A Study on Fronts Trends of Plant Purification of Water Quality Based on CiteSpace

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0898

Abstract

Abstract:

Water pollution and eutrophication have become a prominent problem in global water environment governance. Plant purification of water quality has become the core technology of ecological restoration due to its green, economic and sustainable characteristics. However, there was a lack of panoramic knowledge map and frontier trend combing in the field for a long time. To clarify the development context, research core, and trends in the field of plant purification of water quality, a bibliometric analysis was conducted based on 1904 relevant literatures on plant water purification, which retrieved from 1995 to 2024 from the Web of Science database using CiteSpace Software. The research status, core themes, distribution of research forces, and frontier trends were systematically reviewed in this domain. The results showed a phased growth in annual publications from 1995 to 2024, with a rapid expansion commencing after 2016. This trend reflected that this field had become a research hotspot driven by the demand for ecological environment management. China had made the most prominent contribution to research on plant purification of water quality with 491 publications, among which the Chinese Academy of Sciences served as the core institution. Countries such as the United Kingdom and France also played important roles in international cooperation. Keyword co-occurrence and cluster analysis indicated that the research focused on water purification and pollutant removal, covering topics such as constructed wetlands, nitrogen and phosphorus removal, and ecosystem services, forming a multi-level correlation system. Research frontiers had shifted from basic technical studies toward refined governance and comprehensive consideration of ecological benefits. This study can provides references for the development and application of plant purification of water technologies, contributing to water pollution control and ecological restoration practices.

Key words: plant purification of water quality, bibliometrics, CiteSpace, research frontier, knowledge graph, constructed wetland, ecological restoration

CLC Number:

X52，X173，Q945

CHEN Qiuru, WANG Jingjing, LU Can, XIAO Shihong, WEI Long, LI Yifan, WANG Xiaojun, XIE Jiawei, YIN Zuoyun. A Study on Fronts Trends of Plant Purification of Water Quality Based on CiteSpace[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(10): 106-116.

Figures/Tables 11

References 49

[1]	MENG L R, DONG J H. LUCC and ecosystem service value assessment for wetlands: A case study in Nansi Lake, China[J]. Water, 2019, 11:1597. doi: 10.3390/w11081597 URL
[2]	李伟, 张一帆, 王璟. 碳中和背景下水生植物对富营养化湿地水体净化效果研究[J]. 安徽农业科学, 2025, 53(2):56-59.
[3]	廖凌娟, 黄娜, 吴鹏举. 湿地植物覆盖度与水质净化关系的研究[J]. 广东林业科技, 2014, 30(3):30-34.
[4]	圣倩倩, 戴安琪, 宋敏, 等. NO₂胁迫下两种鹅耳枥的光合生理特性变化[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2021, 45(2):10-16. doi: 10.12302/j.issn.1000-2006.202006062
[5]	ZHAI S, MCGARVEY S T. Temporal changes and rural-urban differences in cardiovascular disease risk factors and mortality in China[J]. Human biology, 1992, 64(6):807-825. pmid: 1427740
[6]	IAMCHATURAPATR J. Nutrient removals by 21 aquatic plants for vertical free surface-flow (VFS) constructed wetland[J]. Ecological engineering, 2007, 29(3):287-293. doi: 10.1016/j.ecoleng.2006.09.010 URL
[7]	雷晓玲, 余乙民, 杨程, 等. 典型植物对山地城市雨水径流净化效果及其生长适应性[J]. 科学技术与工程, 2019, 19(11):339-343.
[8]	王超, 王永泉, 王沛芳, 等. 生态浮床净化机理与效果研究进展[J]. 安全与环境学报, 2014, 14(2):112-116.
[9]	CHEN C M. CiteSpaceII: Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature[J]. Journal of the American society for information science and technology, 2006, 57(3):359-377. doi: 10.1002/asi.v57:3 URL
[10]	王心怡, 李妍, 张迪. 基于CiteSpace的植物对氮氧化物吸收净化研究进展[J]. 江苏林业科技, 2024, 51(3):39-45.
[11]	侯剑华, 胡志刚. CiteSpace软件应用研究的回顾与展望[J]. 现代情报, 2013, 33(4):99-103. doi: 10.3969/j.issn.1008-0821.2013.04.022
[12]	陈悦, 刘则渊. 悄然兴起的科学知识图谱[J]. 科学学研究, 2005(2):149-154.
[13]	陈昱, 马子涵, 古洁灵, 等. 环境成本研究:合作、演进、热点及展望——基于CitespaceV的可视化分析[J]. 干旱区资源与环境, 2019, 33(6):11-22.
[14]	陈悦, 陈超美, 刘则渊, 等. CiteSpace知识图谱的方法论功能[J]. 科学学研究, 2015, 33(2):242-253.
[15]	LI J P, WENG G M, PAN Y, et al. A scientometric review of tourism carrying capacity research: Cooperation, hotspots, and prospect[J]. Journal of cleaner production, 2021, 325:129278. doi: 10.1016/j.jclepro.2021.129278 URL
[16]	陈海珠, 李树青, 汪圣忠, 等. 近代中国农业领域科研合作网络分析[J]. 大学图书馆学报, 2019, 37(4):79-87.
[17]	严陶韬, 薛建辉. 中国生物多样性研究文献计量分析[J]. 生态学报, 2021, 41(19):7879-789.
[18]	康初莹, 刘鹃, 张合斌. 基于知识图谱的国内疫情与舆情研究热点及趋势分析[J]. 科技传播, 2023, 15(5):21-25.
[19]	陈悦, 陈超美, 刘则渊, 等. CiteSpace知识图谱的方法论功能[J]. 科学学研究, 2015, 33(2):242-253.
[20]	于美佳, 叶彦辉, 段少荣, 等. 基于文献计量学的氮沉降对土壤微生物影响的可视化分析[J]. 安徽农业科学, 2021, 49(9):230-236.
[21]	张增可, 王齐, 吴雅华, 等. 基于CiteSpace植物功能性状的研究进展[J]. 生态学报, 2020, 40(3):1101-1112.
[22]	罗莉, 李洪远, 杜志博. 基于CiteSpace的海岸带生态恢复知识图谱分析[J]. 水土保持通报, 2019.39(4):151-157
[23]	戴秀雯, 高秉俊, 李慧, 等. 张掖黑沙湿地水质评价及水中污染物去除研究[J]. 水利规划与设计, 2024(12):55-59.
[24]	CUI B S, CHEN G G, MO Y Y, et al. Ecological threshold effect mediates the long-term synergistic management of mega-city runoff nutrients in large-scale hybrid constructed wetlands[J]. Chemical engineering journal, 2024, 496:154329. doi: 10.1016/j.cej.2024.154329 URL
[25]	齐娅荣, 王飞鹏, 魏东斌, 等. 再生水利用生态缓冲区的概念、功能及效益分析[J]. 生态学报, 2025, 45(21):10307-10319.
[26]	尹楚杰, 吕源财, 潘文斌. 人工湿地填料在废水中脱氮除磷的应用研究进展[J]. 现代化工, 2021, 41(7):68-71. doi: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.014
[27]	赵东源, 张生, 赵胜男, 等. 基于除磷效果的人工湿地基质组合筛选及影响因素的动力学分析[J]. 环境污染与防治, 2018, 40(10):1085-1089.
[28]	陈双, 王国祥, 许晓光, 等. 水生植物类型及生物量对污水处理厂尾水净化效果的影响[J]. 环境工程学报, 2018, 12(5):1424-1433.
[29]	李丽. 11种湿地植物在污染水体中的生长特性及对水质净化作用研究[D]. 广州: 暨南大学, 2011.
[30]	洪瑜, 何紫琪, 方晰, 等. 12种水生植物对农田退水氮磷的去除效果[J]. 中南林业科技大学学报, 2024, 44(10):105-115.
[31]	NAN X, LAVRNIć S, MANCUSO G, et al. Effects of design and operational conditions on the performance of constructed wetlands for agricultural pollution control- critical review[J]. Water, air and soil pollution, 2023, 234(7):434. doi: 10.1007/s11270-023-06380-y
[32]	雷少刚, 夏嘉南, 卞正富, 等. 论露天矿区近自然生态修复[J]. 煤炭学报, 2024, 49(4):2021-2030.
[33]	孙丰霞, 刘文蓉, 彭辉, 等. 八种湿地植物对净化生活污水的影响[J]. 吉林农业科技学院学报, 2024, 33(2):1-5.
[34]	潘霞, 叶舒帆, 郑晓茶, 等. 4种植物组合对富营养化和重金属复合污染水体的净化效果[J]. 环境工程, 2023, 41(7):69-75.
[35]	李敏慧. 不同水生植物对富营养化水污染防治的效果研究[J]. 环境科学与管理, 2022, 47(10):139-143.
[36]	SIRIWARDHANA K D, MIGUNTANNA N, JAYANETHTHI D I, et al. Vertically constructed wetlands for greywater reuse: Performance analysis of plants[J]. Environmental nanotechnology, monitoring and management, 2023:100881.
[37]	戴秀雯, 高秉俊, 李慧, 等. 张掖黑河湿地水质评价及水中污染物去除研究[J]. 水利规划与设计, 2024(12):55-59.
[38]	刘曦, 陈芳清, 杨丹, 等. 垂直流人工湿地系统中氮去除影响因素的研究[J]. 安徽农业科学, 2015(15):226-228.
[39]	凌慧兰, 涂敏. 人工湿地水质净化效果的影响因素研究进展[J]. 中国资源综合利用, 2025, 43(1):107-109.
[40]	JAN V, 卫婷, 赵亚乾, 等. 细数植物在人工湿地污水处理中的作用[J]. 中国给水排水, 2021, 37(2):25-30.
[41]	吕航. 乌梁素海湖滨湿地微生物脱氮过程及其机制研究[D]. 呼和浩特: 内蒙古大学, 2023.
[42]	SINGH P, SINGH G, SINGH A, et al. Macrophytes for utilization in constructed wetland as efficient species for phytoremediation of emerging contaminants from wastewater[J]. Wetlands, 2024, 44(2):22. doi: 10.1007/s13157-024-01770-2
[43]	龚深, 巢传鑫, 邹冬生, 等. 人工湿地中植物对污染物去除机理研究进展[J]. 湿地科学, 2023, 21(6):927-935.
[44]	周金波, 金树权, 姚永如, 等. 冬季低温条件下6种水生植物水质氮、磷净化能力比较[J]. 浙江农业学报, 2011, 23(2):369-372.
[45]	宋嘉骏. 人工湿地-塘组合系统去除污染水体中氮的试验[D]. 南昌: 华东交通大学, 2014.
[46]	张杰, 李绪妹, 刘思雨, 等. 人工湿地中湿地植物选择及其净化水质能力的研究进展[J]. 湿地科学与管理, 2024, 20(5):65-69.
[47]	龚苗苗, 蔡飞翔, 姜培坤, 等. 沉水植物型生态净化系统处理农田退水的总磷去除动力学研究[J]. 浙江农林大学学报, 2022, 39(1):136-145.
[48]	张恒峰. 人工湿地对典型微量有机污染物的去除作用与净化机制[D]. 西安: 西安建筑科技大学, 2023.
[49]	张杰, 李绪妹, 刘思雨, 等. 人工湿地中湿地植物选择及其净化水质能力的研究进展[J]. 湿地科学与管理, 2024, 20(5):65-69.

国家或地区	发文量/篇	中介中心性	国家或地区	发文量/篇	中介中心性
中国	491	0.13	英国	56	0.67
美国	291	0.07	澳大利亚	47	0
日本	104	0	加拿大	36	0
印度	89	0.13	沙特阿拉伯	33	0.07
德国	80	0.4	巴基斯坦	32	0
韩国	75	0	法国	32	0.65
西班牙	63	0.31	埃及	32	0.01
意大利	59	0.11	荷兰	31	0.07

国家或地区	发文量/篇	中介中心性	国家或地区	发文量/篇	中介中心性
中国	491	0.13	英国	56	0.67
美国	291	0.07	澳大利亚	47	0
日本	104	0	加拿大	36	0
印度	89	0.13	沙特阿拉伯	33	0.07
德国	80	0.4	巴基斯坦	32	0
韩国	75	0	法国	32	0.65
西班牙	63	0.31	埃及	32	0.01
意大利	59	0.11	荷兰	31	0.07

聚类名称	聚类规模	轮廓值	平均年份
水质净化(water purification)	14	0.958	2005
生态系统服务(ecosystem services)	13	0.890	2012
吸附(adsorption)	12	0.979	2019
人工湿地(constructed wetland)	12	0.927	2012
氮(nitrogen)	11	1.000	2012
二氧化碳排放(CO₂ emission)	11	0.962	2013
水质(water quality)	10	0.973	2007
反硝化(denitrification)	6	0.958	2008
重金属(heavy metals)	8	0.968	2013

聚类名称	聚类规模	轮廓值	平均年份
水质净化(water purification)	14	0.958	2005
生态系统服务(ecosystem services)	13	0.890	2012
吸附(adsorption)	12	0.979	2019
人工湿地(constructed wetland)	12	0.927	2012
氮(nitrogen)	11	1.000	2012
二氧化碳排放(CO₂ emission)	11	0.962	2013
水质(water quality)	10	0.973	2007
反硝化(denitrification)	6	0.958	2008
重金属(heavy metals)	8	0.968	2013