基于CiteSpace的生態系統服務供需關系研究進展與熱點分析

莊智程, 李成, 顧思浩, 韓雪琦, 侯欣杉

基于CiteSpace的生態系統服務供需關系研究進展與熱點分析

莊智程, 李成*, 顧思浩, 韓雪琦, 侯欣杉

中國礦業大學建筑與設計學院, 徐州 221000

生態系統服務供需關系影響生態系統的可持續發展, 探究生態系統服務供需關系對保障生態系統安全、提升人類福祉具有重要意義。利用CiteSpace知識圖譜分析工具, 以CNKI數據庫中的284篇中文文獻和Web of Science數據庫中的907篇外文文獻為數據源, 從發文量、作者、關鍵詞共現等角度進行可視化分析, 梳理國內外生態系統服務供需相關研究進展與熱點。研究結果表明: ①國內外生態系統服務供需研究都在2017年左右開始激增。②國外研究作者之間的合作呈現“大集聚, 小分散”的特征, 國內相關作者之間的合作則呈現“小集聚, 大分散”的特征, 國內作者之間的合作交流有待進一步加強。③“生態系統服務”和“供需關系”是貫穿整個生態系統服務供需研究階段的關鍵詞, “空間流動”“生態足跡”“生態系統服務需求”和“生態系統服務文化”等關鍵詞體現了生態系統服務供需領域研究的前沿和熱點。

生態系統服務; 供需; 文獻計量; CiteSpace; 研究進展

0 前言

生態系統服務是生態系統為人類提供各種福祉所需的物質產品和精神享受[1], 生態系統服務供給是指生態系統為人類社會所提供的各項服務[2], 生態系統需求是指人類社會為了生存和發展從生態系統中獲得的服務[3]。生態系統服務的供需反映區域生態壞境的質量, 生態系統服務供需協調可以推動經濟社會的可持續發展, 提升人類福祉; 生態系統服務供需失衡則會破壞生態平衡, 嚴重影響生態系統服務調節功能, 最終危害人類生態環境[4]。因此, 研究生態系統服務供給和生態系統服務需求及其之間關系具有重要的意義。

生態系統服務供需研究最早起源于生態系統服務承載力[5]和生態系統服務價值研究[6],早期的生態系統服務供需研究集中于概念的引入和理論框架的構建[7]。2010年以來, 生態系統服務供需多以水、林、農地等為單一對象進行量化評估[8-10], 近些年來隨著生態系統服務供需研究的不斷的深入, 量化指標選取更加豐富, 研究尺度更加多樣, 研究方法也不斷創新[11], 但目前尚未有文章對生態系統服務供需的相關研究進行文獻可視化計量分析。文獻的可視化分析有助于了解研究領域近些年來的研究熱點、前沿動態和發展趨勢, 目前常見的文獻可視化分析軟件有CiteSpace、Paper Lens、VOS viewer和Thomson data analysis等, 其中CiteSpace軟件因其具有易讀性、美觀性以及融合多種分析方法目前已廣泛應用于各個領域的文獻可視化計量分析當中[12], 但目前應用CiteSpace開展生態系統服務供需關系研究的成果較少, 鑒于此, 亟需利用CiteSpace對生態系統服務供需研究進行可視化分析, 梳理研究現狀、熱點和前沿, 為后續研究提供參考。

本文基于中國知網(CNKI)和Web of Science (WoS)數據庫, 利用CiteSpace工具, 采用文獻計量學的方法, 對中外研究現狀進行分析總結, 以期發現未來的生態系統服務供需研究的熱點及方向。

1 數據來源與方法

1.1 數據來源

本文以WoS(Web of Science)核心合集和CNKI作為數據源, 在WoS核心合集數據庫中, 檢索主題詞限定為“ecosystem service and supply and demand”, 檢索時間跨度為2000—2020年; 在中國知網(CNKI)數據庫中, 檢索主題詞限定為“生態系統服務and供需”和“生態系統服務and供給and需求”, 檢索時間跨度同上。經過檢索, 得到WoS數據庫文獻916篇和CNKI數據文獻289篇, 為確保文獻數據有效性, 經過去除重復文獻和與本研究主題無關的文獻最終分別得到WoS數據庫文獻907篇和CNKI數據庫文獻284篇。

1.2 研究方法

利用CiteSpace V軟件, 分別對WoS核心合集數據庫文獻和CNKI數據庫文獻轉換、去重, 將時間切片設置為1年, 選擇節點類型, 選中“ pruning sliced networks”, 繪制作者及機構合作分析、關鍵詞共現和關鍵詞突變等圖譜[13]。

1.3 概念界定

生態系統服務供給相關概念最早起源于生態承載力的相關研究[4], 表示區域資源的供給情況, 并根據其承載能力和利用程度劃分為實際供給和潛在供給。實際供給是指被人實際消費利用的產品和生態過程, 而潛在供給是指生態系統可持續提供服務的能力[14]。

生態系統服務需求的概念尚未形成統一的表述, 目前主要從兩個角度定義生態系統服務需求。從消費角度, 是指生態系統提供的服務被消費且產生效用[2],反映了生態系統服務的實際需求; 從偏好角度, 是指社會群體渴望或要求得到的生態系統服務[3], 這不僅反映了生態系統服務的實際需求還包含受某些條件限制存在卻無法滿足的潛在需求。

2 結果與分析

2.1 文獻基礎分析

2.1.1 發文量分析

根據WoS核心合集數據庫文獻檢索情況來看, 生態系統服務供需的英文文獻大致可以總結為三個階段: 第一階段為2001—2011年, 隨著聯合國《千年生態系統評估》的發布, 國外對于生態系統服務的研究不斷深入[15], 部分學者開始從水資源、漁業、農業、糧食等角度來研究供需關系對于生態系統服務的影響[16-19]。但由于剛剛起步, 總體上來講對于生態系統服務供需的關注度仍然較低, 發文量較少, 但也出現了Managing ecosystem services: what do we need to know about their ecology?[20]之類的經典文章, 推動了生態系統服務供需的研究進展。第二階段2012—2015年, 以生態系統服務供需為主題的研究不斷增多, 這主要由于世界人口不斷增多、生物多樣性不斷喪失、熱島效應、全球氣候變化等等問題日益嚴重, 使得人們開始重視可持續的發展模式。實現生態系統服務供需平衡有助于實現人類社會的可持續發展。這一階段生態系統服務供需研究的視角和區域更加豐富, 例如從森林、城市、山區等視角來探索生態系統服務供需關系[21-23], 并繪制生態系統服務供應、需求和預算圖[2]。第三階段為2016年至今, 發文量在2016年相對2015年減少后又進入了一個快速增長期, 到2018年發文量破百, 并且處于一個持續上升的趨勢, 這說明生態系統服務供需為主題的研究成為熱點。這一階段, 生態系統服務供需的相關研究主要是通過構建模型探尋生態系統服務供需關系[24], 以期尋求出人類的可持續發展道路。

通過對CNKI數據庫文獻分析可以看出我國在生態系統服務供需方面的研究始于2004年熊雁暉清華大學的碩士畢業論文《海河流域水資源承載能力及水生態系統服務功能的研究》, 文章根據水資源規劃和需求預測分析, 對流域2000—2030年供需水情況進行模擬與預測, 指出在追求綜合經濟發展的基礎上還應當考慮經濟發展對生態環境產生的影響[25]。隨后的2006—2017年, 生態系統服務供需為主題的相關研究增長緩慢, 到2018年生態系統服務供需領域的研究快速增長, 從2017年的16篇激增到43篇, 研究主要集中在供需平衡、量化評估和時空研究。2018-2019年我國以生態系統服務供需為主題的研究相較于2018年增加了25篇, 表明生態系統服務供需相關研究日漸得到了我國學者的關注和重視。

圖1 WoS數據庫中生態系統服務供需研究發文量圖

Figure 1 The number of published articles on supply- demand of ecosystem services in WoS database

圖2 CNKI數據庫中生態系統服務供需研究發文量圖

Figure 2 The number of published articles on supply- demand of ecosystem services in CNKI database

2.1.2 文獻來源分析

從國際文獻的來源看, 發表生態系統服務供需為主題的文章最多的期刊是《Ecosystem Services》, 發文量高達82篇, 其次是《Ecological Indicators》和《Science of the Total Environment》發文量分別為59篇和48篇, 這三個期刊是生態和環境領域的重要期刊, 這表明生態系統服務供需的相關研究主要集中在生態學和環境學等領域。此外, 《Landscape Ecology》期刊發文13篇, 《Landscape and Urban Planning》期刊發文7篇, 這表明在景觀、城市規劃領域也有關于生態系統服務供需的相關研究。通過文獻被引量進行分析, 期刊被引次數最高的是《Ecological Indicators》, 被引次數達312次, 其次是《Ecosystem Services》和《Land Use Policy》, 被引次數分別為105次和57次, 這再次表明了《Ecosystem Services》和《Ecological Indicators》在生態系統服務供需研究領域的重要地位。

從國內文獻來源分布情況可以看出, 《生態學報》的發文量最多, 為26篇, 其次是《資源科學》6篇, 再其次為《中國園林》、《自然資源學報》和《風景園林》各5篇。通過統計結果可以看出, 發文量最多的為我國生態領域和園林領域的期刊, 其次為地理學領域期刊。目前我國生態系統服務供需相關研究主要集中于生態學、景觀學、地理學等領域, 在城鄉規劃學領域期刊發文量較少, 未來應當加強生態系統服務供需研究與城鄉規劃學的結合, 從供需匹配視角指導國土空間規劃, 優化資源配置。

2.2 發文作者與研究機構

2.2.1 發文作者

以author為條件對WoS數據庫進行可視化分析, 發文量排名前十的作者為Martin-Lopez B、Verburg P H、Tappeiner U、Burkhard B、Bakshi B R、Schirpke U、Fu B J、Schulp C J E、Gret-Regamey A、Xiao Y發文量最高的是Martin-Lopez B和Verburg P H。Martin-Lopez B的研究主要集中在基于大量的案例研究, 通過繪制生態系統服務供需圖和建模來建立全面的生態系統服務評估方法[26-28]。Verburg P H的研究主要在建立土地利用模型, 滿足供需關系, 以期可以評估未來土地利用的變化, 勾勒出新一代土地利用發展模式[29]。根據總被引次數來看, Burkhard的總被引次數最高, 高達219次, Burkhard提出人類活動要實現人類環境系統和自然資源的可持續利用, 需要社會的需求與自然提供的商品和服務相匹配, 為描述供需的兩種狀態和動態, Burkhard將通過遙感數據、土地調查獲取的土地覆蓋信息與來自監測、統計、建模或訪談的數據聯系起來, 在不同的時間和空間尺度評估生態系統服務的供給和需求[2], Burkhard的研究對于推動生態系統服務供需關系發展具有重要的意義, 隨后有大量學者學習和深化Burkhard的研究方法, 生態系統服務供需的相關研究開始逐漸成為熱潮。BNedkov S、Muller F、Kroll F、Martin-Lopez B、Verburg P H等人, 他們的總被引次數也都過百, 對于生態系統服務供需的發展具有重要的推動作用。

從國內作者引用次數分析CNKI數據庫文獻, 鞏杰引用次數最高, 引用次數為19次, 鞏杰與引用次數第二、第三和第四的李焱、徐彩仙、燕玲玲和高秉麗聚焦生態系統服務供需風險研究[30]。引用次數達18次的楊月穩和引用次數達17次的王晶瀅、王冬艷通過生態系統服務供需空間差異優化土地開發格局[31]。王云才引用計數為6次, 主要研究基于生態系統服務供需匹配的綠色基礎設施優化[32-35]。從作者的中心性來分析, 中心性最高的是嚴巖, 中心性為8, 嚴巖分別針對生態系統服務供給和需求的指標量化[4], 以及基于供需關系的生態網絡構建與優化開展了深入研究[36]。李雙成的中心性為7, 李雙成基于LUCC-ESs矩陣揭示了城市群生態系統服務供給與需求空間格局特征[37]。

2.2.2 發文機構

根據WoS數據庫顯示, 發文量最高的是Chinese Acad Sci, 共計56篇, 其次是Beijing Normal Univ 32篇, Univ Chinese Acad Sci 30篇, Wageningen Univ、Vrije Univ Amsterdam、UFZ Helmholtz Ctr Environm Res、Univ Autonoma Madrid、Univ Innsbruck、European Commiss、Ohio State Univ和Swiss Fed Inst Technol的發文量皆在10篇以上。從中心性來看, 大于0.1的機構有Chinese Acad Sci(0.22)、UFZ Helmholtz Ctr Environm Res(0.2)、Wageningen Univ(0.17)、Vrije Univ Amsterdam(0.14)、Univ Autonoma Madrid(0.12)、Stanford Univ(0.11)和Leibniz Ctr Agr Landscape Res ZALF(0.1)這些機構對生態系統服務供需研究進展起到了重要的推動作用。

根據CNKI研究機構發文數量來看, 發文量最高的是同濟大學建筑與城市規劃學院和中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室, 各9篇; 其次是中國科學院地理科學與資源研究所8篇、中國科學院大學7篇、同濟大學建筑與城市規劃學院景觀學系6篇、中國科學院城市環境研究所城市環境與健康重點實驗室5篇, 同濟大學建筑與城市規劃學院生態智慧與生態實踐研究中心4篇, 北京師范大學地理科學學部地表過程與資源生態國家重點實驗室4篇, 由此可見, 國內生態系統服務供需相關研究多集中于同濟大學、中國科學院、中國科學院大學和北京師范大學。

2.3 研究熱點分析

通過對關鍵詞的分析可以得出生態系統服務供需領域研究的熱點和主要方向, 根據WoS數據庫分析得出關鍵詞出現頻次, 頻次最高的是ecosystem service, 頻次高達290次, ecosystem service出現頻次高的原因是由于生態系統服務供需研究是生態系統服務研究的深化[38], 因此生態系統服務供需的相關研究離不開生態系統服務的相關內容。其次是management、biodiversity、conservation、framework, 這幾個關鍵詞出現的頻次也都過百, 生態系統服務供需匹配的研究歸根到底是為生態系統服務管理和決策提供參考和依據[39], 因此management出現的頻次位于第二。biodiversity、conservation、framework出現的頻次如此之高可見生物多樣性、保護、框架這些關鍵詞是生態系統服務供需的研究熱點。從中心性來看, 共有7個關鍵詞的中心性大于0.1, 中心性最高的是climate change、agriculture和ecology, 這幾個關鍵詞的中心性為0.12, climate change中心性高是由于在氣候變化這一大背景下, 人們愈發關注生態系統對于氣候變化的影響, 實現生態系統的供需平衡提高生態系統的穩定性, 有助于應對氣候變化[40]。農業關系全球人口生存問題, 同時還可以滿足可再生能源的需求和生態系統服務的供應, 如養分循環和碳固存,是生態系統服務供需研究的熱點和中心[41]。此外中心性大于1的關鍵詞還有ecosystem service(0.11)、conservation(0.11)、management(0.10)和biodiversity(0.10)。關鍵詞的中心性越高, 則代表該詞是研究領域的熱點和核心[42]。

對CNKI數據庫關鍵詞頻次進行分析, 得出頻次最高的是生態系統服務供需, 出現的頻次高達116次, 隨后的是供需關系、土壤保持、供需風險、吉林西部、生態系統服務價值、供給、需求、供需平衡、供需匹配等詞。根據文獻的中心性來分析, 有兩個關鍵詞的中介中心性高于0.1, 分別為生態系統服務(0.43)和土地利用(0.11), 表明這兩個關鍵詞是生態系統服務供需領域研究的熱點和核心。

2.4 階段性前沿領域分析

從關鍵詞突發性檢測示意圖可以看出, 國外研究生態系統服務供需大致可以分為三個階段, 第一階段是2003年—2009年, 這一階段的關鍵詞是ecosystem, 這主要是因為這一階段的生態系統服務供需研究是在生態系統服務框架下展開的研究。第二階段是2012年—2014年, 這一階段food security、valuation和conservation的相關研究激增, 聯合國糧食及農業組織在2013年發布的《世界糧食不安全狀況》中指出2011年—2013年間全世界約8.42億人無法滿足自身飲食需求, 在這一時期研究生態系統供應服務的糧食供應安全問題是這一階段的熱點[43]。第三階段是2014年至今, 這一階段的關鍵詞是policy、scenario、mapping、decision making、optimization 和demand, 這一階段的生態系統服務供需研究重點集中在優化模型[44-45], 為行政決策和管理提供理論依據[46-47], 另外關于需求量化的相關研究在2018年之后開始興起[48-49]。

表1 WoS數據庫關鍵詞頻次表

表2 CNKI數據庫關鍵詞頻次表

從CNKI數據庫關鍵詞突發性檢測示意圖可以得出我國生態系統服務供需的發展趨勢, 總體看來我國的生態系統服務供需研究發展分為三個階段: 第一階段從2004年—2009年, 我國對于生態系統服務供需的研究主要集中在生態經濟、生態足跡、河流生態系統、生態環境, 其中生態足跡是這一階段研究的重點和核心, 通過研究生態供給足跡和生態需求足跡研究河流生態系統為保護生態環境提供參考[50-51]; 這一階段還有作者從生態經濟學觀的角度分析總需求、總供給以期協調人類經濟社會與生態系統之間的關系[52]。第二階段從2009年—2010年, 我國對生態系統服務供需主要集中在大伙房水庫、生態補償、標準等關鍵詞, 2007年國家開展生態補償試點工作, 大伙房水庫作為全國第二大型水利樞紐[53], 又是生態補償試點的重點區域, 因此涌現了一批關于大伙房水庫生態補償相關的文章, 通過供給和需求的角度, 建立水庫生態補償測算體系[54], 并在此基礎上, 逐步轉向生態補償標準的探索和研究[55]。第三階段從2012年—2017年, 研究的主要關鍵詞是黃河流域、生態產品和空間流動, 到這一階段, 對于河流生態系統研究逐步擴展到流域的生態系統研究[56-57], 并隨著生態文明建設的推進, 生態產品作為生態文明建設的重要內容也引起大量學者的關注和研究。另外隨著生態系統服務與人類福祉關系不斷被重視, 如何可持續地利用生態系統服務為人類提供福祉成為當時專家學者關注的問題[58]。部分專家學者通過生態系統服務流構建生態系統服務供需關系[59], 探索服務供給時空動態與人類福祉變化的關系。

表3 WoS數據庫關鍵詞突發性檢測表

表4 CNKI數據庫關鍵詞突發性檢測表

2.5 發展路徑及研究階段

從WoS數據庫的時間線圖譜可以看出(圖3), 聚類#0 european alps 從2001年持續到2020年, 研究熱點主要有conservation、management、valuation、framework、landscape等。聚類#1 cultural ecosystem services關注度自興起一直持續至今,研究的熱點包括services、forest、benefit、policy等。聚類#2 carbon sequestration的關注到2019年開始降低, 在這期間biodiversity、climate、water、tradeoff是研究者關注的重點。聚類#3 spatial analysis 自2004年興起持續至今其中china、challenge、area、urbanization、accessibility關注較多。聚類#4 bioenergy始于2007年至今, bioenergy、energy的研究較早, 但后期多集中關注于sustainability及其衍生的相關問題。聚類#5adaptive management也自2001年獲得關注并持續至今, 但相比較于其他幾個聚類熱度較低, 其中關注的重點集中于diversity、ecosystem、cover和design等。聚類#6 afforestation獲得關注的時間相較于其他幾個聚類稍晚一些, 但關注度一直持續至今, 其主要的關注點是land use和intensification以及其衍生出的deforestation、quality、payment、health和pattern等。聚類#7pollinator decline雖然獲得關注時間較早, 但關注度相較其他幾個聚類較弱, 其研究熱點包括 agricultural、good、decline和resource等。聚類#8climate change主要熱點集中在ig和global natural resources, 在2013年land use change逐漸獲得較大的關注并傳承至同年的vulnerability和risk。

從CNKI數據庫的時間線圖譜可以看出(圖4), 聚類#0生態系統服務從2011年一直持續到2020年, 生態系統服務是研究中熱度最高、交叉線最多的。聚類#1邊際效用從2008年興起一直持續到2020年, 其中包括激勵機制、效益補償、優化分區等熱點問題。聚類#2權衡從2008年興起到2019年關注度降低, 主要的熱點問題有功能當量、時空變化、均衡和空間異質。聚類#3生態系統服務需求, 由2017年逐漸引起關注并持續至今, 關注點逐漸由供需耦合向供需關系和z-score轉變, 并且在研究需求的過程中與人類福祉相結合。聚類#4流域得到關注的時間較早但到2018年關注度逐步降低, 大伙房水庫、流域支付意愿是該聚類的研究熱點。聚類#5土地利用的關注始于2004年并持續至今, 關注的熱點包括環境脅迫、土地生態系統、關聯機制、情景模擬、松嫩平原、生態用地約束等。聚類#6生態系統服務文化, 該聚類主要關注的熱點是休閑農業園以及休閑游憩和城市公園綠地。聚類#7河流生態系統服務功能自2016年開始研究關注度逐漸降低, 水壩、三峽工程、河流生態系統、生態足跡是研究者關注的重點。聚類#8城市邊緣區從2007持續到2014, 持續時間較短, 研究者主要關注城市邊緣區的土地利用變化和生態環境等熱點。

圖3 WoS數據庫時間線圖譜

Figure 3 Timeline map of WoS database

圖4 CNKI數據庫時間線圖譜

Figure 4 Timeline map of CNKI database

3 結論

生態系統服務供需研究自開展以來已經持續了幾十年的時間, 無論是在生態系統服務供需理論研究還是在應用研究上都取得了大量的成果, 本文采用文獻計量工具CiteSpace對生態系統服務供需相關研究的文獻進行知識圖譜分析, 得出以下結論:

1. 基礎統計情況

國內生態系統服務供需研究相較于國外起步較晚, 但國內外的生態系統服務供需相關研究都大致經歷了兩大階段, 緩慢階段和快速增長階段, 且都于2017年前后出現了爆發, 由此可見生態系統服務供需方面的相關研究從2017年開始得到廣泛的關注, 逐漸成為生態系統服務領域的研究熱點。從文獻來源分布情況來看, 國外生態系統服務供需發文量較高的期刊不僅包括生態學、環境學等領域的期刊, 還包括景觀和城市規劃等領域的期刊, 而國內的生態系統服務供需的相關研究在城市規劃領域的期刊里發文較少, 這說明我國生態系統服務供需研究與城市規劃的結合有待進一步加強。

2. 作者與研究機構

國外的生態系統服務供需研究作者之間的合作呈現“大集聚, 小分散”的特征, 作者之間主要分成兩大集群, 但兩大集群之間存在著交叉與聯系, 整體上看國外作者之間的學術合作交流和借鑒較強。國內相關作者之間的合作則呈現“小集聚, 大分散”的特征, 作者之間需要進一步加強合作交流。從WoS數據庫的研究機構發文量來看, 排在前三位的都是我國的研究機構Chinese Acad Sci(中國科學院)、Beijing Normal Univ(北京師范大學) 、Univ Chinese Acad Sci(中國科學院大學), 可見我國生態系統服務供需研究起步雖晚但發展迅速, 在研究領域已具有一定的影響力。

3. 研究熱點與趨勢

“生態系統服務”和“供需關系”是貫穿整個生態系統服務供需研究階段的關鍵詞, 生態系統服務供需是生態系統服務框架下的研究, 供需關系的探索和優化最終將影響到生態系統服務, 因此, 這兩個關鍵詞始終是學者專家關注的重點, 此外“管理決策”、“土壤保持”、“土地利用”、“評估”、“標準”等詞也是該研究領域的熱點詞匯。“空間流動”、“生態足跡”、“生態系統服務需求”和“生態系統服務文化”等關鍵詞體現了生態系統服務供需領域研究的前沿和熱點, 通過對這些詞匯的檢索可以快速了解生態系統服務供需領域研究的最新熱點和發展趨勢。

4 展望

基于上述國內外生態系統服務研究熱點、進展, 本文認為未來的生態系統服務供需研究關注重點應在以下幾個方面:

(1)生態系統服務供需關系尺度效應研究。生態系統服務供需關系具有時空尺度分異特征。目前, 生態系統服務供需關系的尺度效應研究主要為多時段, 針對特點區域的生態系統服務供給量和需求量變化與空間格局對比分析, 缺少不同時空尺度下、不同區域間生態系統服務供需關系的集成對比分析。因此, 在未來研究中, 需借助地理空間大數據, 強化不同時空尺度上生態系統服務供給、需求及供需關系的對比分析, 進而探討不同尺度上供需關系動態演變特征, 構建能夠集成多尺度的生態系統服務供需關系的綜合模型, 從而協調不同尺度上的供給, 滿足不同利益群體的需求。

(2) 生態系統服務供需關系時空演變及其影響機制研究。以往研究多聚焦于某一時刻生態系統服務供需關系的評價, 但辨析供需關系時空動態變化研究有待深入, 尤其需要加強耦合人類活動與氣候變化的生態系統服務供需動態分析。在未來研究中, 探究氣候變化和人類活動影響下生態系統服務供需關系演變的驅動力, 辨識區域生態系統服務供給和需求數量、供需匹配關系類型、時空格局分布的主要因子, 明確不同類型因子對供需關系的影響程度、作用范圍。結合自然生態基底變化以及社會經濟發展態勢, 通過模擬手段, 刻畫并預測各種生態系統服務供給量和不同利益相關方對生態系統服務需求量的變化趨勢。進而為調整資源配置、優化土地利用結構與格局、開展生態系統保護修復提供決策依據。

(3) 基于供需關系的生態系統服務流研究。作為生態系統服務供給區和受益區的時空連接, 生態系統服務流展現了生態系統服務從產生、傳輸到消費的整個流程。科學認知服務流, 對于深入理解生態系統服務空間轉移規律、協調生態系統服務供需關系具有重要的意義。未來研究應在生態系統服務供需關系分析的基礎上進一步構建從生態系統服務產生到消費的傳遞路徑、傳遞過程和流量的模擬模型, 揭示生態系統服務從供給區到受益區傳遞路徑以及流動過程中的衰減規律, 從而深入分析生態系統服務空間轉移機制, 減少生態系統供需流傳遞過程中由于人類活動而造成的流量消耗。

(4) 生態系統服務供需與人類福祉耦合機理研究。基于生態系統服務供需協同的視角, 構建面向福祉提升的生態系統服務管理已成為實現區域可持續發展的關鍵。然而, 生態系統服務供需匹配關系如何影響人類福祉？人類福祉如何對生態系統服務供需匹配關系產生反饋作用？這些問題都亟待解決。科學認知生態系統服務供需關系與人類福祉的耦合機理是實現生態系統可持續管理的前提。因此, 生態系統服務供需匹配與居民福祉耦合機理研究應是未來研究的重點之一。通過研究進一步探明生態系統服務供需匹配狀況與人類福祉互饋關系, 明晰人類活動-生態系統服務-人類福祉關系, 進而有效鏈接社會和生態系統, 厘清社會-生態變化過程、驅動機制與互饋作用, 探求人類福祉提升更為有效的理論與實踐途徑。

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Research progress and hot-spot analysis of the supply-demand relationship of ecosystem services based on CiteSpace

ZHUANG Zhicheng, LI Cheng*, GU Sihao , HAN Xueqi , HOU Xinshan

School of Architecture and Design, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221000, China

The relationship between supply and demand of ecosystem services affects the sustainable development of ecosystem. Therefore, it is of great significance to explore the relationship between supply and demand of ecosystem services to ensure ecosystem security and prompt human well-being. Taking 284 Chinese articles in CNKI database and 907 foreign articles in Web of Science database as data sources, visual analysis was carried out using CiteSpace knowledge map analysis tool from the perspectives of published articles, authors, keywords co-occurrence, etc., to analyze the research progress and hot spots on supply-demand relationships of ecosystem services at home and abroad. The results show that the research on supply and demand of ecosystem services at home and abroad began to surge around 2017. The cooperation between foreign research authors was characterized by “ large concentration and small dispersion”, while the cooperation between domestic related authors was characterized by “small concentration and large dispersion”, and the cooperation and exchanges between domestic authors were needed to be further strengthened. “Ecosystem services” and “relationship between supply and demand” were the keywords throughout the whole research stage. Keywords such as “spatial flow”, “ecological footprint”, “ecosystem service demand” and "ecosystem service culture" could reflect the frontier and hot spot of research in the field of supply-demand of ecosystem services.

ecosystem services; supply and demand; bibliometrics; CiteSpace; research progress

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.04.025

X171.1

A

1008-8873(2022)04-212-11

2021-05-13;

2021-07-20

國家自然科學基金項目(42001241); 江蘇省社會科學基金課題(20SHD010); 江蘇省研究生科研創新計劃(KYCX21_2439); 國家重點研發計劃課題(2018YFD1100203)

莊智程(1996—), 男, 江蘇省徐州人, 碩士研究生, 主要從事區域發展與國土空間開發保護研究, E-mail: 547117873@qq.com

通信作者:李成(1985—), 男, 安徽省淮南人, 博士, 副教授, 主要從事區域發展與國土空間開發保護研究, E-mail:cheng.li@cumt.edu.cn

莊智程, 李成, 顧思浩, 等. 基于CiteSpace的生態系統服務供需關系研究進展與熱點分析[J]. 生態科學, 2022, 41(4): 212–222.

ZHUANG Zhicheng, LI Cheng, GU Sihao, et al. Research progress and hot-spot analysis of the supply-demand relationship of ecosystem services based on CiteSpace[J]. Ecological Science, 2022, 41(4): 212–222.