基于Web of Science數(shù)據(jù)庫的濕地修復(fù)研究發(fā)展態(tài)勢分析

袁潔 ，趙晏強(qiáng) *

1. 中國科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心，湖北 武漢 430071；2. 科技大數(shù)據(jù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430071

作為自然界中最重要的一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，濕地具有無法被替代的功能，而且能為各種生命提供必需的生存條件和資源。被譽(yù)為“自然之腎”的濕地具有調(diào)節(jié)氣候、改善水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性、降解污染、控制侵蝕等多種重要功能，并且在維持區(qū)域生態(tài)平衡和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用（Zhou et al.，2020）。然而，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的急劇增長也帶來了濕地?cái)?shù)量和質(zhì)量下降的問題，對濕地缺乏有效的保護(hù)和管理，導(dǎo)致全球環(huán)境的不斷惡化，自然災(zāi)害頻發(fā)，氣候逐漸變暖，濕地的重要性也逐漸彰顯，保護(hù)和修復(fù)濕地刻不容緩（Gomez-Baggethum et al.，2019）。當(dāng)前國際上十分重視濕地生態(tài)修復(fù)工作，已經(jīng)建立了各種類型的濕地保護(hù)體系，從而幫助加快推進(jìn)濕地修復(fù)的各項(xiàng)工作進(jìn)程（Zhou et al.，2020；王學(xué)雷等，2020）。同時(shí)，各研究學(xué)者也將濕地生態(tài)修復(fù)列為了研究的重點(diǎn)。

中國“十四五”規(guī)劃中提出，堅(jiān)持綠色發(fā)展、生態(tài)優(yōu)先的發(fā)展戰(zhàn)略，加強(qiáng)大江大河和重要湖泊濕地生態(tài)保護(hù)治理，切實(shí)把生態(tài)環(huán)境修復(fù)保護(hù)擺在壓倒性位置。基于中國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的遠(yuǎn)景目標(biāo)，需要對當(dāng)前領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢有相對系統(tǒng)的了解，并對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行有效預(yù)測。目前已有大量文獻(xiàn)對濕地生態(tài)修復(fù)進(jìn)行了全面分析，但都主要基于綜述的形式，而文獻(xiàn)計(jì)量的方法則可用多指標(biāo)綜合分析領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢，在提高分析效率、可視化分析效果以及豐富分析維度方面有明顯的優(yōu)勢，更加客觀和直觀地展示分析結(jié)果（陳晶等，2014）。本研究采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的原理和方法，統(tǒng)計(jì) 1990—2020年全球濕地修復(fù)領(lǐng)域的發(fā)文量，主要發(fā)文國家、機(jī)構(gòu)等，基于高被引論文信息分析當(dāng)前濕地修復(fù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢，為相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者提供新的研究參考。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與搜集

WOS（Web of Science）是一個(gè)由科瑞唯安公司獨(dú)立運(yùn)行的大型綜合性多學(xué)科科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫，包含具有全球影響力的高質(zhì)量同行評議期刊文獻(xiàn)，是國內(nèi)外學(xué)者獲取文獻(xiàn)信息最常用的數(shù)據(jù)平臺(tái)。本文的文獻(xiàn)信息來源于WOS的SCIE數(shù)據(jù)庫，檢索策略為：“TS=(wetland* restoration)”，時(shí)間跨度為 1990—2020年，文獻(xiàn)類型為“Article”和“Review”，共檢索得到5726條有效數(shù)據(jù)。檢索時(shí)間為2020年12月21日。

1.2 研究方法

DDA（Derwent Data Analyzer）是美國 Thomson公司開發(fā)的一款具備相對完善的分析功能的文本挖掘軟件，能夠?qū)ξ谋緮?shù)據(jù)進(jìn)行多角度的數(shù)據(jù)挖掘和可視化的全景分析。利用DDA軟件對文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，借助DDA分析軟件的數(shù)據(jù)清洗功能，采用軟件自帶的敘詞表和計(jì)算公式，對作者、機(jī)構(gòu)、國家、關(guān)鍵詞等字段進(jìn)行清洗，最終獲取歸類匯總的待分析數(shù)據(jù)。VOSviewer是由荷蘭萊頓大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究中心的Nees Jan van Eck和Ludo Waltman博士在 2010年聯(lián)合開發(fā)的一款文獻(xiàn)分析和知識可視化軟件，分析功能較為全面，如共詞分析、共被引分析和文獻(xiàn)耦合分析等，并可將其結(jié)果進(jìn)行聚類可視化展示（Van Eck，2010；李曉曼等，2015）。將清洗后的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到VOSviewer軟件中，聚類分析出待分析領(lǐng)域的研究方向和研究熱點(diǎn)。

利用h指數(shù)（h-index）分析各國家和機(jī)構(gòu)的科研影響力。h指數(shù)是一個(gè)混合量化指標(biāo)，指的是在發(fā)表的N篇論文中有h篇至少被引用了h次，其余的（N-h）篇被引均小于或等于h次，h指數(shù)越高，表明其學(xué)術(shù)影響力越大。每個(gè)國家、機(jī)構(gòu)及作者的h指數(shù)在WOS網(wǎng)站的“創(chuàng)建引文報(bào)告”中獲取。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量總體趨勢

對一個(gè)研究領(lǐng)域的發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以反映該領(lǐng)域在特定時(shí)間內(nèi)的研究熱度以及未來的發(fā)展變化趨勢。全球的濕地修復(fù)研究大約從 1983年開始，但初始階段發(fā)表的論文較少，1991年的發(fā)文量為8篇，之后SCI論文的年發(fā)文量保持穩(wěn)步上升態(tài)勢。主要是因?yàn)槊绹?1975—1985年期間有多個(gè)受損濕地恢復(fù)和重建方面的項(xiàng)目得到了資助。1990—1991年，聯(lián)邦政府環(huán)境保護(hù)局（EPA）、國家研究委員會(huì)（NRC）、水科學(xué)技術(shù)部的水域生態(tài)恢復(fù)委員會(huì)（CRAM）和農(nóng)業(yè)部提出了龐大的濕地修復(fù)計(jì)劃，旨在保護(hù)和恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物完整性。從而帶動(dòng)了全球濕地修復(fù)領(lǐng)域的科技發(fā)展。

SCI論文發(fā)文量曲線顯示（圖1），1990—2000年增長較為平緩，2001—2015年發(fā)文量大幅度增加，2016年后發(fā)文量再次急劇增加，可能的主要原因是2010年美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）啟動(dòng)五大湖恢復(fù)行動(dòng)計(jì)劃（GLRI），其中安排部分資金用于濕地恢復(fù)項(xiàng)目。2015年1月全球環(huán)境基金撥款2.1億美元資助城市低排放示范項(xiàng)目，其中將“天然濕地凈損失”納入關(guān)鍵績效指標(biāo)。這一舉措有效推動(dòng)了濕地保護(hù)與恢復(fù)工作的進(jìn)行。

圖1 1990—2020年濕地修復(fù)領(lǐng)域年發(fā)文量Fig. 1 Number of published literatures on wetland restoration in 1990-2020

2.2 SCI論文主要貢獻(xiàn)國家分析

SCI論文主要的發(fā)文國家有109個(gè)，其中美國的發(fā)文量遙遙領(lǐng)先（3031篇），占總發(fā)文量的52.93%，體現(xiàn)了美國在濕地修復(fù)研究領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢。這主要是因?yàn)槊绹菨竦匦迯?fù)方面開展研究最早的國家。中國在濕地修復(fù)領(lǐng)域的工作起步較晚，發(fā)文量雖位居第 2，但遠(yuǎn)低于美國，表明中國在該領(lǐng)域的研究還要繼續(xù)加強(qiáng)。澳大利亞、加拿大、英國、荷蘭、德國、西班牙、法國、瑞典、意大利的發(fā)文量分別排名前10，且發(fā)文量均相差不大（圖2）。

圖2 濕地修復(fù)領(lǐng)域發(fā)文量TOP20國家Fig. 2 The top 20 countries of published papers on wetland restoration

從論文主要貢獻(xiàn)國家的論文被引用情況來看（表1），美國的總被引頻次和h指數(shù)顯著高于其他國家，約為中國的8倍，這不僅是因?yàn)槠浒l(fā)文量高，也反映了其文章較高的影響力。雖然澳大利亞、加拿大、英國、荷蘭、德國、西班牙、法國、瑞典等國家的總發(fā)文數(shù)量顯著低于中國和美國，但論文的篇均被引頻次均在20以上，顯著高于中國（11.98），且與美國相當(dāng)或甚至高于美國。以上國家的發(fā)文體量雖然較小，但單篇文章的影響力較高，表明這幾個(gè)國家的文章水平較高，這些國家可能在濕地修復(fù)領(lǐng)域的某些特定研究方向占據(jù)領(lǐng)先地位，尤其是瑞典、澳大利亞以及荷蘭?？傮w上濕地修復(fù)研究在歐美國家發(fā)展較成熟。

表1 濕地修復(fù)領(lǐng)域主要國家發(fā)文情況Table 1 The published papers of most productive countries on wetland restoration

2.3 研究機(jī)構(gòu)分析

2.3.1 機(jī)構(gòu)發(fā)文量分析

對全球濕地修復(fù)領(lǐng)域的發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析（圖3），美國地質(zhì)調(diào)查局（US Geol Survey）、中國科學(xué)院（Chinese Acad Sci）和路易斯安那州立大學(xué)（Louisiana State Univ）的發(fā)文量排名前三。發(fā)文量前10的研究機(jī)構(gòu)中，有2個(gè)是中國機(jī)構(gòu)，分別為中國科學(xué)院（252篇）和北京師范大學(xué)（82篇），其他均為美國下屬機(jī)構(gòu)，表明了美國在該領(lǐng)域絕對的優(yōu)勢和領(lǐng)先的地位。中國雖然排名第二，但與美國差距懸殊，中國在該領(lǐng)域可以借鑒美國的研究經(jīng)驗(yàn)和科研投入，加強(qiáng)科學(xué)研究。

圖3 濕地修復(fù)領(lǐng)域發(fā)文量TOP10機(jī)構(gòu)Fig. 3 The top 10 institutions of publication on wetland restoration

2.3.2 機(jī)構(gòu)合作分析

機(jī)構(gòu)的合作情況從一定程度上反映了某個(gè)領(lǐng)域的研究力量分布。由圖4可以看出，美國地質(zhì)調(diào)查局、中國科學(xué)院、路易斯安那州立大學(xué)等機(jī)構(gòu)處于研究領(lǐng)域的核心地位，研究活躍且與其他機(jī)構(gòu)的合作較密切。與中國科學(xué)院合作較密切的機(jī)構(gòu)主要有北京師范大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、水資源管理局等，后期應(yīng)加強(qiáng)國際合作，擴(kuò)大交流，充分學(xué)習(xí)和借鑒其他國家和機(jī)構(gòu)先進(jìn)的技術(shù)和研究方法。

圖4 濕地修復(fù)領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)合作共現(xiàn)圖譜Fig. 4 The co-occurrence map of research institutions on wetland restoration

2.4 發(fā)文作者分析

對該領(lǐng)域發(fā)文量前十的作者進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)（表2），發(fā)文量和h指數(shù)最高的作者均來自美國下屬研究機(jī)構(gòu)。發(fā)文量前十的作者中，有8名來自美國，2名來自中國，且中國的兩位作者的發(fā)文量和h指數(shù)均與美國的作者存在一定差距，在發(fā)文數(shù)量和質(zhì)量上均有待提高。

表2 濕地修復(fù)領(lǐng)域排名前10發(fā)文作者分析Table 2 The top 10 authors on wetland restoration

2.5 高被引論文分析

高被引論文表明論文具有一定的重要性和創(chuàng)新性，能解決相對重要的科學(xué)問題，其研究內(nèi)容可反映出當(dāng)前研究領(lǐng)域內(nèi)的新興研究方向（李曉曼等，2015）。因此，本研究對濕地修復(fù)領(lǐng)域內(nèi)的高被引論文進(jìn)行分析以了解當(dāng)前的優(yōu)勢方向。共遴選出23篇高被引論文，其中對被引頻次排名TOP 10的論文進(jìn)行解讀和分析（表3）。

表3 濕地修復(fù)領(lǐng)域高被引論文排名Table 3 The rank of highly cited papers on wetland restoration

以上10篇論文中共有5篇綜述和5篇研究論文。發(fā)文作者主要來自美國、澳大利亞、加拿大、英國、德國等國家，沒有中國的作者。10篇高被引論文主要發(fā)表在JCR分區(qū)的Q1，且影響因子均較高，表明這幾篇綜述及研究論文的內(nèi)容能代表當(dāng)前濕地修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

主要研究內(nèi)容包含以下3個(gè)方面，（1）生物多樣性保護(hù)。中國濕地類型分布于多種地域，跨越多種氣候帶，生境類型多樣，生物資源豐富。濕地是生物多樣性最為富有的生態(tài)系統(tǒng)，包含類型多樣的濕地植物和動(dòng)物，其復(fù)雜的植物群落結(jié)構(gòu)能為各種野生動(dòng)物提供良好的棲息場所。處于特殊地理位置的濕地，能為自然界提供天然的基因庫，而且對于維持生物多樣性具有重要意義。保護(hù)濕地就要保護(hù)生物多樣性（張明祥，2017；孫工棋等，2020；鐘勝財(cái)?shù)龋?020）。（2）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能變化。濕地生態(tài)系統(tǒng)由各種生物因子與非生物因子組成，各組成部分之間進(jìn)行通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，這也組成了濕地的功能特征（周天元等，2020；朱金峰等，2020）。濕地是獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，不僅表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上，還有功能上的多樣性，濕地具有調(diào)節(jié)氣候、美化環(huán)境、防洪抗旱、為動(dòng)植物提供棲息地、提供豐富的生物資源、提供寶貴的土地資源和礦產(chǎn)資源等功能，同時(shí)具有較高的科研和教育價(jià)值（Ghosh et al.，2020；Nayana et al.，2020；Rapinel et al.，2020；Zhou et al.，2020）。所以對濕地修復(fù)中生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化研究有重要的意義。（3）自然氣候解決方案應(yīng)用于濕地恢復(fù)?；谧匀唤鉀Q方案是指“受到自然的啟發(fā)和支持，持續(xù)地管理和利用自然或改造的生態(tài)系統(tǒng)，以有效和適應(yīng)性地應(yīng)對社會(huì)-環(huán)境挑戰(zhàn)，同時(shí)益于人類福祉和生物多樣性”（徐愛霞等，2019；安巖等，2021)。國際上日益重視基于自然解決方案，且中國在海綿城市建設(shè)和生態(tài)修復(fù)等領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用（Nesshover et al.，2017；王旭豪等，2020）。

2.6 研究熱點(diǎn)與未來研究方向分析

對關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析可直觀地反映出該研究領(lǐng)域的主要研究方向和研究熱點(diǎn)。本研究運(yùn)用VOSViewer中的關(guān)鍵詞共現(xiàn)功能，得到以下知識圖譜（圖 5）?？梢钥吹?，出現(xiàn)頻次較高的是“管理（management）”、“植被（vegetation）”、“生物多樣性（biodiversity）”、“保護(hù)（conservation）”、“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（ecosystem services）”等。這一結(jié)果與上節(jié)中的“高被引論文分析”結(jié)果有較好的相關(guān)性，表明國際上對濕地修復(fù)領(lǐng)域的研究主要關(guān)注于生物多樣性保護(hù)、植被管理、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等方面，相關(guān)領(lǐng)域的研究也日趨完善。在 2016年第十屆國際濕地大會(huì)上，重點(diǎn)圍繞“全球氣候變化下生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的濕地相關(guān)熱點(diǎn)問題”開展了專題討論，當(dāng)前的濕地保護(hù)恢復(fù)（尤其是中國）還存在一些問題，進(jìn)一步深入探討濕地保護(hù)修復(fù)研究未來的發(fā)展方向，對共同促進(jìn)濕地保護(hù)和生態(tài)文明建設(shè)非常必要。

圖5 濕地修復(fù)領(lǐng)域高頻詞共現(xiàn)主題聚類可視化結(jié)果Fig. 5 Topic clustering results of high frequency word co-occurrence on wetland restoration

（1）關(guān)注小微濕地。中國有大量的小微型濕地，它們也有著濕地共同普遍的生態(tài)功能。但是由于前期主要注重對大型濕地的保護(hù)和修復(fù)，而對于城市及農(nóng)村的小微濕地生態(tài)狀況有所忽視。未來應(yīng)加強(qiáng)探索小微濕地的修復(fù)模式，這也是對于擴(kuò)大濕地面積和全面開展?jié)竦匦迯?fù)工作有著重要意義（崔麗娟等，2021）。

（2）應(yīng)用中度干擾假說。1978年Connell等人提出“中度干擾假說”，認(rèn)為受到中等程度的干擾的群落其物種豐富度最高。因此，在濕地修復(fù)過程中，充分評估濕地的生態(tài)狀況，把握好人工干擾的時(shí)機(jī)和程度，對濕地進(jìn)行適度適時(shí)的干擾，從而促進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和穩(wěn)定。

（3）開展全面性保護(hù)濕地。中國于 2003年和2013年開展了兩次全國性的濕地資源調(diào)查。2016年中國印發(fā)了《全國濕地保護(hù)“十三五”實(shí)施規(guī)劃》，表明中國已進(jìn)入了“全面性保護(hù)”階段。未來的濕地保護(hù)工作應(yīng)從改善氣候環(huán)境、控制外來物種入侵、限制旅游開發(fā)等方面入手，全方位開展?jié)竦乇Ｗo(hù)恢復(fù)工作。

3 討論

濕地資源與人類的生存息息相關(guān)，開展?jié)竦厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)功能修復(fù)，對于維護(hù)濕地生物多樣性保護(hù)、增強(qiáng)濕地生態(tài)功能，進(jìn)而維持區(qū)域生態(tài)平衡和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義（RCW，2018）。通過對濕地修復(fù)領(lǐng)域1990—2020年間SCI論文進(jìn)行計(jì)量分析，發(fā)現(xiàn)全球在濕地修復(fù)領(lǐng)域的發(fā)文量呈穩(wěn)步增長態(tài)勢，且近5年處于快速增長階段。美國是濕地修復(fù)領(lǐng)域發(fā)文量最多的國家，且總被引頻次遠(yuǎn)高于其他國家。中國雖然發(fā)文量僅低于美國，但篇均被引次數(shù)較低，在論文的水平和影響力上與其他國家還有很大差距。瑞典、澳大利亞以及荷蘭雖然發(fā)文量較低，但它們可能在濕地修復(fù)領(lǐng)域的某些特定研究方向占據(jù)領(lǐng)先地位，論文的篇均被引頻次較高。因此，中國學(xué)者在后期的學(xué)術(shù)研究中，不僅要關(guān)注發(fā)文量，更應(yīng)提升論文質(zhì)量，從而提高中國研究成果在國際上的影響力。

在研究布局上，中國以及世界上其他國家主要關(guān)注濕地生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能以及氣候變化等方向。在生物多樣性方面，主要關(guān)注魚類、植被、物種豐富度、生物量、植物群落等；在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的恢復(fù)方面，應(yīng)恢復(fù)河湖連通性，開展河湖水系間生態(tài)連通規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究，構(gòu)建河湖濕地水系間生態(tài)連通規(guī)劃技術(shù)體系；氣候變化方面，主要研究濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量，以及濕地與氣候變化之間的反饋?zhàn)饔?。未來?yīng)充分認(rèn)識并發(fā)掘濕地在氣候變化中的作用，加強(qiáng)濕地保護(hù)，發(fā)揮濕地的碳匯功能，有助于實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。

濕地生態(tài)修復(fù)要根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)自身的演替規(guī)律，基于自然解決方案，逐步恢復(fù)濕地生物多樣性，以及濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我平衡（Suding，2011）。同時(shí)，保持人與自然和諧共存的理念，達(dá)到生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。

4 結(jié)論

本研究對 Web of Science中的 SCI數(shù)據(jù)庫的5726篇文獻(xiàn)進(jìn)行分析，分別從發(fā)文量變化趨勢、發(fā)文國家、研究機(jī)構(gòu)及合作、關(guān)鍵詞聚類等方面分析了國內(nèi)外濕地修復(fù)領(lǐng)域的研究狀態(tài)，得出以下結(jié)論，（1）自1990年以來，濕地修復(fù)領(lǐng)域的SCI論文呈穩(wěn)步增長趨勢，表明濕地修復(fù)領(lǐng)域的研究較活躍。（2）美國的發(fā)文量遙遙領(lǐng)先，且遠(yuǎn)高于其他國家，中國在該領(lǐng)域的科研產(chǎn)出有待提高。瑞典和澳大利亞的論文影響力較高。（3）美國地質(zhì)調(diào)查局、中國科學(xué)院和路易斯安那州立大學(xué)的發(fā)文量排名前三，且處于國際合作網(wǎng)絡(luò)的中心。中國在該領(lǐng)域的研究與美國的實(shí)力懸殊，今后可以在該領(lǐng)域與以上研究機(jī)構(gòu)開展合作。（4）該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要集中在生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能以及基于自然解決方案等方面，這些也是濕地修復(fù)工程中考慮的關(guān)鍵內(nèi)容，未來應(yīng)加強(qiáng)小微濕地的保護(hù)與恢復(fù)，應(yīng)用中度干擾假說于濕地修復(fù)中，開展全面性的濕地保護(hù)工作。