基于文獻(xiàn)計(jì)量分析的立體綠化研究綜述

莫心怡　劉青　鐘樂(lè)

摘 要 立體綠化是改善城市生態(tài)環(huán)境和城市景觀的有效途徑。以Web of Science核心數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的立體綠化相關(guān)文獻(xiàn)為研究對(duì)象，運(yùn)用CiteSpace對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行知識(shí)圖譜的繪制，展現(xiàn)立體綠化研究文獻(xiàn)的基本特征、領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)以及研究熱點(diǎn)與研究前沿。研究表明，立體綠化研究的熱度較高，已經(jīng)形成較為完善的研究體系，研究?jī)?nèi)容呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，研究深度逐漸提高;研究在生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)林科學(xué)等領(lǐng)域備受關(guān)注，研究視角有多學(xué)科交叉的特征;“維護(hù)城市生態(tài)”和“提升人居環(huán)境”是立體綠化研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域;“面向全局的績(jī)效評(píng)價(jià)”和“面向節(jié)能的營(yíng)建技術(shù)”是立體綠化研究的前沿領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞? 立體綠化;計(jì)量分析;研究熱點(diǎn);研究趨勢(shì)

引用本文格式 莫心怡，劉青，鐘樂(lè).基于文獻(xiàn)計(jì)量分析的立體綠化研究綜述[J].創(chuàng)意設(shè)計(jì)源，2022（1）：70-75.

Review of Vertical Greenery Research Based on Bibliometric Analysis

MO Xinyi， LIU Qing， ZHONG Le

Abstract： Vertical greenery is an effective way to improve the urban ecological environment and urban landscape. The research object is the vertical greenery related literature included in the core database of Web of Science， and the knowledge mapping of the related literature is conducted by using CiteSpace to show the basic characteristics of the vertical greenery research literature， the development of the field， as well as the research hotspots and research frontiers. The study shows that the research on vertical greenery is hot and has formed a relatively complete research system， with diversified research contents and gradually increasing research depth; the research has attracted much attention in the fields of ecology， environmental science， agricultural and forestry science， etc.， and the research perspective has the characteristics of multidisciplinary crossover; "maintaining urban ecology" and the "maintenance of urban ecology" and "improvement of human living environment" are the hot areas of stereoscopic greening research; "global-oriented performance evaluation" and "energy-saving construction technology" are the frontier areas of vertical greenery research.

Key words： vertical greenery; quantitative analysis; research hotspots; research trends

[基金項(xiàng)目]本文系 2021 年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于城市土壤特性及綠地特點(diǎn)的城市綠地滲蓄機(jī)制研究”（項(xiàng)目編號(hào)：32160401）階段性研究成果。

一、研究背景

目前全球已進(jìn)入城市化世紀(jì)（Urban Century）[1]，城市化在給人類(lèi)帶來(lái)便捷生活的同時(shí)，也引發(fā)了諸如熱島效應(yīng)加劇、生物多樣性下降、環(huán)境污染加重、生態(tài)系統(tǒng)退化等生態(tài)問(wèn)題[2-3]。由城市綠色空間提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[4]是應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題的上善之策，其重要性不言而喻。但城市中的建設(shè)用地總量極為有限，又要滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活等不同需求，因此，可拓展為綠地的土地便非常稀少[5]。當(dāng)綠地的面積總量趨于飽和時(shí)，向縱深發(fā)展的立體綠化就成為滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生態(tài)需求的唯一選擇。事實(shí)上，由于立體綠化在減少建筑耗能、熱島效應(yīng)，增加城市生物多樣性方面的出色表現(xiàn)，已成為國(guó)內(nèi)外研究與實(shí)踐的熱點(diǎn)[6]。

中國(guó)正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的進(jìn)程中，按城鎮(zhèn)化率測(cè)算，預(yù)計(jì)到 2050 年將新增 2.55億人進(jìn)入城市生活[7-8]，對(duì)于城市綠色空間的訴求將進(jìn)一步增大。但受限于中國(guó)嚴(yán)格的土地管理制度，綠地與廣場(chǎng)用地面積占城市建設(shè)用地總面積的比例上限為 10%～15%。而在過(guò)去的數(shù)十年間，中國(guó)已有 392 個(gè)綠地率達(dá) 31%以上的國(guó)家園林城市和 19 個(gè)綠地率超過(guò) 38%的國(guó)家生態(tài)園林城市，顯然各城市中綠地面積進(jìn)一步增長(zhǎng)的空間已極為有限，未來(lái)城市建設(shè)用地和城市綠地的矛盾將會(huì)更為尖銳[9]。因此，對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，立體綠化也是城市高密度發(fā)展模式下提升生態(tài)效能、景觀風(fēng)貌以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[10-12]，亟待展開(kāi)相關(guān)研究。

立體綠化是以建（構(gòu)）筑物為載體，主要利用攀援植物，并與其他類(lèi)型植物相配合向空間發(fā)展的綠化形式[13]。目前國(guó)內(nèi)的已有研究在植物品種選擇[14-18]、栽培基質(zhì)選擇[19]、施工技術(shù)[20- 21]以及以雨洪控制效應(yīng)為代表的績(jī)效評(píng)價(jià)[22-23]等方面取得了一定的進(jìn)展，但也存在有研究選題雷同、系統(tǒng)性不強(qiáng)等問(wèn)題。國(guó)外相關(guān)研究起步較早，有相對(duì)成熟的研究體系和經(jīng)驗(yàn)[24]值得借鑒?；谖墨I(xiàn)計(jì)量學(xué)的科學(xué)知識(shí)圖譜分析，能夠?qū)⒘Ⅲw綠化相關(guān)研究動(dòng)態(tài)進(jìn)行更加全面的回顧和更為精準(zhǔn)的分析，因此，本文將通過(guò)這一方法，定量梳理立體綠化研究的概況與發(fā)展脈絡(luò)，揭示該研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域與前沿趨勢(shì)，以期能夠?yàn)楹罄m(xù)的相關(guān)研究提供參考。

二、數(shù)據(jù)與方法

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源

研究所用的數(shù)據(jù)來(lái)源于Web of Science核心數(shù)據(jù)庫(kù)，筆者在2021年 9 月 28 日以相關(guān)主題=（“Vertical Greenery”O(jiān)R“Green Wall”O(jiān)R“Living Wall”O(jiān)R“Green Roof”）展開(kāi)檢索，數(shù)據(jù)采集時(shí)間范圍設(shè)置為 2000—2021 年，對(duì)檢索出的文獻(xiàn)進(jìn)行標(biāo)題和摘要的逐一閱讀之后，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，最終確定 1 120 篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為研究樣本。

（二）研究方法

CiteSpace是目前較權(quán)威的用于分析學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的發(fā)展及其研究熱點(diǎn)、研究前沿和研究趨勢(shì)的文獻(xiàn)計(jì)量研究工具[25-26]。本文通過(guò)CiteSpace軟件對(duì)整理后的 1 120 篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，揭示立體綠化相關(guān)研究的學(xué)科分布、空間分布和發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容。

三、結(jié)果與分析

（一）文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的概況

1.學(xué)科分布

研究主要聚焦于環(huán)境科學(xué)、生態(tài)科學(xué)和工程技術(shù)三個(gè)領(lǐng)域，并將上述領(lǐng)域與

能源和燃料、農(nóng)業(yè)、城市研究等領(lǐng)域形成聯(lián)結(jié)，橫跨理、工、農(nóng)等學(xué)科，呈現(xiàn)出典型的多學(xué)科交叉特征（見(jiàn)圖 1）。

2.共被引期刊分布

1 120 篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)共發(fā)表在 256 種期刊上，其中工程技術(shù)、農(nóng)林科學(xué)、環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)的期刊載文量遠(yuǎn)高于其他刊物，在一定程度上引領(lǐng)了立體綠化研究的前沿（見(jiàn)圖2）。在檢測(cè)出的 70 個(gè)高突現(xiàn)值的期刊中，前 20 個(gè)期刊類(lèi)型還有氣象與大氣、科學(xué)與植物科學(xué)類(lèi)的期刊（見(jiàn)圖 3），反映出立體綠化研究的權(quán)威文獻(xiàn)主要集中在生態(tài)、環(huán)境、工程技術(shù)相關(guān)的研究層面，而其在經(jīng)濟(jì)維度的研究尚未充分展開(kāi)。

3.空間分布分析

美國(guó)是立體綠化研究領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，其發(fā)文量占文獻(xiàn)總量的 21.4%。美國(guó)、中國(guó)、英國(guó)、意大利、澳大利亞、加拿大、法國(guó)、西班牙、日本、希臘等 10 個(gè)國(guó)家的總發(fā)文量占比達(dá) 77.9%，顯然，相關(guān)研究集中于發(fā)達(dá)國(guó)家或城市化程度較高的國(guó)家/地區(qū)（見(jiàn)圖 4）。在研究機(jī)構(gòu)中，香港大學(xué)于 2010 年開(kāi)始發(fā)表該領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)，并以 35 篇的發(fā)文量在機(jī)構(gòu)發(fā)文中排名第一，但與之相對(duì)的是內(nèi)地對(duì)立體綠化的研究起步較晚（見(jiàn)圖 5）。

4.高被引作者分析

高被引作者是指得到了其他研究者對(duì)其研究的充分肯定和借鑒。對(duì)高被引作者進(jìn)行分析往往能真實(shí)反映該領(lǐng)域內(nèi)研究的基礎(chǔ)、積淀和焦點(diǎn)。對(duì)被引頻次在前 10 的作者進(jìn)行分析（見(jiàn)圖 6、表 1），得出以下結(jié)論：（1）立體綠化研究的作者均來(lái)自經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家/地區(qū)，這充分說(shuō)明立體綠化的相關(guān)研究和實(shí)踐與其所在區(qū)域的經(jīng)濟(jì)水平、城市化水平存在密切關(guān)聯(lián);（2）作者們均來(lái)自高校，說(shuō)明相關(guān)研究尚未在實(shí)踐類(lèi)的企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)中得到充分開(kāi)展，立體綠化的相關(guān)研究從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)尚存在一定距離;（3）北美洲、歐洲的高被引作者更關(guān)注立體綠化的多維度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，而來(lái)自新加坡的高被引作者更關(guān)注立體綠化在建筑能耗、城市熱島等方面的績(jī)效，是對(duì)其高密度人居環(huán)境的響應(yīng)，充分表明立體綠化視角的高被引研究有著鮮明的地域性特征。

（二）研究熱點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)

運(yùn)用CiteSpace的關(guān)鍵詞提取和突現(xiàn)詞提取功能，綜合分析高頻研究熱詞（見(jiàn)圖 7、圖8），得出以下結(jié)論：

1.研究?jī)?nèi)容愈發(fā)多元

分析高頻熱詞，可以大致將立體綠

化領(lǐng)域的研究劃分為 3 個(gè)階段：

（1）2010 年以前，關(guān)鍵詞多為屋頂綠化（green roof）、蒸散（evapotranspiration）、干旱（drought）、景天科植物（sedum）等，且 2006 年以前關(guān)鍵詞的中介中心性都未曾達(dá)到 0.1，說(shuō)明立體綠化領(lǐng)域的研究還處于起步階段。這一階段的特征一是將立體綠化的研究局限在屋頂綠化，二是在研究?jī)?nèi)容上僅聚焦于少數(shù)幾個(gè)議題，三是研究深度也較為淺層，多在討論屋頂綠化的養(yǎng)護(hù)管理問(wèn)題，如干旱氣候?qū)ξ蓓斨参锏挠绊慬27]、屋頂綠化景天科植物的養(yǎng)護(hù)[28]等。

（2）2010—2015 年，中介中心性大于 0.1 的關(guān)鍵詞迅速增加，關(guān)鍵詞開(kāi)始深化和細(xì)化，如系統(tǒng)（system）、生物多樣性（biodiversity）、雨水管理（stormwater management）、城市生態(tài)（urban ecology）、熱島效應(yīng)（urban heat island）等，說(shuō)明這一時(shí)期是立體綠化領(lǐng)域研究的蓬勃發(fā)展階段。這一階段的特征一是相關(guān)研究學(xué)者對(duì)于立體綠化的理解更加科學(xué)，不再只局限于屋頂綠化;二是研究?jī)?nèi)容趨于豐富多元，涵蓋立體綠化所能創(chuàng)造的各個(gè)維度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類(lèi)型;三是研究不斷深入，開(kāi)始強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性的立體綠化所能發(fā)揮的作用，而這些作用也進(jìn)一步明確為對(duì)生物多樣性的積極促進(jìn)[29-30]、對(duì)城市雨洪安全的積極影響[31-32]、緩解雨水管理的壓力[33]、緩解熱島效應(yīng)[34]等。

（3）2015 年后，關(guān)鍵詞逐漸分散，并再也沒(méi)有出現(xiàn)中介中心性大于 0.1 的現(xiàn)象，如成本效益分析（cost benefit analysis）、估價(jià)（valuation）、微氣候（microclimate）、住宅建筑（residential building）、健康（health）、戶(hù)外熱舒適（outdoor thermal comfort）等，說(shuō)明這一時(shí)期是立體綠化領(lǐng)域研究的拓展階段。這一階段的特征一是立體綠化的研究熱點(diǎn)不再有大的聚集，雨水管理、城市生態(tài)系統(tǒng)等問(wèn)題的討論逐漸充分;二是研究領(lǐng)域逐漸向經(jīng)濟(jì)[35- 36]、人居環(huán)境[37-41]和建筑能耗[42-44]等領(lǐng)域拓展;三是研究議題逐漸細(xì)化和深化，如研究目標(biāo)開(kāi)始出現(xiàn)涵蓋鄰里或城市規(guī)模的立體綠化網(wǎng)絡(luò)影響，模擬街道規(guī)模的墻體綠化對(duì)城市熱島效應(yīng)的減輕作用[45]，立體綠化對(duì)城市住宅區(qū)微氣候及熱舒適度的影響[46-48]、高密度城市環(huán)境中外墻及屋頂綠化對(duì)氣溫的影響[49-51]等?？傮w來(lái)說(shuō)，立體綠化研究的內(nèi)容愈發(fā)多元，并向縱深方向演進(jìn)。

2.立體綠化研究前沿

研究前沿可以為研究者提供該學(xué)科研究的最新演化動(dòng)態(tài)，預(yù)測(cè)學(xué)科發(fā)展的方向，對(duì)學(xué)科發(fā)展建設(shè)有著重要意義。CiteSpace可以利用突現(xiàn)詞檢測(cè)算法確定研究前沿，通過(guò)關(guān)鍵詞的時(shí)間分布，依靠詞頻的變動(dòng)趨勢(shì)，而不是依靠詞頻的高低去確定前沿領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。對(duì) CiteSpace 檢測(cè)出的近 4 年具有高突現(xiàn)度的關(guān)鍵詞進(jìn)行施引文獻(xiàn)分析，其所揭示的研究前沿主要包含以下 2 個(gè)方面：

（1）面向全局的績(jī)效評(píng)價(jià)。立體綠化的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)都需要投入大量的人力、物力，需要長(zhǎng)效的資金和政策支持，因此如何科學(xué)地對(duì)其成本和收益進(jìn)行全局評(píng)價(jià)已成為當(dāng)下研究的焦點(diǎn)，也將成為未來(lái)的關(guān)注重點(diǎn)。成本和收益的關(guān)注點(diǎn)從之前的立體綠化生命周期等經(jīng)濟(jì)價(jià)值，到現(xiàn)在和未來(lái)的提高立體綠化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境收益，不再僅僅關(guān)注經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而是關(guān)注多元價(jià)值;從之前的緩解城市熱島效應(yīng)到現(xiàn)在和未來(lái)的水文性能提升、豐富城市生物多樣性等更多維的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù);從之前單一的立體綠化類(lèi)型經(jīng)濟(jì)價(jià)值到現(xiàn)在和未來(lái)的不同立體綠化組合的范圍經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，其關(guān)注點(diǎn)不再是單一的評(píng)價(jià)方式，而是更全局的綜合評(píng)價(jià)。

（2）面向節(jié)能的營(yíng)建技術(shù)。在城市能源與氣候問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重的今天，強(qiáng)調(diào)在降低建筑能耗的同時(shí)提升熱舒適度的營(yíng)建技術(shù)也已成為當(dāng)下及未來(lái)立體綠化研究的關(guān)鍵。營(yíng)建技術(shù)從既往的單一比較不同類(lèi)型的屋頂綠化減耗性能，拓展到探索體系化、整體化的垂直綠化系統(tǒng)的冷卻潛能對(duì)空調(diào)能耗的影響，并強(qiáng)調(diào)通過(guò)使用不同的評(píng)價(jià)方法取得定量數(shù)據(jù)以指導(dǎo)立體綠化設(shè)計(jì);從傳統(tǒng)的僅關(guān)注垂直綠化對(duì)室內(nèi)外熱舒適度的改善，發(fā)展到比對(duì)不同類(lèi)型的組合方式、灌溉方法、植物選擇、土壤厚度對(duì)立體綠化熱性能的影響，顯然，立體綠化的研究開(kāi)始更加強(qiáng)調(diào)技術(shù)的科學(xué)化、精準(zhǔn)化和高新化。

四、結(jié)語(yǔ)

本文使用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法分析了2000—2021 年間的 1 120 篇立體綠化的研究文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：（1）研究趨勢(shì)由冷至熱。由 2000—2006年平均 10 篇以下的發(fā)文量，發(fā)展到近10 年來(lái)的倍數(shù)增長(zhǎng)，可知立體綠化領(lǐng)域研究的重要性與受關(guān)注度明顯增強(qiáng)。（2）研究方向由單一向多元。目前，立體綠化研究已經(jīng)形成較為完整的網(wǎng)絡(luò)體系，研究視角由單一向多元化發(fā)展，結(jié)合了環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、水文學(xué)、工程學(xué)、熱力學(xué)等領(lǐng)域的學(xué)科知識(shí)。（3）研究范圍由局部向整體。研究范圍也由單棟建筑擴(kuò)大至街道、鄰里規(guī)模的立體綠化。（4）研究?jī)?nèi)容由增綠到綜合效益，進(jìn)而繼續(xù)深入研究屋頂綠化與綠墻系統(tǒng)的環(huán)境績(jī)效，并進(jìn)一步探索社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等多方面的問(wèn)題。（5）研究區(qū)域由發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展，立體綠化從美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家拓展到中國(guó)、泰國(guó)、馬來(lái)西亞等發(fā)展中國(guó)家。

雖然立體綠化研究取得了不錯(cuò)的成果，形成了相對(duì)完整的網(wǎng)絡(luò)體系，但仍存在合作研究不足等問(wèn)題。具體而言，作者個(gè)體之間的研究合作、部分地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)之間的合作都較為薄弱。立體綠化研究涉及生態(tài)、水文、環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科，往往需要通過(guò)合作來(lái)突破地區(qū)甚至國(guó)家行政邊界的限制，但就目前的合作態(tài)勢(shì)來(lái)看，并不能滿(mǎn)足這一需求。相較而言，中國(guó)的立體綠化研究雖然起步較晚，卻有后來(lái)居上之勢(shì)，發(fā)文量與中介中心性日趨強(qiáng)勁，說(shuō)明立體綠化研究在中國(guó)受到了廣泛關(guān)注。中國(guó)在立體綠化領(lǐng)域的研究有較大的發(fā)展空間，可以借鑒國(guó)外的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，要正視的是，中國(guó)立體綠化建設(shè)還未成熟，研究也尚顯薄弱。中國(guó)立體綠化研究應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)領(lǐng)域的深入研究，拓展前沿方向的研究?jī)?nèi)容：（1）針對(duì)中國(guó)立體綠化內(nèi)容尚未充分展開(kāi)的問(wèn)題，從研究重點(diǎn)領(lǐng)域的角度出發(fā)，可從促進(jìn)立體綠化管理體系的完善、對(duì)城市生物多樣性的影響和探索、對(duì)人居環(huán)境的提升、水文模型模擬分析等方面進(jìn)行深入研究。（2）適應(yīng)多領(lǐng)域、多學(xué)科交叉的特征，構(gòu)建滿(mǎn)足多種類(lèi)型、多種功能的景觀空間需求的立體綠化體系。（3）立體綠化研究領(lǐng)域的進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，推動(dòng)立體綠化研究在各領(lǐng)域的發(fā)展，需要多嘗試新技術(shù)的應(yīng)用。

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莫心怡，劉青

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)

鐘樂(lè)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)