劉可慧 ，李廣孌 ，李春明 ，趙珂藝 ，張寧寧 ，薛潔怡 ，李藝 ，于方明 *，段敏

1. 廣西漓江流域景觀資源保育與可持續(xù)利用重點實驗室（廣西師范大學(xué)），廣西 桂林 541006；2. 廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006；3. 復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，上海 200438；4. 廣西師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，廣西 桂林 541006

桂林自古以來就享有“山水甲天下”的美譽，正所謂“桂林山水甲天下，絕妙漓江秋泛圖”，漓江更是桂林山水的“魂”。由于漓江及其流域具有重要的國際地位，特別是突出的經(jīng)濟效益和生態(tài)價值，因此其生態(tài)環(huán)境問題也受到了國內(nèi)外學(xué)者的密切關(guān)注，相關(guān)的研究不斷發(fā)表（Zhou et al.，2019；Xiao et al.，2021；周振明等，2014；陳朝述等，2015）。中國于2012年把生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義事業(yè)“五位一體”總體布局，首次把“美麗中國”作為生態(tài)文明建設(shè)的宏偉目標(biāo)。而習(xí)近平主席在2021年4月重訪漓江，強調(diào)生態(tài)保護，在“山水甲天下”之地看生態(tài)，意義重大，可視為是對未來的一種指引。在該特定歷史時刻，對漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究的相關(guān)文獻進行回顧和梳理，探討漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究主題的發(fā)展脈絡(luò)，分析未來研究趨勢，幫助讀者全面了解漓江的生態(tài)環(huán)境及其演變，增加公眾對漓江保護的情懷顯得尤為必要和重要。

文獻計量分析是一種利用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)定量探索某一科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)展的科學(xué)方法，而知識圖譜是文獻計量分析的一種可視化表達方式。這些方法可從宏觀上勾勒某個特定研究領(lǐng)域或主題的發(fā)展歷程，厘清其研究熱點，探測其研究前沿，并為未來該領(lǐng)域或主題的研究方向提供參考依據(jù)（Chen，2004；Busygina et al.，2020；Li et al.，2022；Liu et al.，2022；官曉金等，2021；王薇等，2021）。鑒于此，本文以中國知網(wǎng)（CNKI）和Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫（WoSCC）為數(shù)據(jù)來源，以漓江生態(tài)環(huán)境（Lijiang ecological environment，LJEE）為研究主題，對漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的文獻進行分析，從宏觀上把握漓江生態(tài)環(huán)境研究的整體輪廓，探尋其研究主題的演變態(tài)勢，探索其未來的研究方向，具體包括：隨著時間的推進，在漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的發(fā)文量如何，貢獻較大的學(xué)者和機構(gòu)有哪些，這些研究主要發(fā)表在哪些期刊，研究的關(guān)注點有何不同，并根據(jù)文獻分析的結(jié)果，結(jié)合漓江自身的生態(tài)環(huán)境特點，探討漓江在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域未來值得進一步研究的主題，幫助讀者全面了解漓江在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究的歷程和發(fā)展脈絡(luò)，也為漓江未來生態(tài)環(huán)境的研究及其保護提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)庫及檢索式

本文采集CNKI數(shù)據(jù)庫和WoSCC數(shù)據(jù)庫在漓江生態(tài)環(huán)境（注：在自然生態(tài)系統(tǒng)中生物與環(huán)境密切相關(guān)不可分割，通常所指的生態(tài)保護包括保護環(huán)境及其生物，本文研究的主題涉及環(huán)境及其生物，為了便于表達，本文統(tǒng)稱為“生態(tài)環(huán)境”）方面的研究。在CNKI數(shù)據(jù)庫，檢索式為SU=(漓江)*(植物+植被+群落+物種+魚+動物+微生物+底泥+土地+土壤+養(yǎng)分+營養(yǎng)+富營養(yǎng)+有機物+污染+河岸帶+環(huán)境因子+生態(tài)風(fēng)險+生態(tài)評估)。檢索時間為“不限—2020年”，文獻類型選擇“期刊”，文獻分類目錄包含“基礎(chǔ)科學(xué)”、“工程科技Ⅰ輯”、“工程科技Ⅱ輯”、“農(nóng)業(yè)科技”、“醫(yī)藥衛(wèi)生科技”及“信息科技”。對上述檢索策略獲得的結(jié)果，進一步進行人工篩選，共獲得187篇滿足分析要求的文獻，第1篇與研究主題相關(guān)的中文文獻出現(xiàn)在1981年。在WoSCC數(shù)據(jù)庫，檢索式為 TS=(“Lijiang River”) AND TS=(plant OR vegetation OR community OR species OR fish OR animal* OR microb* OR sediment OR soil OR nutrient* OR eutrophic* OR organic* OR riparian OR pollut* OR contaminat* OR ecological OR “ecological risk” OR “ecological assessment” OR “environmental factor*”)，檢索時間為“不限—2020年”，語種為“English”，文獻類型為“Article”，數(shù)據(jù)來源為Science Citation Index Expanded（SCI-EXPANDED），根據(jù)上述檢索策略共獲得 40篇滿足條件的文獻，第1篇與研究主題相關(guān)的英文文獻出現(xiàn)在2010年。

1.2 分析方法

因最早的一篇有關(guān)漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的中文文獻出現(xiàn)在 1981年，故對 CNKI數(shù)據(jù)庫提取的數(shù)據(jù)實際分析的時間段為近40年（1981—2020年）。為了從時間尺度探尋漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究主題的演變，本文將整個研究時段按每10年劃分為1個時期，共分為4個時期，即1981—1990為第Ⅰ時期、1991—2000為第Ⅱ時期、2001—2010為第Ⅲ時期、2011—2020為第Ⅳ時期。因最早的一篇有關(guān)漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的英文文獻出現(xiàn)在 2010年，且僅有2篇，故將2010—2020年40篇文獻的數(shù)據(jù)放在一個時間段來分析。本文首先對漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的發(fā)文特性進行分析；其次對各時期的文獻提取關(guān)鍵詞進行人為歸類，并結(jié)合原文，對各時期的研究主題進行分析；最后，根據(jù)WoSCC數(shù)據(jù)庫最近5年漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的關(guān)鍵詞進行聚類分析，參考CNKI數(shù)據(jù)庫第Ⅳ時期的研究主題分析的結(jié)果，結(jié)合漓江自身生態(tài)環(huán)境特點，探討漓江在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域未來值得關(guān)注的研究主題或方向。

1.3 分析軟件及方法

本文關(guān)鍵詞的提取、關(guān)鍵詞突現(xiàn)探測及聚類分析，采用CiteSpace 5.7 R5可視化軟件進行。時間切片設(shè)為 1。關(guān)鍵詞突現(xiàn)探測和關(guān)鍵詞聚類分析采用g-index算法（k=25，LRF=3，LBY=?1，ande=1.0）。圖譜中每一個節(jié)點代表一個關(guān)鍵詞，兩個節(jié)點之間的連線表示兩個節(jié)點間有聯(lián)系。節(jié)點越大，表示關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高（concurrence frequency，CF）。中介中心性（between centrality，BC）是衡量關(guān)鍵詞在網(wǎng)絡(luò)中地位最重要的一個參數(shù)，一個節(jié)點的 BC值越大，表明其在網(wǎng)絡(luò)中的地位越重要，若BC≥0.1，表明該節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)圖譜中具有重要的地位。圖譜中的色柱，由下到上表明研究的時間遠近。位于色柱最下方的紫色，表明在研究的時區(qū)內(nèi)為最遠的年份，而最上方的紅色則為最近的年份。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文特性

2.1.1 發(fā)文量

發(fā)文量的多少可在一定程度上反應(yīng)某個研究領(lǐng)域或研究主題受關(guān)注的程度。漓江近 40年在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域發(fā)文量的變化趨勢如圖1所示。由圖1可知，隨著時間推移，發(fā)文量總體呈上升趨勢。在第Ⅰ時期僅有5篇文獻，在第Ⅱ時期僅有6篇，且沒有英文文獻的報道，說明這兩個時期學(xué)者對漓江生態(tài)環(huán)境問題的關(guān)注較少。其中，1981年題為“廣西陽朔漓江河道及其沿岸水生植物群落與環(huán)境關(guān)系的觀察”，可認為是漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究的開篇之作。本文主要概述了漓江沿岸水生植物群落的基本特點及其與環(huán)境之間的相互作用（金鑒明等，1981）。

圖1 漓江近40年生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域年度發(fā)文量Figure 1 Annual publications in the field of LJEE in recent 40 years

第Ⅲ時期發(fā)文總量達到40篇，且在2010年首次出現(xiàn)了關(guān)于漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的英文文獻報道。這篇題為“Modelling the riparian vegetation evolution due to flow regulation of Lijiang River by unstructured cellular automata”的論文是由中國科學(xué)院生態(tài)研究所的 Ye et al.（2010）2010年發(fā)表在 Ecological Informatics一篇研究論文。該研究開發(fā)了一個將二維流體動力學(xué)模塊與植被演化模塊結(jié)合起來的河岸帶植被模型，并將該模型應(yīng)用于位于漓江陽朔水文站附近的復(fù)合河道上，進行水量調(diào)節(jié)與植被動態(tài)和演替的研究。該文的問世，表明漓江生態(tài)環(huán)境問題開始受到國際同行的關(guān)注。

在第Ⅳ時期，中文發(fā)文量達136篇，占總中文發(fā)文量的73.9%；同時，英文發(fā)文量為38篇，占總英文發(fā)文量的95%，說明越來越多的國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注漓江生態(tài)環(huán)境的變化，尤其是在2011年以后，這可能與廣西壯族自治區(qū)在 2011年出臺了第一部地方綜合性生態(tài)環(huán)境保護法規(guī)，即《漓江流域生態(tài)環(huán)境保護條例》有關(guān)，這極大地推動了漓江流域生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的相關(guān)研究。此外，中國于 2012年提出“五位一體”的總體布局，把生態(tài)文明建設(shè)提到前所未有的高度。桂林市政府和全市人民根據(jù)這一定位，把保護漓江放在優(yōu)先位置。尤其是2021年4月25日，習(xí)近平總書記在漓江進行實地考察時，做出了“推動漓江流域生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善、生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)優(yōu)化、整體功能持續(xù)提升”的重要指示，這有望再次掀起漓江生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域的熱潮。

2.1.2 發(fā)文量前5的機構(gòu)、作者、期刊

本文根據(jù)CNKI和WoSCC兩個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，分別列出漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域發(fā)文量位于前 5的機構(gòu)、作者和期刊（表1）。由CNKI數(shù)據(jù)庫分析的結(jié)果可知，發(fā)文量位于前5的機構(gòu)分別為桂林理工大學(xué)（51篇）、廣西大學(xué)（32篇）、廣西師范大學(xué)（22篇）、三峽大學(xué)（21篇）和廣西植物研究所（17篇）。由WoSCC數(shù)據(jù)庫分析的結(jié)果可知，發(fā)文量處于前5的機構(gòu)分別為Chinese Acad Sci（12篇）、Guangxi Univ（6篇）、Guilin Univ Technol（6篇）、China Three Gorges Univ（5篇）和Chinese Acad Geol Sci（4篇）。

表1 漓江近40年生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域排名前5的機構(gòu)、作者及期刊Table 1 The 5 institutions, authors and journals with most publications in the field of LJEE in recent 40 years

CNKI數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果顯示，發(fā)文量前5的作者分別為蔡德所（18篇）、王冬梅（15篇）、任遠（10篇）、吳志強（9篇）、李先琨（8篇）。WoSCC數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果顯示，發(fā)文量前 5的作者分別是Qiuwen Chen（12 篇）、Ruonan Li（8 篇）、Desuo Cai（4 篇）、Qingrui Yang（4 篇）、Dongmei Wang（4 篇）。

在發(fā)文期刊中，中文文獻主要發(fā)表在《廣西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》和《生態(tài)學(xué)報》兩個期刊，分別為20篇和16篇，占比10.70%和8.56%。在外文期刊中，因發(fā)文總量較少，加之發(fā)文比較分散，故發(fā)文量最多的期刊也只有 3篇，如《Ecohydrology》等期刊。

2.2 研究主題

2.2.1 CNKI數(shù)據(jù)庫各時期研究主題

論文中的關(guān)鍵詞被認為是一篇文章的靈魂，能簡潔、精準(zhǔn)地反映文章的核心內(nèi)容。對高頻關(guān)鍵詞的分析，在一定程度上可探索某一領(lǐng)域的研究方向，聚焦該領(lǐng)域的熱點或主題。本文選取各時期頻次最高的25（Top=25）個關(guān)鍵詞（注：對各時期關(guān)鍵詞數(shù)量<25的時期，列出該時期所有關(guān)鍵詞用于歸類分析；對關(guān)鍵詞數(shù)量≥25的時期，僅列出詞頻（CF）位于前25的關(guān)鍵詞用于歸類分析），按“環(huán)境介質(zhì)”、“生物”、“污染”、“研究方法”和“自然事件與防御保護措施”人為進行歸類，在此基礎(chǔ)上再細分為若干個小類，以探討漓江生態(tài)環(huán)境近40年在時間尺度上研究主題的演變（表2）。

表2 CNKI數(shù)據(jù)庫漓江近40年生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域主題分析Table 2 Research topics analysis in the field of LJEE in recent 40 years based on CNKI database

2.2.1.1 第Ⅰ時期

這一時期的研究論文僅有5篇，故關(guān)鍵詞較少，僅有22個。結(jié)合文獻原文與關(guān)鍵詞歸類可知，不多的研究成果主要集中于漓江水環(huán)境的研究，包括漓江水質(zhì)本底調(diào)查（梁榕芬等，1984）、植被本底調(diào)查（覃勇榮，1987）、水生植物群落及與環(huán)境的相關(guān)關(guān)系（金鑒明等，1981），以及將微生物（庾樟娣，1989）和底棲動物（石大康，1985）應(yīng)用于漓江水質(zhì)的評價。這些研究表明，對漓江水質(zhì)問題及植被本底的研究是漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域最初的研究主題。

2.2.1.2 第Ⅱ時期

經(jīng)過10年的發(fā)展，第Ⅱ階段的研究論文也僅有6篇，共22個關(guān)鍵詞。與第Ⅰ時期相比，這一階段缺少從生物的角度對漓江生態(tài)環(huán)境進行研究，而開始重視自然事件的發(fā)生及具體的污染物，如酞酸酯（鄰苯二甲酸酯，PAEs），對漓江水環(huán)境的影響。酞酸酯類物質(zhì)是廣泛用作塑料助劑、油漆溶劑、合成橡膠和涂料等的增塑劑，它可改善高分子材料的性能，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。桂林因分布有多家橡膠廠和塑料玩具生產(chǎn)廠，生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的富含酞酸酯類化合物廢水，未經(jīng)達標(biāo)處理進入漓江，使漓江水體遭到該類化合物的污染。此外，由于漓江流域獨特的地理位置、特有的巖溶地形地貌以及人類對漓江生態(tài)環(huán)境資源的過度開發(fā)，漓江的枯水、洪水、巖溶坍陷等問題突出，對漓江流域的生態(tài)環(huán)境及人們的生產(chǎn)生活造成了重大影響，故對這些自然事件的研究成為這一時期研究關(guān)注重點，如張學(xué)洪等（2000）和成官文（1999）對漓江生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行報道，并提出了綜合治理的思想。

2.2.1.3 第Ⅲ時期

這一時期的研究論文共有 40篇，關(guān)鍵詞數(shù)量達260個，故選取CF≥25的關(guān)鍵詞進行分析。與前兩個時期相比，第Ⅲ時期加大了對環(huán)境介質(zhì)的研究。其中，水環(huán)境仍是環(huán)境介質(zhì)的研究重點，有20篇，占比50.00%，主要涉及漓江水系污染現(xiàn)狀、漓江動植物與水環(huán)境的關(guān)系、漓江水資源形勢分析等方面的研究。在生物方面的研究，植物仍是研究的主體，有13篇，占比32.50%，主要涉及馬尾松（Pinus massoniana）、藻類植物、浮游植物、上游水源林以及復(fù)合農(nóng)林等植物。此外，值得一提的是，研究方法成為該時期研究主題的一大亮點，共有 31篇論文涉及這一研究主題，占比78%。除傳統(tǒng)的研究方法（調(diào)查、量化、分布特征等）外，生態(tài)風(fēng)險安全與評價這一研究方法開始應(yīng)用于人類活動對漓江生態(tài)環(huán)境的影響。如喻澤斌等（2003）根據(jù)1999—2000年的實測水質(zhì)資料，采用均值型綜合污染指數(shù)法對漓江4個國家監(jiān)測斷面的5個項目（pH、總懸浮物、溶解氧、化學(xué)需氧量及銨態(tài)氮）進行分析，探討漓江水質(zhì)的污染情況。趙贊等（2007）通過構(gòu)建漓江生態(tài)旅游環(huán)境承載力指標(biāo)體系，運用層次分析法和綜合模糊評價法量化漓江環(huán)境承載力，并評價漓江生態(tài)旅游的發(fā)展現(xiàn)狀，指明制約漓江旅游業(yè)進一步發(fā)展的瓶頸因子，這對保證漓江旅游資源的可持續(xù)開發(fā)和利用具有重要的理論和實踐意義。

2.2.1.4 第Ⅳ時期

第Ⅳ時期發(fā)文量達136篇，關(guān)鍵詞數(shù)量為258個，同樣選取CF≥25關(guān)鍵詞進行歸類分析。與前三個時期相比，這一時期，研究的主題更加豐富而深入。“消落帶”成為環(huán)境介質(zhì)中最重要的研究主題（CF=13）。消落帶又稱水位漲落帶、消落區(qū)、消漲帶、消落帶等，有時研究者也直接用水陸交錯帶、河岸帶等來代替，它是指河流、湖泊、水庫中由于季節(jié)性水位漲落，而使被水淹沒的土地周期性出露水面，成為陸地的一段特殊區(qū)域，屬于濕地范疇。消落帶具有攔截污染物、改善水體質(zhì)量以及維持生物多樣性的作用（李卓凌等，2018）。在這一時期，有關(guān)“消落帶”、“水陸交錯帶”或“河岸帶”的文獻高達19篇，占該時期總文獻的13.97%。漓江具有發(fā)育良好的消落帶（李青山等，2014），對漓江消落帶植物根系、土壤等進行調(diào)查，更深入地了解漓江消落帶根系組成、分布及其與土壤因子的相互關(guān)系，可為漓江流域植被恢復(fù)和生態(tài)恢復(fù)提供基礎(chǔ)依據(jù)（黃端等，2017；梁士楚等，2019）。

對生物的研究主要涉及植物和動物兩大類。其中，對植物的研究主要以森林植物及消落帶植物為研究對象，研究草本、灌木等植被與漓江生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，為漓江生態(tài)功能恢復(fù)、漓江水質(zhì)改善、淡水資源保護等奠定了基礎(chǔ)（吳林川等，2018）。對動物的研究，主要集中于魚類和底棲動物與漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究，包括對漓江流域魚類生態(tài)類型和魚類生物多樣性的調(diào)查（朱瑜等，2012a）、應(yīng)用魚類完整性指數(shù)評價漓江水生態(tài)環(huán)境健康狀況（朱瑜等，2012b）、仔稚魚群落結(jié)構(gòu)特征（封文利等，2016）、仔稚魚物種組成及其與生境的關(guān)系（封文利等，2015）等。此外，對魚類的研究還涉及到利用魚類生物完整性指數(shù)進行河流健康評價體系的構(gòu)建與評價（丁洋等，2016）。這突破了之前利用水體本身、水體中的微生物、底棲動物及植物進行漓江生態(tài)環(huán)境評價的方法。因魚類為人類直接食用，故用魚類來進行河流健康評價更接近人類健康的評判，這對于保障人體健康，降低生態(tài)風(fēng)險具有重要意義。

有關(guān)污染方面的研究主題，由之前相對籠統(tǒng)的水質(zhì)污染和對極個別的有機物污染研究，轉(zhuǎn)入重金屬污染和非點源污染的研究。如李杰等（2011）和李發(fā)文等（2017）對漓江沉積物中重金屬環(huán)境地球化學(xué)特征、污染分布特征及生態(tài)風(fēng)險進行評價，為漓江的生態(tài)環(huán)境評價、生態(tài)保護及水污染防治工作提供了科學(xué)依據(jù)。與此同時，常顯志等（2017）對漓江桂林河段魚體中重金屬含量的污染規(guī)律進行研究，了解其生態(tài)風(fēng)險和食用安全，為人類食用安全性提供可靠依據(jù)。而楊麗雅等（2017）對漓江支流小流域水質(zhì)的研究表明，引起漓江水質(zhì)污染主要為非點源污染。代俊峰等（2017）對漓江流域上游非點源污染負荷估算進一步證實了這一研究，他們基于徑流分割法的計算結(jié)果表明CODMn、氨氮、總磷的非點源比例平均值為分別為0.70、0.73和0.74。

在研究方法上，進一步加強了生態(tài)風(fēng)險安全與評價方面的研究，且更加關(guān)注系統(tǒng)中研究對象的時空變化和晝夜動態(tài)，將模型應(yīng)用到漓江生態(tài)環(huán)境的研究是該時期的一大亮點。主要包括將相關(guān)模型應(yīng)用到漓江水體、動植物、土地利用、景觀保護、生態(tài)服務(wù)等方面的研究。如王修信等（2012）通過改進的SEBAL模型研究漓江上游復(fù)雜地形與水熱通量的時空變化。王修信等（2011）和李寧等（2019）利用 3S技術(shù)分別對漓江植被覆蓋度與時空變化與地表熱場的關(guān)系，以及漓江生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的時空變化。周玲等（2015）和賀正思宇等（2020）基于SEBAL模型和CA-Markov模型，分析漓江流域土地利用變化及其對日蒸散量的影響，這些研究為漓江流域土地利用、土地資源的優(yōu)化、生態(tài)環(huán)境的保護提供參考依據(jù)。楊麗雅等（2015）和文建輝等（2018）利用簡化 SWAT模型構(gòu)建水文模型、侵蝕模型和污染負荷模型3個主要模塊，用于漓江支流小流域非點源污染研究，為漓江非點源污染研究提供了新的方法。張杰等（2011）基于底棲動物和環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用 RIVPACS模型用于漓江健康評價。王春玲等（2016）以漓江流域楓楊樹種為模擬對象，基于改進的Hegyi簡單競爭指數(shù)建立了楓楊樹種的單木生長模型，實現(xiàn)了漓江流域楓楊樹種在不同全氮含量土壤的生長可視化模擬，為漓江植被在環(huán)境變化下的生長改變提供了新的研究方法。

由此可見，漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究主題，隨著時間的變化有所不同，并日益豐富。其中，“消落帶”、“重金屬”污染及相關(guān)模型的構(gòu)建、改進和應(yīng)用成為最近一個時期重要的研究主題。但CiteSpace軟件分析結(jié)果表明，在過去40年，各時期均未出現(xiàn)BC>0.1的關(guān)鍵詞，表明在CNKI數(shù)據(jù)庫中，各關(guān)鍵詞的聯(lián)系不夠緊密，沒有形成特別集中的研究方向。

2.2.2 WoSCC數(shù)據(jù)庫研究主題

從WoSCC數(shù)據(jù)庫提取的關(guān)鍵詞分析來看，與CNKI數(shù)據(jù)庫中的第Ⅳ時期相比，WoSCC數(shù)據(jù)庫中研究的主題因發(fā)文量較小而顯得相對單薄，但卻極具特色（表3）。其中，與環(huán)境介質(zhì)相關(guān)的關(guān)鍵詞有“reservoir operation”（CF=4）、flow（CF=4）及“flow regulation”（CF=4）。這是因為漓江為巖溶河流，洪澇和干旱事件時有發(fā)生，故在其上游修建的水庫或水壩對水量進行調(diào)控，是緩解其災(zāi)害發(fā)生的有效手段。結(jié)合原文分析，與水文相關(guān)的研究有13篇，占比32.5%，說明水環(huán)境研究仍是這一階段最為關(guān)注的環(huán)境介質(zhì)。此外，與土壤環(huán)境相關(guān)的研究，主要是土地利用的改變（land use change，CF=3）對生態(tài)環(huán)境的影響。

表3 WoSCC數(shù)據(jù)庫漓江生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域主題分析Table 3 Research topics analysis in the field of LJEE based on WoSCC database

對生物的研究，主要集中于對魚類的研究。在40篇文獻里，有12篇與之相關(guān)的文獻，占比30.0%。其中環(huán)境資源的可獲得性（Huang et al.，2019a）、環(huán)境變量的異質(zhì)性（Huang et al.，2019b）、水量調(diào)節(jié)（Li et al.，2010）與魚類種群動態(tài)和棲息環(huán)境的影響備受關(guān)注。重要的關(guān)鍵詞主要有“fish”（CF=3）、“assemblage”（CF=3）、“competition”（CF=3）、“fish assemblage”（CF=2）、“behavior”（CF=2）等。結(jié)合原文進行分析可知，保持水體的自然流動狀態(tài)和棲息地連續(xù)性、維持或恢復(fù)河流的多樣化棲息地，對魚類多樣性保護和河流的可持續(xù)性管理至關(guān)重要。此外，通過傳統(tǒng)調(diào)查的方法，對漓江魚類種群的基礎(chǔ)研究仍在進行（Ding et al.，2018；Gao et al.，2018；Huang et al.，2019b）。這一時期有關(guān)植物的研究僅有4篇，主要集中于消落帶植被的種群動態(tài)與演替。重要的關(guān)鍵詞有“riparian vegetation”（CF=3）、community（CF=3）、“community structure”（CF=2）、evolution（CF=2）等。消落帶（河岸帶）是水生系統(tǒng)和陸地系統(tǒng)之間的過渡區(qū)，具有較大的環(huán)境梯度和多個相互關(guān)聯(lián)的過程。由于消落帶不同尺度不同強度下水流動的波動影響，這個高度動態(tài)系統(tǒng)決定著系統(tǒng)內(nèi)植被的動態(tài)和演變。因漓江為巖溶河流，故相比非巖溶河流，其消落帶的范圍更廣，淹水更為頻繁。而從植物功能性狀（Liu et al.，2018）及葉片養(yǎng)分化學(xué)計量學(xué)（Huang et al.，2019c）的角度對漓江植被動態(tài)進行研究，對理解漓江消落帶植被共生與多樣性的維持機制以及植被的保護具有重要意義。

在研究方法上，與CNKI數(shù)據(jù)庫第Ⅰ 時期的研究主題類似，除了生態(tài)風(fēng)險安全與評價（environmental risk，CF=2），將模型應(yīng)用于漓江生態(tài)環(huán)境的研究是WoSCC數(shù)據(jù)庫這一時期最大的特色。有關(guān)模型的文獻有16篇，占比40.0%。這些模型主要涉及水文（9篇）、魚類（6篇）、大型底棲動物（3篇）、消落帶植物（2篇）及其他（3篇）等（注：因一篇論文中的模型可能涉及到不止一個方面，故括號中的數(shù)據(jù)之和大于 16）。如 Han et al.（2013）基于2007年和2008年實地調(diào)查的結(jié)果，利用水流模型（Zhang et al.，2008）和魚類動力學(xué)模型（Coombs，1999），研究了枯水期流量增加對鯉魚（Spinibarbus hollandi）種群動態(tài)的影響，結(jié)果表明，水庫調(diào)控可減少干涸河床的面積，縮短魚類逃離干涸地區(qū)的距離，從而提高鯉魚的生物量（Han et al.，2013）。Li et al.（2015）在利用生境數(shù)量估算生態(tài)流量的基礎(chǔ)上，引入景觀生態(tài)學(xué)方法考慮生境質(zhì)量，建立并優(yōu)化基于模糊邏輯的魚類棲息地適宜性模型，并結(jié)合水文季節(jié)性，估算漓江生態(tài)水道線，為漓江的水庫調(diào)節(jié)、漁業(yè)及魚類棲息地的管理，提供了有效的方法。Cao et al.（2018）利用流域尺度模型（Soil and Water Assessment，SWAT）對漓江地表徑流和地下水排放的空間變化進行研究，發(fā)現(xiàn)這些變化與降水密切相關(guān)，而蒸發(fā)量在很大程度上受土地利用類型的控制；地表徑流、地下水排放和側(cè)流對水收支的貢獻在洪水年和干旱年有很大不同。

其他方面的研究主要涉及碳的動態(tài)變化。如Sun et al.（2019）研究了水生光養(yǎng)生物對漓江季節(jié)性水化學(xué)、無機和有機碳變化的影響。結(jié)果表明，無機碳主要來源于碳酸鹽的風(fēng)化，水生光養(yǎng)生物將碳酸氫鹽向有機碳的轉(zhuǎn)化明顯，該類生物從碳酸氫鹽中提取的有機碳占總有機碳的近一半，占溶解無機碳的8%，這意味著巖溶盆地中的水生光養(yǎng)生物可以顯著穩(wěn)定來自巖溶地區(qū)碳酸鹽巖風(fēng)化過程的碳，對漓江生態(tài)系統(tǒng)中碳的轉(zhuǎn)化和循環(huán)起著重要作用。Qin et al.（2016）對漓江不同洪水風(fēng)險河岸帶，即頻繁洪水區(qū)（年洪水淹沒的次數(shù)≥3）、很少淹水區(qū)及（SFz）（年洪水淹沒次數(shù)<3）和鄰近高地土壤的有機碳進行研究，發(fā)現(xiàn)頻繁洪水區(qū)和很少淹水區(qū)的有機碳含量顯著（P<0.05）高于鄰近高地70.92%和49.70%；土壤質(zhì)地是影響頻繁洪水區(qū)有機碳含量的主要因素，而植被凋落物是影響淹水區(qū)有機碳最重要的因素；以農(nóng)業(yè)為目的開發(fā)河岸帶可能會削弱河岸對有機碳的封存作用，從而加劇溫室效應(yīng)。此外，采砂（Qin et al.，2020）、降雨（Zhang et al.，2020）、酸雨成分（Zhu et al.，2020）及土地利用方式（Qin et al.，2017）等，對漓江流域內(nèi)碳循環(huán)均起著積極影響。

2.3 未來研究趨勢

對某個領(lǐng)域最近5年的關(guān)鍵詞進行突現(xiàn)分析或者在關(guān)鍵詞聚類圖譜（包括時間線圖）中挖掘最新形成的聚類，分析其新出現(xiàn)的關(guān)鍵詞及其在時間維度上的態(tài)勢，可用于該領(lǐng)域研究趨勢的分析，以探討某個領(lǐng)域或主題的研究前沿。但由于漓江整體發(fā)文量較少，而且主題相對分散，無論是CNKI數(shù)據(jù)庫還是WoSCC數(shù)據(jù)庫均未探測到突現(xiàn)詞。考慮到CiteSpace對WoSCC數(shù)據(jù)庫有較好的兼容性，加之該數(shù)據(jù)庫是目前提供引文回溯最深的數(shù)據(jù)庫，所收錄的文獻具有較高的影響力，是國際公認進行科學(xué)統(tǒng)計與科學(xué)評價的主要數(shù)據(jù)庫。故本文僅選用WoSCC數(shù)據(jù)庫里最近5年的數(shù)據(jù)用于關(guān)鍵詞聚類圖的分析，這代表了漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域在國際上最近的研究主題。在此基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合漓江流域自身的地形地貌、氣候成因、工程影響等方面，綜合探討漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域未來的研究趨勢。

由圖2和表4可知，近5年漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究形成了5個重要的聚類（注：本文僅列出關(guān)鍵詞個數(shù)>15的聚類標(biāo)簽），即#0“environmental risk（環(huán)境風(fēng)險）”、#1“water level（水位）”、#2“habitat（生境）”、#3“karst river（巖溶河流）”和#4“habitat（生境）”。

圖2 基于WoSCC數(shù)據(jù)庫的漓江生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域最近5年關(guān)鍵詞聚類圖譜Figure 2 Keywords clustering mapping in the field of LJEE in recent 5 years based on WoSCC database

表4 WoSCC數(shù)據(jù)庫2016—2020年漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域各關(guān)鍵詞聚類中的關(guān)鍵詞Table 4 The keywords in each keyword cluster on LJEE in 2016?2020 based on WoSCC database

聚類#0“environmental risk”為圖譜中最大的聚類，含有20個關(guān)鍵詞，平均出現(xiàn)的年份為2017年，包括了“environmental risk”、“source identification”、“heavy metal”、“sediment analysis”、“metal partitioning”等關(guān)鍵詞。這一聚類主要涉及漓江環(huán)境污染與風(fēng)險方面的主題，結(jié)合原文分析，未來需進一步加強污染物對漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究工作。具體可包括（1）從點源和面源兩個層面，探討引起漓江流域生態(tài)環(huán)境退化的原因、污染物在環(huán)境介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和動態(tài)；（2）污染物對環(huán)境中敏感物種及重點保護物種的影響；（3）污染物在環(huán)境中的監(jiān)測和管控；（4）應(yīng)用一些新的研究方法或模型從更長的時間尺度和更大的空間尺度，以及從全局和整體上對漓江生態(tài)環(huán)境問題進行把控。

聚類#1“water level”為圖譜中第二大聚類，含有18個關(guān)鍵詞，平均出現(xiàn)的年份為2018年，包括了“water level”、“precipitation”、“diel pattern”、“CO2flux”、“karst river”等關(guān)鍵詞。它和聚類#3“karst river”，包括了“karst river”、“acid rain”、“reservoir operation”、“dissolved inorganic carbon”等關(guān)鍵詞，從本質(zhì)上均涉及的是漓江流域特殊的地形地貌特征及特殊的氣候所引起的區(qū)域性的洪旱災(zāi)害等方面的研究。古往今來，漓江流域是一個洪澇災(zāi)害高發(fā)區(qū)域。在14—19世紀6個世紀中淹城洪水大約每世紀7—8次；進入20世紀淹城洪水猛增（繆鐘靈，1997）；到21世紀后幾乎每年都會出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。漓江桂林上游流域為廣西東北部主要暴雨區(qū)，形成暴雨的主要天氣系統(tǒng)是高空槽、切變線與地面靜止鋒，暴雨頻率強度大。由于廣西地形南低北高，迫使氣流抬升，每年3—8月，尤其是5—7月，西太平洋和印度洋的濕暖氣團，隨大氣環(huán)流途徑廣西西南部，受云貴高原影響后氣旋向桂東北方向移動，進入本流域上空，被越城嶺和海洋山抬升后又與南下冷空氣遭遇，南來北往冷暖氣流經(jīng)常在此遭遇，形成暴雨，流域內(nèi)多年平均降雨量達2200 mm（李勇軍等，2002；羅錦珠，2006）。比如“94?6”、“98?6”特大暴雨及2017年兩次嚴重致洪暴雨均是由于受地面靜止峰、切變線、高空低槽、西南低渦的共同長時間影響造成的，而副熱帶高壓及高原冷高壓穩(wěn)定維持為該區(qū)域低值系統(tǒng)長時間維持提供了環(huán)境條件；大尺度的輻合系統(tǒng)為強降水提供了強水汽通量輻合及上升速度；降水過程大氣層結(jié)都具有對流不穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致持續(xù)的特大暴雨發(fā)生（李勇軍等，2002；羅錦珠，2006）。故有關(guān)該主題的研究將是個經(jīng)久不衰的重要課題。

洪澇和干旱環(huán)境問題除與氣候因素有關(guān)外，巖溶區(qū)地貌特征是引發(fā)這些自然災(zāi)害另一重要因素。碳酸鹽巖區(qū)由于巖溶的發(fā)育形成地表和地下兩種空間的雙層結(jié)構(gòu)，即像篩子一樣的地表，其主要的特征之一就是保水保肥能力極差，水土流失嚴重。即便漓江流域每年有1500—2000 mm的豐富雨量，也免不了春旱、伏旱、秋旱等自然災(zāi)害的發(fā)生。同時，地下溶洞管道與地表的聯(lián)結(jié)部位——落水洞、漏斗，常因阻塞或有直徑狹窄的喉部，不能排泄雨季在洼地和谷地中匯集的大量雨水而使洼地淹沒形成日期長短不等的臨時性的湖沼、內(nèi)澇（繆鐘靈，1997）。這種旱澇交替的災(zāi)情在峰叢洼地、峰林洼地（平原）地段尤為突出。此外，人為開采導(dǎo)致的地表塌陷（高燕彬等，2010）、上游原始林的亂砍亂伐導(dǎo)致漓江上游水土保持能力下降（歐祖蘭等，2005；羅錦珠，2006）、水庫調(diào)度不夠優(yōu)化（羅錦珠，2006）等進一步加劇了漓江流域洪旱災(zāi)害的發(fā)生，而由此造成的次生環(huán)境問題，也不容忽視。如1976年6月的一場持續(xù)的強降雨，導(dǎo)致桂林陽朔境內(nèi)某鉛鋅尾礦庫塌崩，庫內(nèi)含有大量礦渣的廢水沿著峰林峽谷順流而下，流入處于峰林洼地的思的村，富含重金屬的礦渣及廢水在此停留，久久不能消退，對當(dāng)?shù)厝藗兊纳a(chǎn)生活造成嚴重影響，對農(nóng)耕地土壤理化性質(zhì)和微生物特性的影響一直持續(xù)到現(xiàn)在，無法根除（Liu et al.，2020）。故未來可加強對漓江生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測，尤其是利用 3S技術(shù)應(yīng)用到洪旱災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報、動植被資源的動態(tài)監(jiān)測和管理、大尺度植物生理指標(biāo)的監(jiān)測等方面的研究。

聚類#2和#4的聚類標(biāo)簽均為“habitat”，主要涉及魚棲息環(huán)境方面的研究。但他們含有的關(guān)鍵詞個數(shù)、含義及平均出現(xiàn)的年份均不同（表4）。在聚類#2，其關(guān)鍵詞平均出現(xiàn)的年份為2018年，比聚類#4晚一年，故其在圖譜中的顏色前者為黃綠色，而后者為藍色。聚類#2主要的關(guān)鍵詞有“habitat”、“fish assemblages”、“headwater stream”、“environmental variables”等關(guān)鍵詞，表明該聚類更傾向于動物，尤其是魚類生境的保護與恢復(fù)。而聚類#4主要的關(guān)鍵詞有“habitat”、“water level”、“environmental risk”、“source identification”、“precipitation”、“heavy metal”等，說明該聚類更加關(guān)注環(huán)境污染下對生物生境的影響。故未來需加強動物，尤其是魚類棲息地的生境監(jiān)測和保護，洪澇災(zāi)害對棲息地、尤其是消落帶的影響，環(huán)境污染對動物棲息地的影響及生物種類和數(shù)量、種群特征和行為對生境的反饋等方面的研究?？紤]到消落帶自身的土壤特性、淹水頻次、人類活動、土地利用變化、系統(tǒng)內(nèi)水生光養(yǎng)生物、綠色植被等對大氣碳含量的影響，未來可進一步研究這些因素或過程對流域內(nèi)碳源和碳匯的改變，以及在全球氣候變化的大背景下，生態(tài)系統(tǒng)各組分對全球氣候變化的響應(yīng)過程和機制方面的研究。

3 結(jié)論

本文對漓江生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域40年的相關(guān)文獻進行系統(tǒng)梳理，探討了漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究主題的發(fā)展脈絡(luò)，分析了未來研究趨勢，幫助讀者全面了解漓江的生態(tài)環(huán)境及其演變，為漓江未來的管理保護和同行的研究工作提供參考。主要結(jié)論如下：

（1）發(fā)文特性：在過去40年，漓江生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的發(fā)文量整體呈上升趨勢，中文文獻由 1981—1990年的5篇快速增加至2011—2020年的136篇。英文文獻全部分布在2010—2020這11年間。中文發(fā)文量較多的單位是桂林理工大學(xué)、廣西大學(xué)和廣西師范大學(xué)等；作者是陳求穩(wěn)、李若男和蔡德所等；研究成果主要發(fā)表在《廣西師范大學(xué)（自然科學(xué)版）》和《生態(tài)學(xué)報》兩個期刊上。英文發(fā)文量較多的單位是Chinese Acad Sci、Guangxi Univ和Guilin Univ Technol等；發(fā)文量較多的作者有 Qiuwen Chen、Ruonan Li、Desuo Cai等；由于英文發(fā)文量少而分散，沒有發(fā)文量特別突出的期刊。

（2）研究主題：在該領(lǐng)域研究的40年發(fā)展歷程中，總的來說研究主題不斷演化，且日益豐富。消落帶、重金屬污染、模型的構(gòu)建和應(yīng)用是CNKI數(shù)據(jù)庫中最近 10年新出現(xiàn)的研究主題，這也與WoSCC相同時期的研究主題比較吻合。此外，淹水、人類活動、土地利用、系統(tǒng)內(nèi)水生光養(yǎng)生物、綠色植被等對流域內(nèi)碳循環(huán)的影響是WoSCC數(shù)據(jù)庫里相關(guān)文獻的另一特色主題。

（3）未來研究趨勢：根據(jù) WoSCC數(shù)據(jù)庫近 5年關(guān)鍵詞聚類結(jié)果，結(jié)合漓江流域自身的地形地貌、氣候成因、工程影響等方面。未來的管理和研究可從以下幾個方面深入開展：加強動植物生境的監(jiān)測和保護；洪澇災(zāi)害對漓江生態(tài)系統(tǒng)，尤其是消落帶的影響；環(huán)境污染對漓江生態(tài)系統(tǒng)的影響及生物對環(huán)境污染的反饋；漓江生態(tài)環(huán)境改變及人類活動對流域內(nèi)碳循環(huán)的影響；生態(tài)系統(tǒng)各組分對全球氣候變化的響應(yīng)過程和機制的研究等。本研究結(jié)果梳理了漓江生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域的整個發(fā)展歷程，并提出未來值得研究的方向，為漓江生態(tài)環(huán)境的進一步研究和保護提供參考依據(jù)。