基于文獻計量的自然資本研究現狀及熱點

王 耕,常 暢,石永輝

遼寧師范大學城市與環境學院, 大連 116029

自然資本指生態系統提供給人類的自然資源和生態服務的總稱。自然資本包括流量資本和存量資本,前者用于補充和維持可再生資源流,后者是用于生態系統服務的供給[1-3]。早在1948年,William Vogt[4]在《Road to Survival》中首次提到了“自然資本”一詞。20世紀80年代末,可持續發展理念被提出,人們不再盲目追求經濟增長速度,各個國家開始尋求經濟發展和環境保護雙贏的發展模式,自然資源,生態環境等學科領域開始引起專家學者們的重視。直到1990年,Pearce和Turner[5]出版的著作《自然資源與環境經濟學》中,正式提出了“自然資本”一詞。自然資本與生產資本、社會資本和人力資本一樣,都是國家財富的一部分,是人類生存的基礎[6-7]。張志強等[8]認為生態系統服務是一種關鍵自然資本,生態系統服務包括來自自然資本的物流、能流和信息流。Costanza等[9-10]認為生態系統服務功能的自然資本對支持全球生命系統極為重要,這種服務功能所提供給人類的福利組成了全球經濟價值的一部分。每年整個生物圈產生的價值最低估計為16—54萬億美元,而全球國民生產總值每年約為18萬億美元(1997年核算結果)。多項實踐證明,生態系統服務價值的評估是生態保護政策的制定的基礎[11]。

近些年由于世界各國追逐經濟的崛起,人類對自然資源和生態服務的需求極大地超越了生態系統所能提供的服務量,某些自然資本的缺乏已經逐漸成為人類謀求可持續發展道路上的阻礙,但是在市場經濟條件下,極少有人能注意到資源與環境上的生態價值[12-13]。目前,國內外有一些有關自然資本的研究綜述[14],大部分都是基于經驗的總結,沒有基于文獻計量對自然資本研究情況進行客觀分析。文獻計量是一種基于數學與統計學的定量分析方法,它是以文獻諸多特征的數量為研究對象,探究文獻的分布結構、數量關系和變化規律等,在此基礎上探討相關研究的特征和規律[15-16],是一種成熟的文獻分析和信息挖掘方法[17]。本文利用文獻計量的幾種常用方法,探究當前國內外關于自然資本的研究現狀與特點,旨在為自然資本理論與方法研究提供思路,從而尋求自然資源和生態系統服務的可持續發展途徑。

1 數據來源與研究方法

ISI Web of Science是目前全世界最大、涵蓋學科最多的綜合性學術信息資源,收錄了自然科學、生物醫學等各個研究領域最具影響力的8700多種核心學術期刊。本文以Web of Science數據庫中的Web of ScienceTM核心合集作為數據源,選用高級檢索,根據“自然資本”常用的英文表達“natural capital”或“nature capital”運用布爾運算符和Web of Science專用字段標識,輸入檢索式為TS=(natur* NEAR capital)。由于自然資本在1990年才正式提出,所以將檢索年份限制在1990年到2018年,最后得出3920條與檢索條件相符的結果。利用文獻計量的方法在Web of Science數據庫中,將導出的3920條相關文獻的題錄導入計量軟件Bibexcel中,提取出這些文獻的關鍵詞共計16176個,并利用Bibexcel創建共詞矩陣,再使用Ucinet和NetDraw軟件進行共現分析,得出關鍵詞共現網絡可視圖。再將共詞矩陣導入統計分析軟件SPSS中,對關鍵詞進行聚類分析。

2 結果分析

2.1 研究現狀及趨勢

2.1.1文獻數量增長趨勢分析

在Web of Science數據庫中檢索的與自然資本相關的3920篇文獻每年發布數量如圖1所示,由圖1可以看出,文獻數量整體上呈逐年上升趨勢。由于統計時間在2018年8月,導致2018年文獻數量明顯較少。透過發文量的變化,可以看出自然資本的研究大致可分為3個增長階段,每個階段的發展狀況及發文量平均數(保留整數)如圖2所示,第一階段(1990—2004年)萌芽發展階段,在這一時期,由于該學科處于起步階段,加之資源信息的缺乏,每年發表的文獻數量較少,但保持著基本穩步增長的態勢。第二階段(2005—2014年)加速發展階段,這一時期,國際交流日漸頻繁,也促進了學術領域的交流,科技學術得到充分發展,發文的速度明顯大于上一階段。第三階段,(2015年至今)成熟發展階段,這段時期由于生態環境的惡化導致越來越多的學者們開始關注生態系統、自然資本等更深層次的問題,發文數量較前一時期有了極大的提升。

圖1 自然資本文獻發文量變化趨勢圖Fig.1 Annual numbers of natural capital literature

圖2 按數量劃分研究增長階段圖Fig.2 The increasing periods according to annual numbers

2.1.2主要研究國家/地區分析

檢索出的3920篇文獻來自109個國家/地區,由于數量較多,故將發文量居前20的國家/地區的發文情況列出如表1。

表1 自然資本文獻發文量居前20的國家/地區發文情況

由于各個國家/地區之間存在合作發表的成果,所以各國家/地區發文數之和必大于檢索出的文獻總數;符號*標注的國家為發展中國家

表1中的h-指數(h-index)代表高引用次數,指一個國家、機構或學者最多有h篇論文分別被引了至少h次。通常情況下,如果一個國家、機構或學者的研究成果h-指數越高,那么它的研究成果影響力就越大[18-19],但總被引頻次與h-指數一般都與他們在該領域的研究時間相關。此外,被引頻次也是衡量研究成果影響力的一個重要標準。由表1可以看出,(1)發展中國家明顯滯后于發達國家,但中國領先于其他發展中國家,這與我國一直倡導生態文明息息相關。(2)歐美國家實力要強于亞洲、澳洲的一些國家,美國的發文量遙遙領先世界各國,其發文量占自然資本相關文獻總數的29.18%。(3)整體上看,發文量多的國家影響力不一定強,如荷蘭、瑞士,它們的總被引頻次和h-指數都要高于發文量較他們少的國家/地區,中國的兩項指標較低,推測是由于中國在自然資本研究領域起步晚造成的。

本文將發文量居前5位的國家/地區的發文量按年份列出,如圖3。可以看出雖然5個國/地區的發文量個別年份有所波動,但整體呈上升趨勢,其中美國的發文量一直處于領先地位。中國大致于20世紀90年代初開始起步,起初發展緩慢,略滯后于其他國家,但自2012年提出“大力推進生態文明建設”的戰略決策后,我國自然資本研究呈穩定上升的態勢。

圖3 發文量居前5的國家/地區發文量Fig.3 The annual numbers of top 20 countries of published literature

圖4 高產作者合作關系網絡可視圖Fig.4 High-yield authors partnership netview 圖中節點的不同顏色代表不同國籍,美國: 藍;意大利: 綠;中國: 紅;英國: 黃;瑞士: 白;南非: 黑;澳大利亞: 粉;荷蘭: 深灰;加拿大: 淺灰;新西蘭: 橙;法國: 紫;瑞典: 深綠

2.1.3高產作者分析

高產作者的發文情況一定程度上可以代表其所在國家的研究狀況。在已檢索到的3920篇自然資本相關文獻中篩選出發文量大于10的作者,其發文情況如表2所示。為探究作者間的合作關系,統計出發文量>5的作者共計51位來自13個國家/地區,其中包括美國18位,意大利9位,英格蘭6位,中國5位,澳大利亞3位,南非2位,新西蘭2位,瑞士、荷蘭、加拿大、德國、法國和瑞典各1位。利用Bibexcel生成高產作者(發文量>5篇)的合作關系矩陣,并利用Ucinet和NetDraw軟件進行作者間合作分析,生成高產作者合作關系網絡可視圖(如圖4),一些作者因沒有與其他高產作者有合作關系,因此沒有出現在圖中。由圖4中,每個節點代表一位作者,節點越大代表與他合作的作者越多,國籍由顏色區分;連線代表他們之間的合作關系,線條越粗代表合作次數越多。

綜合表2和圖4可以得出,(1)來自美國的高產作者數量最多,影響力強,與不同國家不同作者間合作密切,顯示出美國在這一研究領域的權威性。Costanza R在所有作者中發文量最大,影響力最強。(2)意大利雖然發文總量和高產作者不多,但與他國合作次數相對較多,合作對象廣泛。(3)我國高產作者數量少,且與他國合作次數少,因此我國應在科研上加強國際交流,發展合作對象。

2.2 研究熱點分析

2.2.1關鍵詞分析

關鍵詞是對文章的高度概括和精煉,提煉出多篇文章中的頻次較高的關鍵詞一定程度上可以代表該領域的研究熱點[20]。本文利用Bibexcel提取出在Web of Science中檢索出的3920篇文獻的關鍵詞,并篩選出頻次大于18的關鍵詞共計59個如表3。由表3可以看出,自然資本(natural capital)、社會資本(social capital)、持續性(sustainability)、生態系統服務(ecosystem services)、可持續發展(sustainable development)和人力資本(human capital)出現頻次較多,是自然資本研究領域的研究熱點。中國(China)、南非(South Africa)作為關鍵詞出現,說明當前以國家為研究對象的大尺度區域研究居多。

表2 自然資本文獻發文量大于10的作者發文情況

表3 自然資本研究高頻關鍵詞

按照上文將自然資本相關研究所分的3個階段,利用Bibexcel分別提取每個階段文獻的居前20位的高頻關鍵詞如表4。其中萌芽發展階段文獻684篇,加速發展階段1758篇,成熟發展階段1478篇。由表4可以看出,(1)社會資本(social capital)、持續性(sustainability)與可持續發展(sustainable development)的頻次一直居前5位,關注度居高不下,說明自然資本研究領域與社會資本的聯系及其密切,持續與可持續發展是自然資本研究所尋求的目標。(2)生態系統服務(ecosystem services)的出現頻次在升高,這說明學者們開始愈加重視生態系統功能的價值化研究。(3)經濟增長的出現頻次也在增加,說明對于自然資本與經濟增長之間關系的的認識在逐步深入。(4)綠色經濟作為新興詞匯第一次出現在成熟發展階段高頻關鍵詞一欄中,雖然頻次不多,但這說明這一研究方向有較大的發展空間,可以進一步探究。(5)中國(China)這一關鍵詞頻次在這3個階段中不斷增加,代表以中國作為案例或驗證區域的研究較多,通常情況下研究人員往往更傾向于研究自身所處區域,因此說明中國在自然資本研究領域的成果不斷增加,影響力逐漸增強,正追趕世界的趨勢。另外,值得注意的是,InVEST模型(InVEST)作為關鍵詞僅出現4次且都在成熟發展階段,但由于數量原因未能出現在表4中,并進一步探尋了4篇文章所出的期刊,其平均影響因子在3.0以上,說明自然資本的研究中InVEST模型有著異軍突起的勢頭。

表4 自然資本研究各階段出現頻次居前20位的關鍵詞

2.2.2關鍵詞共現分析

文獻計量包含諸多種分析方法,共詞分析法是其中的一種,通過分析某個學科領域相關研究的關鍵詞共同出現在同一篇文獻中的現象,得出該領域中各個方向或主題間的內在關系[21-22]。由于高頻關鍵詞只能通過頻次看出研究領域的熱點問題,不能反映出它們之間的內在聯系[23],共詞分析法可以彌補這一不足。將共詞分析的結果輸入社會網絡分析軟件,可將共詞分析結果可視化分析,能夠直觀地展示出某個研究領域中哪些方向之間的關系更為緊密,關鍵詞共現次數越多,它們所代表的方向及緊密程度越高。本文利用Bibexcel將表3中的59個關鍵詞生成59×59的共詞矩陣,再將矩陣導入網絡分析軟件Ucinet及NetDraw中,得到高頻關鍵詞的共現網絡可視圖如圖5。

圖5 自然資本領域關鍵詞共現網絡可視圖Fig.5 Co-occurrence netview of key words from natural capital researches

圖中的雙向箭頭代表兩個關鍵詞之間的共現關系,每個節點代表一個關鍵詞,與這個關鍵詞共同出現在同一篇文獻中的關鍵詞越多,箭頭鏈入越多,那么它的節點就越大。每兩個關鍵詞之間的連線越粗,代表它們共同出現在一篇文獻中的次數就越多。圖5可以看出,與自然資本(natural capital)共現次數較多的有生態系統服務(ecosystem services),持續性(sustainability)和可持續發展(sustainable development),說明這些研究方向是自然資本研究的熱門方向,其中生態系統服務和自然資本的共現次數最多,聯系更為緊密,說明生態系統服務的價值化研究是當前研究領域的熱點。

隨著可持續發展的不斷推進,“綠水青山就是金山銀山”理念的深入,必須使人們意識到生態系統服務功能的經濟價值,將其納入國民經濟核算體系,進而推進自然資本可持續地開發和利用,由此才能讓人們發自內心地意識到生態系統服務的重要性,樹立保護生態的意識。生態系統服務價值已成為生態學、生態經濟學、資源經濟學等學科的研究交叉領域[7]。近些年圍繞生態系統服務功能的價值核算、評估、利用等方面的研究較多。自然資本評估對區域生態系統管理、規劃與可持續發展起著基礎性作用[24-25]。目前全球生態環境形勢嚴峻,當今國際國內可持續發展的呼聲愈加高漲,探究自然資本與生態系統服務價值以謀求可持續發展勢在必行。

2.2.3關鍵詞聚類分析

聚類分析是文獻計量方法的一種,以“物以類聚”為該方法的核心思想。聚類分析的大體思路是先把每個關鍵詞看成一類,然后按照某種方法計算聚類統計量,并把距離最近的兩類合并,然后再重新計算每一類之間的距離,繼續把距離最近的兩類合并,不斷重復該步驟,直到最后各個關鍵詞都歸入之前設定好的分類數中,進而判斷出關鍵詞之間的親疏關系[26]。本文將Bibexcel生成的59×59共詞矩陣進行均一化處理,再導入統計分析軟件SPSS中,采用系統聚類分析,得出系統聚類分析樹狀圖如圖6,以及關鍵詞聚類群集劃分如表5。

表5 關鍵詞聚類群集劃分

圖6 系統聚類分析樹狀圖Fig.6 Tree diagram of hierarchical cluster analysis

由表5 可以看出,群集內部的關鍵詞之間存在一定的相似性,群集1 是關于氣候變化(climate change)與生物脆弱性(vulnerability)和適應性(adaptation)的研究,更傾向于生態方面的研究。群集2包含的關鍵詞較多,主要是關于資本經濟與自然資源(natural resources)。群集3關鍵詞側重于生態環境、生態系統服務(ecosystem services)以及促進可持續發展(sustainable development)。群集4是有關資本管理的研究,更傾向于經濟管理方向。通過群集2和群集3中的關鍵詞,不難發現,自然資源和生態環境是人類社會賴以生存和發展的基礎,它們與經濟發展之間有著千絲萬縷的關系。自然資源的富足與否影響著經濟發展的動力是否強勁,生態系統的健康與否影響著可持續發展戰略的推進。這使得自然資本的研究極為重要,探究這種非實物型生態系統服務的價值,促進自然資本的合理開發和正確管理,才能推進人類社會的可持續發展。

3 討論與結論

本文根據文獻計量得出的分析結果及相關文獻,總結得出未來自然資本研究領域的五個趨勢：

(1)生態系統服務的價值化研究。隨著經濟社會的迅速發展,人類對生態環境的保護意識不夠強烈,為謀求利益的最大化對生態環境造成了難以估量的損失。為強調生態系統的重要性,專家學者們對其進行價值化評估成為近十幾年來的研究熱點。由于生態系統服務功能的多樣性以及人類對生態環境干擾強度的日益增加,生態系統服務的價值化研究將持續升溫。

(2)基于InVEST模型進行的自然資本的評估。在自然資本研究初期,直接市場評價法是自然資本評估應用的主要手段,如影子價格法[27]、替代工程法[28]、機會成本法[29]等。InVEST模型,是美國自然資本項目組于2007年開發的、用于評估生態系統服務功能量及其經濟價值、支持生態系統管理和決策的一套模型系統[30]。在國際范圍內得到了廣泛的應用,它能夠避免市場評價法中的市場失效、價格空缺等問題。該模型的諸多子模塊適用于多種生態系統服務的價值評估與管理。由于開發時間較晚,導致關鍵詞“InVEST模型”詞頻較少未能出現在高頻關鍵詞表中,但結合文獻近幾年相關文獻得出利用InVEST模型進行生態系統服務的價值評估是未來的一個重要趨勢。

(3)綠色經濟發展與區域綠色經濟轉型。綠色經濟是在傳統產業經濟的基礎上,市場為導向,促進經濟與環境和諧發展的一種新經濟形式。綠色經濟強調經濟系統、社會系統和自然系統三者間的共生性和發展目標的多元化[31]。綠色經濟在自然資本研究中出現頻次一直呈上升態勢,預計在未來還將繼續增加,加之“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念日漸深入人心,甚至在世界范圍內產生影響,必將使得綠色經濟成為自然資本研究的重要趨勢。

(4)不同類型的,小尺度區域的服務功能價值研究。就目前研究的對象來看,研究區范圍有逐漸縮小的趨勢。大尺度研究通常使某些局部格局特征或特異現象消失,因此不利于小尺度的行政范圍內對生態系統服務管理[32]。以城市、縣(區)、乃至自然保護區等小尺度范圍為研究區值得進一步研究。此外,生態敏感區,脆弱區的生態服務價值評估將會增加,如農牧交錯區、林草交錯區、石漠化地區等。

(5)自然資本的動態評估和數學模型的建立。現有的研究以對生態系統服務的靜態資本的探究居多,如在表4中出現的生態足跡(ecological footprint)一詞僅在加速發展階段中出現頻次較高,未出現在成熟發展階段高頻關鍵詞中,說明生態足跡方法目前已經滿足不了自然資本評估的需要。對于自然資本的研究應結合時間尺度和空間尺度,充分利用經濟、地理數據,采用數學模型對生態系統各項服務價值進行動態模擬。自然資本的動態評估將成為未來的研究趨勢。

從研究現狀上看,自然資本相關研究從1990年至今在數量上整體呈逐年上升趨勢,大致可分為3個增長階段,萌芽發展階段、加速發展階段和成熟發展階段。通過對主要研究國家/地區及高產作者分析發現美國等歐美國家的研究實力要強于以中國為首的一些發展中國家。美國的研究數量1990年以來一直在各國中居首位;中國則起步較晚,實力較弱,缺少國際合作,但發展勢頭較好;一些國家以荷蘭、瑞士為代表,它們雖然發文數量不多,但科研影響力較強。

從研究熱點上看,透過關鍵詞的頻次發現自然資本、社會資本、持續性、生態系統服務等詞頻次較高,研究較熱。將高頻關鍵詞按3個增長階段的年代劃分可以發現生態系統功能的價值化研究在增加;有關自然資本與經濟增長之間關系的認識在逐步深入;一些新興詞匯的出現表明它們所代表的這一研究方向有較大的發展潛力;世界范圍內中國在自然資本研究領域的成果不斷增加,影響力在不斷提高。通過共詞分析發現,生態系統服務的價值化研究是自然資本研究領域的熱點,其次是可持續發展的相關研究。利用聚類分析,將自然資源相關研究的關鍵詞大致分為了生態脆弱性與適應性、資本經濟與自然資源、生態系統服務與可持續發展和資本經濟管理四類。

雖然中國21世紀以來在自然資本研究領域的發文量不斷增加,但與世界領先的發達國家相比還有較大差距。因此我國仍需加強對自然資本的關注與研究,拓展國際關系,加強國際合作,提高科研實力。不斷深入探索自然資本與生態系統服務價值,促進人與自然和諧共生,謀求人類社會的可持續發展。