2001—2021年中国湿地碳汇研究进展与热点趋势分析

何苏南 王 凯 郁 凯 孙果丽 朱小梅 陈环宇 邢锦城* 乔干群 卢明海

（1 江苏沿海地区农业科学研究所，江苏 盐城 224000；2 江苏银宝控股集团有限公司，江苏 盐城 224000）

湿地碳汇研究已取得较多成果，但由于其研究方向的多层次、研究思路的构成复杂，为进一步明晰湿地碳汇的研究难点，有必要系统性总结湿地碳汇研究进展。文献计量学以发文量、作者群、发文机构、关键词时序演变及突显特征等作为分析对象，运用数学和计算机统计方法，分析学科发展过程和研究热点演变等（Liu et al., 2015; 赵蓉英等,2010）。CiteSpace软件目前已成为最流行的文献计量工具（Chen, 2017; Vahid et al., 2021）。我国湿地学者已应用CiteSpace软件开展湿地领域可视化分析，如湿地恢复（吴胜男等, 2022）、湿地景观格局（李福艳等, 2020）、湿地保护（吴迎霞等, 2020）、湿地生物多样性（符荣鑫等,2018）等领域。国外专家针对湿地中海水入侵（Cao et al., 2021）、河流水文连通性（Li et al.,2021）等进行研究。利用CiteSpace对我国湿地的碳汇功能进行统计分析，目前还未见报道。本文借助CiteSpace5.8.R3知识图谱软件和文献计量学分析，通过CNKI核心数据库检索，对湿地碳储量核算相关文献进行可视化分析，旨在揭示湿地碳汇的研究动态及演变趋势，挖掘湿地碳汇理论及实践研究的前沿与热点，以期为湿地碳汇研究提供科学参考。

1 数据来源与研究方法

本研究选取2001—2021年CNKI期刊数据库，使用高级检索以主题＝“湿地”并且主题=“碳含量”精确检索，共得检索结果1 187条，为保证选取文献质量，进一步对CNKI数据库进行筛选，选取SCI来源期刊、EI来源期刊、核心期刊、CSSCI、CSCD 5个核心数据进行精确检索，并将中文文献的英文版同样作为有效检索结果，并经去重处理后最终整理有效文献1 183条。本文所有分析均采用CiteSpace5.8.R3版本，利用Excel 2016软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 发文量分析

我国在湿地碳含量研究领域起步较晚，2001—2021年共发表中文文献1 183篇，碳汇相关研究可概括为缓慢发展、快速增长、波动攀升3个阶段：1）缓慢发展阶段（2001—2004年）。我国湿地碳汇研究起步较晚，2001—2004年年均发文量不足5篇，主要集中在湿地和大气循环领域，研究焦点偏向于气候变化与湿地生态系统之间的交互影响机制、针对湿地和大气间的气体交换和循环特点，关注点主要在湿地在气候变化的重要性。2）快速增长阶段（2005—2011年）。我国关于湿地碳的相关研究显著增加，发文量年均增长达37.93%，这主要由于国家相应出台一系列的政策支持。2003年9月，国务院公布了《全国湿地保护工程规划》，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2011年发文量达高峰（74篇）。3）波动攀升阶段（2012—2021年）。湿地保护受湿地区域分布的差异以及湿地区域复杂性的影响，关于湿地碳汇研究发文量呈波动性增加，由2012年的70篇增加到2021年的70篇。2017年发文量达到截止目前统计的最高峰（117篇），目前进入了稳定发展期。

2.2 研究团队分析

选择节点类型（Node Types）为作者（Author）对1 183条数据进行可视化图谱分析（图1），图中“N=676，E=1300”，“N”表示作者出现的位置节点，即在湿地碳汇领域中共有676位作者研究发表了相关文章。从图1可看出：宋长春、仝川、曾从盛、王维奇、赵光影-刘景双、吕宪国-孔范龙等学者是目前湿地碳循环研究的主力军。宋长春团队主要研究气候变化下三江平原沼泽湿地的碳循环，关注湿地土壤温室气体排放（卢妍等, 2011; 万忠梅等,2009）。仝川-曾从盛-王维奇团队主要关注闽江河口湿地土壤有机碳计量、潮汐、淹水下盐分对湿地碳循环的影响机制（曾从盛等, 2017; 陈桂香等,2017）；赵光影-刘景双团队主要研究东北冻土区森林湿地土壤碳组分和酶活性的影响以及模拟CO2浓度升高对湿地碳汇的影响（赵光影等, 2008; 赵光影等, 2009）；吕宪国-孔范龙团队则主要关注土地利用形式对湿地碳汇的影响（孔范龙等, 2013;刘晓辉等, 2021）。

图1 2001—2021年湿地碳汇中文文献发文作者图谱Fig.1 Author’s map of domestic studies in wetland carbon sink from 2001 to 2021

2.3 发文机构分析

中国科学院是我国湿地碳汇研究领域最具引领性的机构，其中，中国科学院东北地理与农业生态研究所贡献最大，从2003年始发文37篇；中科院研究生院从2008年始发文16篇；东北林业大学、青岛大学发文分别为13篇、10篇，中国林业科学研究院湿地研究所发文5篇，这些机构是我国湿地碳汇研究的主要力量。我国目前湿地碳汇研究领域已形成东北、山东、北京等研究中心，此外，江苏、福建、上海等具有较大湿地面积区域也逐步开展研究。

2.4 关键词分析

2.4.1 关键词共现分析利用CiteSpace软件得到关键词共现图谱（图2），图谱中字体越大，说明该关键词出现的频率越高，节点圈层越颜色越亮，说明发文时间距现在越近，节点越大说明有关该关键词的发文量越多。图2中字体最大为“湿地”，该关键词出现的频率最高，其次是“有机碳”，围绕湿地有机碳方面开展研究合发文量和时间节点，发现碳研究主要几种在滨海湿地、人工湿地、沼泽湿地、三江平原等地区，焦点聚集在土壤有机碳、碳循环、土地利用、碳储量等具体研究领域，湿地植物的碳含量主要在红树林和互花米草（Spartina alterniflora）等。

图2 2001—2021年国内湿地碳汇领域发文关键词共现图谱Fig.2 Co-occurrence map of key words published in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

2.4.2 关键词聚类分析将关键词共现图谱中联系比较紧密的关键词进行聚类汇总，得到其关键词聚类图谱（图3）。模块值（Q值，即Modularity）和平均轮廓值（S值，即Weighted Mean Soilhouette）主要反应CiteSpace的网络结构和聚类的清晰度。当Q值＞0.3时，表示聚类结构显著；当S值＞0.7时，表示聚类令人信服。图4显示，Q值=0.8327，S值=0.9495，表明本研究产生的聚类图谱的聚类结构显著且符合聚类要求。

图3 2001—2021年国内湿地碳汇领域发文关键词聚类分析图谱Fig.3 Cluster analysis of key words published in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

图4 2001—2021年国内湿地碳汇领域研究热点突变图Fig.4 Abrupt changes of hot spots in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

图3中各聚类所示的数字表示为从小到大所包含的文献量依次递减。在聚类中以“全氮”为主题的研究发文量最多，和本文检索的主题有所差异，这主要是因为这些研究主要是对碳氮储量的计量分析。“湿地”作为本研究的主要研究区域，目前看来主要基于土地利用模式下活性有机碳的相关研究进展。湿地碳循环的研究主要基于土壤有机碳含量及土壤中微生物活动导致的碳转移。

2.4.3 关键词突显分析我们对2001—2021年湿地碳汇研究的关键词进行突现性检测，得到其突显图谱（图4）。突显节点出现得越多，则表明该领域越活跃。突现强度越高，说明该研究的热点受关注越高。从突显时间来看，沼泽湿地和三江平原的突显时间较早，说明二者是早期的研究热点。鄱阳湖和空间分布的节点出现时间最近，说明二者是近期的研究热点。2007年后，湿地碳汇的研究不断迎来突破，受关注也较高，随着研究人员的增加开始向多领域探索。从突显持续的时间来看，三江平原持续的时间最长，其次是沼泽湿地，说明该领域长期作为研究热点，是湿地碳汇方面长期的研究基础和突破。鄱阳湖作为最近的研究热点，也一直保持着持续的研究热度。从突现强度来看，沼泽湿地和三江平原的湿地碳汇研究保持着持续的高关注度。

2.5 研究趋势分析

在本研究中，我们主要对11个关键词进行了时间线图的聚类分析（图5）。从不同时段高频关键词分布来看，各方面研究内容随时间推移深度和广度均不断增加，同时新的研究热点不断涌现。

图5 2001—2021年国内湿地碳汇领域发文关键词时线视图Fig.5 Time line view of key words published in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

1）在“#0湿地”中，我们发现湿地研究较早，2003年宋长春等（2003a; 2003b）、刘景双等（2003）、王毅勇等（2003）主要围绕沼泽湿地的有机碳分布、温室气体排放以及土地利用方式等进行研究。2004年，湿地研究开始向土壤呼吸以及湿地温室排放的季节性变化，均主要关注湿地与气候的关系，这也在“#2气候变化”中有所体现。2017年后，学者们更倾向于关注湿地内在的碳流机制以及与外界的联系，不再把湿地作为单一的整体进行分析。而气候变化相关的湿地碳固定机制开始向宏观的碳中和转变，同时深入到微观响应导致的时空格局变化（Giuditta et al., 2021）。

2）“#1有机碳”一直是研究热点，湿地有机碳的相关计量始于2003年（图5）。关于湿地碳汇的区域性计算，从三江平原（刘子刚等,2005）逐步扩展到崇明东滩（王爱萍等, 2006）、闽江河口（曾从盛等, 2008）、鄱阳湖（吴琴等,2012）、高原湿地（蔡倩倩等, 2013）、黑河流域（赵锐锋等, 2013）、伊犁河谷（崔东等, 2019）等区域。关于湿地碳储量的计算，主要集中在湿地土壤有机碳的垂直分布（刘景双等, 2003; 吕国红等, 2006; 殷书柏等, 2006）。

3）“#2气候变化”到“#10固碳潜力”这9个关键词均是湿地有机碳在各研究方向的聚类衍生，同时，这些聚类又彼此紧密联系。例如学者对互花米草在闽江河口入侵导致的湿地土壤有机碳变化研究（金宝石等, 2016）、气候变化与人类活动叠加对湿地植物和土壤碳循环的交互影响（宋长春等,2018）、湿地碳库的影响因素包括水位梯度（李丹蕾等, 2021）、温度（张海宏等, 2017; 周文昌等,2021）、植被类型（梁春玲, 2020; 刘可祥等,2017）等。通过湿地有机碳的多方向研究，初步构建了我国八大湿地碳库的区域碳库定量分析，形成了土壤类型法（汤洁等, 2010）、生命带类型法（于君宝等, 2013）、GIS空间插值模拟估算法（赵广帅等,2014）、模型估法（陈雅文等, 2021）以及碳同位素法（王启栋等, 2015）等碳库计算评价体系。

3 结论与展望

3.1 结论

1）湿地碳汇相关发文量在快速增长后呈波动性增长趋势，主要受制于研究的区域性和方法论的发展。

2）中科院东北地理研究所是我国湿地碳汇研究领域主要的骨干力量，东北林业大学、青岛大学、北京林业大学、中国林业科学研究院等单位发文也较多，是我国湿地碳汇研究的主要力量。

3）我国湿地碳汇研究在区域上起源于东北三江平原，随后拓展到全国，形成了我国不同湿地类型的综合碳汇评价体系。我国湿地碳汇从湿地—气候变化的相关交换开始，通过对湿地碳储量的影响因素分析以及计算方法的探究，初步明确了我国湿地碳库的碳交易机制。我国目前湿地生境差异大、影响因素复杂，存在湿地碳库计算边界混乱等问题，对碳库未有统一的评价计算体系。

3.2 展望

目前，各领域关于碳汇计算的相关研究模型已比较成熟，有必要加强学科间的交流，增加各评估模型在湿地碳汇领域的应用和评价，以寻找新的研究突破点。核心研究圈的学者需加强合作，全面提升该领域研究成果的学术水平，在国家尺度上建立相应的联系机制，构建我国湿地碳库的综合评价机制，以充分发挥湿地在我国“双碳”上的贡献作用。确定本土化湿地碳库评价体系及构建本土化碳核算参数库也是研究者面临的重要课题，本土化参数的建立有助于增加我国湿地碳汇核算领域在国际上的话语权。