基于CiteSpace的濕地生態服務功能文獻計量與可視化分析

劉莎 黃文欣 羅天相

摘要 利用CiteSpace軟件對國內2001—2021年濕地生態服務熱點與趨勢進行分析，包括作者、機構、關鍵詞共現、聚類、突現以及時間線圖譜等角度。結果顯示，濕地生態系統研究發展迅速，但研究機構和作者間聯系并未形成一個完整的網絡體系。濕地生態服務研究形成多個聚類，交叉重疊。研究的熱點從濕地生態結構和功能破壞，進而關注濕地生態服務的權衡/協同關系、國家濕地公園建設及濕地服務可持續發展等。濕地生態服務研究仍處于快速發展期，研究廣度和深度不斷增強。

關鍵詞 CiteSpace；文獻計量；濕地生態服務；知識圖譜

中圖分類號 S-058? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）13-0215-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.13.048

Literature Metrology and Visualization Analysis of Wetland Ecological Services Based on CiteSpace

LIU Sha1，HUANG Wen-xin2，LUO Tian-xiang2

（1.Yichun University Library，Yichun，Jiangxi 336000;2.School of Life Science，Resource and Environmental Science，Yichun University， Yichun，Jiangxi 336000）

Abstract Based on the literature metrology and visualization analysis，we explored the research status，hotspots and trends of wetland ecological services in China in 2001-2021，including authors，institutions，keyword co-occurrence，clustering，emergence and timeline mapping.The results showed that wetland ecosystem research had developed rapidly in China. The relationship between institutions and authors studying wetland ecological services had not formed a complete network system.Wetland ecological services had formed multiple clusters，and there was cross-overlap between the various bodies.The initial researches focused on the destruction of wetland ecological structure and function，then shifted to the trade-offs / synergies of wetland ecological services，the construction of national wetland parks and the sustainable development of wetland services.The research on wetland ecological services was still in a period of rapid development，and the breadth and depth were increasing.

Key words CiteSpace;Literature metrology;Wetland ecological services;Knowledge map

基金項目 江西省高校人文項目（TQ20102）；2023年度宜春市社科研究“十四五”立項課題（23SK139）。

作者簡介 劉莎（1979—），女，江西宜春人，圖書館館員，碩士，從事圖書參考咨詢研究。通信作者，教授，博士，從事生態系統生態學研究。

收稿日期 2022-09-13

生態系統服務范圍涵蓋了整個生態系統結構、流程和功能，通過驅動物質循環、能量流動和信息傳播，為人們創造相應的生活物質、社會文教生產條件和公共服務功能［1］。隨著“環境服務”和“生態系統服務”這兩類詞相繼被《人類對全球環境的影響》一書展示給大眾，生態服務功能研究開始邁向全新領域［2］。

濕地生態系統是人類賴以生存的基本生態環境，其豐富的生物多樣性對于環境穩定、物種基因保護、資源利用等方面起著舉足輕重的作用。濕地是人類的搖籃，是地球的腎臟，是為人類提供充足生態系統服務的生物基因庫［3-4］。我國在濕地生態系統服務方面的研究起步較晚，研究集中在價值分類和價值評估方面［5］，各學者對不同地區濕地服務功能進行了有針對性的評價。地理信息系統和遙感成像技術的快速發展，使濕地生態服務功能價值動態數據挖掘和采集的準確性得到了提高［6］。目前，對濕地生態系統服務的研究已經從自然濕地服務功能發展到城市濕地和小微濕地［7-8］，從濕地單元服務功能發展到大江大河服務功能和空間尺度［9-10］，從理論和技術發展到生態系統協同/權衡關系［11］。盡管一些研究者對濕地生態系統服務研究進行了梳理和回顧［2-12］，但由于中國的濕地生態服務領域的深度范圍日益增加，在微觀和宏觀層面的變化十分復雜，對其發展、演變和發展的綜合分析仍然是一個空白。

隨著不同學科文獻量的增加，文獻計量學已成為一種重要的研究手段。CiteSpace利用Java語言生成不同類型的圖譜，使用可視化分析技術對文獻分析研究［13］。知識圖譜是用數字、文字表達轉化成圖像表達的產物，將學科核心、發展歷史、前沿及整個知識結構的多學科整合，用直觀的圖形呈現出來［14］。在眾多學科的大量文獻中，文獻計量學已成為了一種重要的研究學科動態方法［15］。鑒于此，筆者運用CiteSpace軟件，對中國濕地生態服務功能等相關內容進行可視化分析，以全面客觀展示濕地生態服務功能研究的動態、歷程和發展態勢。

1 數據來源與研究工具

1.1 數據來源

以知網（CNKI）的數據作為來源，采用“主題=濕地生態（精確）and主題=服務（精確）”的方式進行檢索，時間為2001年1月1日—2021年12月31日，從學術期刊中共檢索到1 660篇相關文獻，為了確保文獻的質量，對檢索到的文件標題進行了進一步檢查，在排除了關聯性不強的文獻之后共有591條（檢索截止日為2021年12月31日）。

1.2 研究工具

采用CiteSpace軟件對在知網中檢索到的數據進行處理，包括作者、機構、關鍵詞共現、聚類、突現以及時間線圖譜分析等，并從中得到其發展演變和趨勢。

2 濕地生態服務的整體描述

2.1 發文量時間分析

從某種意義上來說，文獻的出版時間和發文量的時間情況都可以清晰地反映出該領域的年份特征、發展速度以及研究熱點情況，能夠使研究學者更好地了解濕地生態服務功能的研究趨勢。

從圖1可以看出，2001—2021年生態服務功能研究的發文量逐漸增多，根據發文量趨勢圖，可將濕地生態服務研究劃分為3個階段：第1階段為2001—2011年，這一階段發文量持續增加，處于初步階段，年均發文量為18篇，尤其是2006—2007年發表篇數劇增；第2階段為2010—2014年，這一階段屬于過渡發展階段，發文量相比前一階段略有下降但在2013年又重新上升，年均發文量約為36篇，是上一階段的年均發文量的2倍；第3階段為2015—2021年，這一階段為平穩發展階段，年均發文量約為41篇。每年發文量相比之前依舊有所增長，說明濕地生態服務功能依舊受到研究者的關注。

2.2 作者合作網絡圖譜分析

通過CiteSpace軟件，將節點設定為“作者”，時間參數調整為2001年1月到2021年12月，其他參數的默認值不變。繪制出濕地生態系統服務研究作者間的合作關系，并進一步分析作者及其合作關系［16］。

從圖2可以看出作者之間的合作關系，該合作圖譜中共有493個網絡節點數（N），連線數（E）有374條，其中節點代表作者，連線代表合作；網絡密度（Density）僅為0.003 1。從圖中可以明顯看出，該領域的研究人員之間的網絡普遍比較分散，研究人員之間密切的團隊關系很少，大量的作者沒有聯系。圖中只有3個明顯的網絡結構，其中最大構成主要表現為崔麗娟、康曉明、李偉、周文昌、史玉虎等存在學術交流與合作，各學者機構主要分為中國林業科學研究院以及九江學院等。

根據普萊斯定律，m（核心作者發文量）=0.749×4（最大n值），4（最大n值）代表著該領域包含的作者中最多發文數量［17］，計算后4m≈3.09（故m4=3），因此發文量在3篇以上就是核心作者。從表1可以看出，崔麗娟發文量最多，達到17篇，該學者主要致力于濕地生態過程與機理、濕地保護與恢復技術、濕地生態系統服務評價與濕地管理政策等領域；李偉、宋勝幫、曾明、肖濤、康曉明、吳明、周文昌、王志強、石強勝為2～10名，發文量由13到6篇逐次遞減。

2.3 機構合作圖譜分析

在該合作網絡中，將節點類別設置為“機構”，其他參數不變。運行后由生成的知識圖譜可以看出，該圖譜中N=371、E=192、Density=0.002 8，表示在網絡中機構有371家、連線數為192條、網絡密度約為0.002 8（圖3），故屬于松散型網絡，由此可見各個機構之間的相互聯系不緊密并且合作交流較少，多發生在2～3個機構，這對濕地生態服務功能的研究和發展都是不利的。

從表2機構發文數量排名來看，中國林業學科研究院濕地研究所是發文數量最多的，發表論文17篇；其次是江西省長江流域產業生態模擬與環境健康重點實驗室-九江學院，共計13篇發文。

3 濕地生態服務的研究分析

3.1 研究熱點分析

研究熱點反映了研究領域的重點和發展趨勢，對進行深入理解和分析該領域的研究內容存在著重要的作用，它體現在關鍵詞頻較高的地方，而中心性則是1個節點的尺度，反映出這個點在整個網絡中的重要性。

根據CiteSpace軟件，將節點類型設置為“關鍵詞”，在網絡剪裁區（pruning）中選中尋徑網絡剪裁、修剪切片網絡和修剪合并網絡［18］，該做法目的是使用軟件自主篩除不關鍵以及邊緣網絡結構，其他值不發生變化并進行可視化分析。關鍵詞是對文章內容的濃縮和精煉，在某一個特定領域中重復出現的關鍵詞可以更好地反應該領域的熱點研究，通過頻詞的統計從而得到高頻關鍵詞。關鍵詞出現次數越高說明該關鍵詞更受學者研究的關注，即是文獻的研究熱點［19］。

圖4中的關鍵詞共現性顯示（網絡節點）N=470和E=625（鏈接），表明該研究所涉及的只是范圍較廣泛，而且關鍵詞之間的相關性很高，節點的圓圈越大說明頻率越高，顏色越深說明近期研究越熱［20］。從圖4可以看出，大多數研究都是以價值評估和服務功能為基礎進行研究，濕地生態服務功能與可持續發展緊密聯系。

根據CiteSpace軟件生成的知識圖譜，將相似的關鍵詞進行合并，從該研究詞頻前10的關鍵詞（表3）進行統計并分析，從而了解目前國內濕地生態服務國內狀況和研究的重點。從表3可以看出，前10位的關鍵詞詞頻都在21次及以上，其中詞頻最高的是“價值評估”，詞頻211次；其次是“生態服務功能”，詞頻209次；頻次排序第3～10的分別是濕地（163次）、濕地生態系統（108次）、生態系統服務價值（47次）、土地利用（27次）、服務價值（24次）、濱海濕地（24次）、城市濕地（23次）、小微濕地（21次）。由此可以看出，頻次排名前10的關鍵詞之間關系較為緊密，反映出濕地生態服務功能及價值評估受到研究學者們的熱點關注。

聚類的原理是將密切相關的關鍵詞進行分類和分組，每個關鍵詞都有一個值，選擇最大的一組作為代表。圖4進行聚類分析得出圖5，每個聚類號都包含著不同聚類值，該圖譜將其分為10類。更高的Q值表明有更好的聚集效果， Q>0.3時，其信息模塊化程度越明顯， S>0.5的表示聚集效果更為合理［21］。從圖5可以看出，Q和S分別為0.862 3和0.712 8，表明所述關鍵字的聚類分析是合理的，能夠直觀地反映出所屬分類模塊的狀況。同質性是指不同聚類模塊中的相似度，同質性的值越高，說明該聚類關鍵詞的相似度越高。從表4可以看出，類別為“三江平原濕地”和“生態服務價值”的同質性為1.000，說明該聚類群組下的關鍵詞相似性極高。

3.2 研究趨勢分析

“研究趨向”是在一個領域中最具特色的熱點關鍵，利用突變的方法，可以得出一個特定時期內比較活躍的相關文獻，并據此跟蹤其發展趨勢。

利用CiteSpace軟件生成2001—2021年濕地生態服務的突現詞圖譜（圖6），選取了前14個影響較大的突現詞進行分析。突現詞是在短期內頻繁出現的詞語，由圖6可知，可分為3個階段：第1階段2001—2006年，“權衡/協同”“氣候變化”“負向服務”“保護”“價值估算”和“生物多樣性”為該階段研究學者的研究熱點，表示在該階段研究者們開始注意到，在濕地生態服務中存在著平衡/協作關系，而且這種關系也會隨時間和空間的不同而發生改變。在一定的時間和空間范圍內，不同的生態服務難以或甚至無法實現其效益最大化，這就要求學者對生態服務的互動與平衡管理決策進行探討［22］。第2階段為2006—2014年，“保護”和“生態服務價值”等是本階段研究熱點，說明對于濕地生態服務問題研究學者已經著手從濕地保護開始，貫徹落實可持續發展，對于濕地生態服務功能方面主要集中在價值估算方面。第3階段為2014—2021年，“國家濕地公園”“三江平原濕地”“最終服務”“服務價值”以及“濕地生態系統”等是現階段的關注熱點，目前濕地生態系統研究重點區域在濱海濕地、城市及人工濕地、濕地公園、三江平原等地區。

基于關鍵詞聚類分析，用時間軸反映出該聚類下的關鍵詞在時間上的演變。

由圖7可知，生成的最大聚類群組為#0土地利用，包含的關鍵詞有濕地生態系統、協同/權衡、可持續發展等，從時間線發現，聚類群組#0是在2002年首次出現，并且生態系統服務功能是最具標志性的關鍵詞，在之后總體趨勢是持續增長的。土地利用的變遷反映了人們的社會行為，其結構和功能的變化與土地利用密切相關［23］。對于濕地來說，無節制的開發與改造已經打破了濕地生態的平衡，而這種改變會對生態系統的結構和功能有著一定的影響，而這又導致其承載能力的變化，兩者之間有著密不可分的聯系。因此，合理使用土地并貫徹落實可持續發展，是目前研究學者的重點關注。群組#1為動態變化，包含的關鍵詞有服務價值、評估、效益分析等。從2004年開始，隨著中國城市化發展，濕地開墾、變更濕地用處和城市發展對濕地的侵占已成為了我國自然濕地面積和功能大幅減少的主要因素［24］。因此，需要妥善處理生態建設與發展之間的聯系，將生態合理化、經濟效益和社會可接受性作為生態保護重中之重。群組#2為三江平原濕地，包含生態系統服務價值、凈化大氣、濕地面積等關鍵詞。三江平原是中國濕地生態分布的重要區域，也被列入“國際重要濕地名錄”，占據極高地位［25］。群組#3為濕地生態系統服務，包含的關鍵詞有社會價值、生態環境演變、供給服務、協調性等。濕地生態服務是人們從其功能中獲取的利益，根據該領域科學家提供的信息，這些生態系統服務包括供給功能、調節功能、支持功能等［26］，這些濕地生態系統服務對人類活動和地球的生態平衡至關重要。群組#5為生態服務價值，包含的關鍵詞有調節氣候、生態補償、生態功能等。從生態系統的不同類型來看，城市濕地的服務價值高于草原、農田及部分森林，所以對于城市濕地保護是研究學者的研究熱點。群組#6為城市濕地，包含的關鍵詞有可持續利用、發展、功能效益等。城市濕地不僅提供人類理想的居住場所環境，又具備良好自然生態環境，其服務功能包括降低城市環境污染、補給地下水、調節氣候等方面。群組#9為濕地保護，包含的關鍵詞有生物多樣性、小微濕地、濕地退化、濕地恢復等。生物多樣性是一種廣泛的生態系統效益，包括氣候變化、環境變化和對人類健康的影響?！靶∥竦亍笔菨竦氐闹匾M成部分，雖然規模小但對人類生活至關重要，但由于人類活動導致的城市化快速發展已經造成很多不良影響，包括生物多樣性和其中的生態系統服務［27］。群組#10為自然保護區，包含的關鍵詞有紅樹林濕地、扎龍濕地、最終服務、保護對策、固碳能力等。濕地只占地球表面的6%，但為地球上20%的生物提供棲息地，具有不可替代的生態功能［28］。

4 小結

以文獻計量與可視化分析為基礎，使用CiteSpace軟件對2001—2021年的數據進行分析，利用知識圖譜可以直觀地體現出我國濕地生態系統服務研究領域的合作狀態、演變過程、現狀分析以及研究熱點與趨勢，從結果上看我國在該主題研究發展迅速，從2001年開始發文量都是呈現總體向上的趨勢。但對于研究學者和機構之間的聯系合作較少，形成大規模的網絡結構只有少數，應該繼續深化研究學者及機構之間的合作?；陉P鍵詞時間線和關鍵詞突現分析結果顯示，可將其分為服務功能-濕地保護-影響因素-服務價值幾個階段；濕地生態服務功能體現在天然儲水、調蓄供水、地下水補給、保護海岸以減少侵蝕、“天然空調和灌溉器”、碳封存、天然廢水處理廠和“生命的搖籃”這些方面。

當前，在濕地生態系統服務功能方面，我國對濕地資源、生物多樣性、自然保護區、價值評估等關注度較高。今后，應注重從宏觀和微觀2個尺度加強濕地生態服務功能的研究，以更有效地利用濕地生態服務功能。

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