河岸帶生態系統機制研究的文獻計量分析

鄒璐璐 賈小容

(華南農業大學林學與風景園林學院,廣東 廣州510642)

河流是對全球變化影響最為敏感的生態系統之一（Feld et al, 2018），人口的迅速增加以及社會經濟的快速發展，人們的生活、生產對河流的干預不斷加劇，水生環境惡化，導致水生生態系統被破壞（Macfarlane et al, 2018）。河岸帶對河流生態系統的保護作用是被認可的最佳模式之一（郭二輝等, 2011），它是控制水土流失和面源污染、改善水環境的關鍵措施，對水文過程及河岸生態系統的生態具有重要的影響。憑借河岸帶地理位置的特殊性——陸地和水生系統的交匯處，河流為水陸信息、能量、物質交換的重要場所，具有非常重要的生態價值和社會價值（韓路等, 2013）。

近年來，隨著城市化進程的加快，河岸帶生態系統遭受人類的干擾而嚴重退化（Riley et al,2018），退化河岸帶生態系統的恢復與重建成為河岸帶研究的核心與熱點。認識河岸帶生態系統機制和退化成因是開展河岸帶生態系統修復工作的前提（吳紅星等, 2011）。曹宏杰等（2018）、江韜等（2019）開展河岸帶土壤對氮磷截留的機理研究，Zhao（2018）等研究河岸帶微生物N2O產物和N2O還原劑的豐度和群落與酶N2O生產潛力的聯系，程輝（2017）研究不同土地利用方式對三峽庫區消落帶庫灣生態系統的影響機制，Markovic（2018）等研究薩瓦河沿岸土壤中潛在的有毒元素對河岸帶生態系統的影響，可見國內外學者已開展較多河岸帶生態系統機制的研究，但由于河岸帶生態系統的服務功能多樣、復雜，對其的研究并不完整、系統，有必要對當前文獻進行綜述研究，以便開展后期工作。

1 數據來源與方法

文獻計量分析法是一種科學的文獻分析和信息整理法，近年來已被運用于生態系統及生態系統服務研究領域（Liu et al,2019; 張玲玲等, 2016）。從總被引頻次可反映文獻被其他國家、機構、學者的認可度，被引頻次越高，說明論文的影響力越大；篇均被引頻次越高，說明學術水平和論文質量越高（黃曉軍等, 2019）。文獻產出的數量在一定程度上可反映學科領域科學研究和發展的活躍度（韋飛黎等, 2019）。

本 文 以Web of Science中 的 Science Citation Index Expanded 數據庫為外文數據來源， 以“TS = riparian ecosystem And TS =mechanism”作為主題詞，檢索2004-2018年的文獻。檢索到289篇文獻，包括4種文獻類型：研究論文262篇（占90.66%）、綜述論文27篇（占9.43%）、會議論文7篇（占2.42%）、書的章節2篇（占0.69%）。檢索到的文獻語言均為英語。

以CNKI作為中文數據庫來源，使用“河岸帶生態系統機制”為主題詞，檢索2004-2018年的文獻。檢索到文獻69篇，其中博士論文有18篇（占26.1%），期刊文章18篇（占26.1%），碩士論文33篇（占47.8%）。

使用HistCite引文分析軟件分析外文文獻，中文文獻使用中國知網的可視化分析功能與STAI、Excel進行分析，以文獻計量學的方法分別從河岸帶生態系統機制研究的國家、方向、機構、年代等方面對檢出的文獻進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 文獻總體分析

如圖1所示，國際上關于河岸帶生態系統機制方面的發文量總體呈上升趨勢，2010-2017年有較大幅度的波動，出現了上升——下降——上升——下降的趨勢，2012年文獻量驟降，2015年文獻量達到最高峰。關于河岸帶生態系統機制的研究，國內最早是從張建春等（2002）“河岸帶及其生態重建研究”開始的。國內對于河岸帶生態系統機制的研究一直不夠系統，所以搜索到的文獻量較少，甚至在2004年時出現0篇，在2012年也出現與外文文獻發文量一樣的驟降現象，2014年、2016年為國內研究的活躍期。

圖1 有關河岸帶生態系統機制研究的發文量年度分布Fig.1 Annual distribution of publications on riparian ecosystem mechanisms

2.2 主要研究力量

2.2.1 國際主要研究國家分析 檢索發現有50個國家（地區）參與了河岸帶生態系統機制的研究。發文量居前10位的國家如表1所示，發達國家在河岸帶生態系統機制研究領域的研究實力明顯強于發展中國家，美國論文產出量約占發表總數的49.1%，總被引6 262頻次，遠超于其他國家，表明美國在該領域的研究處于主導地位。澳大利亞發文量為32篇，僅占發表總數的11.1%，但其總被引頻次較高，篇均被引頻次最高。中國發文量排名第三，但論文篇均被引頻次為發文量前10位國家中最低。

表1 國際上有關河岸帶生態系統機制研究發文量排前10位的國家Table 1 Top 10 countries in international publications on riparian ecosystem mechanisms

2.2.2 國際主要研究機構分析 檢索發現來自全世界453個機構參加了河岸帶生態系統機制研究，發文量前10名的機構相關信息如表2所示。前6個機構中除去第一位來自中國的中國科學院，其余機構均來自于美國，分別為：科羅拉多州立大學、華盛頓大學、美國地質調查局、亞利桑那州立大學、加州大學戴維斯分校，總計48篇文獻（占16.7%）。其中華盛頓大學、科羅拉多州立大學的總被引次數、篇均被引頻次是發文量前十名機構中的第2、第3名。可見，美國的科研機構在河岸帶生態系統機制研究方面的強大實力和高影響力。中國科學院雖然發文量位于第一，共19篇（占6.6%），但其篇均被引頻次相對較低，說明該機構文獻的影響力還不強。來自澳大利亞的莫那什大學，雖發文量較少，僅8篇（占2.8 %），但其總被引頻數、篇均被引頻數均為最一，說明該機構的文獻質量高，影響力大。英國的伯明翰大學為發文量前十名機構中的最后一個機構，僅有6篇發文量，但其總被引頻次和篇均被引頻次都較高。

國內在該領域的主要研究機構有：北京林業大學、華東師范大學、北京大學、中國科學院研究生院、西南大學等。

表2 國際上有關河岸帶生態系統機制研究發文量排前10位的機構Table 2 Top 10 institutions of publishing articles on riparian ecosystem mechanisms

表3 河岸帶生態系統機制研究發文量排前10名的外文期刊Table 3 The Top 10 Foreign Periodicals in the Research of Riparian Ecosystem Mechanisms

圖2 2004-2018年河岸帶生態系統機制研究主要涉及的學科領域及其發文量Fig.2 Subject areas and papers published in the study of riparian ecosystem mechanisms from 2004 to 2018

2.3 學科、來源期刊

從 近 15年（2004—2018）Web of Science中的 Science Citation Index Expanded 數據庫收錄的生態系統機制研究論文學科領域來看，河岸帶生態機制主要涉及的相關學科見圖2，已有的研究主要集中在自然科學領域，而社會科學內容較為缺乏。生態環境科學、海洋淡水生物學、水資源學、生態學為該研究領域涉及較多的學科。隨著保護生物多樣性政策的提倡，以及河岸帶生態系統作為具有較高物種豐富度的地帶，越來越多的學者將生物多樣性保護研究與河岸帶生態系統的研究相結合。

河岸帶生態系統機制研究文獻共涉及外文期刊124種，前10名期刊的發文量占總發文量的25.1%。前10名的期刊中，除兩個來自荷蘭，其余都屬于美國，顯示美國在該領域強大的 實 力。FRESHWATER BIOLOGY、ECOLOGICAL APPLICATIONS、ECOSPHERE期刊發文量為前三強，這3個期刊較為集中地刊登了河岸帶生態系統機制領域的研究成果，受到學術界的廣泛認可和高度關注，具有較強的影響力。其中，期刊FRESHWATER BIOLOGY不僅發文量最大，總被引頻次也最高（表3）。期刊ECOLOGY的影響因子為發文量前10名期刊中最高，雖其發文量不多，但其總被引頻次、篇被引頻次均為第3名，具有一定的影響力。

2.4 高產作者、高被引論文分析

近15年 來Web of Science中 的Science Citation Index Expanded數據庫記錄有1 093位作者參與了河岸帶生態系統機制研究論文撰寫，他們主要來自于美國、南非、加拿大、中國、英國、澳大利亞。Naiman、Richardson和Richardson發文量均為4篇，說明他們在該領域的研究實力較強。其中，Milner雖只有3篇文獻，但其在發文量前10作者中總被引頻次、篇均被引頻次以及年均被引頻次最高（表4），在該領域具有強大的影響力。

有關河岸帶生態系統機制研究高被引前10名論文主要來自美國、英國、新西蘭等國家，其中有7篇來自美國（表5），反映出美國在該領域的研究地位居于世界前列。總被引次數最多的是作者Allan于2004年在Annual Review of Ecology Evolution And Systematics期刊發表的Landscapes andriverscapes: The influence of land use on stream ecosystems。這是一篇綜述性的論文，影響因子為10.16，文章闡明了地形以及周邊山谷的土地利用規模對河岸帶生態中的生物多樣性以及生境的影響很大。第2名是在2005年Journal of The North American Benthological Society期刊上發表的一篇論文，綜述了近年來城市河流生態修復的文獻，探討了城市河流生態修復的驅動機制，并提出了城市河流生態修復的目標和方法。

表4 河岸帶生態系統機制領域高產作者Table 4 High-yielding authors in the field of riparian ecosystem mechanisms

表5 河岸帶生態系統機制研究高被引論文前10名論文Table5 Top 10 highly cited papers on riparian ecosystem mechanisms

3 結論

通過對國內外河岸帶生態系統機制研究相關論文的文獻計量分析，可以發現國際河岸帶生態系統機制研究的總體趨勢，了解研究力量的分布、權威期刊以及學科領頭者。

（1）主要研究力量。發達國家以及各大高校、國家科研機構是主要的研究力量，其中，美國占據絕對的領導地位。從發文量、總被引頻次、高被引頻次來看，美國、澳大利亞、中國、英國和德國等國家，以及中國科學院、科羅拉多州立大學、華盛頓大學、美國地質調查局、亞利桑那州立大學等機構在河岸帶生態系統機制領域的論文綜合影響力較大；從篇均被引頻次和高被引論文來看，澳大利亞、美國、巴西、新西蘭和加拿大等國家，以及莫那什大學、華盛頓大學、科羅拉多州立大學等機構在該領域的論文質量較高。

（2）主要研究方向。從發文量、總被引頻次、篇均被引頻次靠前的學科領域以及期刊來看，由于生態系統的復雜性，目前河岸帶生態系統機制研究涉及到較多的學科，主要有生態學、環境科學、水資源學、海洋淡水生物學、生物多樣性保護學、植物學、林學等。從整體情況來看，國際側重于河岸帶生態系統機制機理及河岸帶生態系統服務與人類福祉的依存關系的研究，國內更加關注河岸帶生態系統機制的服務評估以及修復方法。

（3）近年來中國河岸帶生態系統機制研究的科研實力增強，中國科學院為該領域發文量最多的機構，來自該機構的馮奇在發文量前10名的作者中排第5名（3篇），與第一名僅1篇之差。表明了我國在河岸帶生態系統機制研究領域的國際地位有所提升，科研文章數量顯著增加。但總體上論文的總被引頻次和篇均被引頻次較低，說明中國的發展與國際上有一定的差距，論文質量有待提高，在今后的發展中還需加強科研經費投入，引進高水平人才，加強國際合作，大力推動我國河岸帶生態系統機制的研究，提高我國在國際上的影響力。