基于文献计量分析的区域生态安全研究热点与趋势

王 耕,周腾禹

辽宁师范大学城市与环境学院, 大连 110629

生态兴则文明兴,生态衰则文明衰。生态安全是人类文明形成和发展的基础和条件,与国防安全、经济安全和金融安全等共同构成了国家安全的基本内涵。自工业革命以来,随着全球城市化的迅速发展和经济规模的快速扩张,各国各地区均面临生态空间缩减、生态系统退化和生物多样性减少等诸多威胁,生态安全已经成为全球所面临的共同挑战。维护全球生态安全是构建人类命运共同体的重要组成部分,也是区际间可持续发展的必由之路。近20年来国内外许多专家学者[1- 11]都从不同角度对生态安全进行了广泛的研究,但大都集中于现状评价和案例研究方面,鲜有基于文献计量的生态安全回顾与趋势综述研究。文献计量最早提出于20世纪初期,是一种基于数理统计的成熟的文献分析和信息挖掘方法[12],具有显著的客观性、定量化和模型化的宏观研究趋势[13- 15],已被多次应用到生态恢复和生态环境等领域[16- 18]。2014年秦晓楠等[19]虽利用文献计量方法对生态安全进行了分析,但研究对象仅为2000—2011年CSSCI期刊中299篇国内文献,对系统梳理全球生态安全研究的现状和探索新的热点主题尚显不足。本文以生态安全为主题,运用文献计量方法分析了国内外生态安全研究领域的发展现状,并从发文数量、高频关键词等层面剖析国内外生态安全研究的热点主题,旨在了解生态安全研究的最新发展动态,为后续生态安全研究和探索新的热点主题提供借鉴和参考。

1 数据来源与研究方法

本文以WEB OF SCIENCE数据库中的WEB OF SCIENCETM核心集为数据源,高级检索国外文献“TS=(ecolog* AND safety) OR TS=(ecolog* AND security)”,文献类型为 “ARTICLE”,搜索年份限制在2018年之前(包含2018年),并在检索结果筛选出与生态环境相关的文献,最终选择出6284条符合条件的结果。以中国期刊全文数据库(CNKI)中主题为“生态安全”并与生态环境相关的论文为数据源,搜索年份限制在2018年之前(包括2018年),筛选出6000篇生态安全相关文献。

分别将已选的6284篇国外文献和6000篇国内文献导入Bibexcel中,导出文献的高频关键词,合并近义词和同义词。国外文献筛选出词频大于20的关键词50个,国内文献筛选出词频大于10的关键词61个。利用Bibexcel将国外文献导出的50个关键词生成50×50的共词矩阵与国内文献导出的61个关键词生成61×61的共词矩阵,分别导入到Ucinet中生成 ##h文件,再用Netdraw做出生态安全研究高频关键词共现网络可视图完成共现分析。分别将两个共词矩阵导入到SPSS,分析得出系统聚类分析树状图,对关键词进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 相关文献数量分析

在WEB OF SCIENCE数据库中检索以“(ecolog* AND safety) OR (ecolog* AND security)”为主题词的年度发文量如图1所示。由图1可以看出,尽管个别年份发文数量有所下降,但文献数量总体上呈逐年递增的趋势,研究大体可以分成三个阶段：(1)初始阶段(1964—1987年)：生态安全的研究处于萌芽阶段,最早文献发表于1964年,数量较少,不到百篇。(2)波动增长阶段(1988—2011年)：文献数量开始波动增长。国外针对生态安全的研究大致开始于此时期,推测是由于1987年世界环境与发展委员会(WECD)发表报告《我们共同的未来》正式使用可持续发展的理念并做出比较系统的阐释,在国际社会产生了较大影响导致国际社会对生态安全的研究开始重视起来。(3)快速发展阶段(2012年—至今)：文献数量快速增加。随着可持续发展理论日益深入人心,国外对生态安全的研究进一步深入,表明人们在经济快速发展的同时更加关注对生态环境的破坏。

图1 国外有关生态安全在生态环境领域的年度发文量Fig.1 Number of articles about ecological security in ecological environment in each year in foreign

在CNKI中检索的6000篇主题为“生态安全”并与生态环境有关的文献年度发文数量如图2所示。由图2可以看出,国内关于生态安全最早文献可追溯到1999年,随着时间的推移文献的数量总体上呈上升趋势并大体可以分为三个阶段(1)初始阶段(1999—2002年)：文献发文时间较晚,数量偏低,不足10篇,生态安全问题还未引起大多数专家学者的重视。(2)波动发展阶段(2003—2011年)：相对于第一阶段文献数量有所增加并呈波动增长的趋势。(3)快速发展阶段(2012年—至今)：自我国十八大以来,随着国家生态文明战略和生态红线规划的提出,区域生态安全相关文献发文数量持续增加,2017年达到2318篇。2018年文献数量较低,推测是由于统计文献时差造成的。对比图1和图2,国内外对生态安全研究日益重视,发文数量趋势变化大体相同,国外研究时间要早于国内,而国内年均发文量明显高于国外。

图2 国内有关生态安全在生态环境领域的年度发文量Fig.2 Number of articles about ecological security in ecological environment in each year in domestic

2.2 高频关键词分析

关键词是对文章的高度概括和精炼,提炼出多篇文章中的高频关键词一定程度上可以代表该领域的研究热点[17]。利用Bibexcel分别提取国内外文献高频关键词如表1和表2。

表1 国外关键词及其频次

表2 国内关键词及其出现频次

根据表1看出,食物安全(food safety)、气候变化(climate change)、持续性(sustainability)和生态安全(ecological safety)等是国外生态安全研究中频次较高的关键词。由此可见,国外生态安全研究主要集中在人口承载力、外部环境影响与可持续发展,研究的空间尺度大多在国家和全球层面,研究对象主要针对极端贫困国家和发展中国家。

根据表2可以看出,生态安全、生态文明和PSR模型是我国生态安全研究中频次较高的关键词。由此可见,国内主要是围绕生态文明建设进行基于PSR框架生态安全评价与生态安全红线空间规划等领域。

2.3 高频关键词的共现分析

共现分析是通过对某个领域的研究主题或关键词共同出现在同一篇文献中的情况,分析该领域中各个方向或主题间的联系[20-22]。本文利用Bibexcel软件将国外文献中提取的50个关键词和国内文献提取的61个关键词及其出现频次分别生成50×50和61×61共词矩阵,分别导入到Ucinet软件中生成##h文件,再用Netdraw绘制高频词共现网络可视图如图3和图4。在网络可视图中,每一个节点均代表一个关键词,节点越大,表示该关键词与其他词共现的次数越多;节点越小,表示该关键词与其他词共现的次数越少。节点间线条的粗细程度代表两个节点(关键词)的共现次数,线条越粗代表这两个关键词之间共现次数越多。节点小、线条较细并不代表研究次数少,只能表示此节点在网络可视图中与其他节点共现次数较少。

图3 国外生态安全研究高频关键词共现网络可视图Fig.3 Co-occurance netview of key words from ecological security in foreign

从图3可以看出气候变化(climate change)、生态系统服务(ecosystem services)、环境(environment)和食物安全(food safety)等关键词在生态安全相关文献中与其他关键词共现的次数较多,代表了国际社会当前该领域的研究热点。气候变化(climate change)和适应(adaptation)、环境(environment)与食物安全(food safety)、生态风险评估(ecological risk assessment)与杀虫剂(pesticides)等,这些关键词之间的连线较粗,说明这些关键词两两之间共现次数较多,两词在相关研究领域较为紧密。

图4 国内生态安全研究高频关键词共现网络可视图Fig.4 Co-occurance netview of key words from ecological security in domestic

从图4可以看出,生态安全、生态安全格局、生态文明和生态安全屏障等关键词在生态安全文献与其他关键词共现的次数较多,能够代表目前该领域的研究热点。图4中生态系统和生态系统服务、生态系统服务和生态安全格局、区域生态安全和生态足迹、指标体系和生态安全评价等,这些关键词之间的连线较粗,说明这些关键词两两之间的共现次数较多,以这些关键词为研究对象的文献较多,在研究领域中的关系较为紧密。

2.4 高频关键词的聚类分析

聚类分析能够定量研究事物分类和分区问题,是文献计量中常用的方法[23]。聚类分析的基本原理是,依据样本自身属性,用数学方法按照某种相似性或差异性指标,定量的确定样本之间的亲疏关系,并按照这种亲疏关系程度对样本进行聚类[24]。在聚类分析谱系图中,聚类标准不同,聚类结果也不同。同一类别内部的样本相似性较高,而不同类别的样本之间差异性较大。本文使用SPSS分别对国外文献提取的50个关键词和国内文献提取的61个关键词进行聚类分析,高频关键词分成3个群集如表3和表4,系统聚类树状图如图5和图6。

表3 国外生态安全研究关键词聚类群体划分

表4 国内生态安全研究关键词聚类群体划分

通过对国外生态安全研究关键词的聚类群体分析,从表3可以看出：群集1包括生态安全、生态风险和生态服务功能评价等,研究尺度大多是针对一些极端贫困地区或者是一些发展中国家,研究内容为某些特定生态问题,如能源安全(energy security)和贫困 (poverty)等。群集2主要关注的是在气候变化背景下的生态安全动态以及可持续发展研究。气候变化会导致生态致灾因子的变化从而危害生态安全。群集3主要是从食物安全的角度研究生态安全。世界人口迅速增加给生态环境造成的压力越来越大,因此如何在人口不断增加的大背景下保证食物安全进而维系生态安全一直是国际社会所关注的热点话题。通过对国内生态安全研究关键词的聚类群体划分,由表4可以看出：群集1主要研究不同地域下生态安全状态与生态系统服务功能评价和生态补偿等。研究内容包括生态安全指标体系、生态安全评价和生态安全格局等,研究案例集中于森林生态系统、城市生态系统和自然保护区等[25-27]。群集2主要研究生态空间规划等。生态空间是一个包括时间、空间、自然资源、生物多样性和生态服务功能的综合载体[28-29]。随着生态文明建设的实施,自然资本测算和生态空间规划的研究日益加强。群集3主要研究生态保护红线的划定。生态保护红线是指依法在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定的严格管控边界,是国家和区域生态安全的底线[30-31]。2014年1月,环保部印发了《国家生态保护红线-生态功能基线划定技术指南(试行)》,自此生态保护红线研究越来越受到重视,成为了当前和今后一段时期的研究热点。

3 结论

生态安全是当前学术界研究的热点话题,涉及多门学科和领域。本文基于WEB OF SCIENCE和CNKI数据库检索生态安全领域的相关文献,利用文献计量方法分析了生态安全的研究热点和趋势。

(1)国内外生态安全研究发文数量不断增加,并大体可分为初始阶段、波动增长阶段和快速发展阶段三个时期。国外对生态安全研究从1964年的不足百篇增加到2017年的815篇,国内从1999年的不足10篇增加到2017年的2318篇。国外研究时间要早于国内,但国内年均发文量明显高于国外。

图5 国外关键词系统聚类分析树状图 Fig.5 Tree diagram of hierachical cluster analysis of key words in foreign

图6 国内关键词系统聚类分析树状图 Fig.6 Tree diagram of hierachical cluster analysis of key in words domestic

(2)国外上有关生态安全研究的高频关键词主要有food safety、climate change和sustainability等,国内有关生态安全研究的高频关键词有生态安全、生态文明建设和PSR模型等,说明国外更关注研究在气候变化背景下的生态安全动态与可持续发展的关系。而国内主要是围绕生态文明建设进行基于PSR框架生态安全评价与生态安全红线空间规划研究等。

(3)根据国内外高频关键词聚类分析的三个群集分析,国内外生态安全在研究方向和空间尺度上具有较大的差异性。国外主要以极端贫困国家和发展中国家为研究对象,研究尺度较大,涉及地区、国家甚至是全球层面,相关研究主要集中在外部环境变化和人文社会经济系统对于生态安全的影响等方面。国内则主要集中于生态安全基本理论与指标体系的构建,研究尺度主要集中在中小尺度。今后国内有望在生态安全的自然与人文因素的结合、安全空间的理论与方法上可做进一步深入研究。

综上所述,生态安全概念提出近三十年以来,一直是国内外的研究重点和热门领域,国内外的研究各有侧重,研究对象和研究尺度都有较大差异,这也反映出在各种人为因素和自然因素相互作用下区域生态安全具有时空动态性和差异性。在构建人类命运共同体的背景下,国际间和区际间生态安全是当前全球生态安全研究的热点,未来生态安全研究应重点在生态安全的时空演变、区际生态安全关联和安全与风险管理等领域展开合作与交流。我国生态安全研究在未来的一段时期将集中于生态文明与生态红线空间规划等领域,与此同时,在共建“一带一路”中,我国生态安全应在经济与社会、能源与资源、文化与信息等领域开展专题生态安全的研究。由于资源有限,文献时间起点为1900年,尚未收集到1900年之前的文献,导致分析不够全面。另外在人工手动筛选文献的时候,也可能存在漏选或者错选,导致分析结果不够准确,存在误差。