流域尺度生态水文研究评述

根据国际上生态水文学发展的主要方向,归纳了现阶段流域生态水文学的生态水文过程与生态水资源两大主要学科领域及其进展。全球变化下流域生态过程对水文循环加剧的应对策略,基于土地利用与覆盖变化的流域水土界面可持续管理将是未来流域生态水文过程研究的前沿核心问题。以生态需水量为主,分析了生态水资源领域存在的问题,评述了河道内与河道外生态需水量评价的方法与问题,建立更加适用的生态需水量评价体系是目前生态需水量研究的关键问题,一个全新的面向生态系统的水资源评价和规划的理论体系是未来人类社会可持续发展的基础     

森林流域生态水文过程动力学机制与模拟研究进展

水文过程是联系气候变化和森林生态系统时空变化的关键因素．未来的气候变化和人类大尺度活动将影响森林流域生态系统与水文过程的变化,森林流域生态与水文过程耦合、生态系统水文过程动力学机制研究在认识和调控生态资源及其合理利用、区域生态恢复,以及社会经济可持续方面均具有重要意义．森林流域生态系统中的水文过程可分为降雨截留、蒸散和产汇流过程．森林流域生态与水文耦合过程边界条件的确定,土壤表面特定水文过程的参数化,降雨、土壤水分运动和植被的动态耦合作用,分布式模型的应用以及森林生态水文过程动力学机制与调控等将是今后生态水文动力学过程研究的重点,综述了森林流域生态水文过程动力学机制与调控的研究进展。     

湿地生态水文模型研究综述

变化环境下湿地生态水文格局及过程发生了深刻变化,已对流域、区域乃至我国水安全和生态安全构成威胁。湿地生态水文模型是揭示湿地生态格局与生态过程的水文学机制的有效工具和重要手段。介绍了湿地生态水文模型的概念、内涵、构建方法及分类,回顾了湿地生态水文模型的国内外发展历程,论述了目前湿地生态水文模型研究应用的重点领域:湿地生态水文调控与生态补水、流域湿地生态恢复重建与水资源综合管控和气候变化下湿地生态水文变化评估与应对策略。针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需加强研究的重点方向。     

流域径流泥沙对多尺度植被变化响应研究进展

植被变化与流域水文过程构成一个反馈调节系统,是目前生态水文学研究的重点对象.由于植被自身的生长发育以及受自然因素和人为干扰的作用,植被变化具有多尺度性;由于受流域水文环境的异质性和水文通量的变化性的影响,流域水文过程也同样具有多尺度性.因此,只有通过对不同尺度生态水文过程分析,才能揭示流域径流泥沙对植被变化的响应机理.从不同时空尺度回顾了植被生长、植被演替、植被分布格局变化、造林以及森林经营措施等对流域径流泥沙影响的主要研究成果;概括了目前研究采用的3种主要方法,即植被变化对坡面水流动力学影响的实验室模拟、坡面尺度和流域尺度野外对比观测实验以及水文生态模型模拟方法;分析了植被变化与径流泥沙响应研究要考虑的尺度问题,从小区尺度上推至流域尺度或区域尺度时应考虑不同的生物物理控制过程.研究认为,要确切理解植被与径流泥沙在不同时空尺度的相互作用,必须以等级生态系统的观点为基础,有效结合生态水文与景观生态的理论,从地质-生态-水文构成的反馈调节入手,系统地理解植被变化与径流泥沙等水分养分之间的联系及反馈机制,建立尺度转换的基础.同时,作为有效的研究工具,今后水文模型的发展应更加注重耦合植被生理生态过程以及景观生态过程,从流域径流泥沙对多尺度植被变化水文响应的过程与机制入手,为植被恢复与重建、改善流域水资源状况和流域生态环境奠定基础.     

生态水文过程研究进展

生态水文学是研究生态格局和生态过程变化水文学机制的科学。它的一个重要研究方向是在不同时空尺度上和一系列环境条件下探讨生态水文过程。生态水文过程是指水文过程与生物动力过程之间的功能关系 ,它包括生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应。在探讨以上基本概念和总结生态水文过程研究特点的基础上 ,着重探讨生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应等生态水文过程核心内容的研究进展 ,并简要分析了生态水文过程研究中存在的主要问题和未来的研究热点。     

社会水文学研究进展

社会水文学是水文学和自然、社会、人文的交叉学科,主要探究人-水耦合系统的双向互馈方式及其协同进化的动态机理,并着力解决当今人类所面临的水资源可持续利用等问题.本文从社会水文学的产生背景与形成过程入手,介绍了社会水文学的基本概念,总结了其学科特点;从人-水耦合系统中的权衡、水资源管理中的利益关系、人-水耦合系统中的虚拟水研究三方面论述了社会水文学的主要研究内容,并辨析了其与传统水文学、生态水文学和水文社会学的区别与联系;最后从完善学科内容、深化定量研究、注重社会水文学中的尺度研究、社会水文学与生态水文学的融合等方面对社会水文学的发展前景进行了展望,以期推动我国社会水文学研究的发展.     

社会水文学研究进展

社会水文学是水文学和自然、社会、人文的交叉学科,主要探究人-水耦合系统的双向互馈方式及其协同进化的动态机理,并着力解决当今人类所面临的水资源可持续利用等问题.本文从社会水文学的产生背景与形成过程入手,介绍了社会水文学的基本概念,总结了其学科特点;从人-水耦合系统中的权衡、水资源管理中的利益关系、人-水耦合系统中的虚拟水研究三方面论述了社会水文学的主要研究内容,并辨析了其与传统水文学、生态水文学和水文社会学的区别与联系;最后从完善学科内容、深化定量研究、注重社会水文学中的尺度研究、社会水文学与生态水文学的融合等方面对社会水文学的发展前景进行了展望,以期推动我国社会水文学研究的发展.     

景观格局视角下晋西三川河流域径流变化归因分析

黄土高原大规模人类活动造成下垫面剧烈变化,流域景观格局改变,影响产汇流过程。学科融合视角下,基于Budyko水热耦合方程、景观指数计算以及回归分析等多学科方法,以晋西黄土丘陵沟壑区三川河流域为例,分析不同尺度景观格局变化造成流域径流量变化的原因,判别地理景观空间对产汇流过程的影响。结果表明：(1)1980年至今是研究区径流锐减阶段,其中下垫面变化对径流贡献率为60.81%;(2)1980年至今的下垫面变化造成流域景观斑块破碎、形状趋于规整,景观格局分割度、蔓延度提高;(3)利用逐步线性回归模型可将径流减少的景观格局变化定位到具体地理空间,流域东部、北部主要支流上游与两条支流汇流处的林地核心斑块面积减少以及城市建设区域对于水体连通性的破坏。通过跨学科方法探究景观格局与径流变化之间的潜在空间关联,揭示径流对景观格局变化的响应,可为黄土高原水资源管理与生态规划提供决策依据。     

地球关键带水文土壤学与自然资源可持续利用——2016年水文土壤学国际会议述评

第三届水文土壤学国际会议于2016年8月16日-19日在北京师范大学举行,会议吸引了来自18个国家150余名专家学者参加。本届会议围绕7个主题展开,分别为：（1）土壤结构及优势流;（2）地球关键带科学的观测及模拟;（3）土壤水文和生态水文的过程交叉;（4）关键带科学与观测站;（5）土壤生物物理学与生物化学复合;（6）水文土壤学与生态水文学;（7）土壤水分与其它土壤属性。对我国水文土壤学研究主要有以下启示:（1）推进水文土壤学理论的发展和完善;（2）注重新技术新方法在水文土壤学中的应用;（3）加强学科融合,培养具有多学科背景的人才;（4）拓展水文土壤学研究的国际合作。     

河岸带生态系统植被与土壤对水文变化的响应研究进展

河岸带的植被与土壤是生态系统重要组成部分,对于维持河岸带的生态健康、生态系统服务与可持续性具有至关重要的作用。水文变化是河岸带生态系统的首要干扰因子,系统总结了水文变化对河岸带植被的特征以及植被形态、群落分布、繁殖、生存策略的影响,并阐述了河岸带水文和植被对土壤氮磷迁移转化的影响机制。根系作为土壤与植物地上部分之间物质、能量流动与信号传导的关键纽带,目前对根系的研究还较欠缺,需要加强水文变化对河岸带湿地植物根系形态、结构、功能特征的影响机理研究,以及湿地植物对水文变化的适应机制和耐受阈值方面的探究。在微观方面,应加强水文变化与植被等多因素耦合对土壤氮磷迁移转化过程的机理研究。河流形态和土壤的多样性决定着河岸带水文作用特征的复杂性,今后需注重河岸带个性特征与水文响应的关系研究。河岸带是横向的水陆生态过渡带和河流上下游的纵向生态廊道,亟需综合考虑和模拟流域土壤、植被与水文、人类活动之间的耦合关系,预测未来气候与社会经济情境下的河岸带生态系统演变规律,为河岸带生态系统的生态调节、生物多样性保护与生态恢复等提供理论依据与技术支撑。     

基于文献计量分析的生态系统服务研究现状及热点

生态系统服务是生态学研究的核心和热点议题。近年来,各国和各相关机构对生态系统服务的研究力度不断加大。基于SCI-E和CNKI数据库,利用文献计量方法,分析了国内外生态系统服务研究的发展特征和变化趋势。研究结果表明:(1)国内外生态系统服务研究的发文量不断增加,发展态势良好。(2)发达国家是生态系统服务领域的主要研究力量,美国占据绝对领先地位;美国的加利福尼亚大学是主要研究机构;总体来看,国家和机构间的合作正在不断增强。(3)当前该领域的8类研究热点分别是生态系统服务机理研究,保护管理及可持续性、生物多样性、脆弱性、土地利用及景观变化、评估与模型、气候变化、政策与决策分析。从各个时期国内外研究热点整体分布情况来看,国际更侧重于生态系统服务及生态系统服务与人类福祉的依存关系的研究,国内则更加关注生态系统服务评估。(4)近年来中国在生态系统服务研究领域的国际地位有所提升,科研产出量显著增加,累积发文量居世界第5位,中国科学院是全球主要研究机构之一,但论文被引频次相对偏低,国际合作亟待加强和提升。     

基于文献计量学的近30年(1990-2020)第四纪孢粉学研究现状与展望

第四纪孢粉学利用现代和化石孢粉重建第四纪古植被、古气候和古环境,属于可持续发展的前沿学科领域。本文基于CiteSpace软件数据可视化和计量分析模块,以CNKI (中国知网)数据库与Web of Science核心数据库中1990–2020年间的共计6081篇第四纪孢粉学相关文献为基础,梳理了近30年来第四纪孢粉学的过去和现在,并探讨了未来发展趋势。研究结果表明,近30年第四纪孢粉学领域发文量呈增加趋势,中国的总发文量和国际影响力整体呈增长趋势;第四纪孢粉学研究主要集中于各大高校和科研院所,研究成果有明显的聚集性;中国科学院是外文发文量最多的国际机构。第四纪孢粉学近30年的研究主要涉及古植物学、古地理学、古生态学和古气候学等领域,古植被、古气候、古环境的定性和定量重建一直是国内外学者关注和研究的重点。表土花粉研究、花粉与人类活动、亚洲季风演变和孢粉分类学是近几年发刊的热点。虽然一些关键词如花粉产量、代表性以及现代花粉与植被和气候的定量关系等出现频次低,但对第四纪孢粉学十分重要。未来还需要进一步加强湖泊表层沉积物的花粉研究,探讨花粉与植被、气候的定量关系,为准确解译化石花粉提供坚实基础。随着孢粉数据库的不断完善和模型模拟技术的发展,孢粉研究的精细化和模型化趋势也将进一步加强,以提高定量重建的准确性及植被、气候模型的预测性。     

基于文献计量的绿洲研究发展态势分析

以SCIE论文数据库作为数据源,采用美国汤森路透集团开发的专业数据分析工具TDA(Thomson Data Analyzer)和UCINET软件对1985—2014年(数据库更新时间为2014年11月30日)绿洲研究论文进行数据挖掘和定量分析。结果表明:(1)近30年来,绿洲研究论文数量逐年持续增长,年均增长率达19%;(2)从学科分类来看,研究论文主要涉及的学科包括地球化学与地球物理学、生物多样性保护、植物科学、生态学、地球科学等;(3)高频主题关键词分析得出,绿洲研究具有典型的地域性,GIS、遥感等技术手段应用于绿洲研究,更加关注干旱区水资源的开发利用;(4)中国的研究机构在绿洲研究方面非常活跃,特别是中国科学院,其论文量遥遥领先于澳大利亚塔斯马尼亚大学、美国加州大学等其他机构,但研究水平、影响力以及国际合作能力仍有待提升。     

中国高寒草甸研究进展——基于文献计量分析

高寒草甸作为我国草原的重要组成部分，发挥着极其重要的气候调节和水源涵养等生态功能，是我国重要的战略资源储备要地和生态安全屏障。为了解高寒草甸的研究态势，本文从文献计量学的角度，基于36年间国内外发表的8505篇论文，分析了有关高寒草甸的论文发表数量、发文来源、被引频次、主要作者、研究机构和研究热点等。结果表明：（1）1999年后关于高寒草甸的论文数量增长较快，年均发表355.09篇，且英文论文的增幅最大，但发文的质量还有待进一步提高；（2）李英年，周华坤，杜国祯、赵新全等人是高寒草甸研究的主要贡献人，中国科学院西北高原生物研究所、兰州大学、甘肃农业大学等单位在研究机构合作方面发挥了重要作用，但相关学者和研究机构间的合作较少，以同一单位或同一课题组的研究团队为主，与国内外不同单位、不同团队间的交流合作较少；（3）研究的热点主要聚焦于高寒草甸植被群落特征及其构建机制、高寒草甸植被退化机理与管理利用、高寒草甸植被-土壤-微生物对气候变化的响应等聚类方面。今后应重视原创性、突破性的论文，提升和扩大高寒草甸方面研究成果的国际影响力，同时，应加强不同研究机构、不同学科交叉、理论创新-实际应用等方面的多元合作，从而为高寒草甸的研究注入新生力量。期望本文能为拓展高寒草甸研究的广度与深度提供借鉴。     

基于Web of Science的国际海草研究文献计量评价

海草及其与周围环境形成的海草场是近海海洋生态系统的重要组成部分,具有多种重要的生态服务功能。相较于红树林和珊瑚礁,国内外学者和公众对海草的关注度偏低,至今对国际海草研究的现状、趋势和热点等的认识还较为有限。检索了1983-2017年Web of Science的SCI-E数据库中收录的海草研究相关文献,借助文献计量信息可视化分析方法,从年度发文量、研究力量和研究热点与主题等方面进行了较为系统的文献计量评价,以期阐明国内外海草研究的态势与热点。结果表明:1983-2017年间国际海草研究的文献数量总体呈明显上升趋势,该领域发文量排前3位的国家是美国、澳大利亚和西班牙;全球发文量最多的机构是佛罗里达州立大学,其次是西班牙高等科学研究理事会与美国国家海洋和大气管理局;发文总量较多的作者是Duarte CM、Marba N和Fourqurean JW,近3年发文量最高的是学者Santos R;刊文量最多的期刊分别是《Marine Ecology Progress Series》、《Aquatic Botany》和《Estuarine, Coastal and Shelf Science》,刊文量前15期刊中影响因子最高的是《Limnology and Oceanography》(3.969)。在国家、机构与作者合作方面,西班牙、丹麦、荷兰、墨西哥4个国家形成了关系密切的合作网络,西班牙高等科学研究理事会和美国国家海洋和大气管理局是海草研究机构合作网络中的两个中心,Duarte CM、Marba N等较多学者间有紧密的学术合作关系。通过高频关键词的关联关系分析,表明该领域的3个热点研究主题,即环境(污染)胁迫对海草场的影响、海草的生长与生理生态和海草及其相关生态系统的结构与功能。中国科学院、中国海洋大学等机构为我国海草研究做出了重要贡献,但由于研究起步较晚,我国学者的发文量、篇均被引频次等与欧美国家学者存在一定差距,但近几年的发文量增长迅速,预计未来的发展趋势良好。     

气候变化背景下生物入侵研究态势的文献计量分析

生物入侵严重威胁生物多样性与生态系统健康,对全球环境、经济造成极大损失,而快速的气候变化显著影响外来生物的扩散和入侵进程。探讨气候变化背景下生物入侵研究态势能够从宏观上把握该领域的国际研究现状与热点,为深入理解外来种入侵机制和制定合理的防治策略提供参考。该文基于最近27 a间(1990—2016年)科学文献数据库Web of Science中科学引文索引扩展版(SCI-E)数据,利用TDA等统计工具对气候变化下生物入侵方面的研究进行了文献计量分析。结果表明:27 a间共发表论文1 736篇,论文数量整体保持增长态势,2009年开始进入快速发展阶段;该领域的研究涉及环境科学与生态学、生物多样性保护、植物学等多个学科;澳大利亚莫纳什大学Chown SL教授发文量最高(35篇);美国的总发文量(708篇)和高被引、高影响因子论文数量均居世界首位;发文量最多的研究机构是加利福尼亚大学(93篇),中国科学院发文量居世界第10位(27篇);Biological Invasions是刊文量最大的学术杂志;物种分布模型、生物多样性、全球变暖、风险评估等是近年来该领域的研究热点;中国共发表论文52篇,中国科学院是国内最大的发文机构,其中,动物研究所、武汉植物园、植物研究所的发文量居中科院科研系统前三名;中国在气候变化下生物入侵领域的高被引、高影响因子论文数量及国际合作强度亟待提升。未来需重点关注气候变化下生物入侵的预测与风险评估、生物入侵与生物多样性关系、入侵物种的系统进化、入侵生态系统的多营养级关系、海洋生物入侵、生物入侵与人类健康等问题。     

A bibliometric analysis of research papers published on photosynthesis: 1992–2009

We present here a bibliometric analysis of publications on photosynthesis research from 1992 to 2009 in the Science Citation Index Expanded (SCI-Expanded) Web of Science. This has allowed us to examine the growing trends and the key topics on this subject. We have assessed the document type, language of the publications, publication output, subject category, journal distribution, countries and territories of these publications, institutions involved, hot topics and highly cited papers. The top 30 countries/territories were ranked according to their total number of articles (TA), single country articles (SCA), internationally collaborative articles (ICA), first author articles (FAA) and corresponding author articles (CAA). Research directions on the subject of photosynthesis were also investigated and evaluated by statistically analyzing the distribution of author keywords in the database. Our analysis indicates that “water”, “stress”, “carbon dioxide”, “nitrogen” and “climate change” are hot topics of research on photosynthesis during this period.     

氮肥农学效应与环境效应国际研究发展态势

分析国内外农田氮素农学效应和环境效应研究的发展动态、研究热点,为以后研究农田氮素效应提供参考。基于ISI Web of Science数据库,检索出以"农田氮肥施用"为主题的所有SCI论文(1957—2014年8月),并分别提取出与"农学效应"、"环境效应"、"适宜施氮量"相关的文献,采用计量学方法,分析各研究方向的主要热点、研究机构、发文期刊和高被引论文等。共检索出关于农田施氮研究的SCI文献7460篇,其中与"农学效应"研究相关的文献2773篇,主要涉及到施氮肥对小麦、玉米、水稻、大豆等作物产量、氮素利用率和土壤有机碳的影响;与"环境效应"研究相关的文献1609篇,主要涉及到氮肥施用对氨挥发、硝化反硝化、温室气体排放、硝酸盐淋失、地下水水质等环境因素的影响;与"适宜施氮量"研究相关的文献408篇,主要涉及氮肥施用量、氮肥管理等。刊发各类研究成果最多的机构主要来自欧美发达国家,影响力大的期刊与高被引论文也主要来自欧美国家,中国在该领域的研究发展迅速,以中国科学院、中国农业大学、南京农业大学和中国农业科学院等为代表的中国研究机构的研究水平逐渐进入世界前列。文献计量学可用于分析农田氮素效应主题的研究热点和发展态势,目前氮素农学效应仍是研究的重点,随着当前环境污染问题日益突出,农田氮素环境效应研究越来越多,特别是氮流失对水体水质的影响备受关注,而基于氮素综合效应确定农田适宜施氮量是同时保障粮食安全和环境安全的有效措施。中国在相关研究领域的研究起步较晚,高影响力论文偏少,优秀国际期刊不足,但研究实力不断增加,研究成果也逐渐被国际社会所认可。     

基于文献计量的青藏高原土壤呼吸研究进展

为了深入了解青藏高原土壤呼吸的研究现状与研究前沿,以中国知网数据库(CNKI)和Web of Science核心合集数据库中的相关文献为数据源,基于文献计量的分析方法,运用Citespace和VOSviewer等软件,通过对国内外发文趋势分析、高频关键词共现分析及国家、机构、作者合作网络分析等,总结了青藏高原土壤呼吸的研究热点与研究趋势。结果表明：(1)国内外青藏高原土壤呼吸的研究在逐年上升,外文研究的增长速率大于中文研究。(2)国内外关于青藏高原土壤呼吸的合作网络较为松散。(3)青藏高原土壤呼吸的研究大体划分为三个阶段：起步阶段(1978—2005年)、增长阶段(2006—2013年)、快速发展阶段(2014年—至今),研究方法、研究尺度都在不断发展。(4)目前土壤呼吸领域研究内容以青藏高原土壤呼吸与全球气候变化、氮添加与土壤呼吸、土壤呼吸与土壤温度、土壤呼吸与过度放牧为主。研究指出：在未来,应该加强对于青藏高原碳动态的连续观测,完善不同类型生态系统土壤呼吸研究。同时,探索放牧等生态系统管理措施对青藏高原土壤呼吸的影响机制。这些结果为国内外青藏高原土壤呼吸研究方向提供了可靠情报支持。     

Evaluating research and impact: a bibliometric analysis of research by the NIH/NIAID HIV/AIDS clinical trials networks

Evaluative bibliometrics uses advanced techniques to assess the impact of scholarly work in the context of other scientific work and usually compares the relative scientific contributions of research groups or institutions. Using publications from the National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) HIV/AIDS extramural clinical trials networks, we assessed the presence, performance, and impact of papers published in 2006-2008. Through this approach, we sought to expand traditional bibliometric analyses beyond citation counts to include normative comparisons across journals and fields, visualization of co-authorship across the networks, and assess the inclusion of publications in reviews and syntheses. Specifically, we examined the research output of the networks in terms of the a) presence of papers in the scientific journal hierarchy ranked on the basis of journal influence measures, b) performance of publications on traditional bibliometric measures, and c) impact of publications in comparisons with similar publications worldwide, adjusted for journals and fields. We also examined collaboration and interdisciplinarity across the initiative, through network analysis and modeling of co-authorship patterns. Finally, we explored the uptake of network produced publications in research reviews and syntheses. Overall, the results suggest the networks are producing highly recognized work, engaging in extensive interdisciplinary collaborations, and having an impact across several areas of HIV-related science. The strengths and limitations of the approach for evaluation and monitoring research initiatives are discussed.