國(guó)內(nèi)外土地利用碳排放研究進(jìn)展與挑戰(zhàn)
——基于 CiteSpace 知識(shí)圖譜分析

文/王瑤

一、引言

土地是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)和維護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要載體[1]。土地利用及其變化（LUCC）在全球環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展中占有重要的地位，是地理學(xué)、生態(tài)學(xué)和土地科學(xué)等相關(guān)學(xué)科研究的重點(diǎn)領(lǐng)域，其中土地利用及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)際相關(guān)研究成果顯示，土地利用結(jié)構(gòu)是權(quán)衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和碳排放的有效工具，土地利用效率和碳排放之間具有互饋?zhàn)饔肹2-3]。

根據(jù)世界資源組織的碳排放計(jì)算器測(cè)算和碳循環(huán)研究專家估算，土地利用變化引起的碳排放量約占人類活動(dòng)影響碳排放總量的 1/3［4］。最近，政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）發(fā)布的《氣候變化與土地特別報(bào)告》也指出，土地利用過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳是僅次于化石燃料的第二大排放源。土地利用碳排放問(wèn)題引起了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。

為了厘清國(guó)內(nèi)外有關(guān)土地利用碳排放的研究在不同時(shí)間段的主題、主題之間的相互關(guān)聯(lián)以及熱點(diǎn)與前沿，本研究采用文獻(xiàn)計(jì)量分析法，對(duì)國(guó)內(nèi)外近 20 年以“土地利用”和“碳排放”為主題的文獻(xiàn)進(jìn)行了關(guān)鍵詞提取分析與比較，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外有關(guān)土地利用碳排放研究的主題演化進(jìn)展，以期更好地指導(dǎo)未來(lái)我國(guó)土地利用碳排放的科學(xué)研究。

二、數(shù)據(jù)與方法

（一）數(shù)據(jù)收集

WOS被認(rèn)為是測(cè)繪科技知識(shí)最全面、最準(zhǔn)確的引文數(shù)據(jù)庫(kù)，是世界范圍內(nèi)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)收集最真實(shí)的文獻(xiàn)標(biāo)引工具。中國(guó)知網(wǎng)是我國(guó)學(xué)者使用最為廣泛的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)檢索與下載系統(tǒng)。本次研究選用WOS核心館藏?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)（SCI來(lái)源、EI來(lái)源、北大核心、CSSCI、CSCD），構(gòu)建最精確和高級(jí)的搜索詞，檢索所選數(shù)據(jù)庫(kù)中幾乎所有與土地利用碳排放相關(guān)的文獻(xiàn)。搜索詞是土地利用、碳排放。在標(biāo)題、摘要或關(guān)鍵詞中包含這些詞的文章和評(píng)論會(huì)被提取出來(lái)。數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度為2000年1月至2021年12月。WOS核心館藏?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的檢索結(jié)果為2539篇，中國(guó)知網(wǎng)的檢索結(jié)果為228篇。只有經(jīng)過(guò)同行評(píng)審的原創(chuàng)研究文章和代表原創(chuàng)科學(xué)發(fā)展的評(píng)論會(huì)被選中，其他的則會(huì)被剔除。

（二）分析軟件

CiteSpace是一款在科學(xué)計(jì)量學(xué)、數(shù)據(jù)和信息可視化背景下逐漸發(fā)展起來(lái)的一款多元、分時(shí)、動(dòng)態(tài)的引文可視化分析軟件，著眼于分析科學(xué)文獻(xiàn)中蘊(yùn)含的知識(shí)[5]。它通過(guò)可視化的手段來(lái)呈現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)、規(guī)律和分布情況，因此將通過(guò)此類方法分析得到的可視化圖形稱為“科學(xué)知識(shí)圖譜”。本文使用CiteSpace開(kāi)展文獻(xiàn)計(jì)量分析，以厘清國(guó)內(nèi)外有關(guān)土地利用碳排放在不同時(shí)間段的研究主題、研究主題之間的相互關(guān)聯(lián)以及研究熱點(diǎn)、前沿。

三、文獻(xiàn)計(jì)量分析

（一）文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量演化趨勢(shì)分析與對(duì)比

將國(guó)內(nèi)外關(guān)于土地利用碳排放的文獻(xiàn)發(fā)表情況進(jìn)行對(duì)比，2000—2021年國(guó)外文獻(xiàn)數(shù)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，表明土地利用碳排放研究正逐步成為行業(yè)研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表情況則出現(xiàn)了明顯的斷層：2000—2010年間，分年度相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量不足10篇；自2017年起，在國(guó)家重大戰(zhàn)略的指引下，相關(guān)核心期刊相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)表數(shù)量激增至60—80篇/年。

2000—2021年間，國(guó)際合作網(wǎng)絡(luò)最為活躍的四個(gè)國(guó)家分別是美國(guó)、中國(guó)、英國(guó)和德國(guó)，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)國(guó)家（中心度大于0.1）僅有美國(guó)（0.67）、法國(guó)（0.13）和西班牙（0.13）。由此可見(jiàn)，美國(guó)為中心度最大、合作網(wǎng)絡(luò)最為活躍的國(guó)家，盡管中國(guó)的合作網(wǎng)絡(luò)較為活躍，但在該領(lǐng)域尚不屬于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，話語(yǔ)權(quán)有待提升。

圖1 國(guó)內(nèi)外土地利用碳排放相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量時(shí)間分布

（二）研究主題演化趨勢(shì)分析與對(duì)比

本研究通過(guò)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析來(lái)鑒別國(guó)內(nèi)外土地利用碳排放研究領(lǐng)域的主要研究方向和熱點(diǎn)，并對(duì)該研究領(lǐng)域不同時(shí)序內(nèi)的熱點(diǎn)領(lǐng)域、分析視角、研究方法的變化作出判斷。具體的分析方法如下：時(shí)間切割設(shè)置為1年，節(jié)點(diǎn)類型選擇關(guān)鍵詞，以TOP30為閾值，運(yùn)行CiteSpaceⅢ軟件得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜，然后通過(guò) PathFinder 算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修剪與合并，得出關(guān)鍵詞共現(xiàn)的關(guān)鍵路徑，并進(jìn)一步獲得關(guān)鍵詞分布。表1為基于WoS數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)引用突顯最強(qiáng)的關(guān)鍵詞，表2為基于中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)引用突顯最強(qiáng)的關(guān)鍵詞。

表1 基于WoS數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)引用突顯最強(qiáng)的關(guān)鍵詞（以引用突顯起始年份排序）

表2 基于中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)引用突顯最強(qiáng)的關(guān)鍵詞（以引用突顯起始年份排序）

（三）當(dāng)前研究熱點(diǎn)剖析

國(guó)際研究熱點(diǎn)的演進(jìn)依次是“自然生態(tài)系統(tǒng)的碳排放評(píng)估——生命周期視角下的碳足跡、碳循環(huán)與固碳機(jī)理——城市可持續(xù)發(fā)展維度的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、消費(fèi)與碳排放驅(qū)動(dòng)機(jī)制與仿真模擬”[6-8]。總體而言，國(guó)際研究熱點(diǎn)更聚焦于通過(guò)創(chuàng)建區(qū)域尺度數(shù)據(jù)庫(kù)、仿真模擬工具箱，開(kāi)展自然生態(tài)系統(tǒng)以及人類活動(dòng)下碳排放、碳循環(huán)與碳固定機(jī)理與機(jī)制的研究。

國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)的演進(jìn)依次是“土地利用碳排放的空間分異——土地利用結(jié)果轉(zhuǎn)變的碳匯碳源空間規(guī)律——國(guó)土空間規(guī)劃體系結(jié)合”。具體研究?jī)?nèi)容如下：其一，關(guān)注土地利用碳排放核算及機(jī)理，土地利用變化與碳排放強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系[9]。其二，評(píng)估宏觀區(qū)域視角下土地利用結(jié)構(gòu)變化可能帶來(lái)的不同地類的碳源、碳匯功能變化，以探索低碳城市發(fā)展路徑[10]。其三，突破傳統(tǒng)土地利用碳排放評(píng)估與城市規(guī)劃的反饋、互動(dòng)與支撐不足這一局限性，探索為國(guó)土空間規(guī)劃頂層設(shè)計(jì)、土地管理具體實(shí)施提供重要支撐。黃賢金等[11]提出，應(yīng)從空間規(guī)律、空間選擇以及空間（功能）支撐等方面將碳治理目標(biāo)嵌入國(guó)土空間規(guī)劃中，科學(xué)開(kāi)展主要碳源空間管治、碳匯保護(hù)空間選擇，推動(dòng)土地碳排放與國(guó)土空間總體規(guī)劃要素有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建面向碳中和的國(guó)土空間格局體系。徐一劍等[12]創(chuàng)新性地基于“空間布局—用地類型—部門劃分—模型方法”的框架，首次構(gòu)建了國(guó)土空間總體規(guī)劃溫室氣體核算模型，并提出了國(guó)土空間總體規(guī)劃低碳發(fā)展水平的核心指標(biāo)與參考指標(biāo)。徐影等[13]在分析縣域土地利用碳排放量及空間分異特征評(píng)估的基礎(chǔ)上，基于碳中和目標(biāo),結(jié)合碳排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率、碳吸收生態(tài)承載系數(shù)和主體功能區(qū)劃進(jìn)行福建省國(guó)土空間分區(qū)劃分,并提出差別化國(guó)土空間低碳優(yōu)化策略。

四、結(jié)論與挑戰(zhàn)

本文采用文獻(xiàn)計(jì)量分析法，對(duì)國(guó)內(nèi)外近 20年有關(guān)“土地利用”和“碳排放”的文獻(xiàn)的研究主題開(kāi)展對(duì)比分析。文獻(xiàn)的描述性統(tǒng)計(jì)分析表明，國(guó)內(nèi)外學(xué)者対“土地利用”和“碳排放”的關(guān)注度呈逐年加強(qiáng)趨勢(shì)。國(guó)外研究起步早，所以文獻(xiàn)數(shù)量和增長(zhǎng)速度明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)，研究多基于自然生態(tài)系統(tǒng)的碳排放應(yīng)用研究，探討土地利用碳排放機(jī)理、土壤有機(jī)碳核算模型開(kāi)發(fā)以及碳排放的仿真模擬等。國(guó)內(nèi)的土地利用碳排放研究也形成了一定的理論基礎(chǔ)和研究框架，更加關(guān)注土地上承載的人類活動(dòng)所引起的碳排放變化，尤其是開(kāi)創(chuàng)性地提出了將碳治理目標(biāo)嵌入國(guó)土空間規(guī)劃中，為我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供決策支持?？傮w上看，國(guó)內(nèi)外土地利用碳排放研究盡管在研究熱點(diǎn)上存在較大差異，但都豐富了土地利用科學(xué)，并形成了一定的互補(bǔ)關(guān)系。

鑒于當(dāng)前我國(guó)土地利用碳排放相關(guān)文章中対陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力系統(tǒng)評(píng)估的缺失，建議國(guó)內(nèi)學(xué)者緊跟國(guó)際熱點(diǎn)前沿，結(jié)合我國(guó)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)的戰(zhàn)略需求，量化氣候變化和人為活動(dòng)各分量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)增匯潛力的貢獻(xiàn)，并以此為基，探索生態(tài)系統(tǒng)固碳與人類活動(dòng)碳排放耦合活動(dòng)下的凈碳排放過(guò)程機(jī)制，為碳治理目標(biāo)下國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)的技術(shù)路徑設(shè)計(jì)提供支撐。