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生态系统服务是人们通过直接或间接方式从生态系统中获得的有关红利,能为自然和社会提供各种效益,包括供给功能、调节功能、文化功能以及支持功能[1]。城市生态系统服务是人类从城市生态系统中直接或间接获取的全部收益[2],其社会服务价值和自然服务价值多样,主要包括房地产增值功能、减排降噪功能、绿地涵养水源等。因此,开展城市生态系统服务研究对实现我国城市绿色高质量发展、保护生物多样性、改善城市环境等具有重要意义。
近年来,城市生态系统服务逐渐受到国内学者的广泛关注,相关研究成果主要集中在以下三个方面:(1)城市生态系统服务价值评估。有学者运用市场价值法、成本替代法等方法对城市森林、湿地和公园的生态系统服务价值进行评估,发现调节服务价值最大,集中表现在涵养水源和固碳释氧两方面[3-5]。(2)生态补偿标准与机制。不同学者根据流域、城市饮用水源区、传统农业区、民族地区、旅游地等自然、社会经济类型区的独特性,提出了相应的生态补偿理论和方法[6-10]。生态补偿机制研究大多以补偿标准、补偿方式、补偿主体、补偿客体为主要内容,政府在推进生态补偿过程中发挥主导作用,市场起辅助作用[11]。(3)城市生态系统服务的土地利用变化影响研究。王保盛等[12]采用InVEST模型对闽三角城市群水源涵养服务进行研究,发现土地利用变化对水源涵养产生作用从大到小依次表现为林地、其他土地、草地、农田、建设用地、水域。欧阳晓等[13]以长株潭城市群为例,基于3种不同情景研究土地利用变化对城市生态系统服务价值的影响。
国内学者在城市生态系统服务研究方面取得一些重要进展,并进行了大量实证研究,但鲜有文献对城市生态系统服务的研究热点和趋势动态进行知识图谱分析。基于此,本文运用文献计量方法和CiteSpace软件,绘制城市生态系统服务研究领域的知识图谱,探究城市生态系统服务研究进程及其热点、趋势,这对于探索我国城市生态系统服务研究变迁路径和未来研究方向具有重要的理论价值与现实意义。
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文献发表数量在很大程度上能够反映学术界对某一领域的关注程度[16]。基于国内城市生态系统服务研究的文献数量以及核心期刊文献数量(见图1),采用自然断裂点分级法按各年份文献数量将城市生态系统服务研究分为三个阶段,即初步探索阶段(1999—2003年)、稳步增长阶段(2003—2014年)和快速增长阶段(2014—2019年),文献数量总体呈现上升趋势。随着我国经济快速发展,生态环境问题也逐渐凸显,人们的生态环境保护意识逐渐增强,对生态系统服务研究进入到探索阶段,但是研究力度不足,1999—2003年期间文献数量只有2篇。2003—2014年城市生态系统服务研究文献数量总体呈上升趋势,但是波动较大,在2013年出现小高峰,文献数量达到34篇,是1999—2003年期间文献数量的17倍。2014年我国提出全面深化改革,习近平总书记等国家领导人对环境保护高度重视,一系列生态环境保护政策的出台推动了城市生态系统服务研究,城市生态系统服务研究的文献数量快速增加,并一直保持快速增长趋势。总体来看,1999—2019年间核心期刊文献数量变化趋势与全部期刊文献数量的增长趋势基本一致,表明城市生态系统服务研究逐渐被学术界重视;但核心期刊文献数量相对较少,说明某一研究主题从出现到发展需要有一个理论积累过程。
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关键词是一篇论文主要研究内容的高度凝练,而关键词在相关文献出现的频次可以在一定程度上反映该领域的研究热点[15]。利用CiteSpace软件对本文选取的405篇论文进行共现网络分析,时间范围设置为1999—2019年,时间切片为1,Node Types选择Keyword,每个时间切片选择Top100,连线强度选择Cosine,得到城市生态系统服务研究文献的关键词知识图谱。聚类模块值Modularity Q是衡量聚类结构是否显著的关键指标,一般认为当Q值>0.3时聚类结构具有较高显著性。如图2所示,Modularity Q为0.6875,说明城市生态系统服务研究文献的关键词共现网络聚类是显著的。平均轮廓值Silhouette是用来衡量聚类的合理性和可信度,一般认为当S>0.5时聚类是合理的,当S>0.7时聚类是可信度高[17]。Silhouette值为0.8851,说明该聚类是可信的。如表1所示,在共现频次前10位的关键词中,“生态系统服务”和“生态系统服务价值”是最大的两个网络节点,共现频次分别为139次和100次,说明这两个领域是城市生态系统服务研究热点,类似的关键词还包括“生态系统服务功能”“生态系统”“服务功能”“价值评估”。“土地利用”和“土地利用变化”作为城市生态系统服务变化的重要驱动因素,共现频次均大于30次。中心性是衡量关键词重要性的指标,中心性越高的关键词在关键词共现网络中的重要程度越大,也可以代表该领域在一定时期内的研究热点[18]。值得注意的是,中心性的高低与频次的高低并不完全一致,如“生态系统”这一关键词出现的频次为28次,但其中心性仅为0.06,远低于出现22次的“城市森林”的中心性0.20。
序号 Number 关键词 Keyword 频次 Frequency 年份 Year 中心性 Centrality 1 生态系统服务 Ecosystem services 139 2004 0.76 2 生态系统服务价值 Ecosystem service value 100 2008 0.37 3 生态系统服务功能 Ecosystem service function 45 2003 0.29 4 价值评估 Value assessment 44 2003 0.23 5 土地利用 Land use 34 2007 0.30 6 土地利用变化 Land use change 31 2007 0.16 7 生态系统 Ecosystem 28 2004 0.06 8 服务功能 Service function 23 2005 0.08 9 城市森林 Urban forest 22 2005 0.20 10 城市化 Urbanization 21 2005 0.16 Table 1. Frequency and centrality distribution of key words in urban ecosystem services research
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通过关键词时区图谱分析,可以分析城市生态系统服务研究文献的关键词随时间变化演化过程,从而预测该领域的研究热点以及未来研究趋势。如图3所示,1999—2019年“生态系统服务”是出现频次最多的关键词,“城市生态系统”和“生态系统”分别在1999年和2004年的共现频次比较突出,表明城市生态系统(服务)一直是学术界的关注重点。2004—2011年共现频次较高的关键词还包括“支付意愿”“价值(评估)”“城市森林”“城市化”等,表明城市生态系统服务的研究范围逐渐拓宽。2017年共现频次较高的关键词为“风景园林”,说明以城市生态系统服务及价值评估的理论研究逐渐转向为服务城市生态规划的应用研究。
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关键词突现性检测是分析某一阶段共现频次迅速增加的关键词,这类关键词可能会成为未来的重要主题和研究热点,同时也从时间维度反映热点关键词的变化特征[19]。由表2可以看出,2004年之前我国城市生态系统服务的研究热点主要是可持续发展、城市生态系统、生态系统服务功能,侧重于大尺度的研究。2004—2009年,城市生态系统服务研究经历了快速发展阶段,这期间研究热点集中在生态系统服务功能、条件价值评估法、服务功能、城市湖泊等方面,表明国内城市生态系统服务研究范围逐渐细化,在价值评估理论和方法方面取得了重要进展。2009年以后的研究热点主要是生态修复、景观格局等,侧重于小尺度的研究。从1999—2019年城市生态系统服务研究突现关键词的变化可以看出,基于生态系统服务的城市生态规划和生态修复将是未来该领域的重要研究主题。
关键词
Keyword突现强度
Emergent intensity开始年份
Starting year结束年份
Ending year1999 - 2019 服务功能Service function 6.93 2006 2019 ▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 景观格局Landscape pattern 2.93 2013 2019 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃ 价值评价Value evaluation 2.8 2011 2019 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 支付意愿Pay willingness 2.74 2004 2019 ▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 城市湖泊Urban lake 2.47 2007 2019 ▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 城市生态系统Urban ecosystem 2.15 1999 2019 ▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 浦东张家浜Pudong zhangjiabang 1.89 2004 2019 ▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 条件价值评估法Contingent valuation method 1.89 2004 2019 ▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 生态服务功能Ecological service function 1.8 2004 2019 ▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ 生态系统服务功能价值Ecosystem service function value 1.8 2006 2019 ▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃ Table 2. Emergent keywords in urban ecosystem service research
Knowledge Map Analysis of Research Literatures on Urban Ecosystem Services Based on CiteSpace
doi: 10.12172/202104040001
- Received Date: 2021-04-04
- Available Online: 2022-01-13
- Publish Date: 2022-03-02
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Key words:
- Urban ecosystem services /
- Knowledge map analysis /
- Bibliometric method /
- Research hotspot /
- CiteSpace
Abstract: Urban ecosystem service is the research hotspot of ecological economics and environmental economics. Based on the literature records of urban ecosystem services research in CNKI from 1999 to 2019, the research hotspots and trends on urban ecosystem services in China were explored by using knowledge map analysis and bibliometric method. The results showed that: (1) The domestic research showed a continuous growth trend, which could be divided into three stages: preliminary exploration, steady growth, and rapid growth. (2) The research hotspots had gradually shifted from urban ecosystem service functions and value assessment to urban ecological planning and ecological restoration research based on ecosystem services. (3) Further research hotspots include: spatial evaluation and mapping of urban ecosystem services, evaluation index and methods of urban ecosystem service value, trade-off and coordination of urban system services, relationship between urban system services and well-being of urban residents, and application of urban system services in urban planning and design.