中國自然生態(tài)空間研究的知識圖譜分析

張 坤, 李 恒, 張雅寧, LAOXY KHAMDY， 周嘉馳

(湖南農(nóng)業(yè)大學 資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128)

任何生物維持自身生存與繁衍都需要一定的環(huán)境條件，一般把處于宏觀穩(wěn)定狀態(tài)的某物種所需要或占據(jù)的環(huán)境總和稱為“生態(tài)空間”[1]，生態(tài)空間進一步可劃分為城市生態(tài)空間和自然生態(tài)空間[2]。城市生態(tài)空間是指為城市區(qū)域提供生態(tài)系統(tǒng)服務的空間，包括行政生態(tài)空間和自然生態(tài)空間[3-5]；自然生態(tài)空間是指以提供生態(tài)產(chǎn)品和生態(tài)服務為主導功能的自然與人工生態(tài)單元[6,7]，可見，城市生態(tài)空間和自然生態(tài)空間并非是截然分開的，二者之間既有區(qū)別又有聯(lián)系[1]。目前，學者們對城市生態(tài)空間展開了大量的研究，并且取得了較多研究成果，而關于自然生態(tài)空間研究較少，且主要圍繞自然生態(tài)空間的概念內(nèi)涵、利用與保護、景觀格局、生態(tài)系統(tǒng)服務功能等方面開展研究，缺乏基于計量方法對文獻歸納與總結。因此，通過CiteSpace軟件生成可視化知識圖譜，對1992—2018年中國自然生態(tài)空間的研究成果進行關鍵詞、發(fā)文作者和發(fā)文機構共現(xiàn)分析，對從總體上把握中國自然生態(tài)空間研究的動態(tài)變化具有重大意義。

一 數(shù)據(jù)來源與研究方法

(一)數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)主要來源于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中的核心期刊和CSSCI來源期刊。通過檢索主題詞自然生態(tài)空間、生態(tài)用地、重點生態(tài)功能區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)、自然保護區(qū)、風景區(qū)和公園，共檢索出文獻2 889篇，在經(jīng)過整理和去除會議征稿、卷首語、重復文獻等，共篩選出重點文獻583篇，年份主要分布在1992—2018年之間。

(二)研究方法

CiteSpace是美國德雷塞爾大學陳超美博士與大連理工大學WISE實驗室聯(lián)合開發(fā)的可視化分析軟件[8-9]，其主要用于識別和顯示一個學科或知識領域的發(fā)展新趨勢與新動態(tài)[10]。本文主要借助于CiteSpace軟件的關鍵詞共現(xiàn)分析、作者分析、機構分析和強大的可視化與統(tǒng)計功能，來揭示中國自然生態(tài)空間研究的主要內(nèi)容和發(fā)展前沿。具體操作流程為：在CiteSpace軟件中將時間跨度設為1992—2018年，年份切片設為1年，每個時間分區(qū)選擇出現(xiàn)頻率最高的前50個數(shù)據(jù)，節(jié)點類型分別選擇關鍵詞、作者、機構，最后分別生成可視化知圖譜。

二 結果分析

(一)基于關鍵詞共現(xiàn)的研究熱點分析

關鍵詞是一篇文章核心內(nèi)容的提煉，其能體現(xiàn)一個研究領域的研究熱點[11]。為此利用CiteSpace對樣本文獻的關鍵詞進行共現(xiàn)分析，生成可視化知識圖譜，圖 1中共有節(jié)點98個，連接125個，網(wǎng)絡密度為0.026 3。其中節(jié)點越大代表關鍵詞出現(xiàn)的頻次越高[12]，根據(jù)普萊斯定律，提取出20個頻次不小于5的關鍵詞作為高頻關鍵詞[13](表1)，除去代表自然生態(tài)空間的關鍵詞，可以發(fā)現(xiàn)“生態(tài)旅游”“景觀格局”“生物多樣性”“生態(tài)系統(tǒng)服務”“可持續(xù)發(fā)展”“保護成效”等是該領域的研究熱點。

與此同時，通過進一步對知識圖譜中出現(xiàn)的高頻關鍵詞所對應的相關文獻進行梳理，發(fā)現(xiàn)中國自然生態(tài)空間研究呈現(xiàn)以下特征：在研究對象上，“自然保護區(qū)”“生態(tài)用地”“濕地”“城市公園”“森林公園”“國家公園”等都是中國自然生態(tài)空間研究的重要對象，目前相關研究主要是圍繞這些自然生態(tài)空間展開的；在研究內(nèi)容上，自然生態(tài)空間的利用與生態(tài)環(huán)境保護、景觀格局、生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估等是主要關注內(nèi)容；在研究方法上，遙感、GIS技術和數(shù)學模型廣泛應用于定量化研究中；在研究視角上，自然生態(tài)空間研究主要是圍繞生態(tài)學、景觀生態(tài)學以及地理學等視角展開的。

圖1 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究關鍵詞圖譜

表1 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究核心關鍵詞概況

(二)基于關鍵詞共現(xiàn)的研究內(nèi)容分析

為了全面把握當前中國自然生態(tài)空間研究的發(fā)展動態(tài)、存在的不足和發(fā)展趨勢，本文在對相關研究的主要特征進行歸納總結的基礎之上，進一步剖析了中國自然生態(tài)空間研究的成果。發(fā)現(xiàn)，中國學者對自然生態(tài)空間的研究主要集中在以下幾個方面:

一是自然生態(tài)空間的概念內(nèi)涵研究。準確把握自然生態(tài)空間的內(nèi)涵是深化中國自然生態(tài)空間研究的基礎與前提。目前，學術界關于自然生態(tài)空間的概念界定還未統(tǒng)一，主要有廣義和狹義之分。狹義說的觀點認為自然生態(tài)空間是指具有自然屬性、以提供生態(tài)產(chǎn)品或生態(tài)服務為主導功能的國土空間，主要涵蓋森林、草原、濕地、河流、湖泊、灘涂、岸線、海洋、荒地、荒漠、戈壁、冰川、高山凍原、無居民海島等各類自然生態(tài)系統(tǒng)[14]；廣義說的觀點認為自然生態(tài)空間不僅包括森林、濕地、草原、海洋、灘涂等天然形成的生態(tài)空間，也會存在一些人類加以改造后的生態(tài)空間，其中學者喬朝飛指出廣義的自然生態(tài)空間是由各類狹義的自然生態(tài)空間構成的國土空間，主要包括重點生態(tài)功能區(qū)和禁止開發(fā)區(qū)域[1]?？梢?，以上兩種觀點的分歧主要在于自然生態(tài)空間范圍上的界定。

二是自然生態(tài)空間景觀格局研究。研究自然生態(tài)空間景觀格局有助于人們客觀、全面地把握自然生態(tài)空間生態(tài)系統(tǒng)格局的完整性和生態(tài)健康狀況[15]。而現(xiàn)階段，國內(nèi)學者對于自然生態(tài)空間景觀格局的研究主要是從自然生態(tài)空間景觀格局的空間異質(zhì)性和時間異質(zhì)性兩個方面展開的?？臻g異質(zhì)性是靜態(tài)分析，主要表現(xiàn)為對自然生態(tài)空間景觀的空間分異特征的研究[16]；時間分異性屬于典型的動態(tài)研究，其在于揭示自然生態(tài)空間景觀格局的演變規(guī)律。目前國內(nèi)學者在對自然生態(tài)空間景觀格局時空演變進行了大量研究，發(fā)現(xiàn)自然生態(tài)空間景觀格局變化會對自然生態(tài)空間生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動產(chǎn)生影響，制約多種生態(tài)過程[17]?；诖?，學者們在自然生態(tài)空間景觀動態(tài)變化研究的基礎上，對自然生態(tài)空間景觀格局的驅(qū)動因素和預測機制展開了分析，以期通過揭示景觀變化的原因和預測未來變化方向、過程，來達到保護自然生態(tài)空間生態(tài)環(huán)境的目的。

三是自然生態(tài)空間利用與保護研究。自然生態(tài)空間是人類賴以生存的物質(zhì)基礎和空間載體[18],是保障和維護國家生態(tài)安全的底線和生命線[19]。然而，源于自然生態(tài)空間固有的生態(tài)脆弱性和生態(tài)敏感性，使得自然生態(tài)空間易受社會經(jīng)濟活動和人為無序干擾的影響。趙廣華等從宏觀角度，借助地理信息系統(tǒng)手段對中國自然保護區(qū)人類活動強度與自然環(huán)境的關系進行了分析，結果表明人類活動越劇烈、生態(tài)受威脅程度越嚴峻[20]。尤其是現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，旅游業(yè)也快速興起，自然生態(tài)空間開發(fā)利用程度較高，人類活動頻繁,自然生態(tài)系統(tǒng)正在日趨退化,加強自然生態(tài)空間生態(tài)保護和環(huán)境的治理刻不容緩[21]。為此怎樣在享受自然生態(tài)空間提供的旅游產(chǎn)品和服務的同時保持自然生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，做到生態(tài)旅游，成為學者們重點關注主題之一，其中學者王媛媛等指出在對自然景觀資源進行開發(fā)時，需輔以相應的保護措施，以實現(xiàn)自然生態(tài)景觀的可持續(xù)發(fā)展[22]。

四是自然生態(tài)空間的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估研究。自然生態(tài)空間的生態(tài)系統(tǒng)服務價值功能是指自然生態(tài)空間生態(tài)系統(tǒng)形成的人類賴以生存與發(fā)展的自然環(huán)境條件、產(chǎn)品和服務[23]，主要包括文化服務功能、產(chǎn)品提供功能和調(diào)節(jié)功能[24]。自然生態(tài)空間生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估研究是自然生態(tài)空間研究的主要內(nèi)容，對其定量分析與評價能夠把自然生態(tài)空間生態(tài)系統(tǒng)對人類的貢獻以直觀的經(jīng)濟數(shù)字的形式表現(xiàn)出來[25]，有利于喚醒和增強人們對自然生態(tài)空間的保護意識，這對于自然生態(tài)空間維護和生態(tài)系統(tǒng)服務功能強化具有重要意義[26]。而為了定量把握我國自然生態(tài)空間生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值，我國一大批學者如趙同謙、魯紹偉、李哲等利用不同方法、針對不同地域展開了大量實證研究[27-29]。但早期的研究主要側(cè)重于中國自然生態(tài)空間生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的靜態(tài)分析，后期隨著研究的不斷深入，學者們開始進行長時序的生態(tài)服務功能價值的動態(tài)變化研究以及影響因素分析。

(三)突現(xiàn)關鍵詞分析

突現(xiàn)詞是在一定時期內(nèi)劇增的關鍵詞，對于識別某一研究領域的前沿趨勢具有突出的作用[30]，因此本研究基于CiteSpace的突現(xiàn)詞探測功能，對國內(nèi)自然生態(tài)空間研究的突現(xiàn)詞進行了分析，突現(xiàn)詞分析結果如圖 2所示:1992—2011年期間突現(xiàn)關鍵詞包括風景區(qū)、自然保護區(qū)、生態(tài)旅游、可持續(xù)發(fā)展和濕地，從突現(xiàn)詞呈現(xiàn)結果來看，風景區(qū)、自然保護區(qū)和濕地是這一階段自然生態(tài)空間研究的重點對象，改革開放以來，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，人們在物質(zhì)生活得到改善的同時，開始不斷豐富自己的精神生活，為此以這一類自然生態(tài)空間為依托的生態(tài)旅游在我國迅速興起，而生態(tài)旅游的發(fā)展所帶來的是這一類自然生態(tài)空間內(nèi)人類活動的加劇，這在一定程度上對自然生態(tài)空間的生態(tài)系統(tǒng)造成干擾，使得學者們針對這一類自然生態(tài)空間開展了生態(tài)旅游與可持續(xù)發(fā)展研究，從深層次來講生態(tài)旅游與可持續(xù)發(fā)展的關系是自然生態(tài)空間開發(fā)利用與保護的反映。2012—2014年間呈現(xiàn)的突現(xiàn)關鍵詞為城市公園，2012年中央經(jīng)濟會議明確提出要把生態(tài)文明理念融入到城鎮(zhèn)化建設進展中[31]，旨在打造以城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、生態(tài)宜居、和諧發(fā)展等為基本特征的城鎮(zhèn)化，而城市公園在新型城鎮(zhèn)化建設中發(fā)揮著重要的作用，從而引起了學者們的關注。2015—2018年在進一步深入研究的基礎上，出現(xiàn)的突現(xiàn)關鍵詞為生態(tài)用地和國家公園，這主要得益于2015年審議通過的《生態(tài)文明體制改革總體方案》要求保護森林、草原、河流、湖泊、濕地、海洋等自然生態(tài)用地；其次2017年國家印發(fā)了《建立國家公園體制總體方案》要求建設國家公園體制，以此達到保護自然生態(tài)系統(tǒng)的目的，這一系列的政策極大地推動了學者們對與生態(tài)用地與國家公園這類自然生態(tài)空間的研究。

圖2 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究突現(xiàn)詞圖譜

(四)發(fā)文量分析

從圖 3看，中國自然生態(tài)空間研究從1992—2018年的發(fā)文量總體呈上升趨勢，這表明隨著工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的快速推進，自然生態(tài)空間被擠占和生態(tài)功能弱化問題引起了國內(nèi)學者的廣泛關注。根據(jù)增長速度的不同，我國自然生態(tài)空間研究的發(fā)文量又可細分為3個階段：緩慢增長期、急劇增長期、波動增長期。

一是緩慢增長期(1992—2002年)，1992年我國生態(tài)文明建設進入可持續(xù)發(fā)展階段，要求自然資源的開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境自身的更新之間取得平衡。1994年國務院發(fā)布《中華人民共和國自然保護區(qū)條例》，1998年我國又對西部采取退耕還林、還草、還湖的“一退三還”措施。這極大地引起了國內(nèi)學者們對自然生態(tài)空間的關注，在此之后相關研究有所增加，但總體來說，1992—2002年文獻數(shù)量較少，我國自然生態(tài)空間研究還處于探索階段。

二是急劇增長期(2003—2009年)，2003年《退耕還林條例》正式施行，林地面積增加，在很大程度上保護了我國的自然生空間，并且隨著3S技術的廣泛應用，為自然生態(tài)空間研究提供了技術支持，使得這一時期我國自然生態(tài)空間研究成果迅猛增加，發(fā)文總量達153篇。

三是波動增長期(2010—2018年)，2010—2018年源于生態(tài)文明體制改革力度加大[32]，我國自然生態(tài)空間研究出現(xiàn)波動周期，但發(fā)文數(shù)量整體仍呈上升趨勢。2013年11月《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的決定》首次提出“對水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂等自然生態(tài)空間進行統(tǒng)一確權登記”[33]，從一定意義上來說自然生態(tài)空間產(chǎn)權的落實，有利于明確自然生態(tài)空間監(jiān)管與保護的責任。2017年3月國土資源部(現(xiàn)為自然資源部)發(fā)布了《自然生態(tài)空間用途管制辦法(試行)》，該辦法中首次對自然生態(tài)空間的內(nèi)涵進行了界定，這為深化自然生態(tài)空間研究奠定了堅實的基礎。

圖3 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究發(fā)文量

(五)發(fā)文作者分析

通過CiteSpace軟件對583篇文獻的研究作者進行共現(xiàn)分析，得到可視化知識圖譜如圖 4，圖中共有95個節(jié)點，連接100個，網(wǎng)絡密度為0.022 4。圖中節(jié)點代表作者的發(fā)文數(shù)量，節(jié)點間的連接反映作者的合作關系[34]。從研究作者發(fā)文量來看(表2)，王偉和李俊生發(fā)表文獻數(shù)量最多，分別達到7篇與5篇，其次是王昌海、陳利頂、徐衛(wèi)華、劉方正、歐陽志云、鐘林生，均超過4篇，其中發(fā)文量3篇以上的有13位，占所有作者發(fā)文總量的2.23%，這表明中國自然生態(tài)空間研究作者集中度較低，各作者群之間較為獨立，不同研究團隊、不同作者之間學術聯(lián)系較弱，呈現(xiàn)出“整體分散，部分集中”的特點。當前，相對集中的作者群主要有王偉、李俊生、劉方正等組成的研究團隊和王昌海、溫利亞、司開創(chuàng)等組成的研究團隊。這些核心研究團隊在該項研究領域中處于中堅力量，他們的研究成果為中國自然生態(tài)空間研究奠定了發(fā)展基礎，并在一定程度上影響著未來中國自然生態(tài)空間研究的發(fā)展方向。

圖4 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究發(fā)文作者圖譜

表2 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究核心作者概況

(六)發(fā)文機構分析

發(fā)文機構知識圖譜如圖 5所示，圖中節(jié)點60個，連接36個，網(wǎng)絡密度為0.020 3，表明各研究機構之間存在一定的聯(lián)系。目前，已形成了以中國科學院地理科學與資源研究所為核心的合作網(wǎng)絡和以北京林業(yè)大學為核心的合作網(wǎng)絡，但是聯(lián)系程度較低，因此各研究機構之間應不斷開展學術交流活動，以促進各科研機構的交流與協(xié)作。從研究機構發(fā)文頻次來看(表3)，發(fā)文量排名前10的研究機構發(fā)文數(shù)量共有121篇，占所有研究機構總發(fā)文量的20.75%。其中中國科學院地理科學與資源研究所是發(fā)文量最多的機構，達到了30篇，占比5.15%；其次是中國科學院大學，為21篇，占比3.60%。由此可見，進行中國自然生態(tài)空間研究的科研機構較為集中，但是不同機構之間成果產(chǎn)出存在一定的差異。從空間分布來看，中國自然生態(tài)空間研究的多產(chǎn)機構主要分布在華北和西北區(qū)域。華北區(qū)域以北京為聚集點，這里作為中國的政治與文化中心，集聚了大量的優(yōu)秀科研人才，這使得該地區(qū)在自然生態(tài)空間研究方面的科研工作發(fā)展最為快速；其次西北區(qū)域以新疆烏魯木齊為中心向西安擴散，該地區(qū)是典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，生態(tài)環(huán)境的高要求極大地推動了該地區(qū)自然生態(tài)空間研究的發(fā)展。

圖5 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究發(fā)文機構圖譜

表3 1992—2018年中國自然生態(tài)空間研究核心機構概況

三 結論與討論

(一)結論

本研究基于CiteSpace 對 1992—2018年間中國自然生態(tài)空間研究的583篇相關文獻進行計量統(tǒng)計與可視化分析，研究結果表明：

從發(fā)文量的時間特征來看，我國自然生態(tài)空間研究近30年來經(jīng)歷了緩慢增長期(1992—2002年)、快速發(fā)展期(2003—2009年)、波動增長期(2010—2018年) 3個階段，總體呈波動上升趨勢，其中自然生態(tài)空間研究的發(fā)文量與國家政策措施呈正相關性。

從發(fā)文作者來看，呈現(xiàn)出“整體分散，部分集中”的特征，各學術團隊之間較為獨立，學者間聯(lián)系較弱，只有部分學者形成了分別以王偉和王昌海為代表的的學術團隊，因此不同學術團隊、不同學者之間還需進一步加強學術交流。

從發(fā)文機構來看，位于華北與西北兩個地區(qū)的研究機構的研究成果較多，整體上以這兩個區(qū)域為核心，向周邊擴散，并初步形成了交流與合作網(wǎng)絡，但各研究機構之間聯(lián)系還較弱，發(fā)文數(shù)量在全國各機構之間的差異較為懸殊，這主要受地區(qū)的科研能力和生態(tài)環(huán)境保護要求的影響。

從關鍵詞共現(xiàn)分析來看，“生態(tài)旅游”“景觀格局”“生物多樣性”“可達性”“保護成效”“價值評估”“生態(tài)系統(tǒng)服務”“生態(tài)系統(tǒng)服務價值”是近30年來中國自然生態(tài)空間研究的熱點主題，同時通過對各個熱點主題進行深入剖析，發(fā)現(xiàn)中國自然生態(tài)空間的利用與生態(tài)環(huán)境保護、景觀格局、生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估等是中國自然生態(tài)空間研究的重要內(nèi)容。

從突現(xiàn)關鍵詞分析來看，隨著時間的推移與國家政策的推進，學者們自然生態(tài)空間研究的對象也在改變，1992—2011年期間自然生態(tài)空間研究主要對象為風景區(qū)、自然保護區(qū)和濕地，2012—2014年時期為城市公園，2015—2018年為生態(tài)用地和國家公園。

(二)討論

近年來，中國學者基于生態(tài)文明理論和可持續(xù)發(fā)展理論對典型自然生態(tài)空間進行了研究。尤其是自然生態(tài)空間的概念內(nèi)涵、自然生態(tài)空間的景觀格局、自然生態(tài)空間利用與保護及自然生態(tài)空間的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估等成為學者們的主要研究內(nèi)容，并且取得了豐碩的研究成果。

但總體來說，中國自然生態(tài)空間研究也存在一些不足之處。從研究內(nèi)容看，現(xiàn)有研究主要致力于自然生態(tài)空間概念的探討，對自然生態(tài)空間范圍劃定、分類體系和識別方法研究不夠；更多的是對自然生態(tài)空間的實證分析，對空間占用、轉(zhuǎn)用和退出等行為的管制策略研究明顯不足。從技術層面看，中國自然生態(tài)空間現(xiàn)有研究中主要側(cè)重于遙感和GIS技術方法和傳統(tǒng)定量評價方法的單項運用。

目前，我國正處在生態(tài)文明體制改革的關鍵時期，中國自然生態(tài)空間研究對于我國生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)文明建設具有重要意義。未來時期內(nèi)中國自然生態(tài)空間研究，一是明確自然生態(tài)空間范圍，并在此基礎之上，加強對自然生態(tài)空間的分類體系、識別方法的探討；二是加強對自然生態(tài)空間用途管制研究，通過劃定生態(tài)保護紅線、分區(qū)管制和區(qū)域準入等[19]，來維持自然生態(tài)空間的穩(wěn)定，同時對生態(tài)系統(tǒng)結構和功能弱化的自然生態(tài)空間進行生態(tài)修復與治理研究。三是開展3S技術與數(shù)理模型相結合的應用研究，為生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值測算、景觀格局的時空動態(tài)變化及發(fā)展預測提供科學依據(jù)。