國內外土地利用碳排放研究進展與挑戰
——基于 CiteSpace 知識圖譜分析

文/王瑤

一、引言

土地是支撐經濟社會活動和維護生態環境質量的重要載體[1]。土地利用及其變化（LUCC）在全球環境變化和可持續發展中占有重要的地位，是地理學、生態學和土地科學等相關學科研究的重點領域，其中土地利用及其生態環境效應為研究的熱點問題。國際相關研究成果顯示，土地利用結構是權衡經濟發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作用[2-3]。

根據世界資源組織的碳排放計算器測算和碳循環研究專家估算，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（IPCC）發布的《氣候變化與土地特別報告》也指出，土地利用過程中產生的二氧化碳是僅次于化石燃料的第二大排放源。土地利用碳排放問題引起了越來越多學者的關注。

為了厘清國內外有關土地利用碳排放的研究在不同時間段的主題、主題之間的相互關聯以及熱點與前沿，本研究采用文獻計量分析法，對國內外近 20 年以“土地利用”和“碳排放”為主題的文獻進行了關鍵詞提取分析與比較，總結了國內外有關土地利用碳排放研究的主題演化進展，以期更好地指導未來我國土地利用碳排放的科學研究。

二、數據與方法

（一）數據收集

WOS被認為是測繪科技知識最全面、最準確的引文數據庫，是世界范圍內文獻計量學調查數據收集最真實的文獻標引工具。中國知網是我國學者使用最為廣泛的學術文獻檢索與下載系統。本次研究選用WOS核心館藏數據庫、中國知網數據庫（SCI來源、EI來源、北大核心、CSSCI、CSCD），構建最精確和高級的搜索詞，檢索所選數據庫中幾乎所有與土地利用碳排放相關的文獻。搜索詞是土地利用、碳排放。在標題、摘要或關鍵詞中包含這些詞的文章和評論會被提取出來。數據的時間跨度為2000年1月至2021年12月。WOS核心館藏數據庫的檢索結果為2539篇，中國知網的檢索結果為228篇。只有經過同行評審的原創研究文章和代表原創科學發展的評論會被選中，其他的則會被剔除。

（二）分析軟件

CiteSpace是一款在科學計量學、數據和信息可視化背景下逐漸發展起來的一款多元、分時、動態的引文可視化分析軟件，著眼于分析科學文獻中蘊含的知識[5]。它通過可視化的手段來呈現科學知識的結構、規律和分布情況，因此將通過此類方法分析得到的可視化圖形稱為“科學知識圖譜”。本文使用CiteSpace開展文獻計量分析，以厘清國內外有關土地利用碳排放在不同時間段的研究主題、研究主題之間的相互關聯以及研究熱點、前沿。

三、文獻計量分析

（一）文獻發表數量演化趨勢分析與對比

將國內外關于土地利用碳排放的文獻發表情況進行對比，2000—2021年國外文獻數量呈增長趨勢，表明土地利用碳排放研究正逐步成為行業研究熱點。國內相關文獻發表情況則出現了明顯的斷層：2000—2010年間，分年度相關文獻發表數量不足10篇；自2017年起，在國家重大戰略的指引下，相關核心期刊相關文獻的發表數量激增至60—80篇/年。

2000—2021年間，國際合作網絡最為活躍的四個國家分別是美國、中國、英國和德國，關鍵節點國家（中心度大于0.1）僅有美國（0.67）、法國（0.13）和西班牙（0.13）。由此可見，美國為中心度最大、合作網絡最為活躍的國家，盡管中國的合作網絡較為活躍，但在該領域尚不屬于關鍵節點，話語權有待提升。

圖1 國內外土地利用碳排放相關文獻數量時間分布

（二）研究主題演化趨勢分析與對比

本研究通過關鍵詞共現分析來鑒別國內外土地利用碳排放研究領域的主要研究方向和熱點，并對該研究領域不同時序內的熱點領域、分析視角、研究方法的變化作出判斷。具體的分析方法如下：時間切割設置為1年，節點類型選擇關鍵詞，以TOP30為閾值，運行CiteSpaceⅢ軟件得到關鍵詞共現網絡圖譜，然后通過 PathFinder 算法對網絡進行修剪與合并，得出關鍵詞共現的關鍵路徑，并進一步獲得關鍵詞分布。表1為基于WoS數據庫的文獻引用突顯最強的關鍵詞，表2為基于中國知網數據庫的文獻引用突顯最強的關鍵詞。

表1 基于WoS數據庫的文獻引用突顯最強的關鍵詞（以引用突顯起始年份排序）

表2 基于中國知網數據庫的文獻引用突顯最強的關鍵詞（以引用突顯起始年份排序）

（三）當前研究熱點剖析

國際研究熱點的演進依次是“自然生態系統的碳排放評估——生命周期視角下的碳足跡、碳循環與固碳機理——城市可持續發展維度的經濟增長、消費與碳排放驅動機制與仿真模擬”[6-8]。總體而言，國際研究熱點更聚焦于通過創建區域尺度數據庫、仿真模擬工具箱，開展自然生態系統以及人類活動下碳排放、碳循環與碳固定機理與機制的研究。

國內研究熱點的演進依次是“土地利用碳排放的空間分異——土地利用結果轉變的碳匯碳源空間規律——國土空間規劃體系結合”。具體研究內容如下：其一，關注土地利用碳排放核算及機理，土地利用變化與碳排放強度、經濟增長的關系[9]。其二，評估宏觀區域視角下土地利用結構變化可能帶來的不同地類的碳源、碳匯功能變化，以探索低碳城市發展路徑[10]。其三，突破傳統土地利用碳排放評估與城市規劃的反饋、互動與支撐不足這一局限性，探索為國土空間規劃頂層設計、土地管理具體實施提供重要支撐。黃賢金等[11]提出，應從空間規律、空間選擇以及空間（功能）支撐等方面將碳治理目標嵌入國土空間規劃中，科學開展主要碳源空間管治、碳匯保護空間選擇，推動土地碳排放與國土空間總體規劃要素有機結合，構建面向碳中和的國土空間格局體系。徐一劍等[12]創新性地基于“空間布局—用地類型—部門劃分—模型方法”的框架，首次構建了國土空間總體規劃溫室氣體核算模型，并提出了國土空間總體規劃低碳發展水平的核心指標與參考指標。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估的基礎上，基于碳中和目標,結合碳排放經濟貢獻率、碳吸收生態承載系數和主體功能區劃進行福建省國土空間分區劃分,并提出差別化國土空間低碳優化策略。

四、結論與挑戰

本文采用文獻計量分析法，對國內外近 20年有關“土地利用”和“碳排放”的文獻的研究主題開展對比分析。文獻的描述性統計分析表明，國內外學者対“土地利用”和“碳排放”的關注度呈逐年加強趨勢。國外研究起步早，所以文獻數量和增長速度明顯優于國內，研究多基于自然生態系統的碳排放應用研究，探討土地利用碳排放機理、土壤有機碳核算模型開發以及碳排放的仿真模擬等。國內的土地利用碳排放研究也形成了一定的理論基礎和研究框架，更加關注土地上承載的人類活動所引起的碳排放變化，尤其是開創性地提出了將碳治理目標嵌入國土空間規劃中，為我國“雙碳”目標的實現提供決策支持。總體上看，國內外土地利用碳排放研究盡管在研究熱點上存在較大差異，但都豐富了土地利用科學，并形成了一定的互補關系。

鑒于當前我國土地利用碳排放相關文章中対陸地生態系統碳匯能力系統評估的缺失，建議國內學者緊跟國際熱點前沿，結合我國國土空間生態修復的戰略需求，量化氣候變化和人為活動各分量對生態系統增匯潛力的貢獻，并以此為基，探索生態系統固碳與人類活動碳排放耦合活動下的凈碳排放過程機制，為碳治理目標下國土空間生態修復的技術路徑設計提供支撐。