基于中国知网的生态修复评价热点与趋势的可视化分析

袁静芳，刘晓曼，张文国，张艺凡

(1.中国环境科学研究院，北京 100012；2.生态环境部卫星环境应用中心，北京 100094；3.河南黄河湿地国家级自然保护区三门峡管理处，河南 三门峡市 472000)

随着科技进步、人口数量攀升和城镇化进程加快，大量不合理的自然资源利用使得生态环境遭到严重破坏。生态修复具有扭转生态系统退化、增强生态系统服务功能、改善人与自然关系和抵御未来环境变化等潜力，正日益成为从地方到国家再到全球层面的主流政治议题和优先事项[1]。生态环境问题也已引起国内政府部门和研究学者的广泛关注。我国政府高度重视生态保护与修复工作，党的十八大报告将生态文明建设纳入“五位一体”的总布局，十九大报告提出加快生态文明体制改革，统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责，统筹山水林田湖草系统治理[2-3]，目前生态修复工作已上升为我国国家层面上的战略性工作[4]。

生态修复评价作为对生态修复工程是否成功的检验，不仅是生态修复工作的重要组成内容，更是进一步调整和改进修复方案的重要手段，对推进生态文明建设和开展后续生态监理工作有指导性作用[5]。随着生态修复上升为战略性工作，我国对生态修复评价工作也提出了更高要求。近年来，国内一些关于生态修复评价的研究综述大部分都是基于经验的总结[6-11]，以阅读归纳法对已有文献进行分析，存在主观性和片面性。信息计量学技术可以对海量文献数据进行多元、历时性动态分析，科学知识图谱就是其中一种重要的文献计量和可视化方法。鉴于此，采用可视化分析软件CiteSpace和VOSviewer得到科学知识图谱，在梳理生态修复评价相关文献基础上，全面分析生态修复评价现状和特点，为进一步加强生态修复评价研究提供客观、科学的参考和借鉴。

1 材料与方法

1.1 数据来源及处理

以中国知网数据库作为文献数据来源，文献类型设置为学术期刊、硕博论文和会议，以“生态修复评价”“生态修复评估”“生态恢复评价”或“生态恢复评估”在主题、篇名、关键词或摘要中进行检索，检索时间截止到2020年12月31日，共得到研究样本1 542篇。人工剔除资讯、通知、信件和编制规定等不相关文献19篇，最终得到1 523篇有效文献。

1.2 研究方法与工具

科学知识图谱是通过可视化手段得到相关文献的结构、发展规律和分布情况的可视化图形，具有多元、分时和动态的特点[12]。采用CiteSpace和VOSviewer软件，按照作者合作与机构→研究热点分析→研究演化途径的思路对国内生态修复评价研究进行文献计量和科学图谱分析[13]：(1)通过发文合作图谱和发文机构统计分别从作者合作群和核心研究机构两个方面探讨国内生态修复评价的研究力量和合作关系；(2)通过关键词聚类科学知识图谱研究热点主题；(3)通过年度变化趋势和时区知识图谱来探究生态修复评价不同发展阶段的热点演化进程。

2 结果与分析

2.1 研究现状

2.1.1学科特征

生态修复评价研究涉及环境科学、农林学、建筑学、生物学、自然资源科学和经济学等多个学科，且各学科发文量占比存在较大差异。生态修复评价研究文献主要集中在环境科学，其发文量占总发文量的50.46%。此外，约40%的文献涉及工程学、地理科学和生物学等学科，其中，农林学发文量占14.79%，建筑学占10.07%，生物学占6.40%，自然资源学占5.64%，经济学占4.64%。这表明生态修复评价不仅是环境科学的研究重点，还吸引了大量其他领域学者的关注。需要关注的是，生态修复评价研究是以生态空间为场地，以自然资源为对象，以人类影响为聚焦的综合研究，强调生态、社会和经济的协调发展，应充分考虑自然生态系统与人类社会之间的耦合关系和反馈机制，加强不同学科间的交叉研究。然而，当前社会学和经济学在生态修复评价研究中的作用稍显不足，未来应加强经济学在生态修复可持续发展研究中的应用，从人类福祉视角综合评价生态修复工程。

2.1.2高产作者

表1 中文文献生态修复评价研究高产作者Table 1 The core authors of ecological restoration evaluation research in Chinese literatures

2.1.3机构发文量

对生态修复评价领域中文文献发文研究机构进行统计分析，并列举了发文量最高的8个研究机构的总被引次数和平均被引次数，及所发表文献主要关键词(表2)。如表2所示，从中文文献发文数量来看，北京林业大学参与的发文数量(69篇)最多，其中，学位论文占比为62%，这为生态修复评价领域人才储备做出一定贡献，中国科学院大学、北京师范大学和西北农林科技大学等高校和科研机构紧随其后。从总被引数来看，兰州大学(1 843次)、中国科学院地理科学与资源研究所(1 229次)的总被引次数均超过1 000，兰州大学平均被引次数达92.2次，表明这两家机构在生态修复评价方面的研究工作受到广泛认可，是生态修复评价领域主要研究力量。从各机构发文的主要关键词来看，研究领域主要集中在生态修复评价指标、生态修复评价模型建立和基于3S技术对生态系统进行评价等方面。

表2 中文文献发文量排名前8位的研究机构情况统计Table 2 The top 8 institutes for ecological restoration evaluation research in Chinese literatures

2.1.4作者合作

作者合作群极大地影响着学科发展方向和速度，且对非核心作者研究工作有引领性作用[25]。采用VOSviewer软件对作者进行共现分析，得到发文作者合作网络(图1)。目前，中文文献已形成了以刘培斌、高甲荣和赵进勇为核心作者的合作团队。此外，还形成了以王明玉和于森为代表的9人合作团队，以赵进勇为代表的7人团队，以王越为代表的4人团队和以刘培斌为代表的3人团队。但中文文献中合作较为紧密的团队仅有5个，并且多人(>5人)合作团队仅有3个。这表明生态修复评价研究团队数量较少，且合作规模较小。进一步分析文献发表年份发现，大多数研究团队形成于2010年之后，说明生态修复评价领域研究力量在2010年之后逐渐增强。

节点代表作者，节点越大，则作者发文量越多；线条代表合作，节点所连线条越多，则合作次数越多。图1 生态修复评价主题的中文文献作者合作图谱Fig.1 Ecological restoration evaluation research author cooperation network in Chinese literatures

2.2 生态修复评价研究热点

关键词能够表达文献的核心内容[26]，为探究生态修复评价研究领域的热点，对相关中文文献关键词进行聚类分析。采用CiteSpace软件对文献进行分析，得到关键词聚类知识图谱(图2)。

图2 中文文献生态修复评价关键词聚类科学知识图谱Fig.2 Clustering graph of key words in ecological restoration evaluation research in Chinese literatures

如图2所示，18个聚类标签以生态修复工程为中心，向湿地、煤矸石油、山水林田湖草、城市内河、黄土高原、GIS及RS、河流生态模型、矿产资源规划和生态风险评价等多个方向发散，基于以往研究[2-5]和知识图谱对相关研究热点进行存量总结和归纳整理，发现当前学者对生态修复评价领域的研究主要集中在修复评价类型、生态修复评价指标和生态修复有效性评估3个方面。

2.2.1生态修复评价类型

目前，国内生态修复评价工作涉及水域、森林和采矿废弃地等多种生态系统类型，以及土壤侵蚀和土地荒漠化治理等各种生态退化具体问题[27-28]。水域生态修复工作在我国较早开始，修复区域包括江河、湖泊、渠道和水库等，水域修复评价频次也最高，一直是众多学者关注的焦点。目前，中国文献针对流域水污染、湖泊富营养化和湿地萎缩[29]等水域问题已初步建立了评价体系。森林生态系统中的植被恢复相对复杂，需要结合区域自然环境特点和土地利用情况，增加植被覆盖度[30]。近年来，学者大多从效益角度和植被修复适宜性角度对森林修复中的植被恢复问题进行评价，如黄鑫等[31]根据土地利用状况、植被景观格局及生态特点，建立了适合长江流域森林植被修复的评价指标体系，并根据物源模型对长江流域2个区域植被修复适宜性进行评价。在前期，采矿废弃地生态修复工作主要包括地形地貌恢复和土壤植被修复，如王丽艳等[32]采用植被指标和土壤指标评价修复效果，确定了适合赣南稀土矿区的植被修复模式。目前，采矿废弃地修复评价开始注重修复过程中各地理要素的连续性、生态结构的整体性和生态-社会-经济的相互作用，如孙晓玲等[33]基于生命共同体理念，提出矿山修复目标，并制定了3层评价指标框架，为矿山修复评价提出较合理的综合方法。水土流失是我国面临的重要环境问题，开展水土流失生态修复及其评价是改善我国生态环境的有效途径[34]。我国水土流失评价研究开始于蓄水保土方面[35]，随着人们对水土流失内涵的深入理解，水土流失修复评价内容与方法逐渐充实，如刘霞等[36]采用遥感与实测耦合技术，通过建立生态修复效益监测指标体系和划分修复措施类型对水土流失修复工程效益进行分类监测及系统评价，结果表明生态修复区域水土流失现象得到改善。土地沙漠化是干旱半干旱区特殊环境和长期以来不合理利用导致的问题，近年来，我国高度重视土地沙漠化治理工程评价，且已取得初步成效[37]。

2.2.2生态修复评价指标类型

科学选择评价指标是生态修复评价的关键步骤，目前评价指标一般分为效果类指标和管理类指标[38]。修复退化生态系统的结构和功能是生态修复工作的关键，很多学者利用反映生态修复区域结构和功能特点的指标进行评价。陈晶等[39]以矿山生态系统修复效果为研究对象，选择环境污染防治、地质灾害防治、生态基质修复、生态活力恢复、生态景观修复和综合效益6类指标对矿山生态修复进行分析。实现自然与社会可持续发展是生态修复工程的基本目标，生态系统服务价值作为自然生态系统和人类偏好的链接[40-41]，成为开展生态修复评价的重要工具。王璨等[42]对太湖地区生态修复区的渔业资源、旅游休闲、气体调节、净化水质、营养循环和控制侵蚀6类生态系统服务价值进行评估，并将生态服务价值分为直接使用价值、间接使用价值、非使用价值和生态系统服务价值进行综合评价。科学选择管理指标能有效提高项目监管能力，提升生态监测有效性，能更好地加强生态修复的适应性管理[30]。欧阳玉蓉等[38]根据海洋生态系统特点确定海洋生态修复管理目标，以项目实施情况、跟踪监测情况、资金使用情况和项目管理情况4类指标构建项目绩效评估指标体系，明确海洋生态修复项目投入-产出-目的/作用-目标过程，针对性地提升海洋生态修复项目的运行效率。

2.2.3生态修复有效性评估

对于已经实施的生态修复工程，目前仍没有广泛适用的能评估修复有效性的定性界定或定量判定方法[7]。根据生态修复工程的不同实践阶段，一般采用参照法、目标法或反馈法初步确定修复项目实际效果。在修复评价工作初期需要对修复区域生态系统建立参照条件，将修复目标与参照条件中的多种指标进行对比，以判断生态修复是否成功，所选参照系决定着生态修复的前进方向。近年来，确定生态系统修复参照条件这一观念已引起许多学者重视，如张文慧等[7]提出仅将湖泊生态系统未受人类干扰的状态作为参照条件是不现实的，除了以历史状态作为参考外，也可采用与该湖泊气候、地形和构造相同或类似且较少受到人类干扰的其他湖泊当前状态为参考。邵全琴等[43]提出“动态过程生态本底”的概念，明确生态本底是生态修复工程实施前的生态状况，在生态本底的基础上可以准确判断生态系统变化过程与趋势，以便更科学地评价修复工程。处于实践中期的大型修复项目难以匹配合适的参照系，处于这个阶段的项目须制定生态、经济和社会属性的具体目标，并对生态系统进行监测以保证生态修复朝着预期目标发展。彭建等[44]提出生态修复目标不能仅以生态系统服务供给或潜在供给的增长为基准，更应基于社会经济手段，通过改善生态系统结构及人地关系，提高其生态承载能力，实现生态-经济-社会的良性循环。在生态修复项目成熟阶段，专家学者已对不同生态系统的生态修复评估制定出相应技术路线，利用路线的负反馈机制，从结果入手调整当前生态修复目标及策略，逐渐恢复生态环境健康状态[45]。

2.3 研究趋势

以生态修复评价研究突现词对研究阶段进行划分，并利用突现词和关键词时间图谱探索生态修复评价研究发展趋势。突现词是在一定时期内出现频率快速增加的关键词，反映该时期研究热点及其趋势走向[46]。关键词时间图谱能够反映一定时期主要内容随时间的变化，揭示关键词形成过程和发展状况[47]。如表3所示，根据突现词可将生态修复评价研究分为3个阶段。

表3 生态修复评价研究中的突现词Table 3 Burst terms in ecological restoration evaluation research

第1阶段为1986—2002年。该阶段突现词数量(17个)最多，是中国生态修复评价研究起步阶段。如表3所示，该阶段为以内河、海岸带为修复对象，以河流生态治理评价为目标的水体修复评价阶段，并在矿山修复评价方面开展了初步探索。自刘树坤[48]提出大水利理论以来，国内学者根据现实需求，针对某一特定区域生态修复工作开展研究，思考了河流生态系统生态恢复评价尺度[49]，提出了河流生态系统修复评估指标[50]。但该时期开展的修复工程主要为特定河段的水质恢复和景观改造，因此在研究区域上缺乏对整个流域、区域的研究，在研究内容上缺乏对河流形态重塑、岸边带规划和栖息地保护等方面的评价[51]。并且，该时期虽然开展了修复评价项目，但缺乏充分的理论研究，因此突现词强度均小于5(表3)。

第2阶段为2003—2011年。该阶段研究主题转为“生态系统健康”“生物多样性”“生态评价”，对生态修复效果的有效评价成为研究重心，研究进入系统评价生态修复项目阶段。该时期高强度(>5)突现词较多(表3)，表明生态修复学与生态修复评价体系逐渐形成一定基础理论[52]。结合该阶段文献与时区知识图谱〔图3(A)〕分析，发现该阶段作为过渡阶段，生态修复评价工作呈现多元化特征，并且不同类型修复工程指标体系开始涌现[53]。该阶段社会效益评价[54]、经济效益评价[55]和经济损失评价[56]相关研究内容逐渐增多，说明学者开始注重人与自然的互助关系。在该时期3S技术的高速发展，对生态修复工程修复成效监测具有重要意义。部分中文文献借助地理信息系统的时空数据模型处理方法，利用遥感影像和全球定位系统数据掌握生态修复发展的变化特点与规律，并由此对下一阶段修复工程做出科学指导[57]。

图3 不同阶段生态修复评价研究关键词时区知识图谱Fig.3 Key words time zone knowledge graph of different stages of ecological restoration evaluation research

第3阶段为2012—2020年。从该阶段关键词时区知识图谱〔图3(B)〕可以看出，随着生态修复评价相关理论基础知识研究的不断深化，研究内容较上一阶段更加有深度和广度。“山林田湖草”“效果评价”“层次分析法”等突现词的出现，表明生态修复评价研究空间领域进一步融合[58]，评价指标体系进一步细化[59]。2013年习近平总书记在《关于〈中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定〉的说明》中指出，“山水林田湖是一个生命共同体”。一方面，山水林田湖草在地理分布上是连贯的，其生态结构、功能相互影响，因而简单基于行政区划进行修复工程评价不符合自然规律[39]；另一方面，生态单要素治理模式成效并不明显，常常会引发新问题，部分地区甚至会出现生态环境倒退的情况[60]。康婷婷等[61]在准确评估西北干旱区山地-绿洲-荒漠系统生态恢复综合效益后，认为基于“山水林田湖草”的生态修复效益定量评估有助于客观认识生态修复现状和动态。自党的十八大报告将生态文明建设提高到“五位一体”总布局的战略高度以来，党中央、国务院针对生态保护与修复工作出台了一系列重大决策部署，对政策实施效果的生态效益评价开始出现，如周升强等[62]分析了不同养殖类型的农牧民对修复工程实施绩效的满意度及其影响因素。生态修复评价与自然资源监测联系更加紧密[63]，两者之间从以数据交流为重心逐渐转为以技术支撑为重心，生态修复评价更多地借助遥感、地理信息系统、卫星定位系统和计算机模拟等现代科技手段，研究也走向定量化、信息化和动态化[64]。

3 结论与展望

3.1 结论

(1)生态修复评价是一个多学科交叉、综合性较强的研究主题，目前中文文献中生态修复评价工作涉及学科的交流强度较小，作者发文量整体不高，作者合作群体较少，核心作者缺乏，中文文献中缺乏稳定的核心作者网络。各研究机构发文量和被引频率不高，仅北京林业大学发文量较多，兰州大学和中国科学院地理科学与资源研究所平均被引次数较高，这3个机构是生态修复评价领域主要研究力量。

(2)生态修复评价研究热点主要集中在面向不同生态要素及退化问题的修复实践评价、不同功能类型评价指标和生态修复有效性3个部分。一些学者从具体工作入手，对不同生态系统和不同生态问题的生态修复工作进行评价。在指标类型方面，面向不同生态系统选取的指标有所不同，但是大部分指标反映了自然结构和生态服务，较少反映管理机制。在生态修复有效性方面，选择合适的参照系，设立科学的研究目标，以及利用技术路线的负反馈机制，是提高我国生态修复评价有效性的主要方法。

(3)1986—2002年为以水体修复评价为主的初期探索阶段，该阶段研究主要针对某一特定区域生态修复工作开展研究，初步建立生态修复评价指标选择方法。2003—2011年为系统评价生态修复项目阶段，这与我国于1999年启动了一系列生态修复工程的时间背景吻合，学者开始对不同类型生态修复项目进行评价。2012—2020年为以“山水林田湖草”生态修复系统评价为目标的综合研究阶段，这主要是由于党的十八大之后产生了一系列生态修复新理念、新思想、新战略，开始出现大尺度的生态修复评价，评价指标体系研究进一步深化，生态修复有效性评价、政策的生态效益评价和评价体系科技融合开始出现。下一步应加强生态修复评价工作对后续管理工作的指导，并以此为依据建立管理执行机制，还应加强对外文文献的关注和对研究热点形成机制的分析。

3.2 展望

基于对生态修复评价领域中文文献的可视化分析结果，对其未来发展形成如下主要启示：

(1)形成以保护为优先的生态修复评价理念。重点评价自然保护地、重点生态功能区和生物多样性保护优先区等重要生态空间自然恢复能力。加强对重要生态空间人为影响的评价，监测并推动各类生态破坏活动退出生态空间，实现修复工程与评价之间的循环作用。在国土综合治理大背景下，严守生态保护红线、永久基本农田和城镇开发边界3条控制线[65]，优化生态、城镇和农业空间布局，结合新城镇化发展战略，开展农业土地利用效率评价工作。

(2)开展基于重大生态工程的生态功能修复评价研究。因地制宜差异化地配置人工、自然和生物等措施，进一步解决我国各重大生态修复区域的水土流失、荒漠化和土地侵占等问题，科学评估固碳增汇、土壤保持、水源涵养、生物多样性保护和洪水调蓄等生态系统功能的动态变化。坚持山水林田湖草是生命共同体理念，遵循自然内在机制，系统提升生态系统质量。

(3)加强和完善生态修复建管评价。随着我国生态修复地面监测能力的提高，生态修复全过程统一管理机制尚未建立，目前仍缺乏基于生态保护与经济发展的综合建管机制评价。政策的完善是生态修复评价有效发展的保障，然而中国现有政策措施较为单一、分散，无法满足山水林田湖草整体修复评价的需求，需要形成以中央及地方各级政府为监督，以高校与各科研院所为探索，以各类企业为实践的多元主体参与的长效保护机制，推动生态修复工作从单纯依靠财政补贴向多元化投入体系的转变。