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基于 CiteSpace 分析的湿地景观格局研究进展

来源:《中国高新科技》期刊 时间:2021-02-23
  湿地地处水陆交接的交错带,具有明显的水陆双重性特征,不同学科对湿地的定义并不同统一。根据《湿地公约》的定义:将具有湿地植物和土壤并且含有一定水分的自然综合体界定为湿地。湿地具有许多生态功能,如调蓄径流、维护生物多样性、净化空气和水质,调节气候、维系全球碳平衡等方面发挥不可替代的作用。大小不一、形状各异的湿地斑块在不同空间范围内呈现不同的分布态势,通过各种生态过程的综合作用形成具有特定功能的湿地景观格局。景观格局的现存状态和格局变化特征是湿地生态系统健康状况的指示器。

  我国对湿地景观格局的研究起步较晚,但随着研究方法和技术的进步,近年来众多学者对湿地景观格局特点和变化方式以及驱动机理进行广泛研究,形成各具特色,形式多样的丰富研究成果。然而,由于涉及的研究领域、方向、方法和思路存在极大差异,如何对这些成果进行归纳总结,形成依据湿地固有特点,具有一定层次性和逻辑性的研究成果体系,把握湿地研究的整体趋势还需提升。本文把已在CNKI发表的关于湿地景观格局的766篇文献作为数据源,结合CiteSpace可视化分析,从发文数量的变化、核心作者、载文期刊、关键词聚类、关键词突现和发展时序对湿地景观格局研究的当下热点和未来趋势进行研究。

  1.材料与方法

  1.1数据来源

  本文数据来源于CNKI,为尽可能确保所选文献的全面性和代表性,以关键词和主题进行对比检索,发现主题式检索结果更具代表性,最终选择主题式检索,即以“湿地景观格局”作为主题进行文献检索。检索时对文献发表的起始时间不予设限,截止时间为2020年10月18日,通过人工核对方式对检索出的文献进行筛选,剔除不相关文献后,最终选出766篇中文文献作为研究数据源,并以Reworks格式导出分析。

  1.2研究方法

  将文献数据运用CiteSpace,V.5.7.R2进行统计与可视化分析。CiteSpace是探求既定研究领域发展趋势与变化规律的可视化分析工具,在一定程度上可避免研究者进行研究时出现主观性和片面性的偏差,增强研究结果的客观性和代表性。通过CiteSpace软件可视化分析,可以将“知识基础”映射到“研究前沿”,有助于更清楚地了解研究领域的发展趋势,把握研究热点。

  2.湿地景观格局研究进展

  2.1发文数量分析

  发文数量在一定程度上可以反映某个领域研究的热度。从1997-2020年10月份,以“湿地景观格局”为主题的中文文献共766篇,平均每年的发文量约为32篇,2007年发文数量达到均值水平(见图1),此后每年均高于均值水平,这说明以“湿地景观管格局”为主题的研究热度总体呈现上升趋势。1997-2003年发文数量一直处于较少水平;2004年发文数量突破了10篇;2010年达到了55篇,出现阶段性最大值;2013年发文数量达到67篇,出现新的最大值;2017年增加到72篇,是有史以来发文数量最多的一年,究其原因是2017年中央政府对2013年版的《湿地保护管理规定》做出修改并发布(见表1),地方政府对中央政策迅速响应,所以影响发文数量,所以与湿地相关政策的发布和调整对发文数量有着重要影响,也体现出湿地研究紧随时代与国家要求的特点。

    图1 1997-2020年湿地景观格局发文数量统计分析

         表1 1992-2018年我国有关湿地的重要事件及发生时间

        2.2核心作者分析

  根据普赖斯提出的核心作者计算公式

  式中:N为核心作者最低发文篇数,nmax为统计时间段内同一作者发文的篇数,发文数量在N以上的作者即为某项研究的核心作者。依据共现图谱呈现的核心作者情况,发文数最多的作者是乔富伟,共25篇,带入公式求得N=9.36。因此,发文数量≥10篇的作者即可认为是湿地景观格局研究的核心作者,运算后得到核心作者共有乔富伟等8人(见表2)。

  表2 核心作者及发文数量  

      2.3载文期刊分析

  选取发文数量为≥10篇的期刊进行统计共6个,其中除《安徽农业科学》是省级期刊外均为核心级别期刊,期刊复合影响因子几乎都大于2,综合影响因子几乎都大于1.5,说明这些期刊都有很大的影响力,对于湿地的研究在主流期刊中已经占据一席之地,湿地的研究成果和方法手段已经引起人们的极大关注(见表3)。

    表 3 载文期刊信息表

       2.4研究热点

  关键词是文献的核心概括,显示了文章的主题,关键词出现的频率越高,表明越多的学者对其进行研究,综合关键词的中心性进行考量,可得出研究领域的热点。中心性≥0.1即为有效。用CiteSpace统计出现频次高于60次和中心性≥0.1的关键词及首次出现的年份(见表4),表中“湿地”首次出现年份为1997年,这是由于“湿地景观格局”为主题的文献最早是1997年。通过对关键词的筛选和合并,湿地景观管格局的研究热点可概括为:基于遥感技术结合景观指数研究湿地景观格局的动态变化及其驱动力分析。

    表4 词频和中心性排序

       2.5关键词聚类分析

  CiteSpace进行聚类分析时会将关系紧密的关键词聚为一类。根据每个标签内所包含的关键词数量给标签排序,标签内所含的关键词数量越多,标签号越小(见图2)。经关键词聚类分析共生成9个聚类标签,其中“#0盐城”是聚类规模最大的标签。江苏盐城湿地位于暖温带和亚热带的过渡地带且临海,为湿地动物提供栖息地和丰富的食物,是珍禽丹顶鹤重要的生境,也为候鸟在迁徙途中提供落脚点和食物补给,关于盐城湿地的保护与开发问题,引起了众多学者的关注。在聚类中Q值代表着聚类结果的显著性,若Q>0.3,聚类结果就是显著的;S为聚类平均轮廓值,代表聚类结果的合理性,当S>0.5时聚类结果即为合理,当S>0.7时,说明聚类结果令人信服。图2中的Q值为0.4928,大于显著标准(0.3);S值为0.5575,大于合理性标准(0.5),所以此次聚类结果可靠。

  图2 关键词聚类分析

  2.6关键词突现分析

  关键词突现强度代表着它的受关注程度,据此可以看出湿地景观格局未来的研究方向。运用CiteSpace对766篇文献的关键词进行突现检测,选出排名前14的关键词(见图3)。图3整体来看,随着时间的演化,湿地景观格局研究领域不断出现新的突变词汇,这表明湿地景观格局的研究在不断发展,新的研究内容和方法不断出现并吸引越来越多的学者关注。

  图3 1997-2020年10月份排名前14的文献突现词

  (1)“驱动力”突现强度高达8.187,是突现强度最大、持续时间最长的关键词,于1997年首次出现,2004年出现下降趋势。

  (2)2004-2012年间新的突现词高达11个,新的突现词数量增长趋势与图1中显示的发文量增长趋势吻合。

  (3)出现时间晚,至今受关注较高的突现词为“驱动因素”和“景观格局演变”,说明湿地景观格局领域未来不单是对湿地景观格局演变的研究,同时也会注重驱动因素的分析。

  2.7发展时序分析

  时序分析可以直观的反映出研究领域不同时间段研究内容的更新及相互关联情况,从图4分析结果可看出:

  图4 湿地景观格局关键词共现时序图

  (1)1997-2003年我国有关湿地景观格局研究的新内容出现较少。此阶段我国对于湿地景观格局的研究刚起步,需要时间去熟悉研究对象,是后续研究得以进行的基础。

  (2)2003-2013年间是关键词节点最密集的时段,将图1与图4结合来看,在此期间我国对于湿地景观格局的研究厚积薄发,基于3S技术、元胞自动机模型等新技术和方法以及滨海湿地、湿地景观格局动态变化分析的研究内容呈井喷式涌现,研究产出不断增加。

  (3)2013年至今对于湿地景观格局的研究稳步发展,研究内容不断深化,模型方法得到广泛应用。高分辨率遥感影像的使用,为湿地景观格局研究提供了更多可能性。流域湿不断地追求高质量发展。

  3. 结语

  本文利用CiteSpace软件对CNKI数据库中1997-20210月国内关于湿地景观格局的文献进行可视化分析,结果表明:发文量变动与政策变动有关;核心作者共有8位,其标准为:发文数量≥10篇;载文期刊多为核心级别期刊;当下研究热点可概括为:基于遥感技术结合景观指数研究湿地景观格局的动态变化及其驱动力分析;“#盐城”是聚类规模最大的标签;“驱动力”是湿地景观格局研究领域突现强度最大、持续时间最长的关键词;湿地景观格局领域未来不单是对湿地景观格局演变的研究,同时也会注重驱动因素的分析;发展时序分析将湿地景观格局发展分为3个阶段,起步阶段(1997-2003年)、快速发展阶段(2003-2013年)、稳定发展阶段(2013年至今)。

  基金项目:国家自然科学基金项目(31500307,41601263);吉林省科技厅项目(20190201018JC);长白山历史文化与族群迁徙吉林省重点实验室;吉林省教育厅“十三五”科学研究规划项目(JJKH20190507KJ);长师大自科合字[2016]第009号。

作者:李福艳 王晓东(长春师范大学地理科学学院)

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期

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