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。     

基于文献计量的海洋空间规划应用生态系统服务研究进展

运用文献计量平台和知识图谱可视化手段,基于2000—2019年间Web of Science数据库中496篇文献样本,梳理国际海洋空间规划应用生态系统服务的整体概貌,把握热点主题和演化路径。结果表明,近20年,国际学界在该交叉领域聚焦于保护状况、海洋保护区、海洋空间规划、社会-生态系统、生态系统服务价值评估、生态系统服务权衡和近海渔业等7个热点主题。生态系统服务在海洋空间规划领域经历了由作为保护目标到技术工具再到治理路径的研究递进。相应地,国际学者应用生态系统服务的目的从追求技术上的最优解,拓展至对合理空间治理方案的探索。其中,以生态系统服务为核心的人海耦合机制及科学知识的实践转化是有待解决的难点,需要从多学科视角、宏微观分析和研究方法创新上加以突破。面向我国国土空间规划体系改革,应超越规划工具理性,走出应用海洋生态系统服务价值评估的局限。国内学者可从引导规划理念认知、增强空间治理精细化、提升规划公平与效率等现实需求入手,探索生态系统服务应用于我国海洋空间规划的可行路径,以此推动规划理论方法的完善,同时为提升人民海洋福祉提供切实保障。     

近30年来中美生态系统服务研究热点对比分析——基于文献计量研究

近年来生态系统服务研究已经成为了生态学、地理学及环境科学领域的热点和核心议题。基于SCI-E和CNKI数据库,运用文献计量和文本分析法对比了中美两国生态系统服务研究现状和热点。结果表明:(1)近30年来中美两国生态系统服务领域的发文量分别是9327篇和9468篇,均呈现快速增长趋势。(2)就中美两国发文篇均被引频次和总被引频次而言,中国科学院生态环境研究中心和斯坦福大学分别位列第1。美国刊发生态系统服务研究文稿最多的期刊是Ecological Economics,PNAS刊发的文章引用率最高;生态学报刊发的中文文章最多且被引用率最高。研究成果影响力最大的中美两国学者分别是欧阳志云、傅伯杰、Kremen C和Polasky S等。(3)不同时期中美两国所关注的研究热点不同。美国作为生态系统服务研究的主要发源地,在理论研究和方法上都相对领先于中国。(4)美国的研究侧重于理论与模型构建,中国的基础应用研究成果丰富。近年来两国越来越关注人类福祉、生态安全等全球性问题,生态系统服务与人类福祉及科学决策正成为新的热点。在全球可持续发展的背景下,两国在生态系统服务研究方面具有良好的交流与合作前景。     

城市生态系统长期观测研究站及其主要任务

随着对城市人居环境质量高度关注,城市生态学越来越受到重视。城市生态系统长期观测研究站(简称城市生态站),作为能够跟踪和研究城市生态系统长期变化规律的一种研究手段,在国内外得到了较快发展。在分析国内外城市生态站的研究经验和实践过程基础上,提出了城市生态站的科学目标、研究内容和主要工作,特别就城市生态站的观测工作、模拟实验工作和社会服务的基本框架和工作内容进行了论述,可以作为城市生态站建设的设计思路。为我国新建和完善城市生态站工作提供重要指导作用。     

海洋生态系统服务价值研究热点及主题演化——基于文献计量研究

海洋生态系统能够为人类供应食品、调节环境、提供文化支持,研究其服务价值对实现可持续发展具有重大意义。基于Web of Science核心合集数据库,利用R语言及VOSviewer计量可视化工具,对1995-2021年间海洋生态系统服务价值研究进展进行全面分析,结果表明:该领域在全球范围内受到广泛关注,自2008年起发文量呈指数式增长,美国具有绝对领先地位。相关研究发表在Ecosystem Services、Ecological Economics、Journal of Environmental Management及Science of the Total Environment等高水平期刊。研究主要集中于全球变化下海洋生态系统服务的动态变化、海洋生态系统服务价值分类及其量化、海洋生态系统服务价值评估及其应用。各研究主题之间紧密联系,经过多阶段发展,最终形成ecosystem services、management、restoration等三个主要方向。梳理了海洋生态系统服务价值领域研究现状、研究热点及演化趋势,为后续研究提供参考。     

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。     

中国-中东欧国家森林生态系统研究重点对比及合作方向分析——基于文献计量研究

中国-中东欧国家林业合作(17+1林业合作)是中国-中东欧国家合作的重要组成部分。为了明确双方林业研究的重点,使17+1林业合作更有针对性的开展,通过比较中国和中东欧17国森林生态系统研究状况,探究中国和中东欧17国森林生态系统研究的共同方向和领域,为中国-中东欧国家林业合作提供支撑。采用文献计量分析软件Citespace和VOSviewer对Web of Science核心库收录的中国和中东欧17国在2016-2020年期间发表的论文进行比较分析,内容涵盖国家、研究机构、作者、关键词的共现分析和关键词突现分析。分析结果显示:①中东欧17个国家之间的森林生态系统研究论文发表状况差异明显,其中波兰和捷克两国在森林生态系统研究领域发表论文数量最多,发文量分别占中东欧国家发文总量的26.91%和23.52%,篇均被引频次分别为8.46次/篇和9.85次/篇。②中国森林生态系统研究发表论文数量12951篇,高于中东欧国家总和8952篇,篇均被引用频次为8.58次/每篇,低于中东欧国家平均值9.90次/篇。③气候变化、生物多样性、森林土壤是中国与中东欧国家共同的研究重点。④中国的研究重点还包括人工林质量改善等。中东欧国家的研究重点还包括重金属,主要表现在重金属污染、评估及土壤和植被修复。通过对中国和中东欧国家森林生态系统研究领域发表的论文分析,为中国与中东欧国家林业合作提供以下建议:中国与中东欧国家开展林业研究合作,在气候变化方面的合作对象有波兰科学院、华沙大学、捷克生命科学大学;生物多样性方面的合作对象有捷克生命科学大学、捷克科学院、波兰科学院;土壤微生物方面的合作对象有塔尔图大学、波兰科学院;土壤重金属方面研究的合作对象有克拉科夫农业大学、波兰科学院、波兰格但斯克大学;病虫害防治方面的合作对象有捷克生命科学大学。     

基于文献计量的自然资本研究现状及热点

文章以Web of Science数据库中检索的自然资本相关文献为数据源,利用文献计量方法,分析相关文献按年份的数量变化特征、世界各国中主要研究力量和高产作者发文情况,探究目前的研究现状。之后利用Bibexcel得出高频关键词共词矩阵,导入Ucinet和NetDraw得出共现网络可视图,最后对关键词进行聚类分析。研究表明,①自然资本相关文献数量整体呈上升趋势,可大体分为萌芽发展、加速发展和成熟发展3个增长阶段;②从研究力量上看,发达国家的影响力明显强于发展中国家,美国处于遥遥领先的地位,中国起步晚,影响力较小,国际合作需要加强;③根据共词分析得出生态系统服务的价值化和可持续发展是当前的研究热点;④利用聚类分析将高频关键词分成了生态脆弱性与适应性、资本经济与自然资源、生态系统服务和资本经济管理四类。分析结果表明,未来自然资本的研究将集中于生态系统服务的价值化研究、InVEST模型的应用、绿色经济发展与区域绿色经济转型、小尺度区域服务功能价值评估及自然资本的动态评估等方面。     

生态系统服务研究文献现状及不同研究方向评述

生态系统服务研究是生态学研究的前沿和热点。对生态系统服务文献发表情况和生态系统服务主要研究方向进行阐述分析。(1)通过Thomson Reuters公司ISI Web of knowledge 信息平台提供的Science Citation Index Expanded 数据库为数据源检索分析得到:生态系统服务研究从文献数量、作者、国家和机构上近年来都表现出陡增的趋势;最主要的研究国家为美国、英国、德国、澳大利亚和中国;涉及54 个学科,不同的国家侧重的研究领域不同;来自258 个期刊,55% 的文献集中在24 个主要期刊上,主要期刊平均影响因子5.976。(2)从生态系统服务评价方法、生态系统内部和生态系统外部驱动因素、基于生态系统服务的生态系统管理4个方面来评述生态系统服务的研究进展。其中生态系统内部驱动主要是指生物多样性和土地利用变化,生态系统外部驱动因素包括自然因素和人为活动。最后,对生态系统服务研究的发展做了展望。     

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...     

基于文献计量的海洋生态系统服务研究热点与趋势分析

海洋为人类提供了自然资源和生存环境两方面的基础服务,研究海洋生态系统服务对提升海洋资本在推进实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的作用具有重要意义。运用文献计量方法,以WEB OF SCIENCE数据库及CNKI数据库为数据源,检索国内外海洋生态系统服务相关文献,运用Bibexcel、Ucient和Netdraw等软件分别得到高频关键词、关键词共现网络可视图,并通过SPSS进行聚类分析。分析结果表明:①国内外发文量均成上升趋势,国外起始于1992年,与国内相比起始时间较早,增长幅度较大;②从关键词频次上看,国外多偏重于对气候变化和生物多样性与生态系统服务权衡与协同关系等的研究,国内则多偏重于生态系统服务价值的研究;③国外研究的热点为ecosystem services,climate change,biodiversity,fisheries,marine protected areas等,国内研究的热点为"评估"、"海洋生态补偿"、"价值"等;④根据聚类分析,国外研究方向一是侧重于海洋开发利用过程中的生态保护问题,二是气候变化对生态系统服务功能的影响,研究单元以各类生态系统为主,国...     

基于地面观测的陆地生态系统碳储量多源数据整合方法

陆地生态系统有机碳储量通常指一定面积的植被、土壤和凋落物的有机碳存储量总和。准确评估陆地生态系统碳储量现状和变化,对于揭示全球变化对陆地生态系统碳库的影响、指导政府决策者制定气候应对策略和评估现有措施的有效性等具有重要意义。地面观测数据是生态系统碳储量及其变化评估的重要数据源之一,但目前除少数生态站开展了长期地面数据观测外,绝大多数地面观测数据呈现出多源化、相互不匹配、时间不连续等特点;因此,迫切需要发展科学、规范化的多源数据整合方法,将这些多源、分散的地面观测数据整编形成长期系统的地面动态观测数据集,提高数据资源价值。从陆地生态系统碳储量组分及其基本算法着手,系统梳理了植被和土壤碳储量估算中植被不同器官生物量和碳含量、土壤碳含量、土壤容重等关键参数的观测现状,并详细介绍了这些关键参数的科学推导方法。此外,也进一步讨论了多源地面观测碳储量数据整合的方法,并展望了该方法体系未来的发展方向,期待能为后续相关研究提供可借鉴的规范性方法。     

Functional data analysis for longitudinal data with informative observation times

In functional data analysis for longitudinal data, the observation process is typically assumed to be noninformative, which is often violated in real applications. Thus, methods that fail to account for the dependence between observation times and longitudinal outcomes may result in biased estimation. For longitudinal data with informative observation times, we find that under a general class of shared random effect models, a commonly used functional data method may lead to inconsistent model estimation while another functional data method results in consistent and even rate-optimal estimation. Indeed, we show that the mean function can be estimated appropriately via penalized splines and that the covariance function can be estimated appropriately via penalized tensor-product splines, both with specific choices of parameters. For the proposed method, theoretical results are provided, and simulation studies and a real data analysis are conducted to demonstrate its performance.     

基于GIS的湖北省森林生态系统定位观测研究网络规划

森林生态系统定位观测研究站可为森林经营和生态效益评估提供基础数据。以湖北省为例,设计森林生态系统定位观测研究网络的指标体系,基于球状模型进行普通克里格插值,与GIS的空间叠置分析相耦合,生成湖北省生态地理区划和生态功能区划;建立森林生态站网络规划的有效分区,进行森林生态站站点布设,构建了湖北省森林生态系统定位观测研究网络;总结讨论了该网络的合理性和保障措施、与其它生态站网络的比较和网络规划的局限性。结果表明:该网络将湖北省划分成12个分区,共布设16个森林生态站,其中计划建设12个生态站,已经建设4个生态站;不仅可以监测湖北省81.8%的森林面积,88.9%的生态功能区面积,98.2%的重点生态功能区面积和87.5%的生物多样性保护优先区面积,而且9个森林生态站分布与湖北省4个重点生态功能区和3个生物多样性保护优先区相匹配。该网络可以实现森林生态系统生态要素的连续观测与清查,为森林生态服务功能和生态效益评估,以及重大生态工程提供数据支撑和辅助决策分析依据。     

国家尺度自然保护地生态系统联网监测指标体系构建与应用研究

自然保护地是维护国家生态安全, 提升生物多样性保护成效的重要载体, 对保护地生态系统进行实时、高频、多尺度的监测是认知其动态变化的有效手段, 也是实现自然保护地生态系统健康管理的基石。由于目前我国没有形成自然保护地生态系统监测网络, 缺少统一的联网监测指标体系, 导致多数自然保护地生态系统组成家底不清、动态不明, 应对生物多样性保护新问题的能力不足, 并且在国家尺度上的自然保护地生态系统健康状况及保护成效评估缺乏联网监测数据支撑。因此, 亟需构建国家尺度的自然保护地生态系统组成和动态监测网络, 以及一套科学、系统、规范的自然保护地生态系统联网监测指标体系。该文针对自然保护地生物多样性和生态系统监测的目标和内容, 参考国内外现有的生态系统监测网络的指标体系, 确定了自然保护地生态系统联网监测指标体系建立和选取的基本原则, 建立了一套适用于国家尺度的自然保护地生态系统联网监测指标体系, 并在6个国家级自然保护区进行示范。构建的指标体系针对构成生态系统的6类关键要素(生境要素、生物要素、气象要素、土壤要素、大气和水环境要素、景观要素)制定了30个监测指标, 有效应用于森林、草地、荒漠、湿地等生态系统类型的自然保护地, 能够实现对不同类型自然保护地生态系统组分和结构的现状和演变特征进行长期、动态化监测, 并可为自然保护地保护成效评估和健康管理提供规范化、标准化的基础数据。