基于CiteSpace的生态系统服务公众感知研究进展

宋 凤，彭 旭，吴冰璐

(山东建筑大学 建筑城规学院，山东 济南 250000)

1 引言

千年生态系统评估(The Millennium Ecosystem Assessment，简称为MA)将生态系统服务定义为“生态系统为人类提供的利益，有助于使人类的生活成为可能和有价值的生活”[1]。稳定持续的生态系统服务不仅是经济社会稳定发展的保障，更是人类福祉的源泉。为揭示生态系统服务水平和发掘生态系统保护途径，国内外学者对多时空、不同尺度的生态系统进行了服务评估研究[2,3]。其中，以生物物质总量和经济价值总量计算为核心的方法长期处于主导地位，二者倾向于更易于货币化的供给、支持及调节服务，未能充分体现生态系统服务的社会价值。

自1980年开始，公众参与环境决策过程在国外已司空见惯[4]，因此西方学者较早开展了基于公众感知的生态系统服务评估尝试。公众感知评估以利益相关者为感知主体、生态系统服务为感知对象，这种从社会角度出发进行的生态系统服务评估研究能够明确公众对区域生态系统服务的实际需求，实现更有效的生态系统服务整合[5]。

近年来国内部分学者以MA为基准，借鉴使用国外研究中的方法逻辑对我国生态系统服务进行了公众感知评估研究，生态系统服务公众感知评估被定义为基于不同类型公众对生态系统的服务提供水平的认识和判断的分析研究[6]。虽然目前国内外已形成一定数量的研究成果，但该领域发展脉络和知识体系仍不明确导致公众感知评估研究尚未广泛开展，国内外研究差距有待进一步说明。因此，借助CiteSpace文献计量工具对国内外相关文献进行计量分析和数据挖掘，从而扎实掌握生态系统服务公众感知研究的知识基础并揭示研究热点分布及前沿趋势，结合我国当前研究现状和社会发展需求对未来研究方向进行展望，对于开展生态相关的环境教育、政策制定及规划实践均具有重要现实意义。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

为保证文献数据的准确性和全面性，本文以Web of Se (WOS)核心合集数据库和中国知网(CNKI)作为数据来源。前者选定主题=(生态系统服务)并且(公众或利益相关者或农户或农民或居民或人们)并且(感知或认知或看法或态度或偏好)，后者检索策略为TS =(ecosystem services * )AND TS =(public OR Farmers OR residents OR stakeholders OR people)AND TS =(Perception * OR cognition OR view OR attitude OR preference)。WOS引文索引设置为科学引文索引扩展，因此英文文献出版年份为2007年至今，而CNKI的检索时间为所有年份。通过剔除相关度低及重复文献，最终分别获得2413篇(WOS)和266篇(CNKI)。

2.2 研究方法

目前文献计量可视化分析软件主要有VOSViewer、CiteSpace、VantagePoint等，其中CiteSpace兼容中外多个数据库，除具备与其他软件一样的共现分析、共引分析及协作网络等基础功能外，亦通过时间模式构建不同时间段的文献计量网络，确定快速增长的主题领域、引用热点以及识别转折点[7]。因此，本文选择CiteSpace.6.1.R3版本软件进行文献计量分析，应用技术和用途包括：①共现分析，含关键词共现网络和关键词突现检测；②聚类分析，含关键词和主题聚类；③共被引分析，主要对参考文献进行网络分析与筛选。

3 基础统计分析

3.1 发文量总体趋势

本文共搜集2679篇国内外生态系统服务公众感知相关文献，研究最早可追溯至2004年(图1)。从总发文量来看2004～2011年发文数量缓慢增长，该时间段虽受到MA影响生态系统服务研究成果显著，但对于公众感知评估关注较少。2012年以后总发文量呈现高速且稳定发展态势，该年成立的生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)无疑推动了全球和区域等尺度的生态系统服务评估研究及成员国公众生态意识提升。WOS数据库收录的文献数量变化基本与总发文量变化一致，仅在2015年和2020年出现弱小波动。发表在CNKI的文献整体呈现波动式缓慢增长，2013年提出“山水林田湖草生命共同体”理念、2018年引发《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》等一系列政策举措成为激起我国生态系统服务公众感知研究的重要影响因素。

图1 国内外发文量总体趋势

3.2 文献来源分析

WOS数据库中生态系统服务公众感知研究主要集中于欧美国家，其中美国文献数量最多约占全部样本的23.12%，其次是德国、英国(图2)。中国因生态可持续相关议题的持续热度促进了该领域研究文献的发表，以251篇位列第四。国外文献的出版物主要有《SUSTAINABILITY》《ECOSYSTEM SERVICES》及《ECOLOGICAL ECONOMICS》，国内则集中于《生态学报》《自然资源学报》和《资源科学》等期刊(图3)。国内近年来生态系统服务公众感知的研究得益于国家自然科学基金、国家社会科学基金及国家重点研发计划等基金支持。

图2 WOS文献来源国家分布

图3 国内外文献出版物分布

4 知识图谱分析

4.1 文献共被引分析

文献共被引分析是引文内容分析的重要方法，反映研究领域的知识基础和网络结构，通过文献共被引的聚类分析与时间线呈现方式能直观了解聚类间的关联性及聚类内部文献时间线分布[7]。运用Citespace5.7.R5对WOS检索数据进行了共被引网络分析，以施引文献主题词为聚类标签提取条件绘制了国外生态系统服务公众感知文献共被引时间线图谱(图4)，由图4可知：

图4 WOS相关文献共被引聚类时间线

(1)整体来看，2011年以前处于萌芽阶段，主要是对于人居环境、生态系统相关服务的定性研究，以此揭示生态系统服务包[8]。泛滥平原的农业可持续发展成为该阶段早期研究的热点和驱动力，伴随社会经济全面发展的需要部分学者尝试构建不同方法体系以适应不同工作环境[9,10]。2012～2015年为生态系统服务公众感知研究的理论发展阶段，该阶段出现大量被引频次和学术影响力均较高的文献，研究主题主要为#1文化生态系统服务、#2揭示生态系统服务包和#3生态系统服务。2015以后得益于前2个阶段的理论积累生态系统服务公众感知研究逐步迈入多元化发展阶段，具体表现为研究方向的细化、研究方法的创新以及丰富的实践应用。研究方向不再局限于农业发展模式探索，城市生物多样性、城市绿地和入侵科学成为研究新热点。研究方法中公众参与式地理信息系统的空间分析技术和潜在阶层方法的差异性分析被频繁使用，综合运用多种方法的优势在全面评估中逐渐凸显。运用实践方面，公众感知评估结果被应用于景观存活率提升和城市绿地规划。

(2)突发被引文献指被引频次突然激增的参考文献，从共被引聚类时间线图可知文献作者、发表时间、被引趋势及研究主题。被引频次最高的文献是Martín-López关于不同生态系统中社会偏好对生态系统服务捆绑与权衡性的研究[11]，其次是Plieninger从社区层面展开的参与性文化生态系统服务空间分析方法应用[12]。被引频次较高且近年来被引频繁的文献为Martín-López和Gómez-Baggethun等人提出的整合生物物理、社会文化和货币价值的跨领域方法框架，该框架为后续生态系统服务的综合评估提供了理论指导[13]。此外，城市生物多样性和公众参与式GIS的使用相关文献也是近年来被引热点。

4.2 关键词共现及聚类分析

关键词作为文章内容的核心词汇，其频次是识别研究热点和分析发展历程的有效依据。对比WOS关键词聚类图谱(图5)和CNKI关键词聚类图谱(图6)发现，国外各集群呈现种类多、交叉性强的特点，研究包括人类维度、文化生态系统服务、计划行为理论等理论探讨和选择实验、土地利用变化在内的评估分析，以及生态系统服务付费、参与式规划、保护区等成果转化与应用。国内相关研究领域呈现重叠度低的突出特征，目前研究主要涉及农户的生态系统服务支付意愿和基于价值评估的生态补偿机制研究等方面。

图5 关键词聚类图谱(WOS)

图6 关键词聚类图谱(CNKI)

4.2.1 研究热点分析

基于关键词共现及聚类分析结合相关文献梳理，发现研究热点主要集中在生态系统服务公众感知内涵探究、公众感知数据获取、公众感知影响因素分析、政策制定与规划实践4个方面。

4.2.1.1 生态系统服务公众感知内涵探究

“生态系统服务公众感知”的内涵因“生态系统服务”和“感知”的研究深入呈现阶段性。阶段一：部分学者开始关注公众对景观服务、环境功能的看法或态度，关键词主要包括态度、气候变化、景观服务等；阶段二：De Groot R S、Costanza R、欧阳志云等学者对生态系统服务内涵的探索和环境心理学的发展共同促进了生态系统服务公众感知内涵的进一步研究；阶段三：21世纪以来，MA相关成果为该领域研究提供了理论支撑。目前国外学者普遍认为生态系统服务公众感知是指公众通过与生态系统服务相互作用形成的不同社会文化价值观。社会文化价值观既反映了公众的物质幸福感，也反映了非物质幸福感[14]。国内学者袁俊平将其定义为与生态系统相关联的不同类型公众对生态系统所提供服务水平的认可与判断[6]。二者表述存在差异，但其本质基本一致。

4.2.1.2 公众感知数据获取方法研究

根据获取的初始数据程度，将常见公众感知数据获取方法分为直接陈述和间接揭示2大类。

直接陈述类方法主要有7种，分别是问卷法、访谈法、专家法、Q方法、情景模拟、参与式制图和公众参与式地理信息技术。其中问卷法和访谈法作为传统研究方法被广泛应用，二者相结合构成参与式农村评估(Participatory Rural Assessment ，简称PRA)以其系统性、可操作性及协助决策的快捷性被农村工作者所青睐[15]。专家法即利用该领域专家的专业知识和丰富经验，对生态系统服务相关问题进行陈述。Q方法“迫使”参与者对各类子服务进行排序，通过获取个人的、定性的数据发现利益相关者对生态系统服务普遍持有的观点模式[16]，该方法多用于探索城市绿地用户对生态系统服务的感知体验。情景模拟法基于公众感知偏好模拟不同类型的未来场景为规划决策提供参考依据，常通过模拟不同农业生产管理模式和土地利用情景分析不同情景下生态系统服务价值的空间演变规律，最后对比选出最佳适宜情景[17,18]。参与式制图法在个体经验的基础上，以地图方式通过点映射或多边形映射表征利益相关者在某一特定位置感知到的生态系统服务，具有可视、快捷、易操作的特点，但后期数据统计分析较为困难。伴随地理信息系统技术日臻成熟，公众参与式地理信息系统(Public Participation GIS, 简称PPGIS)综合运用GIS、GPS及遥感影像分析技术实现了参与式绘图法中点、多边形等空间数据的数字化处理和分析[19]，该功能能够为决策者提供规划设计依据。

间接揭示类方法包括文件法、观察法和社交媒体数据分析3种。文件法指查看文献、图像、影像等材料进行生态系统服务公众偏好分析，而观察法要求研究者通过实地观察公众的行为类型及其规律分析生态系统服务的使用情况。社交媒体数据分析法是一种相对较新的方法，该方法得益于互联网的数据采集功能和社交媒体平台丰富多样的数据，其中运用语义分析和ArcGIS空间统计工具对社交媒体平台中文本和带有地理标记的照片等数据进行相关研究的频次最高[20,21]。

国内外相关文献中仅少数研究使用一种数据获取方法，更多表现为两三种方法的组合。组合形式通常是以问卷法、访谈法及专家法作为基础数据获取方法，结合Q方法、条件价值法或参与式绘图等其他方法进行研究。

4.2.1.3 公众感知影响因素分析

相关研究显示公众感知不仅受到物理属性的影响，还受到当地的地理和文化特征、道德信念、生活经历等因素影响。根据影响因素数量可将生态系统服务公众感知研究分为单因素分析和多因素分析，其中多因素分析占比较大。

单因素分析的因素选择需基于一定专业研究经验或社会共识，具有目的性强、操作简单等特点，例如Villamor G B分析了性别对土地利用和生态系统服务的偏好差异，研究表明土地利用格局和生态系统服务提供受性别影响显著[22]。多因素分析通常基于文献阅读、实地调研及问题假设等建立一个影响因素集，通过感知评价结果与影响因素相关性检验探索式发现关键影响因素。多因素分析主要是对年龄、受教育程度、生计方式、家庭人口等社会经济特征的研究，其中年龄、受教育程度、生计方式被证明对公众感知结果的差异性影响显著[15,23,24]。除社会经济因素外，个体环保意识、地方生态工程、环境政策同样被认为是重要影响因素[25,26]。在公众感知影响因素的数据统计分析方面，国内外主要使用统计产品与服务解决方案软件(Statistical Product and Service Solutions，简称为 SPSS)，该软件具有数据录入、整理、分析功能完备和结果清晰直观等特点。其中方差分析、描述性统计、回归分析、相关分析等分析方法应用频次较高[27～29]。

4.2.1.4 政策制定与规划实践

支付意愿、生态补偿、保护区、土地利用变化等聚类标签表明政策制定和规划实践是生态系统服务公众感知研究的热点之一。研究发现政策制定和规划实践研究在区域尺度、方法应用等方面具有一定相似性，但也存在明显的差异性。

政策制定领域中，生态补偿成为生态系统服务公众感知研究的热点话题，国外学者通常称之为生态系统服务付费(Payments for Ecosystem Services，PES)。生态补偿在区域生态治理体系中发挥了重要作用，是生态系统保护和服务产品实现价值化的有效途径[30]。研究发现选择实验法、Q方法等方法的评估结果客观、具体地反映出公众补偿意愿[31]，以此为基础制定的政策有助于克服以往实施过程中的障碍，对于我国生态补偿制度体系的完善和“双碳”目标的实现具有重要借鉴意义。此外，部分学者将公众感知研究与计划行为理论进行结合，通过个体行为分析探究社会群体行为模式，并尝试通过社会规范提升公众生态保护意识[32，33]。

同样，生态系统服务公众感知研究对决策者进行规划实践具有科学指导意义，主要涉及城市规划、农村土地利用规划及保护区规划。不同于传统规划范式，该研究更加强调公众参与性规划。常用研究方法中，参与式绘图和参与式地理信息系统具有感知数据量化和空间可视化功能，常使用丰度、多样性、丰富度、风险等社会景观指标来描述感知的生态系统服务空间分布，可指出利益相关者感知到的生态系统服务协同效应、相互冲突及存在风险的位置，在土地利用规划和基础设施规划研究方面优势突出[27]。Q方法通过从感知角度对生态系统服务进行排序从而确定城市公园的用户类型，进而指导城市规划者设计以使用者为中心的城市绿地[17]，是实现生态系统服务理念向市民转化的有效途径。

4.2.2 研究前沿分析

关键词突现检验可量化显现热点关键词的出现和结束的年份，从而映射出该领域研究热点变迁规律和新兴趋势[34,35]。通过关键词突现检验(表1)，发现国外随着时间变迁关键词的多学科交叉特征愈发显著，且研究方向逐渐多元化和精细化。

表1 高突现性关键词信息(WOS和CNKI)

从突现度来看，“评价”一词突现度最高11.01，其次是“生态”“惠益”“问题”及“生态补偿”。从时间线分布来看，生态系统服务定性研究主要集中在2015年以前，而对生态系统服务的定量评价研究自2009年一直延续至今，基于定量评价结果的政策制定与规划实践仍将是该领域研究热点。国内相关文献的突现关键词为“支付意愿”“生态补偿”和“补偿标准”，其突现时间为2015～2019年。突现性关键词均与生态补偿机制研究相关，数量少且突现时间短反映了我国生态系统服务公众感知研究较国外存在空白，且以货币型方法为主导的应用研究不再是公众感知研究的关键热点。

5 研究展望

公众感知分析是将社会价值观融入生态科学研究的有效工具，是其他传统生态系统服务评价方法的补充。随着人们对生态系统服务需求的提升、生态意识的觉醒及参与意愿的凸显，生态系统服务公众感知研究对于促进人与生态的互动、生态政策的制定和生态功能的优化具有重要意义。综合前文国内外研究进展分析，未来研究应关注以下几点：

(1)探索生态系统服务公众感知内在机制，明晰生态要素与人的互动关系。目前囿于感知过程的复杂性相关研究主要通过测量用户自我报告的行为和价值观映射用户对生态系统的感知程度，其背后的机制需进一步挖掘。值得注意的是，环境心理学、生态心理学和环境行为学等在研究人类与环境的相互作用方面具有丰富的理论和实践经验，例如人们如何感知和使用环境以及文化、价值观如何影响感知过程。

(2)借助现代先进科技手段，创新感知数据获取方法。问卷调查法和访谈法是目前生态系统服务公众感知研究最基本的数据获取方法，但问卷内容设置或访谈话题选择与公众感知陈述的双重主观性易影响评价结果准确性，其他直接陈述类方法亦是如此。因此有必要借助科技优势提升感知数据的科学性，目前基于手机信令、运动软件等数据爬取的社交媒体数据分析方法逐渐被重视，但脑电仪、眼动仪及可穿戴设备等新兴智能传感技术在公众感知研究中的应用亟待加强。以新技术方法为核心结合多种基本方法进行研究不仅能提升公众感知研究的准确性、全面性，而且不同方法的横向对比分析能够实现互补与革新。

(3)关注村镇尺度公众感知研究，积极指导决策制定和规划实践。我国传统城镇化追求片面发展和过度发展导致人与自然分离，村镇人居环境问题日益显现。在乡村振兴、新型城镇化的时代背景下，村镇生态系统的经济、社会、文化等多重价值愈发被重视。村镇尺度社区居民视角的生态系统服务供需关系的深入研究可以弥补微观尺度社会感知评价的不足，而且研究过程中不仅可以向当地居民传授生态知识，还能够获悉他们从生态系统中获得的益处，从而制定真正包容各方的政策和规划，以确保生态系统长期、稳定、公平地提供这些惠益。