基于知識圖譜的生態系統價值評估研究進展與熱點的可視化分析

鄧林昊 謝光權 袁夢 吳小剛

(福建農林大學 風景園林與藝術學院，福建 福州 350100)

生態系統組分及其生態過程創造維持了地球生命支持系統，是人類賴以生存發展的基礎與必要條件[1]。森林、湖泊、沼澤、河流等各類自然生態系統為人類生產生活提供了物質產品,各類生態系統所提供的服務功能更是人類生存發展所必需的,包括調節氣候、釋放氧氣、固定二氧化碳、防風固沙等,為人類社會發揮了巨大的生態、社會、經濟效益。生態學者、經濟學者等相關領域學者關于生態系統價值評估領域也已展開深入研究。黨的十八大正式將生態文明建設作為黨和國家的戰略決策，而生態系統價值評估正是實現生態文明戰略的重要一步[2]。在此背景下，對生態系統價值評估相關研究進行系統性梳理十分重要，以期借此推動多學科關于生態系統價值評估相關研究的進一步發展。本文以CNKI數據庫中關于生態系統價值評估相關研究的核心文獻作為數據基礎，借助CiteSpace可視化軟件作為分析平臺，繪制生態系統價值評估相關研究的知識圖譜，并進一步梳理其研究現狀，探究未來研究熱點與發展趨勢，以期為后續進行深入研究提供參考。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文以文獻數量最多、最全面且檢索方式最為完善的CNKI數據庫作為文獻數據來源。選取相關生態系統價值評估高頻詞作為參照，結合當前該領域關鍵文獻的高頻主題詞，將檢索主題詞設置為“生態系統生產總值”與“生態系統服務功能價值評估”，進行合并檢索，檢索時間跨度不限，同時將期刊來源限定為 “SCI來源期刊”“EI來源期刊”、核心期刊、CSSCI和CSCD，再對檢索結果進行文獻去重和篩選，共得到有效數據536條，進一步將文獻數據以Refworks格式導出，并載入可視化分析軟件CiteSpace進行分析。

1.2 研究方法

CiteSpace工具借助統計學方法對文獻知識及其載體進行定量描述，為挖掘相關領域研究進展提供技術支撐[3]。利用CiteSpace軟件將采集到的536篇文獻進行轉化，以“作者、關鍵詞”等關鍵信息進行聚類分析并繪制知識圖譜，再通過節點大小、連接方式、突變情況等多種要素對文獻信息進行動態分析。本文采用的軟件版本為CiteSpace5.8。

2 “生態系統價值評估”文獻統計分析

2.1 發文情況分析

文獻產出數量是衡量該領域發展趨勢的重要指標之一。圖1展示了從1993—2021年生態系統價值評估相關研究文獻的發文情況。從文獻變化趨勢來看，我國生態系統價值評估相關研究文獻經歷了三個階段：積蓄期(1993—2003年)、爆發期(2004—2012年)、突破創新期(2013—2021年)。這與生態系統價值評估相關研究的發展歷程具有一定相關性，國際科學聯合會—環境問題科學委員會于1991年召開了關于生物多樣性經濟價值評估的會議；聯合國統計署于1993年發布的《綜合環境與經濟核算手冊》中正式提出綠色GDP概念，至此，眾多相關領域的研究學者展開了大量關于生態系統價值評估方面的研究；2002年聯合國組織發起的千年生態系統評估項目進一步加速了該領域的相關研究進展；此后，“生態文明”思想被正式提出，并成為黨和國家的戰略決策，生態系統價值評估相關研究也迎來新的發展。

圖1 1993—2021年生態系統價值評估相關研究文獻產出數量分布圖

2.2 發文作者分析

發文作者是學術研究的核心主體。通過CiteSpace對536篇論文的作者進行合作網絡分析，可以得到該領域核心研究作者群及其合作關系(見圖2)。圖2中共有579個節點，606個鏈接，網絡密度為0.003 6。從共現頻次來看，排在前三位的作者分別是歐陽志云(17次)、肖燚(7次)、王兵(7次)。其次是謝高地、魯邵偉、郗鳳鳴、邴龍飛、王嬌月、尹巖，共現頻次出現了5次以上。從合作網絡來看，生態系統價值評估研究呈現“小集中、大分散、多核心”的特征，生態系統價值評估研究已經形成了幾個核心研究團隊，但相關團隊之間由于學科差異等原因，聯系強度較弱。進一步分析可以發現，核心作者群體近期主要關注問題有：生態產品價值實現[4-5]、生物多樣性與生態系統多功能性[6-7]、生態系統生產總值核算[8-11]、生態系統服務評價[10，12-13]等。

圖2 1993—2021年生態系統價值評估相關研究高產作者合作網絡

3 “生態系統價值評估”研究熱點和重點方向

3.1 研究熱點分析

關鍵詞是文章內容的核心提煉。因此，通過CiteSpace對文章關鍵詞進行共現分析能夠反映該領域的研究熱點、趨勢與內在聯系。為了增強可讀性，本研究將論文中出現頻次為兩次及以上的關鍵詞進行共現網絡分析(見圖3)。其中，節點面積大小代表相應關鍵詞出現頻次高低，將高頻關鍵詞整合處理(見表1)，分析可得研究時間段內生態系統價值評估領域研究熱點，可分為以下三類：(1)“價值評估”“價值”“評估”“經濟價值”等從經濟學角度，如費用支出法、邊際機會成本法、市場價值法等方法對生態系統服務功能進行價值核算。(2)“生態系統”“濕地”等從不同生態系統類型進行討論，如濕地生態系統、森林生態系統、海洋生態系統等。(3)“服務功能”“生態補償”等從不同角度對生態系統服務功能進行細分討論，如生物生產功能、物質循環功能、娛樂文化功能等。

圖3 關鍵詞共現網絡圖譜

表1 1993—2021年生態系統價值評估研究高頻關鍵詞

3.2 關鍵詞突現分析

通過產生突變的關鍵詞、時間范圍和強度分析(見圖4)，可以進一步探究生態系統價值評估研究熱點的演變過程。由出現頻次最高的10個關鍵詞時區可得，隨著相關研究的深入，評估方法、生態價值、價值相關方面已經基本完善，已經有相當一段時間未出現相當強度的關鍵詞；評估、生態補償幾乎是同一時間段出現并且研究也在持續深入；GEP、生態效益則是近來新出現的關鍵詞，相關方面的研究也有待進一步深入。

圖4 生態系統價值評估研究突變關鍵詞信息圖

3.3 研究重點領域分析

生態系統價值評估領域中的研究重點可以通過關鍵詞聚類分析進行探究。通過對樣本文獻的關鍵詞進行聚類分析，得到關注度最高的10個聚類：經濟價值(#0)、生態價值(#1)、生態系統(#2)、生態經濟(#3)、生態功能(#4)、生態補償(#5)、價值(#6)、城市森林(#7)、宏觀核算(#8)、自然資源(#9)。進一步通過關鍵詞聚類時間線分析(見圖5)，可以看到每個聚類下關鍵詞及其出現時間、相關研究關鍵詞之間的關系，并可將其劃分為三大重點領域。

圖5 生態系統價值評估研究關鍵詞聚類時間線

3.3.1 不同生態系統的生態服務功能研究與評估

生態系統可按照環境性質、人為影響、利用方式等不同的分類方法和標準進行劃分[14]，對不同類型生態系統的定義與研究是進行生態系統價值評估的前提與關鍵。生態系統價值評估具備兩個基本特征：(1)評估的地域性。評估聚焦于不同生態系統自身，即特定地域內生物系統及其相關環境，并綜合影響系統的社會因子、經濟因子等。這些具有特定地域因素的相關因子可綜合分析系統，一般應用于研判區域或全球系統的演變趨勢及過程。(2)評估的多維性。研究者們通常會設計整套生態系統指示因子及系數，以此評估指示因子對生態系統的影響，同時也將其用于評估生態系統的變化對生產和服務功能產生的影響。因此，不同的生態系統應該對應著不同維度的價值評估方式。

3.3.2 生態系統產品與服務功能量和價格核算研究

生態系統產品與服務包括生態系統產品(食物、原材料、能源等)、生態調節服務(調節功能、防護功能)、生態文化服務(景觀價值、文化價值)三大類，其功能量核算方法有統計調查等，價值核算方法有市場價值法、費用支出法等，而具體的生態產品功能量和價格核算方法的應用則需要因地制宜。由于生態系統文化服務的無形性[15]，因此其價值不能同一般商品那樣用市場價格進行核算，也造成其價值核算方法具有較大的主觀性。當前關于生態文化服務方面的產品功能量化與價值量核算研究仍存在較大空白，值得深入研究。

3.3.3 不同尺度下生態系統價值評估研究

隨著生態系統價值評估框架的基本完善，相關研究已經在多地進行多尺度的生態系統價值評估中應用。如陸地、森林、濕地等生態系統生產價值評估也已在多地進行實踐；而不同的研究尺度則會影響到土地利用類型的劃分，進而影響到生態系統服務價值的核算。就當前而言，隨著鄉村振興戰略與生態文明建設的推進，重構新型集體經濟與構建以縣域為重點的三級市場，需要進行多尺度的生態系統生產總值核算實踐研究，而目前關于村域尺度的研究仍存在較大空白。

3.4 生態系統價值評估發展脈絡分析

根據上述可視化分析和相關領域研究文獻的檢閱將生態系統價值評估相關研究發展脈絡劃分為四個階段：

以生態系統服務功能和生態價值、經濟價值為主的初始研究階段(1993—2000年)。20世紀90年代到21世紀初，景觀生態學家等開始對生態系統服務功能及其經濟價值進行探索。歐陽志云等首先對生態系統服務功能及其生態經濟價值進行了闡述，并分析了生態系統服務功能的內涵、功能價值評價方法[16]；肖寒等對森林生態系統服務功能及其生態經濟價值評估進行研究，并綜合運用市場價值法、影子工程法、機會成本法和替代花費法等方法評估了尖峰嶺地區森林生態系統服務功能的生態經濟價值[17]；歐陽志云、王如松等系統地分析了生態系統服務功能的研究進展與趨勢,對國內外生態系統服務功能價值的評估方法進行了總結,并探討了生態系統服務功能及其價值與可持續發展研究的關系[18]。陳仲新等采用Costanza的方法對中國生態系統服務價值進行了核算，并將其與世界生態系統服務價值進行對比分析[19]。

隨著生態系統服務功能逐步確定，研究轉向對生態系統服務的生態經濟價值、價值評估和生態經濟相關方面的深化研究階段(2001—2004年)。傅伯杰等對生態系統服務功能評價、健康評價和生態管理與預測進行了系統論述,并構建一種生態系統綜合評價的框架[20]。恒曼曼等探討了生態系統服務功能的內涵與定量評價方法,并嘗試對國內外關于生態系統服務功能價值的認識和定量評估方法進行了系統性的總結[21]。

隨著生態經濟價值研究的逐漸深入，生態系統價值評估研究進入生態系統服務價值的綜合研究階段(2005—2011年)。歐陽志云等將我國陸地水生態系統分為河流、水庫、湖泊、沼澤四種類型,并根據基礎數據的可獲得性,構建了由八項功能構成的水生態系統間接價值評價指標體系，并進行了初步的評估[1]。李曉光等系統總結了生態補償標準的主要方法，并針對不同方法所適用范圍及特點展開討論，為生態系統價值評估的進一步實踐打下基礎[22]。在此階段，生態系統價值評估相關研究的具體指標體系在進一步地深化與完善。

隨著生態系統產品與服務功能量和價值量的測算逐漸完善，2012年首次出現生態系統生產總值這一概念，其中包括生態系統產品價值量、生態系統調節服務價值量和生態系統文化服務價值量三大部分，并逐步開始進入完善生態系統價值評估體系與實際應用階段(2012年—今)。2012年朱春全等首次提出把自然生態系統的生產總值納入可持續發展的評估核算體系，以生態系統生產總值來評估生態狀態[23]；潘勇軍等以貴陽市為研究實例進行生態GDP核算，生態GDP核算體系可覆蓋從國家到地方廣大區域尺度，為地域性生態系統經濟核算體系建立提供科學指導[24]；歐陽志云團隊對青海省、貴州省、麗水市等地進行了生態系統生產總值核算的具體應用實踐[25-27]，并進一步對不同尺度生態系統價值評估展開研究。

4 結論與建議

4.1 結論

通過梳理過去近30年的生態系統價值評估相關的研究，可以發現生態系統價值評估領域已形成相對完整的網絡體系，具體結論如下：

(1)生態系統價值評估經歷了積蓄期(1993—2003年)、爆發期(2004—2012年)、突破創新期(2013—2021年)三個階段，隨著生態文明戰略的進一步深入，生態系統價值評估相關研究也將進一步完善并實踐應用。相關研究者之間由于學科差異等原因，聯系度較弱，并呈現出“小集中、大分散、多核心”的特征。

(2)生態系統價值評估主要的研究熱點有三個方向：森林、濕地等不同類型生態系統的服務功能研究，生態系統產品功能量、服務功能量及價格核算研究，不同尺度生態系統生產總值核算及實例應用研究。

(3)提煉出10個聚類關鍵詞：經濟價值、生態價值、生態系統、生態經濟、生態功能、生態補償、價值、城市森林、宏觀核算、自然資源。這些聚類關鍵詞覆蓋了生態系統價值評估領域的大多數內容，具有一定的廣度和深度。

(4)生態系統價值評估領域研究視角呈現多元化發展，形成了以生態學為核心結合環境科學、經濟學等多領域學科知識的發展態勢。研究方法從早期統計調查轉向為構建系統評估體系、通過智能手段監測信息變化的定量評價方式。研究范圍也在向多個尺度的研究進行嘗試與應用，進而涵蓋了村域、縣域、市域、省域乃至全國層面。

4.2 建議

生態系統價值評估領域相關研究應加強中國生態文明體系建設與欠缺重點領域探究，以下三個方向值得重點研究：

(1)針對村域尺度研究仍有較大空白。隨著鄉村振興戰略與生態文明戰略的進一步發展，重構新型集體經濟首先需要村一級的生態系統生產總值核算，由村而鄉鎮，再進一步推廣到縣域，實現三級市場的生態資源初步定價[28]。

(2)針對多學科領域交叉的特征，構建滿足多類型、多尺度的生態系統價值評估體系。生態系統有多種類型，生態系統服務功能具有復雜性，也因此造成在進行生態系統價值評估時部分產品存在市場失靈及價格空缺的現象。這也要求相關研究者們需要通過掌握交叉領域的研究內容，嘗試構建滿足多類型、多尺度生態系統需求的生態系統價值評估體系，以適應當前發展中研究內容逐漸多元化和復雜化的特點。

(3)嘗試新技術、新方法的應用，以期促進生態系統價值評估在各領域的突破發展。目前，生態系統價值評估領域研究正處于突破創新期，通過回溯生態系統價值評估研究的發展脈絡，以科學技術新成果促進各領域研究不斷向縱深發展。尤其是隨著人工智能、云計算等技術的逐漸發展與應用，可以針對當前生態系統價值評估領域的難點嘗試使用不同方法、技術與模型。