■ 張晶 李娜 黃春林

中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 蘭州 730000

0 引言

黃河流域構(gòu)成我國重要的生態(tài)屏障，是連接青藏高原、黃土高原、華北平原的生態(tài)廊道，流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、山東9 個(gè)省區(qū)，2018年的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，9 個(gè)省區(qū)GDP 總計(jì)約221218.93 億元，約占全國的26%，總?cè)丝诩s4.18 億，約占全國的30%，因此，黃河流域流經(jīng)地區(qū)在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)安全方面具有非常重要的地位[1][2]。新中國成立以來，黨和國家對黃河的治理和開發(fā)極為重視，主要表現(xiàn)為水沙治理取得顯著成效，生態(tài)環(huán)境持續(xù)明顯向好，流經(jīng)地區(qū)發(fā)展水平不斷提升等方面[3]。

在積極推進(jìn)黃河治理和開發(fā)的同時(shí)，過度干預(yù)和高強(qiáng)度開發(fā)黃河導(dǎo)致的流域生態(tài)系統(tǒng)失衡與生態(tài)安全威脅問題日漸凸顯：水資源嚴(yán)重不足、水污染加重，水土流失惡化、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)、草場退化、土地沙化、生物多樣性種類和數(shù)量銳減等問題頻現(xiàn)。黨的十八大以來，黨中央著眼于生態(tài)文明全局，堅(jiān)持山水林田湖綜合治理、系統(tǒng)治理和源頭治理，全面統(tǒng)籌推進(jìn)各項(xiàng)具體任務(wù)[4]，黃河高質(zhì)量生態(tài)保護(hù)與流域綠色發(fā)展倒逼機(jī)制的推進(jìn)成為推動(dòng)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的重要核心任務(wù)。

黃河跨越青藏高寒、西北干旱、半干旱和華北濕潤半濕潤等區(qū)域，上游多為干旱半干旱區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)相對脆弱敏感[5]。黃河上游重要的水源補(bǔ)給區(qū)不斷出現(xiàn)了兩側(cè)土地沙化、鹽漬化、草地退化等一系列生態(tài)問題，直接造成黃河中下游斷流等嚴(yán)重問題[6]。由此，基于黃河流域上游和中下游不同研究團(tuán)隊(duì)長期成果出發(fā)，從整個(gè)流域視角入手，分析黃河流域研究現(xiàn)狀，分析黃河流域存在的各類問題，提出保證黃河流域協(xié)調(diào)發(fā)展的對策及建議，不僅能為黃河流域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化活動(dòng)規(guī)模的控制及環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)，也能為黃河流域高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

以往有關(guān)黃河流域的研究主要集中在“生態(tài)服務(wù)”、“產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)”和“人居環(huán)境”等方面?！吧鷳B(tài)服務(wù)”方面研究包括基于遙感數(shù)據(jù)等地球大數(shù)據(jù)開展高時(shí)空分辨率可持續(xù)性評價(jià)的基本框架，揭示黃河流域水域面積、水域變化率等指標(biāo)，為解決資源利用方式粗放，流域用水總量負(fù)荷過大造成的流域水資源短缺、水環(huán)境惡化等突出問題提供思路[7][8]；在黃河流域濕地、干流、湖泊等區(qū)域評估生態(tài)功能價(jià)值、探索空間演變規(guī)律[9][10][11]；氣候變化和劇烈的人類活動(dòng)所引起的水土流失、土地沙化、草地退化、土壤鹽漬化等流域生態(tài)問題及其治理模式的多樣性探索等[12][13]?！爱a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)”方面研究主要集中在區(qū)位相對較差、發(fā)展水平落后、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型迫切、基礎(chǔ)設(shè)施相對落后、生態(tài)環(huán)境脆弱和治理壓力大等背景下探尋實(shí)現(xiàn)地方性持續(xù)、綠色的經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)轉(zhuǎn)型方法[14]；如何全方位評估黃河流域各地基礎(chǔ)，合理布局和推進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域以推動(dòng)區(qū)域發(fā)展等[2][15]；“人居環(huán)境”方面研究主要包括，流域退耕還林政策實(shí)施效果的定量評估以及調(diào)整、優(yōu)化和完善退耕還林政策相關(guān)地方性法規(guī)[16]；我國推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，如何從多角度（地理、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、城市規(guī)劃、建筑、社會(huì)）剖析地方與環(huán)境的適應(yīng)性關(guān)系，將“留住城鎮(zhèn)特色基因”等戰(zhàn)略命題進(jìn)行探索，從而提高流域城鄉(xiāng)發(fā)展可持續(xù)性、宜居性、特色性等屬性[1]。

大量綜述、技術(shù)和政策類文獻(xiàn)對黃河流域研究現(xiàn)狀的梳理發(fā)揮著重要作用，但是黃河流域研究具有明顯的地域性和特異性，因此從宏觀角度了解黃河流域不同段的相關(guān)研究進(jìn)展、熱點(diǎn)和發(fā)展動(dòng)態(tài)是必要的。文獻(xiàn)計(jì)量分析方法指通過研究文獻(xiàn)的外部特征，分析文獻(xiàn)的分布結(jié)構(gòu)、數(shù)量特征和變化規(guī)律[17]，具有顯著的客觀化、定量化、模型化的宏觀研究優(yōu)勢[18]。本文通過文獻(xiàn)計(jì)量方法，以黃河流域不同研究團(tuán)隊(duì)長期成果出發(fā)，分析黃河流域研究現(xiàn)狀和存在的各類問題，皆在為以上國家和省部級課題的推進(jìn)提供理論依據(jù)，為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供“源頭智慧”的同時(shí)，提出保證黃河流域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及環(huán)境保護(hù)方面科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。

1 研究方法

為選取代表性的學(xué)術(shù)研究成果，選擇Web of Science 平臺的科學(xué)引文索引擴(kuò)展版（Science Citation Index Expanded, SCIE）和社會(huì)科學(xué)引文索引（Social Sciences Citation Index,SSCI）數(shù)據(jù)庫采集文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。登錄水利部黃河水利委員會(huì)網(wǎng)站，參閱黃河水系水資源圖和黃河水利委員會(huì)機(jī)構(gòu)分布圖，確定了黃河流域的各個(gè)地市、水文、水電站及主要支流，并對上游和中下游進(jìn)行了歸類。（表1、表2）

表1 黃河上游地理名詞

表2 黃河中下游地理名詞

閱讀與“黃河流域”主題相關(guān)的中英文文獻(xiàn)，最終編制檢索式（表3），對該領(lǐng)域所有文獻(xiàn)類型進(jìn)文獻(xiàn)題錄閱讀，剔除不相關(guān)文獻(xiàn)，共計(jì)得到黃河流域16143 篇SCI 論文，其中上游3395 篇，中下游12748 篇（檢索時(shí)間為2021年4月1日）。

表3 黃河流域上游段、中下游段檢索式

數(shù)據(jù)分析采用EXCEL、DDA（Derwent Data Analyzer）和可視化軟件VOSviewer 進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和聚類分析及制圖等。在進(jìn)行作者、機(jī)構(gòu)和國家分析時(shí)，清洗了字段序詞用以合并同義詞，分析過程中同時(shí)結(jié)合了文獻(xiàn)閱讀和內(nèi)容分析等方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 總發(fā)文量分析

從總體發(fā)文角度來看，1990～2020年間，黃河流域發(fā)文量經(jīng)歷了緩慢增長、穩(wěn)速增長和高速增長3 個(gè)發(fā)展階段。在2000年之前，黃河流域總計(jì)發(fā)文量為510 篇，其中上游133 篇，中下游377 篇，平均發(fā)文量為46 篇/年，上游12 篇/年，中下游34 篇/年；2001-2010 發(fā)文量為2775篇，發(fā)文量278篇/年；上游754篇，76篇/年；中下游2021，202 篇/年；在2010-2020年發(fā)文量為12858，1286 篇/年，上游2508，251 篇/年，中下游10350，1035 篇/年?？傮w而言，中下游發(fā)文量是上游發(fā)文量的3.75 倍，明顯中下游的研究力度比較大（圖1）。

圖1 1991～2020年黃河流域相關(guān)研究年發(fā)文量

2.2 發(fā)文機(jī)構(gòu)及發(fā)文領(lǐng)域分析

西北農(nóng)林科技大學(xué)、中科院水利部水土保持研究所和蘭州大學(xué)都是黃河流域研究的中堅(jiān)研究力量（表4）。黃河流域科學(xué)研究主要涉及環(huán)境科學(xué)、地球科學(xué)多學(xué)科、水資源、土壤科學(xué)、地理物理、氣象學(xué)大氣科學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、地球化學(xué)物理、工程土建、工程環(huán)境、植物學(xué)和綠色可持續(xù)科技等學(xué)科。然而上游和中下游研究所涉及的領(lǐng)域有一定的差別，其中對于土壤科學(xué)而言，上游的學(xué)科比例為2.3%，而中下游的學(xué)科比例為13.5%，說明中下游更重視土壤科學(xué)相關(guān)方面的研究；對于農(nóng)學(xué)而言，上游重視度為0.1%，中下游為6.55%，表明中黃河中下游流域更重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)（圖2）。

表4 黃河流域研究發(fā)文機(jī)構(gòu)排名

圖2 黃河流域研究論文的學(xué)科比例

2.3 關(guān)鍵詞研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞作為學(xué)術(shù)論文研究熱點(diǎn)的高度概括，是能夠高度涵蓋論文主題和核心的精髓詞匯。關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次反映引用文獻(xiàn)的次數(shù)，主題頻次越高，說明該主題是領(lǐng)域研究熱點(diǎn)[19]。本研究分析了黃河流域上游和中下游領(lǐng)域關(guān)鍵詞以及各個(gè)關(guān)鍵詞的頻次和突現(xiàn)性，梳理了黃河流域研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，分6 個(gè)時(shí)間段揭示了發(fā)展趨勢。

對于黃河上游研究現(xiàn)狀而言，在1991～1995年間，頻次最高的詞分別為“中國”、“模型”和“青藏高原”，在1996～2000年間，頻次最高的詞分別為“黃土高原”、“變形”和“排放”，在2001～2005年間年間，頻次最高的詞分別為“土壤”、“黃河”和“水”，在2006～2010年間，頻次最高的詞分別為“氣候變化”、“影響”和“重金屬”，在2011～2015年間，頻次最高的詞分別為“西寧流域”、“隆起”和“風(fēng)險(xiǎn)評估”，在2016～2020年間，頻次最高的詞分別為“源解析（分配）”、“健康風(fēng)險(xiǎn)”和“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”。由此看出，針對黃河上游空間尺度，科研人員展開了較為多元的探索：從市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）和柵欄尺度分析了蘭州-西寧人口分布的時(shí)空特征[20]，黃河源地區(qū)草牧業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化與生態(tài)保護(hù)[21]，鄉(xiāng)村振興和減貧脫貧[22][23]，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等方面[24][25][26][27][28]（圖3、表5）。

表5 黃河上游關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)前10位“頻次”信息

圖3 黃河上游研究領(lǐng)域研究主題（VOSviewer軟件制圖）

對于黃河中下游研究現(xiàn)狀而言，在1991～1995年間，頻次最高的詞分別為“黃土高原”、“中國”和“土壤”，在1996～2000年間，頻次最高的詞分別為“氣候變化”、“土地利用”和“土壤侵蝕”，在2001～2005年間，頻次最高的詞分別為“影響”、“植被”和“可變性”，在2006～2010年間，頻次最高的詞分別為“有機(jī)碳”、“黃河三角洲”和“冬小麥”，在2011～2015年間，頻次最高的詞分別為“空間分布”、“物理性質(zhì)”和“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”，在2016～2020年間，頻次最高的詞分別為“城市化”、“植被覆蓋”和“時(shí)間序列”。由此看出，研究人員針對黃河中下游流域進(jìn)行了廣泛的研究：黃土高原是土壤侵蝕較為嚴(yán)重的區(qū)域，進(jìn)入21世紀(jì)以來，黃土高原水土保持工作力度進(jìn)一步加強(qiáng)，已經(jīng)取得了較高的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，主要表現(xiàn)為流域植被覆蓋度提高，坡面阻斷控制作用加強(qiáng)，黃河泥沙量顯著減少[29]；2009～2017年間，黃河流域國土開發(fā)強(qiáng)度已臨近超載，主要表現(xiàn)為過度依賴高資源、高消耗推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長模式，導(dǎo)致建設(shè)用地的無序擴(kuò)張和耕地快速減少[30]，城鄉(xiāng)差距增大[31][32]和環(huán)境污染[33][34]等，因此，合理控制建設(shè)用地規(guī)模成為黃河中下游區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要方面（圖4、表6）。

表6 黃河中下游關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)前10位“頻次”信息

圖4 黃河中下游研究領(lǐng)域研究主題（VOSviewer軟件制圖）

“氣候變化”和“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”所涉及的相關(guān)問題是整個(gè)黃河流域所關(guān)注的問題。氣候變化對黃河流域的影響主要是通過改變降水模式、蒸散發(fā)和徑流量，進(jìn)而改變黃河水資源總量和分布特征，最終影響水資源分配格局[35]。鄭子彥等人的研究結(jié)果表明黃河源區(qū)自1951年以來經(jīng)歷了顯著的暖濕化過程，冰川和積雪消融加劇，整個(gè)過程所引起的水分損耗和劇烈的人類活動(dòng)的影響使得區(qū)域水分涵養(yǎng)力下降，生態(tài)環(huán)境不斷惡化[36]。因此，統(tǒng)籌構(gòu)建氣象、水文、環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害觀測和預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，優(yōu)化流域植被格局，有序開發(fā)和利用水資源，加強(qiáng)預(yù)防保護(hù)技術(shù)的研發(fā)是黃河流域地區(qū)應(yīng)對氣候變化的必由之路[37]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指生態(tài)系統(tǒng)為人類社會(huì)活動(dòng)提供有形或無形的自然產(chǎn)品、環(huán)境資源和生態(tài)損益的能力[38]，聯(lián)合國發(fā)布的《千年生態(tài)系統(tǒng)評估報(bào)告》將其分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)4種服務(wù)功能[39]，了解流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化、相互作用和驅(qū)動(dòng)因素是流域生態(tài)系統(tǒng)管理和調(diào)控的重要基礎(chǔ)[40]。韓夢濤等人的研究結(jié)果表明在2000～2020年，黃河水域生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值逐年上升，但是增幅逐年減緩，上中下游增幅速率呈現(xiàn)出不協(xié)調(diào)的狀態(tài)，表現(xiàn)為下游＞上游＞中游[41]。因此動(dòng)態(tài)評估流域生態(tài)系統(tǒng)承載能力，重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵過程、區(qū)域和要素，部署生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作和優(yōu)化流域國土空間結(jié)構(gòu)是提升黃河生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值重要途徑[42]。

對于氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)兩個(gè)問題所關(guān)注的時(shí)間為中下游要早于上游，這說明黃河中下游有關(guān)于氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)研究一直在引領(lǐng)黃河上游的研究，有關(guān)黃河流域的研究基本做到了上游和中下游的同步推進(jìn)，因此，我國科研人員對于黃河流域的研究布局合理，更多的研究人員也在不斷打開新的探索渠道和前進(jìn)路徑。

2.4 發(fā)文作者分析

對黃河流域發(fā)文作者進(jìn)行分析，得到作者圖譜，其中出現(xiàn)頻次最高的為傅伯杰80次，其中與其合作超過10次的研究團(tuán)隊(duì)有劉宇、張建軍和王帥等，其次為邵明安55 次，其中與其合作超過10 次的研究團(tuán)隊(duì)有王云強(qiáng)、魏孝榮和賈小旭等；第三為陳發(fā)虎54，與其合作超過10 次的研究團(tuán)隊(duì)有周愛鋒、饒志國和王欣等（圖5）。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)一步清洗，整理了黃河流域而言，發(fā)文量最多的科學(xué)家分別為中國科學(xué)院水利部水土保持研究所的邵明安、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的傅伯杰和中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所的安芷生（表7）。

表7 黃河流域研究領(lǐng)域TOP10科學(xué)家發(fā)文情況

圖5 黃河流域作者合作網(wǎng)狀圖（VOSviewer軟件制圖）

3 結(jié)語

黃河流域大多數(shù)研究結(jié)果得到了國際方面的廣泛認(rèn)可，我國有關(guān)黃河流域的研究基本做到了上游和中下游的同步推進(jìn)且布局合理，更多的研究人員也在不斷打開新的探索渠道和前進(jìn)路徑。未來黃河流域高質(zhì)量發(fā)展應(yīng)注重以下3點(diǎn)：

（1）黃河上游的主抓工作點(diǎn)應(yīng)該以水資源保護(hù)為主，要推行生態(tài)恢復(fù)技術(shù)和生態(tài)修復(fù)工程來提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，對于高排放、高耗能的產(chǎn)業(yè)要盡量摒棄。黃河中下游是我國舉足輕重的能源和化工基地，工業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求較大，然而水質(zhì)污染、不合理的排放和水資源利用效率低下頻現(xiàn)，因此急需通過各種方式來促進(jìn)水資源利用率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的同時(shí)不斷提高流域水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

（2）以黃河流域整體格局為著眼點(diǎn)，不斷優(yōu)化整體與局部的關(guān)系，充分了解上游、中下游、干流和支流生態(tài)環(huán)境特征、自然資源要素和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，整體評估黃河流域各個(gè)?。ㄊ小^(qū)）生態(tài)環(huán)境資源承載力，建立適用于黃河流域國土空間科學(xué)發(fā)展的總體規(guī)劃目標(biāo)，不斷優(yōu)化不同區(qū)段生產(chǎn)、生態(tài)、人居和經(jīng)濟(jì)等各類用地配比的同時(shí)調(diào)控黃河流域國土空間開發(fā)治理方式。

（3）在黃河流域區(qū)域建筑街區(qū)尺度，探尋代表地方性特色的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)，對“歷史畫卷譜寫”、“記住鄉(xiāng)愁”、“留住城鎮(zhèn)特色基因”等戰(zhàn)略命題進(jìn)行探索；在城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村尺度，黃河流域城鎮(zhèn)人員外流與鄉(xiāng)村空心化現(xiàn)象嚴(yán)重，需提高城鄉(xiāng)發(fā)展可持續(xù)性、宜居性和開放化程度，綜合布局鄉(xiāng)村振興與新型城鎮(zhèn)化發(fā)展路徑，多措并舉吸引外地務(wù)工人員返鄉(xiāng)，繁榮家鄉(xiāng)建設(shè)；在區(qū)域系統(tǒng)尺度，構(gòu)建多區(qū)域節(jié)點(diǎn)、多環(huán)境要素、多經(jīng)濟(jì)綜合體協(xié)同發(fā)展的關(guān)聯(lián)性、共融性格局，為黃河流域國土空間規(guī)劃實(shí)施提供科學(xué)支撐，并為基礎(chǔ)設(shè)施、資源分配、生態(tài)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等開發(fā)保護(hù)活動(dòng)提供指導(dǎo)和約束。