基于Web of Science數據庫的濕地修復研究發展態勢分析

袁潔 ，趙晏強 *

1. 中國科學院武漢文獻情報中心，湖北 武漢 430071；2. 科技大數據湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430071

作為自然界中最重要的一個生態系統，濕地具有無法被替代的功能，而且能為各種生命提供必需的生存條件和資源。被譽為“自然之腎”的濕地具有調節氣候、改善水質、保護生物多樣性、降解污染、控制侵蝕等多種重要功能，并且在維持區域生態平衡和促進經濟發展中發揮著重要的作用（Zhou et al.，2020）。然而，社會經濟的急劇增長也帶來了濕地數量和質量下降的問題，對濕地缺乏有效的保護和管理，導致全球環境的不斷惡化，自然災害頻發，氣候逐漸變暖，濕地的重要性也逐漸彰顯，保護和修復濕地刻不容緩（Gomez-Baggethum et al.，2019）。當前國際上十分重視濕地生態修復工作，已經建立了各種類型的濕地保護體系，從而幫助加快推進濕地修復的各項工作進程（Zhou et al.，2020；王學雷等，2020）。同時，各研究學者也將濕地生態修復列為了研究的重點。

中國“十四五”規劃中提出，堅持綠色發展、生態優先的發展戰略，加強大江大河和重要湖泊濕地生態保護治理，切實把生態環境修復保護擺在壓倒性位置?；谥袊鴩窠洕蜕鐣l展的遠景目標，需要對當前領域發展態勢有相對系統的了解，并對未來的發展趨勢進行有效預測。目前已有大量文獻對濕地生態修復進行了全面分析，但都主要基于綜述的形式，而文獻計量的方法則可用多指標綜合分析領域的發展態勢，在提高分析效率、可視化分析效果以及豐富分析維度方面有明顯的優勢，更加客觀和直觀地展示分析結果（陳晶等，2014）。本研究采用文獻計量學的原理和方法，統計 1990—2020年全球濕地修復領域的發文量，主要發文國家、機構等，基于高被引論文信息分析當前濕地修復領域的熱點和發展趨勢，為相關領域的科研工作者提供新的研究參考。

1 數據來源和研究方法

1.1 數據來源與搜集

WOS（Web of Science）是一個由科瑞唯安公司獨立運行的大型綜合性多學科科學引文索引數據庫，包含具有全球影響力的高質量同行評議期刊文獻，是國內外學者獲取文獻信息最常用的數據平臺。本文的文獻信息來源于WOS的SCIE數據庫，檢索策略為：“TS=(wetland* restoration)”，時間跨度為 1990—2020年，文獻類型為“Article”和“Review”，共檢索得到5726條有效數據。檢索時間為2020年12月21日。

1.2 研究方法

DDA（Derwent Data Analyzer）是美國 Thomson公司開發的一款具備相對完善的分析功能的文本挖掘軟件，能夠對文本數據進行多角度的數據挖掘和可視化的全景分析。利用DDA軟件對文獻數據進行分析，借助DDA分析軟件的數據清洗功能，采用軟件自帶的敘詞表和計算公式，對作者、機構、國家、關鍵詞等字段進行清洗，最終獲取歸類匯總的待分析數據。VOSviewer是由荷蘭萊頓大學科學技術研究中心的Nees Jan van Eck和Ludo Waltman博士在 2010年聯合開發的一款文獻分析和知識可視化軟件，分析功能較為全面，如共詞分析、共被引分析和文獻耦合分析等，并可將其結果進行聚類可視化展示（Van Eck，2010；李曉曼等，2015）。將清洗后的文獻數據導入到VOSviewer軟件中，聚類分析出待分析領域的研究方向和研究熱點。

利用h指數（h-index）分析各國家和機構的科研影響力。h指數是一個混合量化指標，指的是在發表的N篇論文中有h篇至少被引用了h次，其余的（N-h）篇被引均小于或等于h次，h指數越高，表明其學術影響力越大。每個國家、機構及作者的h指數在WOS網站的“創建引文報告”中獲取。

2 結果與分析

2.1 發文量總體趨勢

對一個研究領域的發文量進行統計，可以反映該領域在特定時間內的研究熱度以及未來的發展變化趨勢。全球的濕地修復研究大約從 1983年開始，但初始階段發表的論文較少，1991年的發文量為8篇，之后SCI論文的年發文量保持穩步上升態勢。主要是因為美國在 1975—1985年期間有多個受損濕地恢復和重建方面的項目得到了資助。1990—1991年，聯邦政府環境保護局（EPA）、國家研究委員會（NRC）、水科學技術部的水域生態恢復委員會（CRAM）和農業部提出了龐大的濕地修復計劃，旨在保護和恢復濕地生態系統的物理、化學和生物完整性。從而帶動了全球濕地修復領域的科技發展。

SCI論文發文量曲線顯示（圖1），1990—2000年增長較為平緩，2001—2015年發文量大幅度增加，2016年后發文量再次急劇增加，可能的主要原因是2010年美國環境保護署（EPA）啟動五大湖恢復行動計劃（GLRI），其中安排部分資金用于濕地恢復項目。2015年1月全球環境基金撥款2.1億美元資助城市低排放示范項目，其中將“天然濕地凈損失”納入關鍵績效指標。這一舉措有效推動了濕地保護與恢復工作的進行。

圖1 1990—2020年濕地修復領域年發文量Fig. 1 Number of published literatures on wetland restoration in 1990-2020

2.2 SCI論文主要貢獻國家分析

SCI論文主要的發文國家有109個，其中美國的發文量遙遙領先（3031篇），占總發文量的52.93%，體現了美國在濕地修復研究領域的絕對優勢。這主要是因為美國是濕地修復方面開展研究最早的國家。中國在濕地修復領域的工作起步較晚，發文量雖位居第 2，但遠低于美國，表明中國在該領域的研究還要繼續加強。澳大利亞、加拿大、英國、荷蘭、德國、西班牙、法國、瑞典、意大利的發文量分別排名前10，且發文量均相差不大（圖2）。

圖2 濕地修復領域發文量TOP20國家Fig. 2 The top 20 countries of published papers on wetland restoration

從論文主要貢獻國家的論文被引用情況來看（表1），美國的總被引頻次和h指數顯著高于其他國家，約為中國的8倍，這不僅是因為其發文量高，也反映了其文章較高的影響力。雖然澳大利亞、加拿大、英國、荷蘭、德國、西班牙、法國、瑞典等國家的總發文數量顯著低于中國和美國，但論文的篇均被引頻次均在20以上，顯著高于中國（11.98），且與美國相當或甚至高于美國。以上國家的發文體量雖然較小，但單篇文章的影響力較高，表明這幾個國家的文章水平較高，這些國家可能在濕地修復領域的某些特定研究方向占據領先地位，尤其是瑞典、澳大利亞以及荷蘭?？傮w上濕地修復研究在歐美國家發展較成熟。

表1 濕地修復領域主要國家發文情況Table 1 The published papers of most productive countries on wetland restoration

2.3 研究機構分析

2.3.1 機構發文量分析

對全球濕地修復領域的發文機構進行分析（圖3），美國地質調查局（US Geol Survey）、中國科學院（Chinese Acad Sci）和路易斯安那州立大學（Louisiana State Univ）的發文量排名前三。發文量前10的研究機構中，有2個是中國機構，分別為中國科學院（252篇）和北京師范大學（82篇），其他均為美國下屬機構，表明了美國在該領域絕對的優勢和領先的地位。中國雖然排名第二，但與美國差距懸殊，中國在該領域可以借鑒美國的研究經驗和科研投入，加強科學研究。

圖3 濕地修復領域發文量TOP10機構Fig. 3 The top 10 institutions of publication on wetland restoration

2.3.2 機構合作分析

機構的合作情況從一定程度上反映了某個領域的研究力量分布。由圖4可以看出，美國地質調查局、中國科學院、路易斯安那州立大學等機構處于研究領域的核心地位，研究活躍且與其他機構的合作較密切。與中國科學院合作較密切的機構主要有北京師范大學、北京林業大學、水資源管理局等，后期應加強國際合作，擴大交流，充分學習和借鑒其他國家和機構先進的技術和研究方法。

圖4 濕地修復領域研究機構合作共現圖譜Fig. 4 The co-occurrence map of research institutions on wetland restoration

2.4 發文作者分析

對該領域發文量前十的作者進行分析發現（表2），發文量和h指數最高的作者均來自美國下屬研究機構。發文量前十的作者中，有8名來自美國，2名來自中國，且中國的兩位作者的發文量和h指數均與美國的作者存在一定差距，在發文數量和質量上均有待提高。

表2 濕地修復領域排名前10發文作者分析Table 2 The top 10 authors on wetland restoration

2.5 高被引論文分析

高被引論文表明論文具有一定的重要性和創新性，能解決相對重要的科學問題，其研究內容可反映出當前研究領域內的新興研究方向（李曉曼等，2015）。因此，本研究對濕地修復領域內的高被引論文進行分析以了解當前的優勢方向。共遴選出23篇高被引論文，其中對被引頻次排名TOP 10的論文進行解讀和分析（表3）。

表3 濕地修復領域高被引論文排名Table 3 The rank of highly cited papers on wetland restoration

以上10篇論文中共有5篇綜述和5篇研究論文。發文作者主要來自美國、澳大利亞、加拿大、英國、德國等國家，沒有中國的作者。10篇高被引論文主要發表在JCR分區的Q1，且影響因子均較高，表明這幾篇綜述及研究論文的內容能代表當前濕地修復領域的研究熱點。

主要研究內容包含以下3個方面，（1）生物多樣性保護。中國濕地類型分布于多種地域，跨越多種氣候帶，生境類型多樣，生物資源豐富。濕地是生物多樣性最為富有的生態系統，包含類型多樣的濕地植物和動物，其復雜的植物群落結構能為各種野生動物提供良好的棲息場所。處于特殊地理位置的濕地，能為自然界提供天然的基因庫，而且對于維持生物多樣性具有重要意義。保護濕地就要保護生物多樣性（張明祥，2017；孫工棋等，2020；鐘勝財等，2020）。（2）生態系統的結構和功能變化。濕地生態系統由各種生物因子與非生物因子組成，各組成部分之間進行通過物質循環和能量流動，這也組成了濕地的功能特征（周天元等，2020；朱金峰等，2020）。濕地是獨特的生態系統，不僅表現在結構上，還有功能上的多樣性，濕地具有調節氣候、美化環境、防洪抗旱、為動植物提供棲息地、提供豐富的生物資源、提供寶貴的土地資源和礦產資源等功能，同時具有較高的科研和教育價值（Ghosh et al.，2020；Nayana et al.，2020；Rapinel et al.，2020；Zhou et al.，2020）。所以對濕地修復中生態系統結構和功能的變化研究有重要的意義。（3）自然氣候解決方案應用于濕地恢復。基于自然解決方案是指“受到自然的啟發和支持，持續地管理和利用自然或改造的生態系統，以有效和適應性地應對社會-環境挑戰，同時益于人類福祉和生物多樣性”（徐愛霞等，2019；安巖等，2021)。國際上日益重視基于自然解決方案，且中國在海綿城市建設和生態修復等領域中得到了廣泛地應用（Nesshover et al.，2017；王旭豪等，2020）。

2.6 研究熱點與未來研究方向分析

對關鍵詞進行聚類分析可直觀地反映出該研究領域的主要研究方向和研究熱點。本研究運用VOSViewer中的關鍵詞共現功能，得到以下知識圖譜（圖 5）?？梢钥吹剑霈F頻次較高的是“管理（management）”、“植被（vegetation）”、“生物多樣性（biodiversity）”、“保護（conservation）”、“生態系統服務（ecosystem services）”等。這一結果與上節中的“高被引論文分析”結果有較好的相關性，表明國際上對濕地修復領域的研究主要關注于生物多樣性保護、植被管理、生態系統服務功能等方面，相關領域的研究也日趨完善。在 2016年第十屆國際濕地大會上，重點圍繞“全球氣候變化下生物多樣性和生態系統的濕地相關熱點問題”開展了專題討論，當前的濕地保護恢復（尤其是中國）還存在一些問題，進一步深入探討濕地保護修復研究未來的發展方向，對共同促進濕地保護和生態文明建設非常必要。

圖5 濕地修復領域高頻詞共現主題聚類可視化結果Fig. 5 Topic clustering results of high frequency word co-occurrence on wetland restoration

（1）關注小微濕地。中國有大量的小微型濕地，它們也有著濕地共同普遍的生態功能。但是由于前期主要注重對大型濕地的保護和修復，而對于城市及農村的小微濕地生態狀況有所忽視。未來應加強探索小微濕地的修復模式，這也是對于擴大濕地面積和全面開展濕地修復工作有著重要意義（崔麗娟等，2021）。

（2）應用中度干擾假說。1978年Connell等人提出“中度干擾假說”，認為受到中等程度的干擾的群落其物種豐富度最高。因此，在濕地修復過程中，充分評估濕地的生態狀況，把握好人工干擾的時機和程度，對濕地進行適度適時的干擾，從而促進濕地生態系統的修復和穩定。

（3）開展全面性保護濕地。中國于 2003年和2013年開展了兩次全國性的濕地資源調查。2016年中國印發了《全國濕地保護“十三五”實施規劃》，表明中國已進入了“全面性保護”階段。未來的濕地保護工作應從改善氣候環境、控制外來物種入侵、限制旅游開發等方面入手，全方位開展濕地保護恢復工作。

3 討論

濕地資源與人類的生存息息相關，開展濕地生態環境保護與生態功能修復，對于維護濕地生物多樣性保護、增強濕地生態功能，進而維持區域生態平衡和促進社會經濟發展具有重要意義（RCW，2018）。通過對濕地修復領域1990—2020年間SCI論文進行計量分析，發現全球在濕地修復領域的發文量呈穩步增長態勢，且近5年處于快速增長階段。美國是濕地修復領域發文量最多的國家，且總被引頻次遠高于其他國家。中國雖然發文量僅低于美國，但篇均被引次數較低，在論文的水平和影響力上與其他國家還有很大差距。瑞典、澳大利亞以及荷蘭雖然發文量較低，但它們可能在濕地修復領域的某些特定研究方向占據領先地位，論文的篇均被引頻次較高。因此，中國學者在后期的學術研究中，不僅要關注發文量，更應提升論文質量，從而提高中國研究成果在國際上的影響力。

在研究布局上，中國以及世界上其他國家主要關注濕地生物多樣性保護、生態系統結構與功能以及氣候變化等方向。在生物多樣性方面，主要關注魚類、植被、物種豐富度、生物量、植物群落等；在生態系統結構與功能的恢復方面，應恢復河湖連通性，開展河湖水系間生態連通規劃關鍵技術研究，構建河湖濕地水系間生態連通規劃技術體系；氣候變化方面，主要研究濕地生態系統的碳儲量，以及濕地與氣候變化之間的反饋作用。未來應充分認識并發掘濕地在氣候變化中的作用，加強濕地保護，發揮濕地的碳匯功能，有助于實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。

濕地生態修復要根據生態系統自身的演替規律，基于自然解決方案，逐步恢復濕地生物多樣性，以及濕地生態系統結構和功能，最終實現生態系統的自我平衡（Suding，2011）。同時，保持人與自然和諧共存的理念，達到生態效益、社會效益、經濟效益協調發展的目的。

4 結論

本研究對 Web of Science中的 SCI數據庫的5726篇文獻進行分析，分別從發文量變化趨勢、發文國家、研究機構及合作、關鍵詞聚類等方面分析了國內外濕地修復領域的研究狀態，得出以下結論，（1）自1990年以來，濕地修復領域的SCI論文呈穩步增長趨勢，表明濕地修復領域的研究較活躍。（2）美國的發文量遙遙領先，且遠高于其他國家，中國在該領域的科研產出有待提高。瑞典和澳大利亞的論文影響力較高。（3）美國地質調查局、中國科學院和路易斯安那州立大學的發文量排名前三，且處于國際合作網絡的中心。中國在該領域的研究與美國的實力懸殊，今后可以在該領域與以上研究機構開展合作。（4）該領域的研究熱點主要集中在生物多樣性保護、生態系統結構和功能以及基于自然解決方案等方面，這些也是濕地修復工程中考慮的關鍵內容，未來應加強小微濕地的保護與恢復，應用中度干擾假說于濕地修復中，開展全面性的濕地保護工作。