基于知识图谱的中国湿地保护研究可视化分析

2020-10-12吴迎霞徐鹏张林孙伟韬盛宣才

湿地科学与管理 2020年3期

吴迎霞徐鹏张林孙伟韬盛宣才

(国家林业和草原局华东林业调查规划设计院，浙江杭州310000)

湿地是陆地与水生系统之间的过渡地带(殷康前等, 1998)，其所处的特殊自然环境，使得湿地兼具陆地和水域生态系统和物种资源，造就了它无与伦比的天然基因库和独特宝贵的自然生境，对于保护生物多样性、灾害防御、气候调节、碳汇和产品供给等多方面都有极高的生态意义和服务价值。随着人类对湿地重要性的认识不断深入，湿地保护受到国内外各界越来越多的重视和研究。党的十八大以来，湿地保护已成为我国生态文明建设的重要组成部分。但目前我国湿地保护研究进展大多建立在对以往文献及工作的归纳和总结基础上，具有较强的主观性。本文通过采用知识图谱可视化软件对湿地保护领域的研究内容进行科学量化分析，真实客观地揭示出该领域的研究现状、研究热点和研究发展历程，为我国湿地保护领域研究前沿与热点的挖掘提供一种新思路。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

知识图谱是显示科学知识发展进程与结构关系的一种图形(陈悦等, 2008)，知识图谱概念自2003 年诞生后得到了蓬勃发展。本文主要选取了对国内文献数据库支持度较好，在我国应用较为成熟的知识图谱可视化软件CiteSpace.5.6.R2 进行分析。CiteSpace 由美国德雷塞尔大学信息科学与技术学院的华人学者陈超美(Chaomei Chen) 教授基于Java语言开发(陈悦等,2015; 李杰等, 2016;陈悦等, 2014)，自2007 年引入国内后，得到了国内学者的广泛的应用。

1.2 数据来源

为了保证研究分析的可靠性、权威性和真实性，本文采用国内文献数量最多、覆盖最全的中国学术期刊网络出版总库(CNKI)为样本数据来源，经过篇名、关键词、主题等多种数据检索方式的检索结果对比分析，为尽可能保障本领域文献覆盖的全面性，最终选择以“湿地保护”为主题检索式，同时为了提高所分析文献的成果质量，减少科普性文献，检索范围只选取CNKI 收录的中文核心期刊和 CSSCI 收录期刊为数据来源，共检索获得有效数据文献1 555篇，发文时间范围为1992—2019 年，检索时间为2020 年2 月14 日。

2 可视化分析

2.1 发文量分析

图1 1992-2019 年湿地保护发文数量统计分析g.1 Number of articles in wetland protection research from 1992 to 2019

表1 1992—2019 年湿地保护研究发文高频、高中介中心性关键词Table 1 High-frequency key words、high betweenness centrality key words in wetland protection research (1992—2019)

湿地保护研究发文数量总体在经历了缓慢增加、迅速增长后逐步趋于平稳(图1)。发文时间显示湿地保护最早研究起步于1992 年，当年中国正式加入《湿地公约》，成为该公约组织的第67 个成员国，湿地保护工作及研究在我国正式拉开序幕。1992—1998 年湿地研究处于缓慢增长阶段，发文数量虽然呈增长趋势，但研究力度不大，整体发文数量较少。2000 年底，《中国湿地保护行动计划》正式公布，成为我国实施湿地保护、管理和可持续利用的行动指南，随后湿地保护相关研究进入了迅猛增长阶段(2000—2011 年)。2003 年9 月，原国家林业局公布了《全国湿地保护工程规划》(2002—2030 年)，2004 年6 月，国务院办公厅发出《关于加强湿地保护管理的通知》，表明湿地保护已经纳入国家议事日程，2011年，原国家林业局发布《林业发展“十二五”规划(2011—2015 年)》，确定了国家和地区层面的湿地保护目标，湿地保护研究也在2011 年达到了截止目前以来的发文量最高峰。2013 年，原国家林业局颁布了《湿地保护管理规定》，意味着国家湿地立法工作取代地方性法规迈出了第一步。此后湿地保护工作进入了局部波动、总体平稳的稳步发展阶段(2013—2019 年)。

2.2 研究热点分析

研究热点分析主要采用CiteSpace 关键词共现图谱及突显词来分析，分析时间跨度设置为1992—2019 年，时间切片为1 a，并进行网络剪裁，达到简化网络并突出其重要的结构特征的目的，得到结果如图2 所示。图中节点越大表示该关键词出现的频次越高；节点之间的连线则表示共现关系，越粗表示其共现强度越大；颜色代表该关键词第1 次出现的年份，随时间由远及近颜色由深渐浅。由图2和表1 可见湿地保护领域研究的高频关键词为湿地资源、湿地公园、生物多样性、湿地生态系统、自然保护区、对策等。文献研究案例中黄河三角洲、三江平原、鄱阳湖等出现较多。中介中心性是一项衡量学术期刊学科特性的指标，研究表明以大多数高中介中心性文献也是高被引文献(林德明等,2011)，在CiteSpace 中，中介中心性超过0.1 的节点称为关键节点，其重要程度较高。由表1 可以看出可持续利用、生态系统、资源、生态环境、滨海湿地等关键词在湿地保护研究中所起到的作用比较重要。

通过CiteSpace 软件的聚类功能基于LLR 算法对关键词进行聚类提取，结果如图3所示，CiteSpace 根据网络结构和聚类的清晰度，提供了聚类模块值(Q 值)和平均轮廓值(S 值) 两个指标，Q 值介于0 ～1，Q 值越大表明聚类内部结构越紧密，当Q≥0.3时，认为聚类结构是显著的；S 值介于-1 ～1，当S 值＞0.5 时，认为聚类是合理的。根据图4 的聚类结果显示，本次聚类分析的Q 值为0.8599，S 值为0.628 3，可以判断出湿地保护知识图谱结构显著，聚类效果合理。

由图3 可知，本次分析一共生成聚类22个(01 自然保护区、02 湿地保护区、03 环境保护、04湿地公约、05生态补偿、06湿地生物、07 湿地保护、08 海岸湿地、09 保护、10 丹顶鹤、11 湿地、12 景观、13 保护对策、14 对策、15 景观格局、16 评价、17 生态恢复、18 行政、19 生态规划、20 立法、21 资源保护、22 长江流域)，通过聚类分析及文献研究整理，将湿地保护领域研究主题归纳总结出如下六大研究方向：

(1)湿地保护区及湿地公园建设与发展。早期，我国主要以自然保护区为依托开展湿地保护工作，1975 年，我国第1 个以水禽候鸟为保护对象的湿地保护区—青海湖自然保护区成立(郑杰, 1995)，截止到2018 年底，全国共建立各级湿地类型自然保护区602 处，依托自然保护区(湿地保护区)开展研究成为湿地保护的主要研究内容。2005 年，原国家林业局下发《关于做好湿地公园发展建设工作的通知》(林护发[2005]118 号)，把湿地公园的建设列为国家湿地保护体系的重要组成部分。随后，湿地公园逐步成为维护和扩大湿地保护面积直接而行之有效的途径(崔丽娟等，2009)，湿地公园建设在国内全面展开。

图3 1992—2019 年湿地保护专题关键词共现聚类分析图谱Fig.3 The cluster of keywords in wetland protection research from 1992 to 2019

(2)湿地生态系统调查与评价。这一研究方向包括湿地资源的分类与调查(陈建伟等, 1995; 唐小平等, 2003,2013)、湿地生态系统服务价值评估(段晓男等, 2008; 曹新向等, 2005; 崔丽娟,2004)、湿地生态系统健康度评价(彭涛等, 2014;彭益书等, 2014)、生态系统脆弱性评价(杨志荣等, 2009; 廖富强等, 2008)、湿地生态系统影响评价(姜文来, 1997; 俞穆清等, 2000)等多方面。诸多学者从定性到定量采用各种技术方法进行了多样化探索和研究，极大地推动了我国湿地调查及评价体系与方法的建立，但湿地评价仍有待完善与成熟(李文艳等, 2010)，技术创新水平仍有待提高(邵媛媛等, 2018)。

(3)湿地生态补偿及生态修复。这一研究方向围绕湿地变迁、湿地退化及可持续发展，针对湿地退化和湿地面临的各种问题，提出建立“谁受益、谁补偿，谁损害”的生态补偿制度(孙长霞等,2011)，探索多样化的湿地生态修复探索，提出了湿地生态修复的建议和方法(张永泽等, 2001; 李春晖等, 2009)，以达到加大湿地保护力度，提升受损湿地的生态功能和服务价值，更好地保护湿地环境的目的。

(4)湿地景观及生态规划分析。在湿地景观及生态规划方面，诸多学者结合湿地公园以及人工湿地建设，对湿地的景观格局构建(刘红玉等, 2004;张曼胤等, 2011)、湿地的生态结构配置和功能分区规划(王立龙等, 2010; 崔丽娟等, 2009)进行了多方面的研究探索，以追求在实现保护的基础上，探索有效的合理利用，促进湿地的科学健康发展。

(5)湿地资源与生物多样性。部分学者围绕我国几大重要湿地类型及湿地分布地，如长江流域(李晓文等, 2007; 王学雷等, 2006; 吕新华等,2003)、黄河三角洲(张晓龙等, 2007; 陈为峰等,2003)、海岸湿地(张晓龙等, 2005; 何执兼等,2001)、红树林湿地(张乔民等, 2001)等内容开展了富有成效的湿地资源保护研究，在此基础上部分学者通过对湿地鸟类迁徙动态及其栖息地保护研究(何春光等, 2004)，以及湿地动植物和珍禽保护开展了湿地生物多样性的调查和分析探讨(黄金国等,2007; 黄金国, 2002)，呼吁人类关注湿地变化、关爱湿地生物物种基因库。

(6)湿地保护行政管理及立法。自1992 年我国加入《湿地公约》起，我国开始了湿地保护的行政管理和立法之路。长期以来我国学者围绕湿地自然保护、湿地渔业和湿地产业开展了一系列的管理探索(翟金良等, 2003; 戴建兵等, 2006; 蔡海生等,2007)，围绕湿地保护专项法律法规的设立也做了许多研究及对比(朱建国, 1999; 钱水苗等, 2004;潘佳等, 2017)。2013 年，原国家林业局颁布了《湿地保护管理规定》，这是我国首个针对湿地保护的国家层面的部门规章。这些研究以及对湿地保护立法的不断呼吁，为我国的湿地保护起到了保驾护航的作用。

突现是指一个变量值在短期内有很大变化，Citespace 通过一定的数学方法将这种突变信息视为一种可用来探索文献更深层次信息的手段(李杰等, 2016)。通过突现词分析，可以发现该领域的前沿进展，突现强度越高的关键词表明其所受的关注度越高。将样本数据导入Citespace，运用突现词检测(Burst detection)进行突现词分析，获得前10 位突现词并按照突现度从高到低的排序得到突现词图谱(图4)。由图4 可以看出湿地保护的研究前沿分别为湿地公园和生态补偿，其突现强度达到了15.526 3 和10.936 2。2010 年以前湿地资源、可持续发展和生态旅游是研究热点；2010 年以后，湿地公园、生态修复、湿地生态系统及生态补偿逐步成为了热点议题。

图4 湿地保护研究前10 位突现词图谱Fig.4 Top 10 burstterms of wetland protection research from 1992 to 2019

2.3 研究时序分析

Citespace 时区图能够直观反映出这一研究领域不同时间段研究前沿的知识更新及其相互影响。在对CiteSpace 关键词共现分析的基础上，将共现结果用“时区(Timezone)”的方式展示，并标注显示重要节点的关键词，得到关键词时区图谱如图5。结合文献，将我国湿地保护研究分为4 个阶段：

图5 湿地保护领域关键词共现时区图 Fig.5 The time zone view in wetland protection research from 1992 to 2019

(1)新兴阶段(1992—1999)。伴随《湿地公约》的加入，中国的湿地保护研究工作正式起步，此时湿地相关的概念及湿地领域的各种议题源源不断地提出，包括湿地资源、自然保护、生态系统、滨海湿地、保护对策、生物多样性和可持续利用等，国内学者对湿地的定义、功能作用以及未来发展纷纷开展了深入探讨(陈建伟等, 1995; 姜文来, 1997)，部分议题至今在湿地保护领域都是关注的重点，为整个湿地保护领域的研究发展奠定了良好的基础。

(2)快速发展阶段(2000—2004)。经过了新兴阶段的大量基础性研究与探索，国内对湿地保护的认知逐步清晰，进入了快速向上的发展阶段，这一时期对湿地的探索更侧重湿地的生态保护(黄金国,2002)、生态功能(崔丽娟, 2004)和湿地生态旅游(庄大昌等, 2003)等方面，同时城市湿地的作用及意义也逐步得到了学者的关注(曹新向等, 2005)。

(3)创新发展阶段(2005—2010)。这一时期也是我国湿地公园建设的提出与大力推进阶段，此时学者们对湿地公园等湿地保护新形式有了更新的认识，围绕如何建设、发展和管理湿地公园尤其是国家湿地公园成为最大热点(王立龙等, 2010; 崔丽娟等, 2009)，同时这一时期，生态补偿的概念也出现并成为湿地保护关注的最新议题(刘金淼等,2018)。

(4)稳步发展阶段(2011—2019)。该阶段热点关键词出现的数量显著下降，关键词频次也明显降低，表明经过了2000—2010 年的长足发展后，湿地保护研究领域进入了稳步发展阶段，这一时期出现的关键词有生态修复、湿地补偿(孙长霞等, 2011)和国家公园(赵智聪等, 2016)。2019 年6 月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》，要求建立以国家公园为主体的自然保护地体系，预计随着国家公园建设的推进以及自然保护地的整合，未来湿地保护将进入另一个全新的发展阶段。