基于文獻計量分析的區域生態安全研究熱點與趨勢

王 耕,周騰禹

遼寧師范大學城市與環境學院, 大連 110629

生態興則文明興,生態衰則文明衰。生態安全是人類文明形成和發展的基礎和條件,與國防安全、經濟安全和金融安全等共同構成了國家安全的基本內涵。自工業革命以來,隨著全球城市化的迅速發展和經濟規模的快速擴張,各國各地區均面臨生態空間縮減、生態系統退化和生物多樣性減少等諸多威脅,生態安全已經成為全球所面臨的共同挑戰。維護全球生態安全是構建人類命運共同體的重要組成部分,也是區際間可持續發展的必由之路。近20年來國內外許多專家學者[1- 11]都從不同角度對生態安全進行了廣泛的研究,但大都集中于現狀評價和案例研究方面,鮮有基于文獻計量的生態安全回顧與趨勢綜述研究。文獻計量最早提出于20世紀初期,是一種基于數理統計的成熟的文獻分析和信息挖掘方法[12],具有顯著的客觀性、定量化和模型化的宏觀研究趨勢[13- 15],已被多次應用到生態恢復和生態環境等領域[16- 18]。2014年秦曉楠等[19]雖利用文獻計量方法對生態安全進行了分析,但研究對象僅為2000—2011年CSSCI期刊中299篇國內文獻,對系統梳理全球生態安全研究的現狀和探索新的熱點主題尚顯不足。本文以生態安全為主題,運用文獻計量方法分析了國內外生態安全研究領域的發展現狀,并從發文數量、高頻關鍵詞等層面剖析國內外生態安全研究的熱點主題,旨在了解生態安全研究的最新發展動態,為后續生態安全研究和探索新的熱點主題提供借鑒和參考。

1 數據來源與研究方法

本文以WEB OF SCIENCE數據庫中的WEB OF SCIENCETM核心集為數據源,高級檢索國外文獻“TS=(ecolog* AND safety) OR TS=(ecolog* AND security)”,文獻類型為 “ARTICLE”,搜索年份限制在2018年之前(包含2018年),并在檢索結果篩選出與生態環境相關的文獻,最終選擇出6284條符合條件的結果。以中國期刊全文數據庫(CNKI)中主題為“生態安全”并與生態環境相關的論文為數據源,搜索年份限制在2018年之前(包括2018年),篩選出6000篇生態安全相關文獻。

分別將已選的6284篇國外文獻和6000篇國內文獻導入Bibexcel中,導出文獻的高頻關鍵詞,合并近義詞和同義詞。國外文獻篩選出詞頻大于20的關鍵詞50個,國內文獻篩選出詞頻大于10的關鍵詞61個。利用Bibexcel將國外文獻導出的50個關鍵詞生成50×50的共詞矩陣與國內文獻導出的61個關鍵詞生成61×61的共詞矩陣,分別導入到Ucinet中生成 ##h文件,再用Netdraw做出生態安全研究高頻關鍵詞共現網絡可視圖完成共現分析。分別將兩個共詞矩陣導入到SPSS,分析得出系統聚類分析樹狀圖,對關鍵詞進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 相關文獻數量分析

在WEB OF SCIENCE數據庫中檢索以“(ecolog* AND safety) OR (ecolog* AND security)”為主題詞的年度發文量如圖1所示。由圖1可以看出,盡管個別年份發文數量有所下降,但文獻數量總體上呈逐年遞增的趨勢,研究大體可以分成三個階段：(1)初始階段(1964—1987年)：生態安全的研究處于萌芽階段,最早文獻發表于1964年,數量較少,不到百篇。(2)波動增長階段(1988—2011年)：文獻數量開始波動增長。國外針對生態安全的研究大致開始于此時期,推測是由于1987年世界環境與發展委員會(WECD)發表報告《我們共同的未來》正式使用可持續發展的理念并做出比較系統的闡釋,在國際社會產生了較大影響導致國際社會對生態安全的研究開始重視起來。(3)快速發展階段(2012年—至今)：文獻數量快速增加。隨著可持續發展理論日益深入人心,國外對生態安全的研究進一步深入,表明人們在經濟快速發展的同時更加關注對生態環境的破壞。

圖1 國外有關生態安全在生態環境領域的年度發文量Fig.1 Number of articles about ecological security in ecological environment in each year in foreign

在CNKI中檢索的6000篇主題為“生態安全”并與生態環境有關的文獻年度發文數量如圖2所示。由圖2可以看出,國內關于生態安全最早文獻可追溯到1999年,隨著時間的推移文獻的數量總體上呈上升趨勢并大體可以分為三個階段(1)初始階段(1999—2002年)：文獻發文時間較晚,數量偏低,不足10篇,生態安全問題還未引起大多數專家學者的重視。(2)波動發展階段(2003—2011年)：相對于第一階段文獻數量有所增加并呈波動增長的趨勢。(3)快速發展階段(2012年—至今)：自我國十八大以來,隨著國家生態文明戰略和生態紅線規劃的提出,區域生態安全相關文獻發文數量持續增加,2017年達到2318篇。2018年文獻數量較低,推測是由于統計文獻時差造成的。對比圖1和圖2,國內外對生態安全研究日益重視,發文數量趨勢變化大體相同,國外研究時間要早于國內,而國內年均發文量明顯高于國外。

圖2 國內有關生態安全在生態環境領域的年度發文量Fig.2 Number of articles about ecological security in ecological environment in each year in domestic

2.2 高頻關鍵詞分析

關鍵詞是對文章的高度概括和精煉,提煉出多篇文章中的高頻關鍵詞一定程度上可以代表該領域的研究熱點[17]。利用Bibexcel分別提取國內外文獻高頻關鍵詞如表1和表2。

表1 國外關鍵詞及其頻次

表2 國內關鍵詞及其出現頻次

根據表1看出,食物安全(food safety)、氣候變化(climate change)、持續性(sustainability)和生態安全(ecological safety)等是國外生態安全研究中頻次較高的關鍵詞。由此可見,國外生態安全研究主要集中在人口承載力、外部環境影響與可持續發展,研究的空間尺度大多在國家和全球層面,研究對象主要針對極端貧困國家和發展中國家。

根據表2可以看出,生態安全、生態文明和PSR模型是我國生態安全研究中頻次較高的關鍵詞。由此可見,國內主要是圍繞生態文明建設進行基于PSR框架生態安全評價與生態安全紅線空間規劃等領域。

2.3 高頻關鍵詞的共現分析

共現分析是通過對某個領域的研究主題或關鍵詞共同出現在同一篇文獻中的情況,分析該領域中各個方向或主題間的聯系[20-22]。本文利用Bibexcel軟件將國外文獻中提取的50個關鍵詞和國內文獻提取的61個關鍵詞及其出現頻次分別生成50×50和61×61共詞矩陣,分別導入到Ucinet軟件中生成##h文件,再用Netdraw繪制高頻詞共現網絡可視圖如圖3和圖4。在網絡可視圖中,每一個節點均代表一個關鍵詞,節點越大,表示該關鍵詞與其他詞共現的次數越多;節點越小,表示該關鍵詞與其他詞共現的次數越少。節點間線條的粗細程度代表兩個節點(關鍵詞)的共現次數,線條越粗代表這兩個關鍵詞之間共現次數越多。節點小、線條較細并不代表研究次數少,只能表示此節點在網絡可視圖中與其他節點共現次數較少。

圖3 國外生態安全研究高頻關鍵詞共現網絡可視圖Fig.3 Co-occurance netview of key words from ecological security in foreign

從圖3可以看出氣候變化(climate change)、生態系統服務(ecosystem services)、環境(environment)和食物安全(food safety)等關鍵詞在生態安全相關文獻中與其他關鍵詞共現的次數較多,代表了國際社會當前該領域的研究熱點。氣候變化(climate change)和適應(adaptation)、環境(environment)與食物安全(food safety)、生態風險評估(ecological risk assessment)與殺蟲劑(pesticides)等,這些關鍵詞之間的連線較粗,說明這些關鍵詞兩兩之間共現次數較多,兩詞在相關研究領域較為緊密。

圖4 國內生態安全研究高頻關鍵詞共現網絡可視圖Fig.4 Co-occurance netview of key words from ecological security in domestic

從圖4可以看出,生態安全、生態安全格局、生態文明和生態安全屏障等關鍵詞在生態安全文獻與其他關鍵詞共現的次數較多,能夠代表目前該領域的研究熱點。圖4中生態系統和生態系統服務、生態系統服務和生態安全格局、區域生態安全和生態足跡、指標體系和生態安全評價等,這些關鍵詞之間的連線較粗,說明這些關鍵詞兩兩之間的共現次數較多,以這些關鍵詞為研究對象的文獻較多,在研究領域中的關系較為緊密。

2.4 高頻關鍵詞的聚類分析

聚類分析能夠定量研究事物分類和分區問題,是文獻計量中常用的方法[23]。聚類分析的基本原理是,依據樣本自身屬性,用數學方法按照某種相似性或差異性指標,定量的確定樣本之間的親疏關系,并按照這種親疏關系程度對樣本進行聚類[24]。在聚類分析譜系圖中,聚類標準不同,聚類結果也不同。同一類別內部的樣本相似性較高,而不同類別的樣本之間差異性較大。本文使用SPSS分別對國外文獻提取的50個關鍵詞和國內文獻提取的61個關鍵詞進行聚類分析,高頻關鍵詞分成3個群集如表3和表4,系統聚類樹狀圖如圖5和圖6。

表3 國外生態安全研究關鍵詞聚類群體劃分

表4 國內生態安全研究關鍵詞聚類群體劃分

通過對國外生態安全研究關鍵詞的聚類群體分析,從表3可以看出：群集1包括生態安全、生態風險和生態服務功能評價等,研究尺度大多是針對一些極端貧困地區或者是一些發展中國家,研究內容為某些特定生態問題,如能源安全(energy security)和貧困 (poverty)等。群集2主要關注的是在氣候變化背景下的生態安全動態以及可持續發展研究。氣候變化會導致生態致災因子的變化從而危害生態安全。群集3主要是從食物安全的角度研究生態安全。世界人口迅速增加給生態環境造成的壓力越來越大,因此如何在人口不斷增加的大背景下保證食物安全進而維系生態安全一直是國際社會所關注的熱點話題。通過對國內生態安全研究關鍵詞的聚類群體劃分,由表4可以看出：群集1主要研究不同地域下生態安全狀態與生態系統服務功能評價和生態補償等。研究內容包括生態安全指標體系、生態安全評價和生態安全格局等,研究案例集中于森林生態系統、城市生態系統和自然保護區等[25-27]。群集2主要研究生態空間規劃等。生態空間是一個包括時間、空間、自然資源、生物多樣性和生態服務功能的綜合載體[28-29]。隨著生態文明建設的實施,自然資本測算和生態空間規劃的研究日益加強。群集3主要研究生態保護紅線的劃定。生態保護紅線是指依法在重點生態功能區、生態環境敏感區和脆弱區等區域劃定的嚴格管控邊界,是國家和區域生態安全的底線[30-31]。2014年1月,環保部印發了《國家生態保護紅線-生態功能基線劃定技術指南(試行)》,自此生態保護紅線研究越來越受到重視,成為了當前和今后一段時期的研究熱點。

3 結論

生態安全是當前學術界研究的熱點話題,涉及多門學科和領域。本文基于WEB OF SCIENCE和CNKI數據庫檢索生態安全領域的相關文獻,利用文獻計量方法分析了生態安全的研究熱點和趨勢。

(1)國內外生態安全研究發文數量不斷增加,并大體可分為初始階段、波動增長階段和快速發展階段三個時期。國外對生態安全研究從1964年的不足百篇增加到2017年的815篇,國內從1999年的不足10篇增加到2017年的2318篇。國外研究時間要早于國內,但國內年均發文量明顯高于國外。

圖5 國外關鍵詞系統聚類分析樹狀圖 Fig.5 Tree diagram of hierachical cluster analysis of key words in foreign

圖6 國內關鍵詞系統聚類分析樹狀圖 Fig.6 Tree diagram of hierachical cluster analysis of key in words domestic

(2)國外上有關生態安全研究的高頻關鍵詞主要有food safety、climate change和sustainability等,國內有關生態安全研究的高頻關鍵詞有生態安全、生態文明建設和PSR模型等,說明國外更關注研究在氣候變化背景下的生態安全動態與可持續發展的關系。而國內主要是圍繞生態文明建設進行基于PSR框架生態安全評價與生態安全紅線空間規劃研究等。

(3)根據國內外高頻關鍵詞聚類分析的三個群集分析,國內外生態安全在研究方向和空間尺度上具有較大的差異性。國外主要以極端貧困國家和發展中國家為研究對象,研究尺度較大,涉及地區、國家甚至是全球層面,相關研究主要集中在外部環境變化和人文社會經濟系統對于生態安全的影響等方面。國內則主要集中于生態安全基本理論與指標體系的構建,研究尺度主要集中在中小尺度。今后國內有望在生態安全的自然與人文因素的結合、安全空間的理論與方法上可做進一步深入研究。

綜上所述,生態安全概念提出近三十年以來,一直是國內外的研究重點和熱門領域,國內外的研究各有側重,研究對象和研究尺度都有較大差異,這也反映出在各種人為因素和自然因素相互作用下區域生態安全具有時空動態性和差異性。在構建人類命運共同體的背景下,國際間和區際間生態安全是當前全球生態安全研究的熱點,未來生態安全研究應重點在生態安全的時空演變、區際生態安全關聯和安全與風險管理等領域展開合作與交流。我國生態安全研究在未來的一段時期將集中于生態文明與生態紅線空間規劃等領域,與此同時,在共建“一帶一路”中,我國生態安全應在經濟與社會、能源與資源、文化與信息等領域開展專題生態安全的研究。由于資源有限,文獻時間起點為1900年,尚未收集到1900年之前的文獻,導致分析不夠全面。另外在人工手動篩選文獻的時候,也可能存在漏選或者錯選,導致分析結果不夠準確,存在誤差。