社会-生态系统恢复力的测量方法综述

恢复力和社会-生态系统研究的理论及实践近年来在西方较为流行,然而经过几十年发展,学术界仍旧没有对恢复力的概念达成一致,相应的测量方法更是多种多样。基于恢复力理论对系统相对稳定状态和边界的假设以及恢复力概念3个阶段的演变和理论的发展,总结了测量恢复力的5种方法,得出恢复力测量的3个发展现状或趋势:阈值和断裂点方法依旧是量化恢复力的基本方法;恢复力测量从关注时间转向空间,关注生态转向社会和社会-生态;复杂学和多学科融合的方法是未来发展的主要方向。     

社会-生态系统恢复力研究综述

目前国内外对脆弱性的论述很多,然而关于恢复力的研究却刚刚起步且困难重重。1973年Holling创造性地将恢复力引入到生态系统稳定性的研究中,并将其定义为系统吸收干扰并继续维持其功能、结构、反馈等不发生质变的能力。30多年来这一术语的概念和内涵在大量的案例研究中得到了丰富和完善,然而这些研究对恢复力的不同解释亦造成了大量的混淆,因此需要在统一的理论基础上,根据控制系统变化的属性来构建恢复力的概念并进行应用研究。在社会-生态系统框架下,分析了恢复力研究的基础理论——适应性循环及扰沌,对其概念及内涵做了进展综述,回顾了恢复力的应用案例,探讨了定量化问题,在此基础上对社会．生态系统恢复力的研究进行了展望,提出了面临的关键问题及今后的研究方向。     

面向可持续发展目标的社会-生态系统研究进展——基于文献计量分析

作为探索可持续发展实现路径的关键工具,社会-生态系统理论研究框架的重要性日益凸显,但截至目前,对如何运用社会-生态系统理论研究框架解读各项可持续发展目标（SDGs）还缺乏比较清晰的认识。概述了社会-生态系统的主要研究框架,基于文献计量软件和可视化手段系统分析了面向SDGs的社会-生态系统研究的现状和特点。结果表明："SDG1-无贫困"、"SDG2-零饥饿"、"SDG8-体面工作和经济增长"、"SDG13-气候行动"和"SDG14-水下生物"是目前研究中关注的热点,涉及了多尺度的农林、淡水、海洋、城乡等典型系统,呈现出跨学科、数据多元化和方法集成化的显著特征;而有关"SDG4-优质教育"、"SDG5-性别平等"、"SDG7-经济适用的清洁能源"和"SDG10-减少不平等"等目标的研究相对较少;SDGs研究热点与国家发展阶段密切相关,基于社会-生态系统视角的多项目标关联关系的研究较少,该领域研究主要为可持续发展目标提供了"分析框架、达标评估、趋势预测和管理决策"的支撑服务作用。未来亟需加强以下四个方面的研究：（1）基于社会-生态系统视角的SDGs关联关系研究;（2）构建因地制宜的社会-生态系统研究框架;（3） SDGs导向的社会-生态系统动态反馈机制研究;（4）学科融合和数据平台建设。为探索适宜中国SGDs的实现路径提供科学参考。     

基于NDVI的社会-生态系统多尺度干扰分析——以甘肃省榆中县为例

作为人类与自然界耦合的社会-生态系统是一种动态等级结构,需要以多尺度的视角进行分析。恢复力作为社会．生态系统的重要属性是指系统进入新状态前可以承受的干扰大小,由此可见系统所受到的干扰在恢复力的研究中至关重要,但由于社会一生态系统的复杂性,目前尚缺乏对于扰定量化研究的案例。选取社会．生态系统运行的驱动因子——干扰作为研究对象,将遥感技术中对植被覆被／变化敏感的NDVI指数作为干扰反馈变量,采用移动窗口运算法则,以一个行政单元（甘肃省榆中县）为研究对象,提出了社会-生态系统多尺度干扰的一种计算方法,从而为评价社会-生态系统恢复力、构建生态保护网络、增强生态系统对环境变化（土地覆被／变化、生境破碎化）的适应能力、探索可操作的社会．生态系统案例研究模式提供了技术支持。     

基于CiteSpace的生态系统服务供需关系研究进展与热点分析

生态系统服务供需关系影响生态系统的可持续发展,探究生态系统服务供需关系对保障生态系统安全、提升人类福祉具有重要意义。利用CiteSpace知识图谱分析工具,以CNKI数据库中的284篇中文文献和Web of Science数据库中的907篇外文文献为数据源,从发文量、作者、关键词共现等角度进行可视化分析,梳理国内外生态系统服务供需相关研究进展与热点。研究结果表明:(1)国内外生态系统服务供需研究都在2017年左右开始激增。(2)国外研究作者之间的合作呈现“大集聚,小分散”的特征,国内相关作者之间的合作则呈现“小集聚,大分散”的特征,国内作者之间的合作交流有待进一步加强。(3)“生态系统服务”和“供需关系”是贯穿整个生态系统服务供需研究阶段的关键词,“空间流动”“生态足迹”“生态系统服务需求”和“生态系统服务文化”等关键词体现了生态系统服务供需领域研究的前沿和热点。     

基于CiteSpace的水足迹文献计量分析

以WEB OF SCIENCE数据库和中国知网学术期刊网络出版总库中1993—2016年期刊论文作为数据源,以"water footprint(水足迹)"OR(或)"virtual water(虚拟水)"为关键词进行文献检索,利用CiteSpace可视化文献分析工具,对检索出的文献分别进行关键词、作者、发文机构和载文期刊分析,并绘制出相关知识图谱,以此来探讨水足迹研究领域的发展现状以及未来的相关研究热点。结果表明:(1)水足迹领域相关研究文献数量不断增长,水足迹越来越受到中外学者的关注;(2)国外水足迹研究主要围绕虚拟水和水足迹展开,且对于水权问题的关注度较高,国内水足迹研究主要着眼于虚拟水贸易和虚拟水消费,应用型研究成为水足迹研究的热点,未来水足迹研究热点可能会围绕"水-粮食-能源"三者的耦合展开,对于水足迹与社会经济问题相结合的研究力度会逐渐增大;(3)水足迹领域中外文文献的发文作者都集中于少数研究人员,主要发文作者的研究奠定了水足迹研究的基础;(4)主要的发文机构有Univ Twente、中国科学院等,主要的载文期刊有ECOL ECON、HYDROL EARTH SYST SC、WATER RESOUR MANAG以及《资源科学》《中国人口·资源与环境》《生态学报》等。根据水足迹研究现状,给出了关于水足迹领域未来发展的建议。     

基于文献计量分析的生态系统服务研究:从理论研究到实践应用

作为生态学理论应用于实践的有力工具与关键环节,生态系统服务一直是生态学、地理学等学科的研究热点;近些年,亦是自然资源管理、城乡规划设计等实践应用学科的研究前沿。因此,相关学科并驾齐驱,结合生态系统服务研究,不断丰富其涉猎领域,支撑决策者权衡利弊,促进社会与自然环境的可持续发展。然而,在从理论研究走向实践应用的研究链中,存在一些被忽视却值得回顾的问题,生态系统服务研究有没有与实践应用相结合,这种结合的程度如何。研究检索近十年间国内外发表的生态系统服务研究,建立“需求驱动—研究匹配—应用结合程度”的分析框架,通过文献计量和相关分析方法,从生态系统服务研究和实践应用之间结合的有效性这一视角分析国内外该领域进展、存在的不足及发展趋势。经筛选共获得文献122篇;分析发现,绝大部分的研究开篇自述受实践需求驱动,并表示他们的研究与应用相结合。这类结合多集中在自然资源管理、规划类应用,只有少数研究将生态系统服务应用于小尺度的工程,如生态恢复工程(10.7%)和设计(2.4%)。在研究匹配方面,尽管有些文献构建了特殊的指标和技术方法促使两者之间建立链接;但整体而言,生态系统服务研究对实践的影响有限,特别...     

基于CiteSpace的小微湿地文献计量分析

随着湿地研究的发展,小微湿地开始受到研究者和政策制定者的共同关注。我国小微湿地的研究尚处于起步阶段,仅有少数文献介绍了小微湿地的概念、管理和营造技术。为了深入了解小微湿地的研究现状,检索了web of science核心数据库1990年至今关于小微湿地相关的研究论文,并运用CiteSpace软件对检索到的3072篇小微湿地研究文献的逐年发表数量、学科分布、核心作者与国家地区、关键词和文献被引用情况进行了可视化分析,追溯探讨了小微湿地的发展和研究动态及热点。结果显示,1990年以来,针对小微湿地的研究呈持续上升态势;小微湿地研究涉及生命科学、环境、生态、水产等137个学科,可以归为16个聚类,主体研究的各个聚类间有着继承和衍生关系,交叉重叠较多;小微湿地对全球变化的响应与适应及在"碳中和"中的贡献、小微湿地的生态服务功能及适应性管理、小微湿地对面源污染的净化功能可能是未来几年的研究热点,城市小微湿地的研究和工程运用也将成为本研究领域的增长点。     

基于CiteSpace的国内土壤磁学文献计量分析

为深入了解近年来国内土壤磁学研究的现状和发展趋势,以中国学术期刊全文数据库(CNKI)和Webof Science(WoS)为数据源,以1979—2019年1138篇研究论文为研究对象,采用文献计量分析法,运用CiteSpace文献计量可视化软件,进行机构、主题词、关键词聚类分析。研究发现:国内土壤磁学研究发文量分为三个阶段, 1979—1993年为萌芽阶段,发文量较少,WebofScience(WoS)数据库检索结果少见国内学者发表相关文章;1994—2014年为探索阶段,发文数量螺旋上升,共607篇; 2015—2019年为第三阶段,发文419篇,此阶段发文量大幅度增加, 2018年最高103篇。发文量前五的机构分别为中国科学院、中国地质大学、兰州大学、陕西师范大学、福建师范大学,发文量占总发文量的30%,但各科研机构和高校之间合作不紧密;关键词突发性检测分析发现环境磁学、重金属关键词突现,表明土壤磁学的应用领域向环境磁学渗透,随着研究的深入,将土壤粒度、土壤磁化率、重金属含量结合的土壤环境监测手段受到关注;主题词分析得出土壤磁学研究主题逐步从稻田土壤、黄土土壤的磁化率剖面特征过渡...     

生物入侵研究国际进展与中国现状——基于CiteSpace的文献计量分析

生物入侵是造成全球生物多样性降低和生境变化的重要因素,并在世界各地造成巨大的经济损失与生态灾害,然而系统研究生物入侵的研究进展与趋势的文章却较少。基于Web of Science核心库、Scopus以及中国知网,运用CiteSpace知识图谱可视化软件,分析生物入侵的国内外研究进展。结果表明：（1）美国对生物入侵的研究起步最早（1970年）,国外的文章数量在1990年后呈指数增长。国外研究机构及作者间合作强度大,形成以美国各大高校为中心的合作网络。国外注重生物入侵的驱动因素、压力及入侵状态的研究。近年来国外研究热点涉及入侵物种的种群动态、扩散机制、生态模型、岛屿入侵、风险评估、气候变化及国际贸易等,并越来越重视气候变化与多元驱动因素相互作用下的生物入侵,但对外来微生物和无脊椎动物的研究较少。（2）我国相关研究始于20世纪90年代,文章数量在2000-2010年间增长迅速。但国内研究机构及作者间合作强度较低,呈现多核心的分散合作关系。国内注重生物入侵的危害及缓解措施研究。研究热点有入侵途径、机制、危害、防治策略、全球贸易、气候变化与风险评估等,并越来越关注"一带一路"下的生物入侵及人工智能等科学防治手段。但是近十年,不同聚类的关注度和热度都在降低,对入侵驱动机制及预警监测的研究较为薄弱。（3）未来我国应当突出研究重点,与国际研究保持同步,强化全球贸易、气候变化与多元驱动因素相互作用下的生物入侵研究,构建生物入侵的驱动-压力-状态-响应的综合评估体系。基于对生物入侵研究进展的系统认知,可为我国科学防治生物入侵提供理论支撑。     

Forecasting the limits of resilience: integrating empirical research with theory

Despite the increasing evidence of drastic and profound changes in many ecosystems, often referred to as regime shifts, we have little ability to understand the processes that provide insurance against such change (resilience). Modelling studies have suggested that increased variance may foreshadow a regime shift, but this requires long-term data and knowledge of the functional links between key processes. Field-based research and ground-truthing is an essential part of the heuristic that marries theoretical and empirical research, but experimental studies of resilience are lagging behind theory, management and policy requirements. Empirically, ecological resilience must be understood in terms of community dynamics and the potential for small shifts in environmental forcing to break the feedbacks that support resilience. Here, we integrate recent theory and empirical data to identify ways we might define and understand potential thresholds in the resilience of nature, and thus the potential for regime shifts, by focusing on the roles of strong and weak interactions, linkages in meta-communities, and positive feedbacks between these and environmental drivers. The challenge to theoretical and field ecologists is to make the shift from hindsight to a more predictive science that is able to assist in the implementation of ecosystem-based management.     

恢复力视角下的乡村空间演变与重构

乡村生产、生活、生态空间重构是中国乡村发展转型的重要途径。恢复力是指系统吸收干扰、经历变化和重组后,仍然保持原有功能、结构、特性和反馈的能力。梳理社会-生态系统恢复力、乡村社区恢复力、空间恢复力相应概念,借助宏观生态学领域中的恢复力相关概念阐释乡村空间演变过程,可以在深化乡村空间演变与重构理论内涵的同时更有效的理解乡村空间的演变过程和重构目标。乡村空间重构并不只是国土或规划层面的景观空间优化,而需要站在强化社会-生态系统恢复力的角度,从乡村空间演化机制入手,提升乡村空间演化动力从而驱动空间重构。将乡村空间的演变阶段嵌入社会-生态系统适应性循环过程中,将作为当前国际研究热点的社会-生态系统恢复力研究引入乡村地理学研究领域,从而进一步扩展了学科研究视角,完成乡村空间演变与重构的理论抽象。     

森林-农业景观格局变化的社会-生态系统模拟模型方法进展

社会-生态系统(SES)模拟模型是景观格局分析和决策的有效工具,能表征景观格局变化的社会-生态效应及景观决策的复杂反馈机制。文献综述了森林-农业景观格局的SES模型方法进展发现:(1)多数模型对景观过程与社会经济决策的反馈关系分析不足;(2)应集成多种情景模拟和景观效应分析方法,完善现有SES模型的理论方法基础;(3)通过集成格局优化模型和自主体模型会有效改进SES模型功能,具体途径包括:集成情景-生态效应的景观格局模拟方法、完善景观决策的理论基础、加强集成模型的不确定性分析、降低模型复杂性和综合定性-定量数据等。研究结果有助于理解多尺度森林-农业景观格局在社会-生态系统中的重要作用,能更好地支持跨学科集成模型开发与应用。     

基于CiteSpace的生态城市发展研究动态分析

利用文献分析计量平台和知识图谱可视化技术,分析2009—2018年间生态城市研究的发文数量、国际影响力、期刊、学科分布以及研究机构的网络特征,揭示不同时段之间的研究热点变化规律。研究表明：淤2009—2018年间生态城市研究的发文量高达3983篇,呈快速增长趋势。于中国在生态城市研究领域中的影响力凸显,但在平均被引次数还有待提高。盂在国家合作关系中,城市化较高的国家在生态城市研究领域合作紧密。榆高校和科研院所是生态城市研究的主体,虽两者已经初步形成合作网络,但联系与合作程度依然较低。虞生态城市研究出现频率较高的关键词是城市化、城市生态、生态系统服务和可持续性等,具有较高的中心性。在全球气候与环境变化下,面对新技术方法提供的机遇,生态城市研究要促进多学科融合,深入研究城市复合生态系统的非线性、复杂性特征,关注城市复合生态系统的关键要素之间以及关键子系统之间的耦合机制。     

Eutrophication decreases ecological resilience by reducing species diversity and altering functional traits of submerged macrophytes

Positive feedback is key to producing alternative stable states and largely determines ecological resilience in response to external perturbations. Understanding the positive feedback mechanisms in macrophyte-dominated lakes is crucial for resilience-based management and restoration. Based on the field investigation of submerged macrophyte communities in 35 lakes in China, we found that morphological complexity (MC) and morphological plasticity (MP) are correlated with the stoichiometric homeostasis of phosphorus (H_P) and are related to ecosystem structure, functioning, and stability. We also found that the positive feedback strength of lakes dominated by macrophytes is biomass- and diversity-dependent. Eutrophication can decrease the community biomass by decreasing community MC, MP, and H_P and the species diversity through low-light availability, ultimately decreasing the positive feedback strength and resilience of clear water states. We argue that functional traits and species diversity should be considered to build more resilient ecosystems in future changing environment scenarios.     

山区社会-生态系统转型测度——以三峡典型库区为例

三峡库区是集农村和山区为一体的社会-生态系统,研究其系统内部的相互作用和系统间的耦合转型有利于推动库区高质量的可持续发展。通过构建社会-生态系统耦合转型研究框架,采用地形位指数、耦合协调度模型等方法,以库区腹地草堂溪流域为例,揭示其社会-生态系统转型与否、转型路径的多样性及其驱动机制。结果表明：(1)2000—2020年三峡库区社会-生态系统数量-结构-功能均发生了显著变化,表明库区社会-生态系统发生了转型;(2)库区低地形位社会-生态系统表现为由社会生态型向生态经济型转变,中地形位表现为由生态社会型向生态主导、生态经济为辅转变,高地形位则表现为由生态调节型愈加趋向于生态主导型;(3)农户和政府需求变化是驱动社会-生态系统由传统耕地种植系统向新型经果林种植系统转型的根本因素;(4)研究方法证实对山区具有普适性,构建的研究框架较适合刻画山区社会-生态系统转型路径,在其他地方也能同样适用。     

基于文献计量学的国家湿地公园研究

分析国家湿地公园研究的主要内容、现状特征和发展趋势,可以为我国保护与合理利用湿地、建设国家湿地公园提供理论依据。作者采用文献计量学方法和CiteSpace软件对从中国国家知识基础设施数据库检索到的发表于2004-2022年的1285篇国家湿地公园研究中文文献进行了关键词共现关系、关键词聚类、关键词时间线图、关键词突现分析,以及作者合作网络、研究机构合作网络定量分析。分析结果表明：国家湿地公园研究的主要内容包括国家湿地公园规划设计、湿地植被、水生植物和植物区系、植物和鸟类物种多样性、湿地生态系统服务价值估算、景观格局分析与评价、可持续发展模式、国家湿地公园生态旅游、湿地保护的现状特征及存在的问题、人类活动对湿地生物多样性保护的影响、湿地保护的生态措施和工程措施,促进国家湿地公园湿地保护与合理利用的科普宣教、自然教育措施等。湿地生物多样性、湿地景观格局分析、景观规划与管理优化、植物区系、鸟类多样性及动态变化等当前研究的热点问题。