基于CiteSpace的生態系統服務公眾感知研究進展

宋 鳳，彭 旭，吳冰璐

(山東建筑大學 建筑城規學院，山東 濟南 250000)

1 引言

千年生態系統評估(The Millennium Ecosystem Assessment，簡稱為MA)將生態系統服務定義為“生態系統為人類提供的利益，有助于使人類的生活成為可能和有價值的生活”[1]。穩定持續的生態系統服務不僅是經濟社會穩定發展的保障，更是人類福祉的源泉。為揭示生態系統服務水平和發掘生態系統保護途徑，國內外學者對多時空、不同尺度的生態系統進行了服務評估研究[2,3]。其中，以生物物質總量和經濟價值總量計算為核心的方法長期處于主導地位，二者傾向于更易于貨幣化的供給、支持及調節服務，未能充分體現生態系統服務的社會價值。

自1980年開始，公眾參與環境決策過程在國外已司空見慣[4]，因此西方學者較早開展了基于公眾感知的生態系統服務評估嘗試。公眾感知評估以利益相關者為感知主體、生態系統服務為感知對象，這種從社會角度出發進行的生態系統服務評估研究能夠明確公眾對區域生態系統服務的實際需求，實現更有效的生態系統服務整合[5]。

近年來國內部分學者以MA為基準，借鑒使用國外研究中的方法邏輯對我國生態系統服務進行了公眾感知評估研究，生態系統服務公眾感知評估被定義為基于不同類型公眾對生態系統的服務提供水平的認識和判斷的分析研究[6]。雖然目前國內外已形成一定數量的研究成果，但該領域發展脈絡和知識體系仍不明確導致公眾感知評估研究尚未廣泛開展，國內外研究差距有待進一步說明。因此，借助CiteSpace文獻計量工具對國內外相關文獻進行計量分析和數據挖掘，從而扎實掌握生態系統服務公眾感知研究的知識基礎并揭示研究熱點分布及前沿趨勢，結合我國當前研究現狀和社會發展需求對未來研究方向進行展望，對于開展生態相關的環境教育、政策制定及規劃實踐均具有重要現實意義。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

為保證文獻數據的準確性和全面性，本文以Web of Se (WOS)核心合集數據庫和中國知網(CNKI)作為數據來源。前者選定主題=(生態系統服務)并且(公眾或利益相關者或農戶或農民或居民或人們)并且(感知或認知或看法或態度或偏好)，后者檢索策略為TS =(ecosystem services * )AND TS =(public OR Farmers OR residents OR stakeholders OR people)AND TS =(Perception * OR cognition OR view OR attitude OR preference)。WOS引文索引設置為科學引文索引擴展，因此英文文獻出版年份為2007年至今，而CNKI的檢索時間為所有年份。通過剔除相關度低及重復文獻，最終分別獲得2413篇(WOS)和266篇(CNKI)。

2.2 研究方法

目前文獻計量可視化分析軟件主要有VOSViewer、CiteSpace、VantagePoint等，其中CiteSpace兼容中外多個數據庫，除具備與其他軟件一樣的共現分析、共引分析及協作網絡等基礎功能外，亦通過時間模式構建不同時間段的文獻計量網絡，確定快速增長的主題領域、引用熱點以及識別轉折點[7]。因此，本文選擇CiteSpace.6.1.R3版本軟件進行文獻計量分析，應用技術和用途包括：①共現分析，含關鍵詞共現網絡和關鍵詞突現檢測；②聚類分析，含關鍵詞和主題聚類；③共被引分析，主要對參考文獻進行網絡分析與篩選。

3 基礎統計分析

3.1 發文量總體趨勢

本文共搜集2679篇國內外生態系統服務公眾感知相關文獻，研究最早可追溯至2004年(圖1)。從總發文量來看2004～2011年發文數量緩慢增長，該時間段雖受到MA影響生態系統服務研究成果顯著，但對于公眾感知評估關注較少。2012年以后總發文量呈現高速且穩定發展態勢，該年成立的生物多樣性和生態系統服務政府間科學政策平臺(IPBES)無疑推動了全球和區域等尺度的生態系統服務評估研究及成員國公眾生態意識提升。WOS數據庫收錄的文獻數量變化基本與總發文量變化一致，僅在2015年和2020年出現弱小波動。發表在CNKI的文獻整體呈現波動式緩慢增長，2013年提出“山水林田湖草生命共同體”理念、2018年引發《鄉村振興戰略規劃(2018-2022年)》等一系列政策舉措成為激起我國生態系統服務公眾感知研究的重要影響因素。

圖1 國內外發文量總體趨勢

3.2 文獻來源分析

WOS數據庫中生態系統服務公眾感知研究主要集中于歐美國家，其中美國文獻數量最多約占全部樣本的23.12%，其次是德國、英國(圖2)。中國因生態可持續相關議題的持續熱度促進了該領域研究文獻的發表，以251篇位列第四。國外文獻的出版物主要有《SUSTAINABILITY》《ECOSYSTEM SERVICES》及《ECOLOGICAL ECONOMICS》，國內則集中于《生態學報》《自然資源學報》和《資源科學》等期刊(圖3)。國內近年來生態系統服務公眾感知的研究得益于國家自然科學基金、國家社會科學基金及國家重點研發計劃等基金支持。

圖2 WOS文獻來源國家分布

圖3 國內外文獻出版物分布

4 知識圖譜分析

4.1 文獻共被引分析

文獻共被引分析是引文內容分析的重要方法，反映研究領域的知識基礎和網絡結構，通過文獻共被引的聚類分析與時間線呈現方式能直觀了解聚類間的關聯性及聚類內部文獻時間線分布[7]。運用Citespace5.7.R5對WOS檢索數據進行了共被引網絡分析，以施引文獻主題詞為聚類標簽提取條件繪制了國外生態系統服務公眾感知文獻共被引時間線圖譜(圖4)，由圖4可知：

圖4 WOS相關文獻共被引聚類時間線

(1)整體來看，2011年以前處于萌芽階段，主要是對于人居環境、生態系統相關服務的定性研究，以此揭示生態系統服務包[8]。泛濫平原的農業可持續發展成為該階段早期研究的熱點和驅動力，伴隨社會經濟全面發展的需要部分學者嘗試構建不同方法體系以適應不同工作環境[9,10]。2012～2015年為生態系統服務公眾感知研究的理論發展階段，該階段出現大量被引頻次和學術影響力均較高的文獻，研究主題主要為#1文化生態系統服務、#2揭示生態系統服務包和#3生態系統服務。2015以后得益于前2個階段的理論積累生態系統服務公眾感知研究逐步邁入多元化發展階段，具體表現為研究方向的細化、研究方法的創新以及豐富的實踐應用。研究方向不再局限于農業發展模式探索，城市生物多樣性、城市綠地和入侵科學成為研究新熱點。研究方法中公眾參與式地理信息系統的空間分析技術和潛在階層方法的差異性分析被頻繁使用，綜合運用多種方法的優勢在全面評估中逐漸凸顯。運用實踐方面，公眾感知評估結果被應用于景觀存活率提升和城市綠地規劃。

(2)突發被引文獻指被引頻次突然激增的參考文獻，從共被引聚類時間線圖可知文獻作者、發表時間、被引趨勢及研究主題。被引頻次最高的文獻是Martín-López關于不同生態系統中社會偏好對生態系統服務捆綁與權衡性的研究[11]，其次是Plieninger從社區層面展開的參與性文化生態系統服務空間分析方法應用[12]。被引頻次較高且近年來被引頻繁的文獻為Martín-López和Gómez-Baggethun等人提出的整合生物物理、社會文化和貨幣價值的跨領域方法框架，該框架為后續生態系統服務的綜合評估提供了理論指導[13]。此外，城市生物多樣性和公眾參與式GIS的使用相關文獻也是近年來被引熱點。

4.2 關鍵詞共現及聚類分析

關鍵詞作為文章內容的核心詞匯，其頻次是識別研究熱點和分析發展歷程的有效依據。對比WOS關鍵詞聚類圖譜(圖5)和CNKI關鍵詞聚類圖譜(圖6)發現，國外各集群呈現種類多、交叉性強的特點，研究包括人類維度、文化生態系統服務、計劃行為理論等理論探討和選擇實驗、土地利用變化在內的評估分析，以及生態系統服務付費、參與式規劃、保護區等成果轉化與應用。國內相關研究領域呈現重疊度低的突出特征，目前研究主要涉及農戶的生態系統服務支付意愿和基于價值評估的生態補償機制研究等方面。

圖5 關鍵詞聚類圖譜(WOS)

圖6 關鍵詞聚類圖譜(CNKI)

4.2.1 研究熱點分析

基于關鍵詞共現及聚類分析結合相關文獻梳理，發現研究熱點主要集中在生態系統服務公眾感知內涵探究、公眾感知數據獲取、公眾感知影響因素分析、政策制定與規劃實踐4個方面。

4.2.1.1 生態系統服務公眾感知內涵探究

“生態系統服務公眾感知”的內涵因“生態系統服務”和“感知”的研究深入呈現階段性。階段一：部分學者開始關注公眾對景觀服務、環境功能的看法或態度，關鍵詞主要包括態度、氣候變化、景觀服務等；階段二：De Groot R S、Costanza R、歐陽志云等學者對生態系統服務內涵的探索和環境心理學的發展共同促進了生態系統服務公眾感知內涵的進一步研究；階段三：21世紀以來，MA相關成果為該領域研究提供了理論支撐。目前國外學者普遍認為生態系統服務公眾感知是指公眾通過與生態系統服務相互作用形成的不同社會文化價值觀。社會文化價值觀既反映了公眾的物質幸福感，也反映了非物質幸福感[14]。國內學者袁俊平將其定義為與生態系統相關聯的不同類型公眾對生態系統所提供服務水平的認可與判斷[6]。二者表述存在差異，但其本質基本一致。

4.2.1.2 公眾感知數據獲取方法研究

根據獲取的初始數據程度，將常見公眾感知數據獲取方法分為直接陳述和間接揭示2大類。

直接陳述類方法主要有7種，分別是問卷法、訪談法、專家法、Q方法、情景模擬、參與式制圖和公眾參與式地理信息技術。其中問卷法和訪談法作為傳統研究方法被廣泛應用，二者相結合構成參與式農村評估(Participatory Rural Assessment ，簡稱PRA)以其系統性、可操作性及協助決策的快捷性被農村工作者所青睞[15]。專家法即利用該領域專家的專業知識和豐富經驗，對生態系統服務相關問題進行陳述。Q方法“迫使”參與者對各類子服務進行排序，通過獲取個人的、定性的數據發現利益相關者對生態系統服務普遍持有的觀點模式[16]，該方法多用于探索城市綠地用戶對生態系統服務的感知體驗。情景模擬法基于公眾感知偏好模擬不同類型的未來場景為規劃決策提供參考依據，常通過模擬不同農業生產管理模式和土地利用情景分析不同情景下生態系統服務價值的空間演變規律，最后對比選出最佳適宜情景[17,18]。參與式制圖法在個體經驗的基礎上，以地圖方式通過點映射或多邊形映射表征利益相關者在某一特定位置感知到的生態系統服務，具有可視、快捷、易操作的特點，但后期數據統計分析較為困難。伴隨地理信息系統技術日臻成熟，公眾參與式地理信息系統(Public Participation GIS, 簡稱PPGIS)綜合運用GIS、GPS及遙感影像分析技術實現了參與式繪圖法中點、多邊形等空間數據的數字化處理和分析[19]，該功能能夠為決策者提供規劃設計依據。

間接揭示類方法包括文件法、觀察法和社交媒體數據分析3種。文件法指查看文獻、圖像、影像等材料進行生態系統服務公眾偏好分析，而觀察法要求研究者通過實地觀察公眾的行為類型及其規律分析生態系統服務的使用情況。社交媒體數據分析法是一種相對較新的方法，該方法得益于互聯網的數據采集功能和社交媒體平臺豐富多樣的數據，其中運用語義分析和ArcGIS空間統計工具對社交媒體平臺中文本和帶有地理標記的照片等數據進行相關研究的頻次最高[20,21]。

國內外相關文獻中僅少數研究使用一種數據獲取方法，更多表現為兩三種方法的組合。組合形式通常是以問卷法、訪談法及專家法作為基礎數據獲取方法，結合Q方法、條件價值法或參與式繪圖等其他方法進行研究。

4.2.1.3 公眾感知影響因素分析

相關研究顯示公眾感知不僅受到物理屬性的影響，還受到當地的地理和文化特征、道德信念、生活經歷等因素影響。根據影響因素數量可將生態系統服務公眾感知研究分為單因素分析和多因素分析，其中多因素分析占比較大。

單因素分析的因素選擇需基于一定專業研究經驗或社會共識，具有目的性強、操作簡單等特點，例如Villamor G B分析了性別對土地利用和生態系統服務的偏好差異，研究表明土地利用格局和生態系統服務提供受性別影響顯著[22]。多因素分析通常基于文獻閱讀、實地調研及問題假設等建立一個影響因素集，通過感知評價結果與影響因素相關性檢驗探索式發現關鍵影響因素。多因素分析主要是對年齡、受教育程度、生計方式、家庭人口等社會經濟特征的研究，其中年齡、受教育程度、生計方式被證明對公眾感知結果的差異性影響顯著[15,23,24]。除社會經濟因素外，個體環保意識、地方生態工程、環境政策同樣被認為是重要影響因素[25,26]。在公眾感知影響因素的數據統計分析方面，國內外主要使用統計產品與服務解決方案軟件(Statistical Product and Service Solutions，簡稱為 SPSS)，該軟件具有數據錄入、整理、分析功能完備和結果清晰直觀等特點。其中方差分析、描述性統計、回歸分析、相關分析等分析方法應用頻次較高[27～29]。

4.2.1.4 政策制定與規劃實踐

支付意愿、生態補償、保護區、土地利用變化等聚類標簽表明政策制定和規劃實踐是生態系統服務公眾感知研究的熱點之一。研究發現政策制定和規劃實踐研究在區域尺度、方法應用等方面具有一定相似性，但也存在明顯的差異性。

政策制定領域中，生態補償成為生態系統服務公眾感知研究的熱點話題，國外學者通常稱之為生態系統服務付費(Payments for Ecosystem Services，PES)。生態補償在區域生態治理體系中發揮了重要作用，是生態系統保護和服務產品實現價值化的有效途徑[30]。研究發現選擇實驗法、Q方法等方法的評估結果客觀、具體地反映出公眾補償意愿[31]，以此為基礎制定的政策有助于克服以往實施過程中的障礙，對于我國生態補償制度體系的完善和“雙碳”目標的實現具有重要借鑒意義。此外，部分學者將公眾感知研究與計劃行為理論進行結合，通過個體行為分析探究社會群體行為模式，并嘗試通過社會規范提升公眾生態保護意識[32，33]。

同樣，生態系統服務公眾感知研究對決策者進行規劃實踐具有科學指導意義，主要涉及城市規劃、農村土地利用規劃及保護區規劃。不同于傳統規劃范式，該研究更加強調公眾參與性規劃。常用研究方法中，參與式繪圖和參與式地理信息系統具有感知數據量化和空間可視化功能，常使用豐度、多樣性、豐富度、風險等社會景觀指標來描述感知的生態系統服務空間分布，可指出利益相關者感知到的生態系統服務協同效應、相互沖突及存在風險的位置，在土地利用規劃和基礎設施規劃研究方面優勢突出[27]。Q方法通過從感知角度對生態系統服務進行排序從而確定城市公園的用戶類型，進而指導城市規劃者設計以使用者為中心的城市綠地[17]，是實現生態系統服務理念向市民轉化的有效途徑。

4.2.2 研究前沿分析

關鍵詞突現檢驗可量化顯現熱點關鍵詞的出現和結束的年份，從而映射出該領域研究熱點變遷規律和新興趨勢[34,35]。通過關鍵詞突現檢驗(表1)，發現國外隨著時間變遷關鍵詞的多學科交叉特征愈發顯著，且研究方向逐漸多元化和精細化。

表1 高突現性關鍵詞信息(WOS和CNKI)

從突現度來看，“評價”一詞突現度最高11.01，其次是“生態”“惠益”“問題”及“生態補償”。從時間線分布來看，生態系統服務定性研究主要集中在2015年以前，而對生態系統服務的定量評價研究自2009年一直延續至今，基于定量評價結果的政策制定與規劃實踐仍將是該領域研究熱點。國內相關文獻的突現關鍵詞為“支付意愿”“生態補償”和“補償標準”，其突現時間為2015～2019年。突現性關鍵詞均與生態補償機制研究相關，數量少且突現時間短反映了我國生態系統服務公眾感知研究較國外存在空白，且以貨幣型方法為主導的應用研究不再是公眾感知研究的關鍵熱點。

5 研究展望

公眾感知分析是將社會價值觀融入生態科學研究的有效工具，是其他傳統生態系統服務評價方法的補充。隨著人們對生態系統服務需求的提升、生態意識的覺醒及參與意愿的凸顯，生態系統服務公眾感知研究對于促進人與生態的互動、生態政策的制定和生態功能的優化具有重要意義。綜合前文國內外研究進展分析，未來研究應關注以下幾點：

(1)探索生態系統服務公眾感知內在機制，明晰生態要素與人的互動關系。目前囿于感知過程的復雜性相關研究主要通過測量用戶自我報告的行為和價值觀映射用戶對生態系統的感知程度，其背后的機制需進一步挖掘。值得注意的是，環境心理學、生態心理學和環境行為學等在研究人類與環境的相互作用方面具有豐富的理論和實踐經驗，例如人們如何感知和使用環境以及文化、價值觀如何影響感知過程。

(2)借助現代先進科技手段，創新感知數據獲取方法。問卷調查法和訪談法是目前生態系統服務公眾感知研究最基本的數據獲取方法，但問卷內容設置或訪談話題選擇與公眾感知陳述的雙重主觀性易影響評價結果準確性，其他直接陳述類方法亦是如此。因此有必要借助科技優勢提升感知數據的科學性，目前基于手機信令、運動軟件等數據爬取的社交媒體數據分析方法逐漸被重視，但腦電儀、眼動儀及可穿戴設備等新興智能傳感技術在公眾感知研究中的應用亟待加強。以新技術方法為核心結合多種基本方法進行研究不僅能提升公眾感知研究的準確性、全面性，而且不同方法的橫向對比分析能夠實現互補與革新。

(3)關注村鎮尺度公眾感知研究，積極指導決策制定和規劃實踐。我國傳統城鎮化追求片面發展和過度發展導致人與自然分離，村鎮人居環境問題日益顯現。在鄉村振興、新型城鎮化的時代背景下，村鎮生態系統的經濟、社會、文化等多重價值愈發被重視。村鎮尺度社區居民視角的生態系統服務供需關系的深入研究可以彌補微觀尺度社會感知評價的不足，而且研究過程中不僅可以向當地居民傳授生態知識，還能夠獲悉他們從生態系統中獲得的益處，從而制定真正包容各方的政策和規劃，以確保生態系統長期、穩定、公平地提供這些惠益。