基于文献计量分析的立体绿化研究综述

莫心怡　刘青　钟乐

摘 要 立体绿化是改善城市生态环境和城市景观的有效途径。以Web of Science核心数据库中收录的立体绿化相关文献为研究对象，运用CiteSpace对相关文献进行知识图谱的绘制，展现立体绿化研究文献的基本特征、领域的发展脉络以及研究热点与研究前沿。研究表明，立体绿化研究的热度较高，已经形成较为完善的研究体系，研究内容呈现多元化趋势，研究深度逐渐提高;研究在生态学、环境科学、农林科学等领域备受关注，研究视角有多学科交叉的特征;“维护城市生态”和“提升人居环境”是立体绿化研究的热点领域;“面向全局的绩效评价”和“面向节能的营建技术”是立体绿化研究的前沿领域。

关键词  立体绿化;计量分析;研究热点;研究趋势

引用本文格式 莫心怡，刘青，钟乐.基于文献计量分析的立体绿化研究综述[J].创意设计源，2022（1）：70-75.

Review of Vertical Greenery Research Based on Bibliometric Analysis

MO Xinyi， LIU Qing， ZHONG Le

Abstract： Vertical greenery is an effective way to improve the urban ecological environment and urban landscape. The research object is the vertical greenery related literature included in the core database of Web of Science， and the knowledge mapping of the related literature is conducted by using CiteSpace to show the basic characteristics of the vertical greenery research literature， the development of the field， as well as the research hotspots and research frontiers. The study shows that the research on vertical greenery is hot and has formed a relatively complete research system， with diversified research contents and gradually increasing research depth; the research has attracted much attention in the fields of ecology， environmental science， agricultural and forestry science， etc.， and the research perspective has the characteristics of multidisciplinary crossover; "maintaining urban ecology" and the "maintenance of urban ecology" and "improvement of human living environment" are the hot areas of stereoscopic greening research; "global-oriented performance evaluation" and "energy-saving construction technology" are the frontier areas of vertical greenery research.

Key words： vertical greenery; quantitative analysis; research hotspots; research trends

[基金项目]本文系 2021 年度国家自然科学基金项目“基于城市土壤特性及绿地特点的城市绿地渗蓄机制研究”（项目编号：32160401）阶段性研究成果。

一、研究背景

目前全球已进入城市化世纪（Urban Century）[1]，城市化在给人类带来便捷生活的同时，也引发了诸如热岛效应加剧、生物多样性下降、环境污染加重、生态系统退化等生态问题[2-3]。由城市绿色空间提供的生态系统服务[4]是应对上述问题的上善之策，其重要性不言而喻。但城市中的建设用地总量极为有限，又要满足生产、生活等不同需求，因此，可拓展为绿地的土地便非常稀少[5]。当绿地的面积总量趋于饱和时，向纵深发展的立体绿化就成为满足人们日益增长的生态需求的唯一选择。事实上，由于立体绿化在减少建筑耗能、热岛效应，增加城市生物多样性方面的出色表现，已成为国内外研究与实践的热点[6]。

中国正处于城镇化快速发展的进程中，按城镇化率测算，预计到 2050 年将新增 2.55亿人进入城市生活[7-8]，对于城市绿色空间的诉求将进一步增大。但受限于中国严格的土地管理制度，绿地与广場用地面积占城市建设用地总面积的比例上限为 10%～15%。而在过去的数十年间，中国已有 392 个绿地率达 31%以上的国家园林城市和 19 个绿地率超过 38%的国家生态园林城市，显然各城市中绿地面积进一步增长的空间已极为有限，未来城市建设用地和城市绿地的矛盾将会更为尖锐[9]。因此，对于中国来说，立体绿化也是城市高密度发展模式下提升生态效能、景观风貌以及实现可持续发展的重要途径[10-12]，亟待展开相关研究。

立体绿化是以建（构）筑物为载体，主要利用攀援植物，并与其他类型植物相配合向空间发展的绿化形式[13]。目前国内的已有研究在植物品种选择[14-18]、栽培基质选择[19]、施工技术[20- 21]以及以雨洪控制效应为代表的绩效评价[22-23]等方面取得了一定的进展，但也存在有研究选题雷同、系统性不强等问题。国外相关研究起步较早，有相对成熟的研究体系和经验[24]值得借鉴。基于文献计量学的科学知识图谱分析，能够将立体绿化相关研究动态进行更加全面的回顾和更为精准的分析，因此，本文将通过这一方法，定量梳理立体绿化研究的概况与发展脉络，揭示该研究的热点领域与前沿趋势，以期能够为后续的相关研究提供参考。

二、数据与方法

（一）数据来源

研究所用的数据来源于Web of Science核心数据库，笔者在2021年 9 月 28 日以相关主题=（“Vertical Greenery”OR“Green Wall”OR“Living Wall”OR“Green Roof”）展开检索，数据采集时间范围设置为 2000—2021 年，对检索出的文献进行标题和摘要的逐一阅读之后，对其进行数据整理，最终确定 1 120 篇文献数据为研究样本。

（二）研究方法

CiteSpace是目前较权威的用于分析学科知识领域的发展及其研究热点、研究前沿和研究趋势的文献计量研究工具[25-26]。本文通过CiteSpace软件对整理后的 1 120 篇文献数据进行可视化分析，揭示立体绿化相关研究的学科分布、空间分布和发展趋势等内容。

三、结果与分析

（一）文献数据的概况

1.学科分布

研究主要聚焦于环境科学、生态科学和工程技术三个领域，并将上述领域与

能源和燃料、农业、城市研究等领域形成联结，横跨理、工、农等学科，呈现出典型的多学科交叉特征（见图 1）。

2.共被引期刊分布

1 120 篇文献数据共发表在 256 种期刊上，其中工程技术、农林科学、环境科学与生态学的期刊载文量远高于其他刊物，在一定程度上引领了立体绿化研究的前沿（见图2）。在检测出的 70 个高突现值的期刊中，前 20 个期刊类型还有气象与大气、科学与植物科学类的期刊（见图 3），反映出立体绿化研究的权威文献主要集中在生态、环境、工程技术相关的研究层面，而其在经济维度的研究尚未充分展开。

3.空间分布分析

美国是立体绿化研究领域的领跑者，其发文量占文献总量的 21.4%。美国、中国、英国、意大利、澳大利亚、加拿大、法国、西班牙、日本、希腊等 10 个国家的总发文量占比达 77.9%，显然，相关研究集中于发达国家或城市化程度较高的国家/地区（见图 4）。在研究机构中，香港大学于 2010 年开始发表该领域的相关文献，并以 35 篇的发文量在机构发文中排名第一，但与之相对的是内地对立体绿化的研究起步较晚（见图 5）。

4.高被引作者分析

高被引作者是指得到了其他研究者对其研究的充分肯定和借鉴。对高被引作者进行分析往往能真实反映该领域内研究的基础、积淀和焦点。对被引频次在前 10 的作者进行分析（见图 6、表 1），得出以下结论：（1）立体绿化研究的作者均来自经济发达的国家/地区，这充分说明立体绿化的相关研究和实践与其所在区域的经济水平、城市化水平存在密切关联;（2）作者们均来自高校，说明相关研究尚未在实践类的企业或研究机构中得到充分开展，立体绿化的相关研究从实验室走向商业尚存在一定距离;（3）北美洲、欧洲的高被引作者更关注立体绿化的多维度生态系统服务，而来自新加坡的高被引作者更关注立体绿化在建筑能耗、城市热岛等方面的绩效，是对其高密度人居环境的响应，充分表明立体绿化视角的高被引研究有着鲜明的地域性特征。

（二）研究热点发展趋势

运用CiteSpace的关键词提取和突现词提取功能，综合分析高频研究热词（见图 7、图8），得出以下结论：

1.研究内容愈发多元

分析高频热词，可以大致将立体绿

化领域的研究划分为 3 个阶段：

（1）2010 年以前，关键词多为屋顶绿化（green roof）、蒸散（evapotranspiration）、干旱（drought）、景天科植物（sedum）等，且 2006 年以前关键词的中介中心性都未曾达到 0.1，说明立体绿化领域的研究还处于起步阶段。这一阶段的特征一是将立体绿化的研究局限在屋顶绿化，二是在研究内容上仅聚焦于少数几个议题，三是研究深度也较为浅层，多在讨论屋顶绿化的养护管理问题，如干旱气候对屋顶植物的影响[27]、屋顶绿化景天科植物的养护[28]等。

（2）2010—2015 年，中介中心性大于 0.1 的关键词迅速增加，关键词开始深化和细化，如系统（system）、生物多样性（biodiversity）、雨水管理（stormwater management）、城市生態（urban ecology）、热岛效应（urban heat island）等，说明这一时期是立体绿化领域研究的蓬勃发展阶段。这一阶段的特征一是相关研究学者对于立体绿化的理解更加科学，不再只局限于屋顶绿化;二是研究内容趋于丰富多元，涵盖立体绿化所能创造的各个维度的生态系统服务类型;三是研究不断深入，开始强调系统性的立体绿化所能发挥的作用，而这些作用也进一步明确为对生物多样性的积极促进[29-30]、对城市雨洪安全的积极影响[31-32]、缓解雨水管理的压力[33]、缓解热岛效应[34]等。

（3）2015 年后，关键词逐渐分散，并再也没有出现中介中心性大于 0.1 的现象，如成本效益分析（cost benefit analysis）、估价（valuation）、微气候（microclimate）、住宅建筑（residential building）、健康（health）、户外热舒适（outdoor thermal comfort）等，说明这一时期是立体绿化领域研究的拓展阶段。这一阶段的特征一是立体绿化的研究热点不再有大的聚集，雨水管理、城市生态系统等问题的讨论逐渐充分;二是研究领域逐渐向经济[35- 36]、人居环境[37-41]和建筑能耗[42-44]等领域拓展;三是研究议题逐渐细化和深化，如研究目标开始出现涵盖邻里或城市规模的立体绿化网络影响，模拟街道规模的墙体绿化对城市热岛效应的减轻作用[45]，立体绿化对城市住宅区微气候及热舒适度的影响[46-48]、高密度城市环境中外墙及屋顶绿化对气温的影响[49-51]等。总体来说，立体绿化研究的内容愈发多元，并向纵深方向演进。

2.立体绿化研究前沿

研究前沿可以为研究者提供该学科研究的最新演化动态，预测学科发展的方向，对学科发展建设有着重要意义。CiteSpace可以利用突现词检测算法确定研究前沿，通过关键词的时间分布，依靠词频的变动趋势，而不是依靠词频的高低去确定前沿领域和发展趋势。对 CiteSpace 检测出的近 4 年具有高突现度的关键词进行施引文献分析，其所揭示的研究前沿主要包含以下 2 个方面：

（1）面向全局的绩效评价。立体绿化的建设和养护都需要投入大量的人力、物力，需要长效的资金和政策支持，因此如何科学地对其成本和收益进行全局評价已成为当下研究的焦点，也将成为未来的关注重点。成本和收益的关注点从之前的立体绿化生命周期等经济价值，到现在和未来的提高立体绿化的社会经济和环境收益，不再仅仅关注经济价值，而是关注多元价值;从之前的缓解城市热岛效应到现在和未来的水文性能提升、丰富城市生物多样性等更多维的生态系统服务;从之前单一的立体绿化类型经济价值到现在和未来的不同立体绿化组合的范围经济优势，其关注点不再是单一的评价方式，而是更全局的综合评价。

（2）面向节能的营建技术。在城市能源与气候问题愈发严重的今天，强调在降低建筑能耗的同时提升热舒适度的营建技术也已成为当下及未来立体绿化研究的关键。营建技术从既往的单一比较不同类型的屋顶绿化减耗性能，拓展到探索体系化、整体化的垂直绿化系统的冷却潜能对空调能耗的影响，并强调通过使用不同的评价方法取得定量数据以指导立体绿化设计;从传统的仅关注垂直绿化对室内外热舒适度的改善，发展到比对不同类型的组合方式、灌溉方法、植物选择、土壤厚度对立体绿化热性能的影响，显然，立体绿化的研究开始更加强调技术的科学化、精准化和高新化。

四、结语

本文使用文献计量学的方法分析了2000—2021 年间的 1 120 篇立体绿化的研究文献，发现以下特点：（1）研究趋势由冷至热。由 2000—2006年平均 10 篇以下的发文量，发展到近10 年来的倍数增长，可知立体绿化领域研究的重要性与受关注度明显增强。（2）研究方向由单一向多元。目前，立体绿化研究已经形成较为完整的网络体系，研究视角由单一向多元化发展，结合了环境科学、生态学、水文学、工程学、热力学等领域的学科知识。（3）研究范围由局部向整体。研究范围也由单栋建筑扩大至街道、邻里规模的立体绿化。（4）研究内容由增绿到综合效益，进而继续深入研究屋顶绿化与绿墙系统的环境绩效，并进一步探索社会和经济等多方面的问题。（5）研究区域由发达国家向发展中国家扩展，立体绿化从美国、英国等发达国家拓展到中国、泰国、马来西亚等发展中国家。

虽然立体绿化研究取得了不错的成果，形成了相对完整的网络体系，但仍存在合作研究不足等问题。具体而言，作者个体之间的研究合作、部分地区的研究机构之间的合作都较为薄弱。立体绿化研究涉及生态、水文、环境科学等多学科，往往需要通过合作来突破地区甚至国家行政边界的限制，但就目前的合作态势来看，并不能满足这一需求。相较而言，中国的立体绿化研究虽然起步较晚，却有后来居上之势，发文量与中介中心性日趋强劲，说明立体绿化研究在中国受到了广泛关注。中国在立体绿化领域的研究有较大的发展空间，可以借鉴国外的研究成果和实践经验。同时，要正视的是，中国立体绿化建设还未成熟，研究也尚显薄弱。中国立体绿化研究应加强重点领域的深入研究，拓展前沿方向的研究内容：（1）针对中国立体绿化内容尚未充分展开的问题，从研究重点领域的角度出发，可从促进立体绿化管理体系的完善、对城市生物多样性的影响和探索、对人居环境的提升、水文模型模拟分析等方面进行深入研究。（2）适应多领域、多学科交叉的特征，构建满足多种类型、多种功能的景观空间需求的立体绿化体系。（3）立体绿化研究领域的进步与科学技术的发展息息相关，推动立体绿化研究在各领域的发展，需要多尝试新技术的应用。

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莫心怡，劉青

江西农业大学

钟乐

华中农业大学