基于CiteSpace的城市群生態安全研究發展態勢分析

施生旭,童佩珊

1 福建農林大學公共管理學院,福州 350002 2 廈門大學公共事務學院,廈門 361005

隨著城市化進程,城市群作為新型城鎮化的重要載體,極大促進了地區經濟與社會等的快速發展,但綠色環境、飲用水與食物、空氣質量等生態安全問題日益顯現。現今,傳統的省域經濟與行政區經濟正不斷向城市群經濟過渡,截至2018年2月底,國家先后批復京津冀、長三角、珠三角等七大城市群,“城市群經濟”效應得以形成,伴隨不斷產生的城市群生態安全問題引發了學者們的廣泛關注。國外學者關于城市群生態安全研究可以追溯至20世紀40年代,國內學者關于城市群的研究開始于20世紀80年代,其研究主要體現在城市群相關概念界定、城市群形成動力機制、城市群發展效率測度等方向與內容。早期“生態安全”研究常以城市為研究對象,測度地區生物、環境、資源安全狀況等。城市群生態安全是基于城市化發展進程、城市群集聚效應與日漸突出的生態安全問題演化而來的新興研究方向,具有復雜性與學科交叉性等。近年來,京津冀、長三角、珠三角等城市群的發展取得了較好的經濟效益,學者對區域城市群生態安全方面研究呈現了顯著增長的趨勢。因此,對城市群生態安全研究成果展開階段性的研究梳理,識別城市群生態安全研究的理論及知識聚類,探究國內外研究的前沿熱點與演進脈絡,有利于完善城市群生態安全研究的理論研究,為城市群生態安全的持續研究,及新的研究方向與角度的開拓等提供借鑒或思考。

本文基于2003—2017年CNKI(China National Knowledge Infrastructure,中國知識基礎設施工程)核心論文數據庫與WOS(Web of Science,科學網)數據庫中的文獻源,運用文獻數據可視化的應用軟件CiteSpace,結合圖形學、信息科學等學科理論與計量學引文、共線分析等研究方法,以可視化圖譜方式展現城市群生態安全領域的現狀與發展脈絡。立足于多元時空的動態視角,對城市群生態安全相關研究文獻進行圖譜分析,對城市群生態安全的學科基礎、研究核心及研究熱點前沿等進行歸納,闡述城市群生態安全研究的演化路徑與發展態勢。

1 數據來源與總體情況分析

1.1 數據來源

本文基于城市群生態安全研究視角,樣本選取于CNKI核心論文數據庫與WOS數據庫中的文獻源。由于CNKI中數據來源期刊眾多,且層次不一,為了更有質量的歸納與反應城市群生態安全研究進展,將期刊范圍縮小至北大核心期刊與南大CSSCI來源期刊,以“關鍵詞or篇名=*城市群*生態安全*or*生態*”,時間選取為2003—2017年,精確檢索結果453個;對檢索結果中會議征稿、卷首語、個人學術成果介紹進行整理、刪除,對重復文獻進行篩選,最終確定434篇相關文獻。同時,由于在WOS中輸入Metropolis ecological security檢索相關文獻,結果顯示為2,因此選用模糊詞匯,通過WOS高級搜索將其設定為TS=(“urban OR city”) AND TS=(“ecological security” OR “environment security”);Time Expand=2003—2017,經過篩選,最終確定211篇相關文獻。

1.2 研究方法

隨著信息技術的不斷發展與創新,大數據分析軟件被廣泛應用至學科研究領域。常見的數據分析軟件有文獻索引分析(HistSite)[1]、數據關系挖掘(PaperLens)[2]、社會網絡分析(NetDraw)與可視化工具(Ucinet)[3]等。而CiteSpace可視化計量分析軟件[4]結合了社會網絡分析、關聯規則分析、聚類分析等方法,側重于探析學科研究的主題演變趨勢、研究前沿熱點與其相關理論之間的關系,以及不同時期研究熱點之間的內在聯系。國內外諸多學者運用該軟件針對學科研究前沿文獻進行梳理分析,如Synnestvedt M B[5]用于研究醫學信息學領域發展進程;張波[6]對國際生態學發展態勢進行回顧分析,秦曉楠等[7]對國內生態安全研究進行知識圖譜分析等。本文以城市群生態安全的645篇文獻數據作為研究對象,基于CiteSpaceⅢ計量分析軟件對其進行挖掘,對城市群生態安全研究領域的知識基礎、前沿熱點、演化路徑、發展態勢等進行歸納與分析,為未來研究提供借鑒與思考。

1.3 發文量與學科分布分析

圖1 CNKI和WOS數據庫中城市群生態安全發文量 Fig.1 The number of published papers on ecological security in urban agglomerations in CNKI and WOS databaseCNKI：中國知識基礎設施工程,China National Knowledge Infrastructure;WOS：科學網,Web of Science

本文對國內外城市群生態安全的研究文獻共計645篇,圖1中顯示國內外2003—2017年相關文獻的分布情況。總體來看,國內外關于城市群生態安全研究文獻數量整體呈上升態勢,研究體系構建穩步推進,研究論文年浮動變化率約12%;但是整體發文數量相對較少,國內發文數量高于國外發文數量。2004、2009與2017等3個年份是國內學者關于城市群生態安全研究成果的小高峰,2008—2009年的發文量增幅58.9%,呈顯著增長,2009—2017年呈波動式增長;2013年是國外學者關于城市群生態安全研究的高頻年份,2009—2010年國外發文量增幅55%,2013—2014年降幅60%,2014年后呈直線式上升,整體上漲幅不定。2015年至2018年2月,國家先后批復了七大城市群,各大城市群呈現規模型發展趨勢。近年來,國內城市群發展規劃不斷提出建立城市群發展協調機制,城市群中生態安全狀況受到各界的廣泛關注。基于國家政策的制定與實施,未來幾年國內關于城市群生態安全研究將會出現一個至高點,學者們的研究成果數量也會呈現不斷上升態勢。

國外學者關于城市群生態安全發文量相對較低,基于已有文獻,對其學科屬性進行聚類,結果如表1與圖2所示。

表1 WOS數據庫中城市群生態環境安全學科頻次

圖2 WOS數據庫中城市群生態安全學科分布圖Fig.2 The subject distribution of urban agglomeration ecological security in WOS database

表1中展現了WOS數據庫中關于城市群生態安全學科出現頻率,其中環境科學&生態學與工程學占比最高,分別為28.4%與20.04%;此外,該研究還涉及涵蓋計算機科學、地質學土木和材料科學等學科,優勢在于城市群生態安全研究所涉科目較為豐富,不局限于環境、生態學類;不足之處在于所分布學科中心度較低、各學科的交叉性不足。早在1926年R.S. Woodworth使用了跨學科(interdisciplinary)一詞,跨學科是進行的涉及兩個或兩個以上學科的交叉研究[8];楊永福[9]等認為交叉學科研究有助于補充單一學科的局限性。具體而言,地理科學彌補研究過程中微觀要素動態變化問題,趨向于自然要素的變化;公共管理學科的引入反應出城市群發展過程中制度與技術缺陷;計算機科學進行仿真模擬實驗有助于構建出新城市群發展初期的雛形,具有預測性作用等。因此,未來城市群生態安全涉及多學科交叉研究是科研行為中較為適用的行為模式之一。

1.4 作者發文量與作者共被引分析

國內外學者關于城市群生態安全發文量、共被引聚類結果如表2、表3所示。從表2 CNKI與WOS數據庫中作者發文數量可知,CNKI數據庫中檢索出頻次最高的為任志遠,被引10次,被引次數最高的文獻是陜西省生態安全及空間差異定量分析,其中被引用次數排列前三的均是涉及價值測評的文獻;可見有關生態安全的研究,學者們側重于構建評價模型進行定量測度。在CNKI與WOS數據庫中發文數量排名中,靠前的作者均是國內學者。從表3的WOS數據庫中關于城市群生態安全作者共被引頻率聚類結果可知,Costanza R是被引頻次最高的作者,有1名中國學者排名在高被引學者第二位,有12名中國學者在排名前20位中,本研究在WOS數據庫中檢索時發現國外學者較少提到城市群這一概念,更多提的是都市圈概念;同時有關生態安全概念也較少提及,但是以生態系統安全研究較多,如食物安全、水資源安全等。由此可見,不同國情與面臨的困境不同,致使學者們研究宏微觀方向有所不同,但從期刊發文體現來看,國內外學者均認為當前城市生態環境問題是極具重要的研究議題,并致力于不斷突破中。

表2 作者發文數量一覽表

表3 WOS數據庫中城市群生態安全作者共被引頻次表

1.5 各國家發文量與期刊共被引分析

圖3 各國發文頻次圖Fig.3 The frequency of published papers in each country

CNKI數據庫作者發文所屬國家聚類結果以中國為主,因而不對其進行國家聚類分析。在WOS數據庫中,時間區域選擇2003—2017年,Node Type設置為“Country”,閾值設置為Top100%,選擇Pathfinder算法,最后得到20個節點、14條連線的國家合作圖譜。從聚類結果看,發文最多的是中國達到188篇,其他國家發文均相對較低。將各國發文結果進行歸類統計,如圖3顯示,其中中國占比78.99%,USA與RUSSIA占比6.72%與3.36%,其余國家總計比重不足10%。針對WOS數據庫中各國期刊共被引(如圖4所示),時間區域選取2003—2017年,Node Type設置“cited journal”,top 50,MST精簡網絡算法,共出現節點387,連線487條。由表4結果可知,期刊共被引頻次最高的是“Landscape Urban Plan”,共被引達到51次,該期刊涉及方向是環境科學與生態學,影響因子為4.563。國內刊物“Chinese J APPL ECOLO(應用生態學報)”被引達到24,排名在第7位,影響因子為2.166,可見國內生態刊物在國際上具有一定影響力。從期刊共被引結果可知,有15個期刊與生態、環境相關,其中SCIENCE與NATURE分別被引26次與20次;地理科學、管理學等方向期刊被引頻率較低。關于城市群生態安全的研究成果發布在環境科學類期刊上居多,其他期刊對此收錄相對較少,由此反映城市群生態安全研究的重要文獻主要體現了環境資源安全、生態安全等方面,也體現了城市群生態安全建設與經濟發展相互協調發展的重要性。隨著國家、公眾等越來越重視與認識到生態安全治理的重要性,國內外學者將生態安全作為城市群建設與治理的重要內容與落腳點。

圖4 期刊共被引圖譜Fig.4 The total number of periodicals citation

2 研究熱點與趨勢文獻計量分析

2.1 文獻共被引頻率分析

研究者們通過CNKI、WOS等數據進行主題檢索獲取文獻并予以引用,被引用的文章稱為被引文獻,被引文獻的第一作者稱被引作者,被引用的頻次很高的論文或機構稱為“高被引作者或機構”。高頻被引文獻通常為該學科的知識基礎來源,高被引作者或機構在其所研究的領域里具有較大及深遠的影響力,其研究成果對該學科領域的發展做出了較大作用與貢獻。在CiteSpace軟件可視化分析具體操作中,文獻時間區間選擇2003—2017年,Node Type選擇“Cited reference”,閾值設置為Top 100 per slice,選取最小生成樹(MST)算法精簡網絡,最后得到1043個節點、1000條連線的文獻共被引,年輪的厚度與該年的文獻被引頻次成正比,WOS數據庫中城市群生態安全文獻共被引高頻次情況如表5顯示。

結果顯示,位居最前列是國內學者Gong JZ與Li YF,來源期刊是Ecological Modelling;排名前十位被引文獻中,有6篇文獻來源期刊是生態環境類,3篇文獻來源于城市規劃類,1篇文獻來源于海洋管理。國內城市群生態安全高頻引用文獻具體內容如下：Gong JZ[10]認為城市生態安全的變化對城市生態環境的維護和改善具有重要意義,并以廣州市生態安全評價的初步空間數據為基礎,建立了基于元胞自動機的生態安全預測模型;Li YF[11]認為在生態網絡理論中,網絡產生的效率與復原力是網絡結構中基本互補屬性,網絡中各因素間的平衡對于生態系統的長期可持續性至關重要。根據CNKI數據庫顯示,國內學者對城市群生態安全研究推陳出新,如黃國和等[12]提出了珠三角城市群生態安全保障技術體系;王祥榮等[13]則以長三角城市群為例進行生態安全保障關鍵技術研究與集成示范;楊天榮[14]運用GIS與RS技術并基于最小累積阻力模型構建了區域生態安全格局,從而進行生態安全空間結構優化與布局;胡志仁[15]從資源、環境、人口、經濟與社會角度對珠三角城市群生態安全進行評價與預測分析;劉菁華等[16]以京津冀城市群為例,認為城市群中極增長作用一定程度上破壞了區域生態系統安全,因此科學預測具有前瞻性。

表4 各國期刊共被引一覽表

表5 WOS數據庫中城市群生態安全文獻共被引頻次表

2.2 高頻關鍵詞共現分析

關鍵詞發生頻率反應出一段時間研究主題的前沿熱點及整個關鍵詞在共現網絡中的核心力度,即關鍵詞中心度。本文依照中心度對共現網絡分析中的關鍵詞進行排序(表6),從而總結各時期城市群生態安全的研究熱點主題。總體來看,2003—2009年間國內生態安全作為研究主題呈現出較高的中心度。具體上,2003年國內學者研究的相關關鍵詞數量最多,包括生態安全、可持續發展、城市群、指標體系及區域生態安全,體現學者對生態安全研究逐漸轉為微觀、特性的區域及城市群生態安全研究,評價研究作為其研究范式之一;2004—2006年研究關鍵詞包括生態安全評價、土地資源、生態承載力、土地生態安全、生態環境與生態足跡,學者們關于生態安全研究側重于環境資源、環境承載力研究,研究重點轉向生態資源要素研究;2008—2009年研究關鍵詞主要包括長株潭城市群、生態安全格局、土地生態,城市群生態安全逐漸向宏觀方向轉變。

表6 關鍵詞頻次及中心度一覽表

從研究成果來看,國內關于城市群生態安全的研究在2003年處于起步階段,生態安全內涵、可持續發展、區域生態安全等研究領域是該階段生態安全研究的主要內容。其中“生態安全”關鍵詞的四周共現網絡節點密集,中心度最強,是整個研究領域的核心節點,也是研究熱點;“區域生態安全”、“可持續發展”、“指標體系”等關鍵詞體現出生態安全研究的思路與方向。基于網絡共現聚類結果顯示,2004—2006年間城市群生態安全相關研究發展處于快速發展期,出現了較多關鍵詞數目,產生了多樣化的研究主題及復合的研究網絡,并具有相對均衡的中心度。這一時期,其研究主題主要集中在“生態安全評價”與“土地生態安全”與“生態足跡”等特色的生態類型進行研究與評價。2007—2009年間,城市群生態安全研究進入穩定發展期,城市群生態安全的研究成果文獻出現一些模糊詞頻,如長株潭城市群等。城市群生態安全評價研究中,“生態安全評價”與“指標體系”等呈現出較高的中心度,“PSR模型”成為生態安全系統評價的主要方法;“可持續發展”與“生態承載力”等是城市群生態安全的評價指標,“生態文明”是城市群生態安全起步發展的背景。2010年后,城市群生態安全研究還未出現具體關鍵詞頻。

相較于國內,國外關于城市群生態安全研究起步于2003年,但該年份研究文獻稀少,主頻關鍵詞是Security(安全),2003—2007年WOS數據庫中關于城市群生態安全置于短暫停滯期,2007年出現“GI”(Glycemic Index),該詞所指構建相應的安全評價指標體系。2008—2013年是WOS數據庫中關于城市群生態安全研究的發展階段,其中,2009年中心詞頻是“Ecological security”(生態安全),2008年“China”(中國)與“City”(城市)是其研究的主要對象。2010年出現的中心詞頻“Urbanization”(城市化)、“Land use change”(陸地使用變化)及“Landscape”(景觀),可見2010年出現少量有關城市集群的土地用地及景觀研究。2012—2013年間出現的中心詞頻“Model”(模型)與“Pattern”(模式)是城市群生態安全研究的主要思路。2014—2017年WOS數據庫中關于城市群生態安全研究成果較少,進程較緩慢。

2.3 關鍵詞聚類分析

圖5 CNKI數據庫中城市群生態安全關鍵詞聚類圖 Fig.5 The urban agglomeration ecological security keyword clustering in CNKI database

國內關鍵詞聚類如圖5、表7所示,國內城市群生態安全研究取得了較大的發展,關于城市群生態安全研究涉及了多學科、理論基礎與主題多樣化,逐漸形成較為一致的研究理念。具體來看,國內城市群生態安全研究領域形成了較為完整的研究網絡,主要體現在表現研究發展脈絡的共引線與研究基礎的關鍵節點文獻等方面,但理論基礎與研究體系框架尚不足,前沿分支較少。#0聚類“生態安全”研究是該研究領域最早達到閾值的聚類團,開始于2003年,關鍵年份出現在2010年,聚類大小113,聚類效率0.958,其中包括綠洲、產業發展、全球化、人居環境科學、中國犯罪學六大關鍵詞。#1聚類是“生態足跡”在2009—2013年被引用次數較多,節點與其他相關研究有著密集的連結線,呈現聚類中心性高的特征,形成了具有較強凝聚力的研究網絡。該階段擴展了生態安全概念的認知,多運用環境庫茲涅茨曲線研究生態環境與經濟增長之間的協同性;通過構建綜合評價模型測算生態足跡、生態承載力與可持續發展之間的關系。具體關鍵詞包括基尼系數、重心模型、最優規模、人均水資源生態承載力與平衡性。#2聚類是“城市群”,關鍵詞包括生態環境、長江三角洲,研究主題與產業結構調整相關。隨著生態建設的不斷推進,中國產業結構面臨優化與升級,因此學者立足生態視角研究城市群產業結構優化調整文獻較豐富。#8聚類中耦合協調度、沿海城市、城市空間管制是高頻詞匯,學者們基于DPSIR模型構建城市生態環境評價指標或基于耦合度模型測算城鎮經濟發展與生態環境之間的協調關系。#3、#4聚類結果分別是“土地安全”與“土地生態安全”,關鍵詞有長株潭城市群、安全評價、評價方法,關于土地生態安全的研究以綜述為主要形式。#5、6聚類結果分別是“生態安全評價”與“生態效率”,其中包括土地資源、層次分析法、旅游生態安全與長江中游城市群。#7是“生態安全格局”,#18聚類是“城市生態安全格局”,可見時隔五年,生態安全格局研究得以細化,其關鍵詞體現了安全格局、生物多樣性與關中城市群,相較于其他研究主題,#18、#11聚類較為新穎,聚類效率均高于0.8,是城市群生態安全的研究熱點。#11聚類結果是生態系統服務,關鍵詞頻是保護生物多樣性、外來入侵物種、國土空間。《地球生命力報告2012》指出自然環境與生物物種的重要性,維系生物多樣性、生態系統服務與人類的共存關系利于人類社會的可持續發展。

表7 關鍵詞聚類一覽表

圖6 WOS數據庫中城市群生態安全關鍵詞聚類圖Fig.6 The urban agglomeration ecological security keyword clustering in WOS database

國外關鍵詞聚類如圖6、表7所示,國外研究起源早于國內。國外城市群生態安全研究網絡較為離散,關鍵詞中心度低。國外城市群生態安全研究最早出現的聚類詞頻是#16“生態”,發生于2003—2007年,研究中心關鍵詞包括天氣、空氣污染,其節點中心性不強,周邊連接線稀疏,后續相關研究較少。處于關鍵年份2012年的聚類詞頻有#3 5 8 14,分別是植物、環境保護、質量與邏輯回歸。其中#3內含的關鍵詞有城市遙感與算法,#5包含關鍵詞有PSR、濕地、省會與生態安全,#8包含有水環境質量、社區等,#14內含評價方法。2012年出現的四個關鍵詞聚類具有一定的相關性,該階段注重對環境的探討研究、包括自然環境中的植物、水、生物等微觀生態系統,以城市或農村中環境質量為調研對象。#2、4、0、7、9、17均為2013年出現的聚類詞頻,分別是決策支持、框架、生態環境、生態安全模式、水環境質量、壓力—響應模式。#2中具體包含森林、合理化發展,#4中有仿真預測、地理學加權回歸,#0中含驅動因素與城市擴張,#7中含城市景觀聯系,#9中主要側重于生態安全評價,#17包括可使用土地與綜合評價方法。綜上提到的聚類詞頻中,定量模型占據較大比重,具體研究學科偏向于環境科學。可見,WOS數據庫中高頻關鍵詞所屬的文章以構建數量模型為主要范式,通過測量探究地區生態安全狀況。2015年出現的聚類詞僅有#6與13,所指“污染”與“增長”,研究題材較為新穎,聚類效率分別是0.966與0.942。#6所含的關鍵詞有策略與生態恢復,#13包含的關鍵詞是城市增長與安全用地規劃。從2015年始,以“環境污染第三方治理”為代表的治理恢復產業興起,生態恢復有助于保障區域生態安全與可持續發展,生態恢復的關鍵在于提高生態恢復功能,即增強生態產品能力建立科學決策機制等。隨著經濟增長與城市人口的快速集聚,城市擴張效應顯著,快速的城鎮化對生態環境與資源集約帶來了挑戰。因此,合理規劃城市增長邊界,以質量增長代替效率增長是城市轉型發展的關鍵。國內外研究成果體現了“生態優先”原則,廣泛應用“精明增長”方式,對城市空間進行科學管理,提升城市內部空間績效。

2.4 主題演化對比分析

通過對文獻主題詞或關鍵詞進行突變詞分析,來探索目前在城市群研究領域的研究趨勢及研究的新興領域,基于CiteSpace軟件中Time Zone功能找尋突發性詞匯來反映該領域的研究方向。某個聚類所包含的突發節點越多,該領域就越活躍或是研究的新興趨勢。

從表8中關于CNKI與WOS數據庫城市群生態安全突變詞可見,國內外關于其研究的突變詞數量均較少;相比而言,國內突變詞數量高于國外。基于前文中國外關于城市群生態安全研究數量較少問題分析來看,國內出現突變詞數量有理可依,而從自身情況來看,15年間僅出現五個突變詞,說明國內學者關于城市群生態安全問題研究視角相對比較集中。從突變詞強度來看,國內城市群生態安全突變詞強度最高為“可持續發展”,頻率強度為6.9936,產生于2003年,結束于2005年,發生周期十分短。其次為“生態安全”,突現頻率僅次于可持續發展,頻率達6.109,產生于2003年,結束于2008年。2014—2017年高頻詞是PSR模型,PSR模型是經濟聯合與發展組織(OCED)和聯合國環境發展署(UNEP)構建出的壓力—狀態—響應模型,多運用于構建可持續發展評價指標體系,其頻率為3.5546。廣義的生態安全是人類生存條件或生態系統所達到的一種狀態,它是一種動態的概念,包括區域生態安全與城市生態安全等角度;2003—2006年突現詞是區域生態安全,頻率為3.101。最后,出現頻率最低是土壤資源,頻次為2.9301,開始于2006年,結束于2008年。城市耕地生態安全與農業生態安全逐漸成為城市群生態安全的研究熱點;城市生態安全格局是城市群生態安全領域高度系統化的研究前沿。相比而言,國外研究起源早于國內,但突現詞頻單一,未突破已有的研究范式。國外關于城市群生態安全研究的高頻詞僅有Model(模型),頻率為3.0894,開始于2014年,結束于2017年;可見國外學者們擅于通過相關模型測算城市群生態安全系統中各要素的安全系數,從而了解其安全狀況。近15年間,國外學者對其相關研究進入了停滯期,最早數據追蹤至1996年,研究對象主要是針對發展中國家及處于貧困和邊緣化的地區或國家。具體來看,WOS數據庫收錄城市群生態安全文獻多來源于國內學者,被引學者與被引文獻以國內學者及其成果居多,但在論文被引比重上,國外學者占據相當的優勢。2008—2010年間詞頻共現以中國、城市化及安全為主;Dust(污染)與Growth(增長)是國外城市群生態安全高頻研究熱點。

表8 CNKI和WOS數據庫中突變詞表

3 研究結論與發展態勢

本文利用信息可視化軟件CiteSpaceⅢ,通過作者發文量、發文量與作者共被引網絡、各國發文量與期刊共被引網絡分析、文獻與高頻關鍵詞共被引網絡分析、及關鍵詞聚類分析等,繪制出2003—2017年國內外城市群生態安全的研究主題及其主題演化路徑。研究發現國內外城市群生態安全研究具有如下結論。

總體來看,15年來城市群生態安全研究逐漸將城市生態系統格局與城市生態演化過程相結合進行分析與評價,不斷關注社會、經濟等維度對生態系統的影響。城市群生態系統評價成為架構城市群生態安全關鍵詞聚類網絡、研究主題演化路徑的重要核心。整體上,國內外城市群生態安全研究趨勢從早期的生態安全轉向區域生態安全,現趨向于區域生態安全格局構建。然而不足之處在于,首先是研究視角不夠新穎,較少立足于內部機理研究,未能把握城市群生態安全的來源、演進及發展趨勢等;其次是現有研究多是“拿來主義”,缺乏與城市群生態安全的系統性、城市群的特征等相結合,簡單的把城市生態安全的相關觀點套用在城市群生態安全研究;第三,研究前沿缺乏多層次探索,雖然注重外部框架構建,但是忽視內部基本生態要素的安全性;最后,研究學科范式與理論視角局限,研究方法集中于概念辨析等理論探討或實驗及實證分析,如只立足于某城市進行生態安全測度。

綜上,現有的國內外城市群生態安全缺乏研究領域的拓展與延伸,對城市群生態安全沒有成型的概念界定,研究節點缺乏連續性與可持續性。隨著城市化進程加劇,城市群構建大勢所趨,傳統城市的“先污染后治理”發展模式已不符合城市群的可持續發展,把握城市群外部生態安全格局與內部生態系統安全性則顯了十分重要。狹義上的生態系統安全是指生態系統完整性和健康的整體水平反映,廣義上的生態系統安全是指避免因為資源環境的缺乏與承載力降低等影響到經濟社會的可持續發展,甚至引發社會動蕩等問題。生態安全格局是一種空間格局,也稱生態安全框架,城市群生態安全格局非常強調城市群所在區域可持續發展的穩定性;不同城市群由于所在區域地理位置、經濟發展水平與狀態、社會文化理念、環境資源優勢以及技術等各類因素的不同,在設計城市群發展戰略規劃時需要重點與整體性考慮城市群生態安全格局。因此,立足于多角度、通過多方式記錄和研究城市群空間格局變化情況與生態演繹過程是避免信息不對稱的方式之一。要素是構成系統的基本組成部分,系統對要素起到決定與支配作用,要素與系統二者之間互相影響。生態系統中的空氣、水、土等綠色資源環境和食物等基本要素,其安全與穩定作用于生態系統的循環發展,生態系統的安全與完整性對這些要素的安全起到保障作用。城市群生態系統中各要素決定了生態系統的屬性,并建構了城市群生態安全格局,城市群生態安全格局保證系統中各要素的穩定與持續發展。城市群通過整合城市中各類優勢資源,實現地區經濟、社會及生態等效益最大化。關于如何保障城市群生態安全問題,本研究認為在城市群起步發展階段平衡生態治理與經濟發展的關系,保持生態關系的平衡尤為重要。

因此,如何充分發揮城市群的“極”增長作用,同時維持自然系統穩定安全與改善區域生態脆弱性,未來城市群生態發展研究存在以下幾個途徑。其一，以區域整體視角,擯棄以往城市生態安全的局限性,展開城市群多維度研究,強化城市群生態安全理論基礎研究,立足于多學科、多角度研究如何實現人與生態的平衡發展及復合人工生態系統的建構等。其二,當前已構建的城市群有長三角城市群、珠三角城市群等,應從外部結構與內部資源配置等角度對以成型城市群進行解剖分析,在構建其他城市群時,注重內部機理與外部制度的作用性。第三,應將數字治理與大數據引入維護城市群生態安全之中,城市群生態安全網絡化治理將成為未來研究的一個重要方向。從經驗來看,足以構建為城市群的城市一般具有共性與互補性。城市中的環境與資源要素是城市的各個分支,缺一不可,城市中生態安全是保障城市群得以持續發展的關鍵,會出現城市群的原因是由于城市發展不足以實現高質量、高效益且可持續性的穩定發展。城市與城市的聯合在一定程度上足以解決單一的城市發展困境,然而城市群在未來發展中也會面臨城市發展過程中的歷史問題,因此防患于未然,做好城市群的評價與預測、掌控城市群的資源量與消耗量、從宏觀格局上把握城市群的構建格局,從微觀上把握城市群內部各城市相同及不同要素間的關系。優先解決城市群中發展與治理之間的關系,追求經濟發展與生態的平衡與協調是未來各大城市群發展中普通需要完成的任務。同時,關于城市群生態安全研究回歸城市群生態安全的本原性也十分重要,構建系統評價指標是維護安全的關鍵,評價城市群生態安全狀況一方面可以通過RS、GIS等進行遙感動態監測;另一方面也可以結合評價指標體系的構建,進行各指標的靜態測度。總之,城市群生態安全離不開城市生態安全,整體與部分相互依存、相輔相成。