基于CiteSpace知識圖譜的國內生態網絡構建研究進展

楊巧琦 劉玲 林灼镕 吳小剛

快速城市化的背景下，城市生境斑塊日益喪失與破碎化，城市生物多樣性面臨著巨大的威脅，生態網絡構建被認為是保護物種棲息地、促進動植物遷徙以實現生物多樣性保護的重要方法。為了進一步研究我國國內生態網絡構建研究進展，以CNKI數據庫為基礎數據，運用CiteSpace軟件對我國生態網絡構建研究進行知識圖譜可視化分析并得出結論：我國生態網絡構建主要經歷了萌芽期（2000—2006）、快速發展期（2007—2015）、穩定發展期（2015—2022）；研究團隊主要呈現小集中、大分散的狀態，各個機構之間聯系關系不強；學科交叉較缺乏；生態網絡構建領域研究熱點主要有“生態網絡”“生態廊道”“景觀格局”“綠地系統”等；在構建方法上MSPA模型與MCR模型的運用成為主流；研究對象逐漸由單一的生態系統向市域、省域、國土尺度展開。最后對我國生態網絡構建未來作出展望。

CiteSpace； 生態網絡構建； 研究進展

TP393.094 A

［定稿日期］2022-04-15

［作者簡介］楊巧琦（1996—），女，在讀碩士，研究方向為園林景觀設計。

生物多樣性為人類提供生存和發展的物質基礎，對于全球生態平衡與可持續發展有著重要的意義。但隨著全球經濟的發展，導致了環境污染、棲息地喪失與破碎化等一系列問題。使地球上生物多樣性不斷減少，大量物種面臨嚴重威脅［1］。黨的十八大以來，以習近平總書記為核心的黨中央大力推進生態文明建設，創立了習近平生態文明思想，美麗中國建設邁出重大步伐［2］。確立了建設生態文明是中華民族永續發展千年大計、根本大計的歷史高度。

“生態網絡”是在歐洲常用的概念，最早出現在生物保護領域［3］，是對生態系統中物質、能量流動進行模擬的結構模型。生態網絡構建是保證生態過程、維護生態完整、提高生態系統服務功能的有效途徑。有助于提高生態系統質量和穩定性，維護生態安全和生物多樣性。是生態文明建設的重要組成部分。本文利用文獻計量學軟件CiteSpace對我國生態網絡構建的研究現狀進行分析、梳理和總結，梳理該領域的發展背景、研究熱點和趨勢，分析不足和展望，以期為今后的生態網絡構建提供參考。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

CiteSpace軟件由德雷塞爾大學信息科學與技術學院陳超美博士開發。它是在科學計量學和數據可視化的背景下發展起來的引文可視化分析軟件。運用可視化的方式展現了科學知識的結構、規律和分布。因此，這種通過軟件分析得到的可視化圖形也被稱為“科學知識圖譜”。目前，它已成為最流行的文獻計量工具。

本文運用CiteSpace知識圖譜軟件和文獻計量學分析，對生態網絡構建相關文獻進行可視化分析，描繪生態網絡構建研究發文量、作者、發文機構及其關鍵詞分析等知識圖譜，旨在總結概括其研究路徑、研究熱點及前沿。以期對生態網絡構建研究提供相關科學參考。

1.2 數據來源

為了保證數據源的有效性和權威性，本文選擇了國內文獻數量最多、文獻檢索覆蓋面最廣的中國知網（CNKI）數據庫，以“生態網絡建設”為主題詞進行檢索，共檢索到319條結果，經篩選得312篇有效數據文獻。將其以“Refworks”格式導入CiteSpace進行文獻可視化分析。

2 國內生態網絡構建研究文獻特征分析

2.1 發文量分析

2000—2015年中國學術界在生態網絡構建領域的相關發文量逐年增長但數量較少，為初始發展階段。2016—2022年對生態網絡構建領域的關注度大幅度高漲，進入快速發展階段，其一定程度得益于大數據、GI技術等先進計算機科學技術的應用，使得數據獲得更為便捷，提高了生態網絡構建研究效率（圖1）。

2.2 作者與研究機構分析

運用CiteSpace對作者與研究機構進行分析可以得知該領域的核心作者、研究機構以及相互之間合作強度、互引關系等［4］。圖譜（圖2）中節點數量為291個，連線數量278條，網絡密度為0.006 6，密度較小，表明了各個機構之間聯系強度不高，從合作網絡可以看出研究團隊處于小集中大分散的狀態。該領域發文量5次以上的有伊海偉、孔繁花。為該領域的核心作者。研究機構主要有南京大學、南京林業大學、中國科學院、上海市園林規劃設計院、北京林業大學等，其研究團隊之間聯系強度不高。

2.3 研究文獻關鍵詞分析

關鍵詞是一篇論文的主題的高度概括與凝練，因而對其文獻關鍵詞進行分析，可以得到該領域的研究前沿、熱點，展現其發展歷程與脈絡。本文運用CiteSpace軟件對其文獻進行關鍵詞分析，時間跨度設置為1992—2022年，單個時間分區長度設置為一年，繪制其關鍵詞知識圖譜。

運用CiteSpace軟件對關鍵詞進行K聚類形式提取，最終生成10個關鍵詞聚類（圖3）。其中，聚類的模塊值（Modularity）在0到1之間。值越大，聚類的內部結構就越緊密。當值不小于0.3時，聚類結構被認為是顯著的。圖中Q=0.6666＞0.3，說明圖中聚類結構相對顯著［5］。

2.3.1 研究熱點與趨勢

2.3.1.1 生態網絡

生態網絡是各類生態斑塊在一定范圍內與潛在生態廊道交互連通的空間網絡布局模式［6］。它在有效提高物種多樣性，維護區域生態安全格局的穩定和可持續發展方面發揮著重要作用［7］。生態網絡的構建有利于區域生態效率的發展，指導綠地發展戰略和可持續發展模式，促進城市生態空間關系的協調發展。推進城鎮化與生態發展進程的融合，以達到整體生態改善的效果。

2.3.1.2 生態廊道

生態廊道是連接破碎化生境的通道，使其達到適宜生物生活、移動或擴散的目的，是維持生態斑塊之間生態流、生態過程和生態功能聯系的載體［8］，是改善區域生態功能、提高生物多樣性的有效途徑，是生態網絡構建中的重要一環。

2.3.1.3 風景園林

2000年，美國風景園林師協會（ASLA，2000）開始成文關注生物多樣性保護的規劃設計［9］，認為“土地利用原則和野生動植物生境保護原則應與孕育生命的景觀的強化、保護和管理進一步有機結合起來”［10］。風景園林學科提供了連接自然和人文過程的綜合視角，可以有效地將受損生態系統的恢復與經濟恢復、當地文化的傳承和發展結合起來，是一個更全面的生態恢復行動領域。

2.3.1.4 景觀格局

20世紀50年代，就有研究者對景觀格局進行描述性分析。1981年，Forman等［11］指出景觀是由不同生態系統構成的具有空間異質性的地理空間單元。1995年，Forman［12］提出“斑塊─廊道—基質”的景觀構成模式，為景觀生態學的研究奠基。國內學者主要研究景觀格局尺度效益、景觀指數、景觀格局動態變化等方面。結合景觀格局識別與演變進而進行生態網絡構建成為一大研究熱點［13］。

2.3.1.5 綠地系統

綠地系統規劃是在遵循人與自然和諧共處的基本規律的前提下，對一定范圍內的各類自然綠地單元進行綜合規劃。通過對研究地綠地系統現狀的梳理和分析，結合當地經濟、生態資源與歷史文化，進行科學合理的規劃布局，實現綠地系統在生態保護、休閑娛樂、防災減災等方面的功能［14］。生態網絡構建對綠地系統規劃提出可操作性的規劃管控與建設指引，成為了綠地系統進行科學規劃的有效手段。

2.4 研究方法

生態網絡構建的方法在不斷探索與創新，合理地選擇生態源地對生態網絡構建具有重要意義，在現階段的研究中，一些學者在選擇生態源地時［15-17］，直接將生態環境較好的自然保護區、森林公園、濕地公園等識別出來選用。然而，直接選取生態源地受主觀影響較大，斑塊之間的連通與重要的小型斑塊都有可能被忽視。還有一些學者基于生態敏感性、景觀連通性和生態服務功能等方面，結合InVEST模型和RUSLE模型進行生態源地的選擇［18-21］。

近年來，越來越多的學者采用形態空間格局分析（MSPA）來識別生態源地。MSPA是一種圖像處理方法。運用網絡開運算、閉運算、腐蝕、膨脹等原理來識別、度量和分割相應的格柵圖像數據，從而進行整體空間格局的調整，有效確定景觀結構與類型［22］。以更為準確地進行生態源地的選擇。

最小累積阻力模型（MCR模型），是近年來構建生態網絡的重要方法，通過累積阻力大小、計算阻力值來確定生態源斑塊的空間連通性［23］。由于其具有較好的兼容性和適應性，已被許多學者應用于生態網絡規劃中并逐漸成為主流。

2.5 研究趨勢分析

運用CiteSpace軟件對關鍵詞進行突變檢測（Detect bursts）。關鍵字突變指的是一個變量的值在短時間內發生的一個或多次較大的變化。關鍵詞突變在一定程度上反映了該領域的前沿和發展趨勢［24］。

從圖4中可以得出，突變時間較早的詞有“規劃廊道”“生態廊道”“生態源地”等，說明早期受關注主要是這些概念的引進與提出，2010—2016等突變詞有“網絡分析”“綠地系統”“重力模型”等，表明生態網絡構建逐漸開始大量的實證研究并開始構建方法的探索。突變時間較近的詞有“景觀格局”“景觀阻力”“MSPA”等，說明近年來受關注的主題主要有景觀格局的優化及生態網絡構建方法的探索與嘗試。

2.6 研究時序分析

CiteSpace時區圖能夠在時間維度上進一步展示其領域的發展與演進，在圖5中可以看出，生態網路構建經歷了萌芽時期、快速發展時期與穩定發展時期。萌芽階段（2000—2007年）包括生態網絡、生態源地等概念的引入與正式被提出，為該領域的奠定了堅實的理論基礎。

快速發展期（2007—2015年），這一時期，該領域關鍵詞增量幅度較大，理論得到積累，生態網絡構建在城市綠地開始了探索與實踐，景觀格局、網絡分析、重力模型等逐漸開始了大量的實證研究。

穩定發展期（2015—2022年），該階段關鍵詞持續增加并趨于穩定，生態網路構建逐漸向多尺度進行探索。也進一步開始了該領域的體系構建。研究方法開始愈加先進化。

3 研究展望

盡管目前生態網絡構建研究成果豐富，但是還存在許多方面有待發掘與探究，未來該領域還應該重點關注：

（1）研究尺度方面。雖然已經開始了向多尺度發展，但就目前為止的研究中生態網絡構建尺度主要集中在省域、市域，對于中小尺度以及國土尺度甚至全球尺度研究較少，主要呈現“重兩頭，輕中間”的現象。

（2）學科交叉不足。生態網絡構建研究涉及到多學科交叉，包括生態學、地理學、社會學、社會學、人文學等等，但就目前的研究團隊而言，各個團隊聯系不強，各個研究團隊較為獨立，學科之間交叉性不強，呈現較強的獨立性，不利于該領域的進一步發展，未來該領域需加強學科之間的交融，以探索新的研究方向與熱點。

（3）理論與實踐還存在較大差距。相較于國外生態網絡研究，我國相關研究起步較晚，許多地區生態網絡構建正處于探索與理論階段，理論與實踐還存在較大差距，需要我國生態文明建設的徐徐展開，及相關從業人員的共同努力。

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