5. 研究關鍵詞聚類圖譜

3.2 研究階段與前沿趨勢分析

3.2.1 研究階段分析

關鍵詞聚類圖譜和聚類時間軸圖譜（圖6）顯示，我國城市園林綠化垃圾資源化處理利用研究可基本分為三個階段：

（1）1990-2000年為園林綠化垃圾資源化之初探期。隨著耕地、林地等土壤環(huán)境質量的降低，園林綠化垃圾作為一種富含木質素、纖維素等有機質的寶貴資源，其資源化利用初期研究多伴隨著土壤修復和治理而進行，通過施用部分園林綠化垃圾堆肥產物于土壤中以達到改良土壤的目的，相關研究主要包括堆肥發(fā)酵過程如堆肥原料粒徑控制、外源添加劑等理化性質變化情況及對植物生長的影響等[2-3]。另外也有少量報道關于利用園林綠化垃圾提取纖維素、葉蛋白，生產薪炭、酒精等[4-6]。

6. 關鍵詞聚類時間軸圖譜

（2）2001-2010年，隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深化、資源短缺現(xiàn)象的出現(xiàn)，園林綠化、環(huán)境保護從業(yè)者逐漸認識到資源的優(yōu)化配置與合理利用的重要性，且在2007年原建設部出臺的《關于建設節(jié)約型城市園林綠化的意見》（建城〔2007〕215號）的倡導下，園林綠化垃圾資源化處理利用研究逐步啟動，以堆肥發(fā)酵過程控制、產品腐熟度研究為主。經調研發(fā)現(xiàn)，我國城市園林綠化垃圾資源化處理工作的推動，更多地是自下而上的形式，各地相繼開展地方實踐研究、政策標準制定，如北京市、上海市分別出臺地方標準《園林綠化廢棄物堆肥技術規(guī)程》（DB11/T840-2011）、《綠化植物廢棄物處置技術規(guī)范》（DB31/T404-2009），在標準指引下啟動各類實踐項目，探索城市園林綠化垃圾資源化處理利用。北京市科委和北京市園林綠化局，以奧運會為契機，組織相關單位開展北京市園林綠化垃圾再利用情況調查，并著手布局北京市園林綠化垃圾資源化發(fā)展，建設園林綠化垃圾資源化處理基地，并于2010年編制出臺《北京市園林綠化廢棄物資源化利用及林業(yè)生物質能源產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。上海部分學者在充分考察借鑒美國、日本等發(fā)達國家先進經驗的基礎上，對我國園林綠化垃圾有效處置和利用提出了建設性意見[7-8]。

（3）2010-2021年，國家越來越重視資源循環(huán)利用，且隨著城市固體廢棄物管理和處置的更加科學和合理，園林綠化垃圾作為城市固廢的一種，不僅受到園林綠化行業(yè)從業(yè)者的關注，部分環(huán)境衛(wèi)生管理者、學者也紛紛注意到園林綠化垃圾的資源特性，同時為緩解日益緊張的生活垃圾處理設施壓力，提出園林綠化垃圾不應隨生活垃圾進行填埋或焚燒處置。不少城市已明確園林綠化垃圾不納入生活垃圾收運處理系統(tǒng)，園林綠化垃圾資源化處理利用才是更加綠色、生態(tài)、經濟之道，這說明推進這項工作迫在眉睫。此階段除傳統(tǒng)的堆肥工藝流程研究[9]，更多關注了園林綠化垃圾與餐廚垃圾、廚余垃圾、城市污泥、農業(yè)廢棄物等的協(xié)同處理技術研究以及制取高附加值產品工藝的相關研究[10-15]，同時對于目前我國存在的園林綠化垃圾資源化處理利用缺乏法規(guī)政策引導、處置場地得不到保障落實、缺少資金支持等問題，部分學者基于對我國或部分城市的現(xiàn)狀剖析，提出了法規(guī)政策、技術標準、資源化體系化建設相關的對策建議[16-17]，在一定程度上推動了領域內研究的發(fā)展，也為今后園林綠化垃圾資源化工作可持續(xù)發(fā)展提供了方向。

3.2.2 前沿趨勢分析

基于對關鍵詞聚類結果的延伸及相關文獻更深層次的研讀分析，近年來我國城市園林綠化垃圾資源化處理利用研究前沿趨勢主要有以下兩個方面：

（1）聚焦資源化技術提升。不少專家學者不僅探討了堆肥、園林有機覆蓋物制備等傳統(tǒng)資源化技術[18-20]，還更多地關注到了與餐廚垃圾、城市污泥、動物糞便等的協(xié)同堆肥技術以及生物固體燃料、生物質炭、生物乙醇制備等新型資源化技術[10-15]，為今后構建系統(tǒng)、多元化的城市有機廢物處理體系提供了技術支撐。

（2）重視資源化處理體系優(yōu)化。目前已有不少專家學者意識到園林綠化垃圾資源化處理利用受限的根本原因，通過調研國內園林綠化垃圾資源化工作先行先試的城市，也充分認同其根源在于頂層設計缺位，法律法規(guī)、政策、標準體系不完善，處理場地無法落實保障等問題導致園林綠化垃圾資源化工作受阻。習近平總書記在2020年推進長三角一體化發(fā)展座談會上強調“要推進環(huán)太湖地區(qū)城鄉(xiāng)有機廢棄物處理利用”，由此看來，如何從城市或區(qū)域層面系統(tǒng)、科學布局園林綠化垃圾分類收集、運輸、處理、產品應用和設施設備、場地等建設，以及政策保障體系、技術標準體系構建、優(yōu)化等是促進園林綠化垃圾資源化處理利用可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

4 結論與建議

本文通過文獻梳理和分析，總結目前我國城市園林綠化垃圾資源化處理利用學術研究現(xiàn)狀，提出發(fā)展建議。

（1）研究多始于地方需求，但缺乏長期跟蹤與示范推廣。目前園林綠化垃圾資源化處理利用逐步受到了環(huán)衛(wèi)從業(yè)者的關注，多地相關主管部門結合垃圾分類工作，提出了園林綠化垃圾資源化處理的工作要求，地方實踐研究已成為推動園林綠化垃圾資源化處理利用的核心力量。研究大多圍繞地方實際需求或領域內需解決的問題，從城市現(xiàn)狀分析入手為地方園林綠化垃圾資源化處理利用實踐提供研究基礎與依據(jù)。但多數(shù)研究尤其是在技術研究層面多為試驗類研究，存在研究時效的問題，缺乏基于理論與試驗研究的落地推廣，因此建議一方面把握和利用好地方研究成果，以垃圾分類、有機廢物資源化處理為契機，深入開展從分類收集、預處理、運輸、資源化處理到產品應用全流程示范試點和跟蹤研究。另一方面，宜加強如城市園林綠化垃圾資源化處理技術優(yōu)化方案落地、產品生產與市場化等相關專項跟蹤研究及示范應用。

（2）研究熱點變化已顯示相關政策保障研究受到關注，但研究數(shù)量少、深度不足，建議加強政策保障體系研究。為更好地推進園林綠化垃圾資源化處理利用工作，切實保障各項工作可落地、可操作性，應加大頂層設計研究，從園林綠化垃圾定位以及資源化工作所涉及的用地規(guī)劃、管理、資金保障、激勵機制、社會公眾參與等各個環(huán)節(jié)進行政策制度的優(yōu)化設計和引導，破解制約園林綠化垃圾資源化工作瓶頸，使工作更加系統(tǒng)化、體系化和科學化，切實保障園林綠化垃圾資源化可持續(xù)發(fā)展。

（3）研究多聚焦園林綠化垃圾資源化處理技術研發(fā)，應深化并加強以實現(xiàn)城市有機廢棄物資源化處理為總體目標的體系化研究與新技術應用。在解決城市處理園林綠化垃圾實際技術問題的前期研究成果基礎上，合理、科學、統(tǒng)籌安排城市有機廢棄物資源化處理，將園林綠化垃圾納入資源化處理體系，系統(tǒng)解決相關工藝、設備等技術問題。一是加強園林綠化垃圾與廚余垃圾、城市污泥等協(xié)同處理技術研發(fā)推廣，系統(tǒng)處置生活垃圾與園林綠化垃圾，達到場地好落實、經濟更節(jié)約、產品質量更高的目的。二是充分借鑒餐廚垃圾處理設備研發(fā)經驗，淘汰、升級處理園林綠化垃圾的老舊設備，聯(lián)合物聯(lián)網、互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)分析等先進技術，做好從分類收集、運輸、資源化處理和后端產品應用全流程監(jiān)測和管理。三是優(yōu)化園林綠化垃圾堆肥處理工藝流程，基于市場調研分析、把握城市發(fā)展走向和產業(yè)需求，從各項參數(shù)指標控制到后續(xù)針對不同客戶需求的產品研發(fā)，著力解決園林綠化垃圾堆肥周期長、產品質量不高、市場化渠道不明晰等問題。四是根據(jù)城市需求以及產業(yè)發(fā)展態(tài)勢，以生產高附加值產品為目標，進一步挖掘生物乙醇、垃圾衍生燃料（RDF）等生物質能源開發(fā)技術。