張玲玲，鞏 杰，張 影

蘭州大學(xué), 資源環(huán)境學(xué)院，西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000

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基于文獻(xiàn)計(jì)量分析的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)

張玲玲，鞏 杰*，張 影

蘭州大學(xué), 資源環(huán)境學(xué)院，西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)學(xué)研究的核心和熱點(diǎn)議題。近年來，各國和各相關(guān)機(jī)構(gòu)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究力度不斷加大。基于SCI-E和CNKI數(shù)據(jù)庫，利用文獻(xiàn)計(jì)量方法，分析了國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的發(fā)展特征和變化趨勢。研究結(jié)果表明：(1)國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的發(fā)文量不斷增加，發(fā)展態(tài)勢良好。(2)發(fā)達(dá)國家是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的主要研究力量，美國占據(jù)絕對領(lǐng)先地位；美國的加利福尼亞大學(xué)是主要研究機(jī)構(gòu)；總體來看，國家和機(jī)構(gòu)間的合作正在不斷增強(qiáng)。(3)當(dāng)前該領(lǐng)域的8類研究熱點(diǎn)分別是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理研究，保護(hù)管理及可持續(xù)性、生物多樣性、脆弱性、土地利用及景觀變化、評估與模型、氣候變化、政策與決策分析。從各個(gè)時(shí)期國內(nèi)外研究熱點(diǎn)整體分布情況來看，國際更側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的依存關(guān)系的研究，國內(nèi)則更加關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估。(4)近年來中國在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的國際地位有所提升，科研產(chǎn)出量顯著增加，累積發(fā)文量居世界第5位，中國科學(xué)院是全球主要研究機(jī)構(gòu)之一，但論文被引頻次相對偏低，國際合作亟待加強(qiáng)和提升。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；文獻(xiàn)計(jì)量；研究熱點(diǎn)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的惠益[1]。隨著人類改造自然能力的不斷提高，人類活動(dòng)對生態(tài)系統(tǒng)長期的壓力和破壞導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力受到嚴(yán)重削弱。人類當(dāng)前面臨的多種生態(tài)問題的本質(zhì)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能遭到破壞和退化[2-3]。盡管人類一直依賴于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)而得以生存和發(fā)展，但其作為科學(xué)問題開展相關(guān)研究僅始于20世紀(jì)70年代。自此，國際上開展了一系列項(xiàng)目和科學(xué)計(jì)劃等研究工作，并取得了顯著成效。如，美國生態(tài)學(xué)會(huì)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究[3-4]；聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA)對全球生態(tài)系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在以及未來狀況進(jìn)行評估，并據(jù)此提出相應(yīng)的管理對策[1]等，特別是2012年生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)政策平臺(IPBES)的建立[5]，把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究推向了新的高度，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)現(xiàn)已成為當(dāng)前國際上生態(tài)學(xué)及相關(guān)學(xué)科研究的前沿和熱點(diǎn)領(lǐng)域，其文獻(xiàn)量不斷增加。

文獻(xiàn)計(jì)量是一種成熟的文獻(xiàn)分析和信息挖掘方法，近年來已被運(yùn)用于生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域。如，呂明權(quán)等[6]以CNKI和Web of Science數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，通過文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，從多個(gè)角度分析了三峽消落帶研究現(xiàn)狀、進(jìn)展及發(fā)展趨勢；Costanza R等[7]把ISI Web of Science數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)來源，運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量法研究了國際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的作者結(jié)構(gòu)體系及合作關(guān)系；Tancoigne E等[8]采用文獻(xiàn)計(jì)量方法分析了農(nóng)業(yè)科學(xué)中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的研究進(jìn)展等。

本文以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為主題，運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量方法分析了國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，并從國家、機(jī)構(gòu)和期刊等層面介紹了主要研究力量的相關(guān)信息，剖析了主要研究國家和知名機(jī)構(gòu)的熱點(diǎn)研究主題，討論了該研究領(lǐng)域的國內(nèi)外研究熱點(diǎn)及前沿。這有助于掌握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)后續(xù)研究提供文獻(xiàn)參考。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

本文以 SCI-E(Science Citation Index Expanded )數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源分析國際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢及研究熱點(diǎn)，用 SCI-E數(shù)據(jù)庫中檢索到的來自中國的英文文獻(xiàn)和CNKI數(shù)據(jù)庫中的中文文獻(xiàn)分析國內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢及研究熱點(diǎn)。在 SCI-E數(shù)據(jù)庫中，檢索式為：主題詞=(“ecosystem services”or “ecosystem service”)，文獻(xiàn)類型為“article”；在CNKI數(shù)據(jù)庫中以“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”為主題詞進(jìn)行檢索，兩個(gè)數(shù)據(jù)庫的檢索時(shí)間段為1980—2014年(截止日期為2014-12-31)。按照不同年份國家、機(jī)構(gòu)、期刊、作者等統(tǒng)計(jì)分類信息篩選后(同時(shí)對來自中國的中英文文獻(xiàn)做了合并去重)，在Excel中進(jìn)行數(shù)據(jù)整理計(jì)算，以論文數(shù)、總被引頻次、篇均被引頻次及研究主題等指標(biāo)分別分析國際和國內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的發(fā)展態(tài)勢。運(yùn)用CiteSpace軟件挖掘文獻(xiàn)信息，通過分析高頻關(guān)鍵詞總結(jié)國際上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究熱點(diǎn)，并對比分析國際和國內(nèi)在不同研究時(shí)段內(nèi)的研究熱點(diǎn)情況。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的專業(yè)期刊EcosystemServices是2012年開始出版發(fā)行，尚未被 SCI-E數(shù)據(jù)庫收錄，故在期刊分析中專門對其進(jìn)行相關(guān)信息的分析與討論。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 文獻(xiàn)總體分析

圖1 1991—2014年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域發(fā)文數(shù) Fig.1 Number change of papers on ecosystem services during 1991 to 2014

1991—2014年國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的發(fā)文情況如圖1所示。(1)國際上從1991年開始陸續(xù)有相關(guān)文獻(xiàn)出版。從整個(gè)時(shí)間段來看，2005年以前有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究發(fā)文較少，2005年后文獻(xiàn)量增長迅猛，尤其是在UNEP于2008年提議建立IPBES以后，受到了更加廣泛的關(guān)注，文獻(xiàn)量大幅度增長，2009—2014年間的發(fā)文量約占研究期內(nèi)總量的78.23%。(2)國內(nèi)最早的文獻(xiàn)發(fā)表于1992年，中間經(jīng)歷了約4年的空白期，從1997年開始經(jīng)歷了緩慢增長—快速增長—穩(wěn)定增長的過程。總體來說，近年來社會(huì)需求的推動(dòng)作用巨大，加之科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)，以及科學(xué)家的自由探索，使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的發(fā)文量大幅度增長，學(xué)科發(fā)展勢頭迅猛。

2.2 主要研究力量分析

2.2.1 國際主要研究國家分析

檢索發(fā)現(xiàn)有123個(gè)國家(地區(qū))參與了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究。發(fā)文量居前10位的國家相關(guān)信息及前5位的國家歷年發(fā)文情況分別見表1和圖2。由表1可見，(1) 發(fā)達(dá)國家在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的研究實(shí)力明顯強(qiáng)于發(fā)展中國家。美國的論文量居世界第一，在該研究領(lǐng)域處于主導(dǎo)地位。(2)綜合論文量及被引頻次來看，美國、英國、荷蘭和加拿大的論文綜合影響力較高，而中國的論文篇均質(zhì)量相對不高，科學(xué)影響力較低。(3)從各國關(guān)注的研究主題來看，全球氣候變化背景下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與管理、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估、土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)可持續(xù)性、政策等普遍受到各國的關(guān)注，但關(guān)注程度有所不同。相比之下，中國更側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評估、土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及可持續(xù)性研究。各國關(guān)注點(diǎn)的不同，在一定程度上反映了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的地域差異性。

表1 1991—2014年國際上前10個(gè)國家的發(fā)文情況及研究主題

表1中研究主題經(jīng)統(tǒng)計(jì)整理后以詞頻降序排列，列出了最受各國關(guān)注的前10個(gè)研究主題;以下表2中國際機(jī)構(gòu)和表3中國內(nèi)機(jī)構(gòu)的研究主題也按此方法排列

圖2 1991—2014年國際前5個(gè)主要國家歷年發(fā)文情況Fig.2 Paper number of the top 5 countries during 1991 to 2014

由圖2可知，美國、英國和德國在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的研究起步較早，美國自1991年起就一直處于絕對領(lǐng)先地位。中國在早期發(fā)展階段，人們?yōu)榱藵M足基本的生活需求對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行無節(jié)制的開發(fā)利用，加之巨大的人口壓力使我國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能嚴(yán)重退化，生態(tài)環(huán)境問題日益突出，隨著我國綜合國力提高，政府日趨重視，科研投入加大，使得我國雖然在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究方面起步較晚，但發(fā)展迅猛，短短十幾年就躋身世界前列，累積發(fā)文量居世界第5位。

2.2.2 國際主要研究機(jī)構(gòu)分析

檢索發(fā)現(xiàn)來自全世界1973個(gè)機(jī)構(gòu)參與了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究，主要研究機(jī)構(gòu)的相關(guān)信息如表2所示。(1)這些機(jī)構(gòu)多來自發(fā)達(dá)國家，有5個(gè)機(jī)構(gòu)來自美國，只有中國科學(xué)院來自發(fā)展中國家。(2)美國和荷蘭的機(jī)構(gòu)在論文數(shù)量及篇均被引頻次方面均遠(yuǎn)超于其他機(jī)構(gòu)，顯示了這兩個(gè)國家的科研機(jī)構(gòu)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究方面的強(qiáng)大實(shí)力和影響力。中國科學(xué)院雖論文數(shù)位居第四，但篇均被引頻次相對最低。(3)各個(gè)機(jī)構(gòu)所關(guān)注的研究主題不盡相同。概括來講，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理研究、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與管理、土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估(授粉、固碳和生物多樣性等是評估熱點(diǎn))、植被動(dòng)態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、政策等受到各個(gè)研究機(jī)構(gòu)的優(yōu)先關(guān)注。

表2 國際前10個(gè)機(jī)構(gòu)的研究主題

2.2.3 國內(nèi)主要研究機(jī)構(gòu)分析

由表3可知，(1)中國科學(xué)院在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究方面處于領(lǐng)先地位，其體系下的地理科學(xué)與資源研究所及生態(tài)環(huán)境研究中心的論文量相對最多。其次，北京師范大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)等的研究實(shí)力較強(qiáng)。(2)各個(gè)機(jī)構(gòu)的主要研究區(qū)域不同，關(guān)注的主題也不盡相同。總體來說，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究、價(jià)值評估、土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響、生態(tài)補(bǔ)償、生態(tài)修復(fù)、遙感技術(shù)的運(yùn)用、景觀格局與生態(tài)過程、生態(tài)效應(yīng)、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等方面是各機(jī)構(gòu)關(guān)注的熱點(diǎn)主題，也是國內(nèi)的研究熱點(diǎn)。

表3 國內(nèi)前5個(gè)研究機(jī)構(gòu)的研究主題

2.2.4 國際合作分析

圖3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域國家和機(jī)構(gòu)的合作情況Fig.3 The international cooperation on ecosystem services of the main countries and institutions during 1991 to 2014

運(yùn)用CiteSpace軟件對SCI-E數(shù)據(jù)庫中檢索到的英文文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)共被引分析，得到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域國際合作網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖3)，節(jié)點(diǎn)年輪環(huán)厚度與相應(yīng)時(shí)間分區(qū)內(nèi)的引文數(shù)量成正比，節(jié)點(diǎn)越大表示在整個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)被引用次數(shù)越多，節(jié)點(diǎn)間連線表示兩者存在共同被引關(guān)系，節(jié)點(diǎn)及連線顏色表示被引年份，連線的長短和粗細(xì)表示了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間連結(jié)的強(qiáng)度，圖譜中節(jié)點(diǎn)間的連線意為兩個(gè)國家或機(jī)構(gòu)共同出現(xiàn)在一篇文獻(xiàn)里，即視為兩個(gè)國家或機(jī)構(gòu)有合作關(guān)系[9]。從圖譜中可看到，(1)從合作連線來看，美國、荷蘭、德國、澳大利亞、法國與其他國家之間的合作較為密切。其中美國節(jié)點(diǎn)的中心性最大(為0.47)，荷蘭次之(為0.23)，這表明絕大多數(shù)國家都與他們有著直接或間接的合作關(guān)系。中國僅為0.05，說明中國和其他國家在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的合作相對較弱。(2)美國的主要合作國家(合作頻次≥50)有英國、中國、澳大利亞、加拿大和德國等，合作頻次在10以上的國家有25個(gè)。美國有相對較多的機(jī)構(gòu)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域貢獻(xiàn)突出，合作頻次在10以上的有86個(gè)。(3)中國的主要合作國家是美國，合作頻次在10以上的國家有5個(gè)。(4)從連線的粗細(xì)程度來看，近年來國家和機(jī)構(gòu)層面上的合作正在不斷加強(qiáng)。

2.3 學(xué)科、來源期刊和高產(chǎn)作者分析

從學(xué)科角度來看，檢索到的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)文獻(xiàn)涉及112個(gè)相關(guān)學(xué)科，已有的研究主要集中在自然科學(xué)領(lǐng)域，而社會(huì)科學(xué)內(nèi)容較為缺乏。主要學(xué)科類別是環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境研究、生物多樣性保護(hù)、林學(xué)等。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的主要國內(nèi)外載文期刊和高產(chǎn)作者見表4。(1)這些國際性期刊主辦國主要為荷蘭、美國、瑞典、德國等研究實(shí)力強(qiáng)的發(fā)達(dá)國家。EcologicalEconomics是出版生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究最多的期刊。國內(nèi)的主要載文期刊有生態(tài)學(xué)報(bào)、應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)和資源科學(xué)等。(2) 高產(chǎn)作者多來自美國、德國、英國和瑞典，Tscharntke T、Costanza R和Folke C在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域有較高的影響力。國內(nèi)高產(chǎn)作者基本來自中國科學(xué)院，其中傅伯杰和呂一河發(fā)表的英文文獻(xiàn)最多。(3)通過分析這15位高產(chǎn)作者的高被引頻次的論文后發(fā)現(xiàn)，涉及的主題主要有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理研究、價(jià)值評估、生物多樣性、社會(huì)-自然生態(tài)系統(tǒng)耦合機(jī)制，生態(tài)系統(tǒng)管理、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉等方面。

表4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域主要載文期刊和高產(chǎn)作者

H指數(shù)表示一個(gè)作者有h篇論文至少被引用了h次;國內(nèi)作者的H指數(shù)表示為SCI-E數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)結(jié)果/CNKI數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)結(jié)果

EcosystemServices于2012年開始出版發(fā)行，與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)伙伴聯(lián)盟(ESP)關(guān)系緊密，是一個(gè)國際性跨學(xué)科的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)專業(yè)期刊。2012—2014年共刊發(fā)183篇相關(guān)文獻(xiàn)，研究熱點(diǎn)有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)制、生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)管理與政策響應(yīng)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估、模型開發(fā)與運(yùn)用、土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)系統(tǒng)對全球氣候變化的響應(yīng)等。

2.4 研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是對文章核心的高度概括和精煉，對文章中關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，頻次較高的關(guān)鍵詞在一定程度上可以看作是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[9]。借助CiteSpace 軟件對高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行挖掘和提取，并對頻次≥100的關(guān)鍵詞分類整理出國際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究熱點(diǎn)(表5)，并簡要概述如下。

生態(tài)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)-過程-服務(wù)的相互作用機(jī)理，以及不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估的科學(xué)基礎(chǔ)和研究前沿，尺度關(guān)聯(lián)和尺度轉(zhuǎn)換是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2]。在深刻理解生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)機(jī)制的基礎(chǔ)上，把握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的精確內(nèi)涵，了解相應(yīng)尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，科學(xué)合理的進(jìn)行假設(shè)和理論分析以及實(shí)驗(yàn)觀測，以減少或避免生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念本身存在的風(fēng)險(xiǎn)以及分類和選擇的主觀性帶來的評估風(fēng)險(xiǎn)，對實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的科學(xué)和準(zhǔn)確研究意義重大而深遠(yuǎn)[1,4,10-14]

表5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域熱點(diǎn)關(guān)鍵詞

如何保育和管理生態(tài)系統(tǒng)，改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，保障區(qū)域生態(tài)安全，是生態(tài)學(xué)家和管理者面臨的又一大難題[15-17]。雖然科學(xué)家們已進(jìn)行了一系列研究，但由于對生態(tài)系統(tǒng)的大部分服務(wù)的研究尚未深入開展，所以對于如何確定生態(tài)系統(tǒng)管理的關(guān)鍵組分，確定管理的邊界和范圍、不同管理方式下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化，以及這種變化與人類活動(dòng)的相互關(guān)系等尚沒有明晰的結(jié)論[2]。

生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響一直是國際上生態(tài)學(xué)研究的焦點(diǎn)之一。盡管國內(nèi)外學(xué)者圍繞生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能開展了大量研究，但由于生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)系非常復(fù)雜，明確生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的依存關(guān)系，進(jìn)一步理解生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)學(xué)機(jī)制，為有效開展生物資源的保護(hù)和持續(xù)利用提供管理和決策支持是急需回答的關(guān)鍵問題[2,18-20]。因此，理解生物多樣性-生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-人類福祉之間的關(guān)系，闡明生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)喪失引起的經(jīng)濟(jì)價(jià)值損失及其對人類福祉的影響，揭示生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)功能及其穩(wěn)定性對全球變化和人類活動(dòng)干擾的敏感性和適應(yīng)機(jī)制是今后研究的重點(diǎn)。

土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有著密切的關(guān)系，土地利用策略影響著生態(tài)系統(tǒng)和景觀生態(tài)過程，進(jìn)而影響到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給。近年來，土地利用結(jié)構(gòu)、景觀動(dòng)態(tài)與土壤水分、養(yǎng)分、水土流失等研究逐漸成為土地利用與生態(tài)系統(tǒng)過程研究的核心內(nèi)容[21-24]。已有的大尺度土地利用變化背景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價(jià)研究多是依賴于遙感解譯數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等，缺乏可靠的實(shí)地觀測數(shù)據(jù)、統(tǒng)一的評價(jià)方法及對結(jié)果的驗(yàn)證等。因此，在實(shí)際評價(jià)過程中，應(yīng)充分明確評價(jià)精度與評價(jià)目的之間的關(guān)系，合理選擇可靠的數(shù)據(jù)源及評價(jià)指標(biāo)，并對最終的評估結(jié)果與實(shí)際調(diào)查觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證，這樣既能節(jié)省成本又可確保評價(jià)過程的準(zhǔn)確性，使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估能真正輔助決策[25]。另外，土地利用變化驅(qū)動(dòng)下生態(tài)系統(tǒng)過程與服務(wù)的相互關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相互關(guān)系以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的區(qū)域集成與優(yōu)化研究是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)，也是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的前沿科學(xué)問題，對于深刻理解和把握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成過程與響應(yīng)機(jī)理，合理配置與利用土地資源，實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義[25-26]。

氣候變化、人類活動(dòng)及其他干擾影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的脆弱性變化。針對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)脆弱性的研究主要集中在脆弱性評價(jià)、不同土地利用方式下的脆弱性響應(yīng)等方面[27-29]，而對于貧困地區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價(jià)及實(shí)驗(yàn)觀測研究相對較少。亟待開展生態(tài)系統(tǒng)脆弱性變化研究，深刻理解人類活動(dòng)和氣候變化等脅迫下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的響應(yīng)與反饋機(jī)制，尋求減緩應(yīng)對措施和途徑，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力及適應(yīng)性。同時(shí)，加強(qiáng)關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在生態(tài)脆弱地區(qū)的波動(dòng)，量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在氣候變化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類活動(dòng)等干擾下的變化和對人類福利的影響，消除貧困，保障區(qū)域生態(tài)安全[14]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估理論、評估指標(biāo)和模型研究是生態(tài)系統(tǒng)研究的核心和重點(diǎn)。當(dāng)前評估熱點(diǎn)集中在授粉和糧食生產(chǎn)、土地退化與恢復(fù)、外來物種入侵、生物多樣性等方面。由于評估方法的差異，以及評估指標(biāo)選取不同，導(dǎo)致同一區(qū)域的同種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評估結(jié)果差異很大；另外，未充分考慮窮困人群對生態(tài)系統(tǒng)的依賴性和需求，難以實(shí)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)評估的基礎(chǔ)上進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換和異質(zhì)性功能的量化，因此導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估存在諸多不合理和不精確[14]；當(dāng)前已有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估多數(shù)采用經(jīng)濟(jì)價(jià)值評估法開展，該方法具有一定的主觀性，且有可能掩蓋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)學(xué)意義，不足以說明生態(tài)系統(tǒng)過程和形成機(jī)理；此外，目前關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估方面的研究對決策者的信息需求關(guān)注的較少，為促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在實(shí)踐中的應(yīng)用，研究者需要將注意力轉(zhuǎn)移到政策選擇和生態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求上[13,29-32]。隨著全球范圍內(nèi)研究尺度的加大，基于3S構(gòu)建的生態(tài)模型具有大尺度下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)計(jì)算的優(yōu)勢，基于機(jī)理和過程的模型也逐漸發(fā)展起來，但目前基于3S技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估集成研究仍存在一些不盡人意之處，如生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估的方法體系仍需不斷完善，3S技術(shù)本身的一些不足，以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估在集成研究中存在的各類耦合問題等[30-32]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模型的未來發(fā)展在致力于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程與服務(wù)的機(jī)理研究的同時(shí)，需要更好的整合決策過程，注重耦合景觀格局、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與決策的區(qū)域集成模型的開發(fā)利用[2,30,33]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可能因氣候或環(huán)境變化而改變，如生物多樣性、水供應(yīng)和碳儲(chǔ)存等是受氣候變化影響最為直接的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。目前，在全球氣候變化研究的熱潮下，學(xué)者們非常關(guān)注氣候變化給包括生物多樣性在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能乃至整個(gè)社會(huì)環(huán)境帶來的影響[34-38]。氣候變化對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可能影響及其閾值，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對全球氣候變化的響應(yīng)，農(nóng)業(yè)、水資源、人體健康、食物安全等對全球和區(qū)域氣候變化脆弱性和風(fēng)險(xiǎn)評估，氣候變化背景下自然資源的保護(hù)管理及可持續(xù)利用等方面是當(dāng)前及未來的重點(diǎn)研究議題。

科學(xué)研究與政策間的互動(dòng)至關(guān)重要，尤其是對于生態(tài)修復(fù)、生態(tài)補(bǔ)償及維持區(qū)域生態(tài)安全等方面具有重大影響。政策通過改變土地利用方式、支配自然資源利用等直接或間接地對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程施加影響，從而改變生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對政策的響應(yīng)及反饋機(jī)制研究，揭示政策變化對生態(tài)系統(tǒng)維持和保育的效應(yīng)，更有助于提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)保育、可持續(xù)利用的決策方案和管理策略[12,17,31]，更好地服務(wù)于人類福祉。

圖4 各類熱點(diǎn)關(guān)鍵詞的時(shí)期分布Fig.4 Distribution of the hottest keywords of different periods圖中橫坐標(biāo)的字母依次對應(yīng)表6中研究熱點(diǎn)分類

為了進(jìn)一步揭示研究熱點(diǎn)時(shí)期變化特征，以2001年MA項(xiàng)目啟動(dòng)和2012年IPBES建立兩大事件為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別開展國際和國內(nèi)研究熱點(diǎn)的時(shí)序變化分析(圖4)。結(jié)果表明：(1)1991—2000年間，國際上關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理、保護(hù)管理及可持續(xù)性發(fā)展、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究占據(jù)一定的比例，其他方面的研究相對較少；國內(nèi)只有少量的關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理以及保護(hù)管理的研究報(bào)道。(2)2001—2011年間，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理，保護(hù)管理及可持續(xù)性發(fā)展，生物多樣性這3類關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次最高，是這個(gè)時(shí)期國際上的研究熱點(diǎn)及焦點(diǎn)；國內(nèi)關(guān)注較多的是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理，評估和模型，其次是土地利用與景觀方面。(3)2012—2014年間，國際在各個(gè)方面的研究都有所加強(qiáng)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理，保護(hù)管理及可持續(xù)性發(fā)展，生物多樣性依然是研究焦點(diǎn)；國內(nèi)最關(guān)注的是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估，其次是生態(tài)系服務(wù)機(jī)理研究。(4)從各個(gè)時(shí)期研究熱點(diǎn)的整體變化情況來看，國際側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)制及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的依存關(guān)系的研究，國內(nèi)更加關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估。

總體來看，近年來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究趨勢主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：理論研究從系統(tǒng)變化的驅(qū)動(dòng)力及過程向機(jī)理與機(jī)制深化；研究途徑從簡單綜合向系統(tǒng)綜合與區(qū)域集成轉(zhuǎn)變，在要素集成上不僅包括自然要素的集成，還包括經(jīng)濟(jì)與社會(huì)要素的集成，在過程集成上除了物理、化學(xué)、生物過程的集成之外，還囊括了社會(huì)與文化過程，在區(qū)域集成上更強(qiáng)調(diào)尺度轉(zhuǎn)換及其產(chǎn)生的效應(yīng)；通過生態(tài)系統(tǒng)要素綜合、生態(tài)過程綜合與區(qū)域集成，綜合性不斷得到加強(qiáng)；生態(tài)環(huán)境保護(hù)與管理、生態(tài)經(jīng)濟(jì)、土地利用變化與規(guī)劃、遙感、地理信息系統(tǒng)、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等學(xué)科交叉融合研究更加明顯；政府間科學(xué)與政策互動(dòng)正在加強(qiáng)。

3 結(jié)論

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究是當(dāng)前國際科學(xué)界和政府部門關(guān)注的熱點(diǎn)，涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。本文基于SCI-E和CNKI數(shù)據(jù)庫檢索生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的中英文文獻(xiàn)，利用文獻(xiàn)計(jì)量方法分析了其發(fā)展變化特征、趨勢及研究熱點(diǎn)。

(1)國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究發(fā)展態(tài)勢良好。發(fā)達(dá)國家是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的主要研究力量，絕大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)來自發(fā)達(dá)國家，其中美國加利福尼亞大學(xué)是主要研究機(jī)構(gòu)。從機(jī)構(gòu)的合作情況來看，發(fā)達(dá)國家之間的合作較為密切，尤其是美國、荷蘭、德國、澳大利亞、法國和其他國家之間。中國在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究方面起步較晚，但發(fā)展迅猛，短短十幾年就躋身世界前列，累積發(fā)文量居世界第5位。中國科學(xué)院是全球主要的研究機(jī)構(gòu)之一，但論文的被引頻次較低。

(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究主要載文期刊分布在研究實(shí)力強(qiáng)的發(fā)達(dá)國家，EcologicalEconomics的刊文最多。國內(nèi)高影響因子的期刊有生態(tài)學(xué)報(bào)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)等。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的高產(chǎn)作者主要來自美國和德國。國內(nèi)高產(chǎn)作者主要來自中國科學(xué)院。

(3)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域內(nèi)的8大研究熱點(diǎn)包括：生態(tài)系統(tǒng)機(jī)理研究，保護(hù)管理及可持續(xù)性、生物多樣性、脆弱性、土地利用及景觀、評估與模型、氣候變化、政策與決策分析。從各個(gè)時(shí)期研究熱點(diǎn)的整體變化情況來看，國際側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)機(jī)理及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的依存關(guān)系的研究，國內(nèi)更加關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估。

(4)近年來中國在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究領(lǐng)域的科研實(shí)力增強(qiáng)，國際地位有所提升，科研文章數(shù)量顯著增加，但國內(nèi)的發(fā)展相比于國外的相關(guān)研究還存在一定差距，論文質(zhì)量有待提高，國際合作亟待加強(qiáng)和提升。這些研究成果將有助于掌握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，對未來科研工作提供必要支撐。

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ZHANG Lingling, GONG Jie*, ZHANG Ying

Key Laboratory of Western China′s Environmental Systems (Ministry of Education), College of Earth and Environmental Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

Ecosystem service is the core and the highlight of ecology, and recently, the study on ecosystem services has been intensified. The status quo of ecosystem service research was assessed by critically reviewing current publication, which was collected from both China Academic Journals Full-text Database and Science Citation Index Expanded Database. The search key words used were ecosystem services or ecosystem service, and literature both in Chinese and English were included in the analyses. The information collected was analyzed using bibliometrics: number of related papers per year, major research themes of the top 10 countries and institutions, international cooperation, major journals on ecosystem service in both English and Chinese, the most cited authors in international and domestic papers, and major research themes and highlights of ecosystem service subject of the research from 1991 to 2014. Our findings showed that: (1) the scientific outcomes of ecosystem services are increasing with a good developmental trend. (2) USA is the leading country in this field, and University of California System is the dominant institution. Overall, cooperation between countries and institutions is increasing. (3) Eight research highlights of ecosystem service research were identified by keyword analysis and they included: the mechanism of ecosystems services (ecosystem structure, processes, functions, and services), conservation and sustainability, biodiversity, vulnerability, land use and landscape change, valuation and modeling, climate (or environment) change, and decision-making process. The analysis of the overall distribution of domestic and foreign focus in research in each period showed that the international research focuses primarily on the mechanisms of ecosystem services and human well-being. In contrast, chinese researchers are more concerned about the assessment of ecosystem services. (4) In recent years, China′s international status has improved significantly in the field of ecosystem services. According to the number of published scientific papers, China ranks 5thin the world, and Chinese Academy of Sciences is one of the world′s major research institutions. However, the number of citations of its publications is low. In conclusion, the quality of chinese research papers should be improved, and international cooperation needs to be strengthened in the future.

ecosystem services; bibliometric analysis; research highlights

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41271199); 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(lzujbky-2014-265,lzujbky-2014-117)

2015-04-06;

日期:2016-01-05

10.5846/stxb201504060688

*通訊作者Corresponding author.E-mail: jgong@lzu.edu.cn

張玲玲，鞏杰，張影.基于文獻(xiàn)計(jì)量分析的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn).生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(18):5967-5977.Zhang L L, Gong J, Zhang Y.A review of ecosystem services: a bibliometric analysis based on web of science.Acta Ecologica Sinica,2016,36(18):5967-5977.