段海煦,曾維華,陳家軍

基于可視化分析的“生態(tài)、環(huán)境、資源”承載力研究

段海煦,曾維華,陳家軍*

(北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,水沙科學(xué)教育部重點實驗室,北京 100875)

為進(jìn)一步探析全球“生態(tài)、環(huán)境、資源”承載力科研水平、研究熱點和發(fā)展趨勢,本文基于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫,采用CiteSpace和VOSviewer 分析軟件,以1990～2021年期間文獻(xiàn)為信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ),對生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力研究進(jìn)行了可視化分析.結(jié)果表明,1990～2021年間,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域全球發(fā)文量整體呈上升趨勢;國家之間合作綜合排名第一的是中國,發(fā)文量占主導(dǎo)地位的研究機(jī)構(gòu)是中國科學(xué)院;該領(lǐng)域主要以水環(huán)境承載力、水生態(tài)承載力、水資源承載力及其間的關(guān)系探析等為研究熱點,可持續(xù)發(fā)展和不同承載力及其間生態(tài)關(guān)系的辨析是重點研究前沿,生態(tài)環(huán)境科學(xué)是主要研究方向;第一發(fā)文量和第一共引頻次的作者分別是Shen Liyin和Wackernagel M,期刊《Desalination and Water Treatment》發(fā)文量最高,第一高被引論文為《A new scenario framework for climate change research: the concept of shared socioeconomic pathways》.可知,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域深受到學(xué)者們的關(guān)注和重視,相關(guān)研究現(xiàn)狀與應(yīng)用動態(tài)總結(jié)辨析,有利于生態(tài)環(huán)境資源目標(biāo)協(xié)同思考.

生態(tài)；環(huán)境；資源；承載力；CiteSpace；VOSviewer；可視化分析

承載力是一個極其重要的概念標(biāo)尺,常用來衡量人類社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)、環(huán)境和資源等的協(xié)調(diào)程度.隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加速,不同承載力反映著人類生產(chǎn)活動和生活活動中出現(xiàn)的各種問題,可概括為生態(tài)、環(huán)境和資源問題[1].承載力的概念最早出現(xiàn)在1921年,提出者Park和Burges將承載力定義為在某一種特定的生存空間、營養(yǎng)物質(zhì)、陽光等生態(tài)因子的配合條件下,某種生物個體所存在可能數(shù)量的最高極限[2].生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力本質(zhì)相同,但三者之間意義相差較大,且社會發(fā)展階段和研究領(lǐng)域,所產(chǎn)生的承載力概念也不盡相同[3].

20世紀(jì)70年代后,Honing等初步建立了生態(tài)承載力的理論模型.生態(tài)承載力主要包括支持部分和壓力部分兩個方面,其中支持部分指生態(tài)系統(tǒng)的自我維持與自我調(diào)節(jié)能力,以及資源與環(huán)境子系統(tǒng)的供容能力,壓力部分指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的發(fā)展能力[4].“生態(tài)”早期的原本含義是“環(huán)境”,即客觀的自然環(huán)境,包括陽光、空氣等非生物環(huán)境,還包括動物、植物、微生物和其他一切有生命的物質(zhì)構(gòu)成的生物環(huán)境[5].因此,有人指出“生態(tài)是環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)與鏈結(jié)”[6],而環(huán)境承載力基于生態(tài)系統(tǒng)所提供的資源和環(huán)境,來支持人類社會系統(tǒng)的良性發(fā)展,它是指在某種狀態(tài)下環(huán)境對人類活動支持能力的限度[7].從學(xué)理概念和立法概念出發(fā),環(huán)境可指影響人類生存和發(fā)展的且為人力所及的天然的和經(jīng)人工改造過的各種自然因素,包括土地、水、大氣和海洋等,以及其間的生態(tài)關(guān)系的集合.而資源承載力是衡量和調(diào)節(jié)生存環(huán)境承載人類活動的最大限度,體現(xiàn)其資源的數(shù)量和質(zhì)量對人類基本生存和發(fā)展的支撐力[8].資源是具有一定量積累的客觀存在形態(tài),包括土地資源、海洋資源和礦產(chǎn)資源等,是自然界和人類社會可以用以創(chuàng)造的物質(zhì)財富和精神財富[9].根據(jù)自然資源、環(huán)境和生態(tài)的定義及國內(nèi)外管理實踐,自然資源強(qiáng)調(diào)有價值的自然物質(zhì),自然環(huán)境包含一切自然要素,而生態(tài)強(qiáng)調(diào)的是生物相關(guān)性,包含自然和人為雙重屬性;三者重點關(guān)注視角分別為數(shù)量、質(zhì)量和平衡,其重點關(guān)注問題分別為枯竭、退化和破壞,而重點關(guān)注需求分別為節(jié)約、保護(hù)和恢復(fù);可見,三者存在緊密聯(lián)系,但各自關(guān)注重點存在顯著差異[2,10].從系統(tǒng)科學(xué)角度認(rèn)識生態(tài)、環(huán)境、資源與承載力等概念內(nèi)涵,具有積極整合性、重要協(xié)調(diào)性和必要持續(xù)性[11],有利于人類社會、經(jīng)濟(jì)活動的和諧進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展.

近年來,國內(nèi)外研究者們做了大量的工作,主要集中在生態(tài)、環(huán)境、資源等概念探析和不同承載力評價指標(biāo)體系研究方面[12-15].Whittaker等[16]探析了“生態(tài)位、生境、生態(tài)區(qū)”的概念,并澄清了它們之間的關(guān)系,指出了區(qū)分三者概念在科研應(yīng)用中的有效性.馬世駿先生強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境不是生態(tài)學(xué)和環(huán)境學(xué)的加和而是融合,是傳統(tǒng)污染環(huán)境研究向生態(tài)系統(tǒng)機(jī)理和復(fù)合生態(tài)關(guān)系研究的升華[17].李建龍等[18]探討了近年來我國生態(tài)環(huán)境承載力研究的現(xiàn)狀,指出其主要問題為概念和內(nèi)涵不夠明確、研究內(nèi)容不夠系統(tǒng),此外,對評價指標(biāo)體系和主要計算方法進(jìn)行了總結(jié).孫富行[19]以海河流域為研究對象,建立了水資源承載力研究綜合分析模型,并確定了水資源承載力的基礎(chǔ)指標(biāo)量化和分類指標(biāo)體系評價方法.然而,研究仍存在不足之處,其中,關(guān)于生態(tài)、環(huán)境、資源與承載力的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用動態(tài)的總結(jié)分析較少,缺乏運用文獻(xiàn)計量與分析等科學(xué)方法將其可視化.總結(jié)與分析生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力研發(fā)與探析方面的工作,有助于研究者掌握該領(lǐng)域的總體水平,快速有效查找文獻(xiàn)資料和準(zhǔn)備后續(xù)開展工作,是進(jìn)一步開展研發(fā)與應(yīng)用的基礎(chǔ).可視化分析結(jié)合可視化、人為因素和數(shù)據(jù)分析,通過交互式可視化界面進(jìn)行推理,以此從數(shù)據(jù)中獲取知識.基于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫,本文檢索與統(tǒng)計了1990～2021年期間的文獻(xiàn)信息,利用科研分析軟件 CiteSpace 和 VOSviewer,對生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力研究進(jìn)行可視化分析,以期為了解我國生態(tài)、環(huán)境和資源與承載力領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、前沿動態(tài)和發(fā)展趨勢提供參考,有效促進(jìn)生態(tài)環(huán)境和諧進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展,有益于人類社會經(jīng)濟(jì)和生活水平的提高.

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索

以Web of Science(WOS)核心合集數(shù)據(jù)庫為檢索庫,涉及三個子庫分別為Science Citation Index Expanded、Social Sciences Citation Index和Arts & Humanities Citation Index.檢索式為(((TS=(ecology)) OR TS=(environment)) OR TS=(resource)) AND TS= (carrying capacity);檢索時間段為1990-01-01～ 2021-12-31;語種:English.共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)25938篇.文獻(xiàn)檢索和篩選過程如圖1所示.

1.2 研究方法

基于文獻(xiàn)檢索結(jié)果,對32a間生態(tài)、環(huán)境和資源與承載力領(lǐng)域進(jìn)行可視化分析,涉及項目:年度發(fā)文量、熱點分析、前沿分析、作者分析、國家共現(xiàn)分析、國家年度發(fā)文量、載文期刊、高被引論文、學(xué)科分布和機(jī)構(gòu)共現(xiàn)分析等.將WOS數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)以制表符分隔文件形式導(dǎo)出;借助CiteSpace軟件和VOSviewer軟件進(jìn)行可視化分析[20],并繪制可視化圖譜;利用Excel 2022軟件處理數(shù)據(jù);使用Origin 2022軟件進(jìn)行繪圖.

圖1 文獻(xiàn)檢索流程

2 結(jié)果與分析

2.1 年度發(fā)文量

圖2 年度發(fā)文量

從發(fā)表時間角度出發(fā),對25938篇文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計與分析.年度發(fā)文量如圖2,1990～2021年間,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域相關(guān)英文發(fā)文量整體均呈上升趨勢,說明國際對該領(lǐng)域研究的逐步重視.1990～2000年間,發(fā)文量處于緩慢增長期,該階段為生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力等概念提出的初期,多數(shù)國家及地區(qū)的研究對該領(lǐng)域處于探索階段,研究結(jié)果以學(xué)術(shù)文獻(xiàn)形式呈現(xiàn)較少;2001～2013年間,發(fā)文量處于平穩(wěn)增長期,該時期國內(nèi)外社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速提升,相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境政策和資源開發(fā)利用文件陸續(xù)推出,逐漸成為研究者們關(guān)注的重點,研究性論文和會議摘要總結(jié)等形式文章數(shù)量有效增加.2013～2021年間,發(fā)文量處于快速增長期,此階段國家和政府大力支持山水林田湖草生態(tài)環(huán)境保護(hù),號召清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展,基金資助項目顯著增長,學(xué)術(shù)成果多且形式多樣.

2.2 熱點分析

通過VOSviewer軟件對共現(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行熱點可視化,可直觀反映出該領(lǐng)域研究重點和發(fā)展趨勢[21].在熱點分析知識圖譜中,關(guān)鍵詞用圓圈和標(biāo)簽來代表,其活躍程度與圓圈大小呈正相關(guān),而兩圓圈之間距離越近,則表示兩者關(guān)系越密切.如圖3,1990～2021年間,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域關(guān)注熱點前10位為:(1)承載力;(2)模型;(3)管理;(4)可持續(xù)發(fā)展;(5)水資源承載力;(6)系統(tǒng);(7)水資源;(8)生態(tài)承載力;(9)環(huán)境;(10)城市.說明本領(lǐng)域的熱點主要包括水環(huán)境承載力、水生態(tài)承載力、水資源承載力及其之間的關(guān)系探析,涉及人與自然協(xié)調(diào)等可持續(xù)發(fā)展的新戰(zhàn)略、新思想.我國水資源承載狀況可分為不超載、臨界超載和超載,主要從地表水、地下水和用水總量三個方面綜合評價[22].張建軍等[23]探析了其水環(huán)境承載能力的特點,提出了采用工程和非工程措施來提高黃河水環(huán)境承載能力.王西琴等[24]提出了廣義和狹義的水生態(tài)承載力概念,指出水生態(tài)承載力的內(nèi)涵可概括為:復(fù)合承載力、水生態(tài)彈性力及以經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口數(shù)量為表征指標(biāo).

實現(xiàn)人與自然的和諧共生,還需要水、土壤和大氣的動態(tài)協(xié)調(diào)和共同發(fā)展.然而,近年來關(guān)于土壤承載力和大氣承載力的相關(guān)研究仍處于匱乏或不足狀態(tài),未來研究者需進(jìn)一步關(guān)注和深入拓展.

圖3 研究熱點知識圖譜

2.3 前沿分析

選取相關(guān)性前1000篇文章,其關(guān)鍵詞可利用CiteSpace軟件進(jìn)行突發(fā)詞檢測,即基于該領(lǐng)域論文詞匯頻率的整合,通過分析詞匯的增長率來總結(jié)相關(guān)領(lǐng)域研究前沿的熱點關(guān)鍵詞[25].如圖4,1990～2009年間,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域重點關(guān)注承載力、水資源承載力、水資源、生態(tài)足跡和指標(biāo)體系等,該階段多數(shù)國家及地區(qū)主要探索和評價人類活動與水資源、生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系,如美國建立水權(quán)制度,制定頒布水資源開發(fā)管理的法令;2010～2021年間,該領(lǐng)域研究重心在可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境承載力、城市化進(jìn)程和旅游承載力等,這與全球人口密度不斷增大、城市化進(jìn)程快速發(fā)展緊密相關(guān),也與大時代環(huán)境背景下全球各區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略互相影響.

由上所述,不同發(fā)展時期,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域的關(guān)注重點不同.且根據(jù)前人研究工作,可推斷它們之間存在緊密聯(lián)系,但各自研究要點存在顯著差異[3,10].基于聯(lián)合國環(huán)境署發(fā)布《2022年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)報告》和“十四五”規(guī)劃要求,世界及中國當(dāng)前和未來關(guān)注自然資源、生態(tài)環(huán)境與人文社會之間的可持續(xù)發(fā)展,科研工作者們積極響應(yīng)核心科學(xué)機(jī)理、關(guān)鍵技術(shù)與重要政策的需求與挑戰(zhàn)等,重點關(guān)注可持續(xù)發(fā)展和不同承載力及其間的交叉關(guān)系.

圖4 前20個關(guān)鍵詞突發(fā)檢測圖譜

2.4 作者分析

選取相關(guān)性前1000篇文章,利用VOSviewer軟件進(jìn)行作者合作可視化分析和作者共被引分析[26].節(jié)點N代表作者數(shù)量,連線E表示作者之間的聯(lián)系.如圖5,N=658,E=555,說明1990～2021年間,該領(lǐng)域相關(guān)性最大的前1000篇文章由658位學(xué)者發(fā)表,他們之間約有555次合作.其中,發(fā)文量最多的作者是Shen Liyin,排名第二至第五的作者依次是Ren Yitian、Wang Jinhuan、Lei Kun和Deng Hongwei.他們均來自中國,表明中國研究者和管理者對生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域關(guān)注力度大,并在國際中對該領(lǐng)域研究有重要的貢獻(xiàn).

共同被引用作者是基于兩名或多名作者,同時被另一篇或多篇論文引用,從而構(gòu)成共同被引關(guān)系.如圖6,1990～2021年間,相關(guān)性前1000篇文章中,共被引作者數(shù)量為980,共引頻次前三位的作者依次是Wackernagel M(75次)、Arrow K(64次)和Feng L H(57次),表明這些學(xué)者們在生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域關(guān)于概念解析與對比、核算模型和量化體系方法等研究成果被廣泛認(rèn)可.

圖5 研究作者合作圖譜

圖6 作者共被引可視化圖譜

2.5 國家共現(xiàn)分析

選取相關(guān)性前1000篇文章,利用CiteSpace進(jìn)行國家共現(xiàn)分析.在可視化圖譜中,節(jié)點的重要性可通過中心性進(jìn)行衡量,即節(jié)點的中心性越高,節(jié)點之間的密切關(guān)系程度越大[27].中心度>0.1的節(jié)點稱為關(guān)鍵節(jié)點,一個領(lǐng)域的轉(zhuǎn)折點通常表現(xiàn)為高中心度的節(jié)點.如圖7,該領(lǐng)域相關(guān)性最大的前1000篇文章由64個國家/地區(qū)的研究者撰寫,各國家/地區(qū)之間合作達(dá)116次.發(fā)文量居于首位的國家是中國,占比為66.40%,中心度高達(dá)0.34,說明中國對生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域相關(guān)研究的重視度高,且與其他國家/地區(qū)合作積極主動,這與近年來中國重點關(guān)注人類活動帶來的直接或潛在影響、頒布與修訂了“水十條” “土十條”等政策文件緊密相關(guān).美國在該領(lǐng)域的發(fā)文量居于第二位,占總量的11.00%,中心度超過中國,為0.45%,表明美國為該領(lǐng)域研究的主要國家,與其他國家/地區(qū)合作頻繁,在國際范圍內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位,或許與19世紀(jì)美國建立并完善了水權(quán)制度,頒布了一系列水資源規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)與水污染控制政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)存在直接聯(lián)系.發(fā)文量排名第三至第五位的國家依次是印尼、英國和澳大利亞,占比各達(dá)3.30%、3.20%和2.70%,中心度依次為0.00、0.13和0.02,可見印尼和澳大利亞均缺乏國際上的交流與合作,或許與其水資源危機(jī)日益嚴(yán)峻、國家政府關(guān)注力度小相關(guān),英國與其他國家/地區(qū)的合作力度有待增強(qiáng),政府應(yīng)大力鼓勵和支持本國科研工作者提升國際活躍度.

圖7 國家共現(xiàn)分析

2.6 國家年度發(fā)文量

圖8 發(fā)文量Top10的國家變化

將年份、發(fā)文量和國家之間的關(guān)系進(jìn)行整合分析,一定程度上反映某一國家不同年份在該領(lǐng)域的總體研究水平和發(fā)展?fàn)顟B(tài).如圖8,1990～2021年間,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域發(fā)文量Top10的國家整體呈上升狀態(tài),在該領(lǐng)域研究中占據(jù)主導(dǎo)地位的前三位依次是中國、美國和印度.從2007年來,中國成為生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域全球發(fā)文量最多的國家,隨后增長迅速,顯著高于其他國家和地區(qū),可見中國研究者和決策者對該領(lǐng)域研發(fā)的關(guān)注和重視.美國始終處于緩慢增長水平,印度、西班牙和英國等雖有波動,但總體變化不大.

近年來,我國基于人與自然協(xié)調(diào)共生的主客觀條件及其發(fā)展變化的規(guī)律性認(rèn)識,提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、思想,相繼頒布和完善相關(guān)生態(tài)環(huán)境資源政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),可見中國對生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域研究的重視和支持,可預(yù)測出2021年后中國在該領(lǐng)域發(fā)文量仍然穩(wěn)穩(wěn)居于首位,是其他國家/地區(qū)尋求合作的主要考慮對象,具有一定的國際影響力.

2.7 載文期刊

對發(fā)文量Top10的載文期刊進(jìn)行篩分總結(jié),可直觀反映該領(lǐng)域相關(guān)研究文獻(xiàn)的主要期刊來源,有助于研究者快速且有效地進(jìn)行文獻(xiàn)查詢、資料獲取和論文投稿等.如表1,1990～2021年間,國際發(fā)文量居于首位的期刊是《Desalination and Water Treatment》,約占總量的1.48%,但近5a平均影響因子、JCR分區(qū)、總被引用頻次、篇均被引用頻次和H指數(shù)等均遠(yuǎn)低于其他期刊,說明該期刊的學(xué)術(shù)影響力較低,該載文平臺在生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域的綜合影響力有待大力提升.期刊《Journal of Hazardous Materials》發(fā)文量居于第二位,占比為1.04%,JCR分區(qū)為Q1,其總被引用頻次、篇均被引用頻次和H指數(shù)均排名第一,近5a平均影響因子雖略低于期刊《Chemical Engineering Journal》,但總體來說是國際發(fā)文質(zhì)量最高的英文期刊,具有較高的影響力.

表1 發(fā)文量Top10的期刊

2.8 高被引論文

檢索出的25938篇文章可篩選出高被引論文142篇,在一定程度上反映該領(lǐng)域代表性的科研實力與學(xué)術(shù)水平.高被引論文Top10如表2,1990～2021年間,第一高被引論文作者是O'Neill, Brian C.,該作者于2014年發(fā)表了文章《A new scenario framework for climate change research: the concept of shared socioeconomic pathways》,總被引用頻次為1173.其次是作者Dong Haoran發(fā)表在期刊《Water Research》的一篇文章,總被引用頻次為736. Hobbelen, Peter H. F.發(fā)表的文章《The Emergence of Resistance to Fungicides》排名第三,總被引用頻次遠(yuǎn)低于前兩名,總被引用頻次為491.

前三名高被引論文研究屬不同承載力領(lǐng)域,分別涉及氣候變化與社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境污染治理、生物物種與污染等方面.同時,高被引論文Top10的國家中中國占比最大,說明中國在生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域的研發(fā)關(guān)注度較高.在此基礎(chǔ)上,結(jié)合該領(lǐng)域研究熱點分析和前沿分析,推斷可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境承載力、質(zhì)量和效率、生物物種和污染等方面的研究進(jìn)展、面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)是重要研討方向.

表2 高被引論文Top10

2.9 研究方向

圖9 發(fā)文量Top10涉及研究方向

將相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行研究方向的統(tǒng)計篩分與總結(jié)分析,有助于學(xué)者和工作人員了解全球范圍內(nèi)該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、發(fā)展水平及未來發(fā)展趨勢.如圖9, 1990～2021年間,國際上在生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域研究涉及多學(xué)科和方向.發(fā)文量居于首位的研究方向為生態(tài)環(huán)境科學(xué),占比達(dá)24.33%,排名第二位的是工程,占發(fā)文總量的14.03%,農(nóng)業(yè)是排名第三位的研究方向,占比為9.13%.可見,目前生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力研究涉及領(lǐng)域豐富,這與該領(lǐng)域具有的區(qū)域性、時間性、動態(tài)性和可調(diào)控性等特點相關(guān).

在此基礎(chǔ)上,結(jié)合聯(lián)合國及中國國家戰(zhàn)略發(fā)展報告,說明全球和中國當(dāng)前及未來研究以人與自然的協(xié)調(diào)共生為基本準(zhǔn)則,積極關(guān)注和響應(yīng)生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)和生態(tài)環(huán)境學(xué)的可持續(xù)發(fā)展需求及挑戰(zhàn).可推斷該領(lǐng)域未來研究趨勢從單一學(xué)科到多學(xué)科交叉合作、從單因素單層次到多因素多層次復(fù)合研究.

2.10 機(jī)構(gòu)共現(xiàn)分析

選取相關(guān)性前1000篇文章,利用CiteSpace進(jìn)行機(jī)構(gòu)共現(xiàn)分析.在可視化圖譜中,機(jī)構(gòu)的重要程度以及機(jī)構(gòu)之間的親密關(guān)系可根據(jù)中心度> 0.1的節(jié)點進(jìn)行研判[28].如圖10,共476個機(jī)構(gòu)撰寫了生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域相關(guān)性最大的前1000篇文章,機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行了418次合作.發(fā)文量占主導(dǎo)地位的前三位機(jī)構(gòu)分別是中國科學(xué)院、北京師范大學(xué)和河海大學(xué),它們均來自中國,各占總量的6.40%、3.70%和2.30%,這與國家政策文件的相繼頒布、法律法規(guī)的不斷完善和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定修訂緊密相關(guān),表明中國的相關(guān)機(jī)構(gòu)決策者和研究者對該領(lǐng)域的重視度較高,具有一定的研究水平和科研影響力.而三者中心度依次為0.14、0.04和0.03,說明中國科學(xué)院與國際上相關(guān)研究機(jī)構(gòu)合作頻繁,此與其作為中國自然科學(xué)最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、科學(xué)技術(shù)最高咨詢機(jī)構(gòu)、自然科學(xué)與高技術(shù)綜合研究發(fā)展中心存在一定關(guān)聯(lián);而北京師范大學(xué)和河海大學(xué)與國際上其他研究機(jī)構(gòu)之間的交流與合作較少,作為多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的重點高校,更加需要進(jìn)一步有效提升國際交流合作積極性.

圖10 研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)分析

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

3.1.1 生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域深受到學(xué)者們的關(guān)注和重視,1990～2021年間,全球研究發(fā)文量整體呈上升趨勢,不同時期的發(fā)文量與當(dāng)時該領(lǐng)域所處研究階段和相關(guān)政策文件緊密關(guān)聯(lián).國家之間合作綜合排名第一的是中國,發(fā)文量占主導(dǎo)地位的研究機(jī)構(gòu)是中國科學(xué)院.預(yù)測2021年后,中國將發(fā)表更多的學(xué)術(shù)成果,有效推進(jìn)生態(tài)、環(huán)境和資源與承載力領(lǐng)域相關(guān)研究.

3.1.2 生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域主要以水環(huán)境承載力、水生態(tài)承載力、水資源承載力及其間的關(guān)系探析等為研究熱點,近年來,可持續(xù)發(fā)展和不同承載力及其間生態(tài)關(guān)系的辨析是重點研究前沿.生態(tài)環(huán)境科學(xué)是主要研究方向.第一發(fā)文量和第一共引頻次的作者分別是Shen Liyin和Wackernagel M,期刊《Desalination and Water Treatment》發(fā)文量最高,第一高被引論文為《A new scenario framework for climate change research: the concept of shared socioeconomic pathways》.

3.1.3 近32a來,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域整體發(fā)文量較高,但發(fā)文量Top10的學(xué)術(shù)期刊科研影響力較低,主要表現(xiàn)為期刊影響因子、總被引用頻次和篇均被引用頻次較低.未來該領(lǐng)域應(yīng)注重提升總體科研水平和國際影響力.

3.2 展望

可視化分析結(jié)果表明,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域主要存在兩個問題:一是三者概念和內(nèi)涵不夠明確;二是整體發(fā)文質(zhì)量較低.當(dāng)下,全球需從新冠肺炎疫情中快速恢復(fù)過來,并實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展和管理.聯(lián)合國環(huán)境署發(fā)布了《2022年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)報告》,其17項目標(biāo)著重強(qiáng)調(diào)要實現(xiàn)全球發(fā)展的可持續(xù)性,世界當(dāng)前和未來應(yīng)在生態(tài)平衡保護(hù)、自然資源利用、環(huán)境污染治理、人與自然協(xié)調(diào)等方面作出努力.“十四五”規(guī)劃對中國生態(tài)環(huán)境形勢作出了研判,明確了重點任務(wù)舉措“六項工作”和重要支撐“四大工程”,指出推進(jìn)和加強(qiáng)土壤、地下水污染防治,深化農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境治理,提升生態(tài)環(huán)境監(jiān)管能力.因此,將可視化分析結(jié)論與全球區(qū)域發(fā)展政策相融合.

3.2.1 未來研究者和工作人員應(yīng)緊跟聯(lián)合國和中國國家發(fā)展戰(zhàn)略和思想,聚焦核心科學(xué)機(jī)理,優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù),以促進(jìn)研究內(nèi)容系統(tǒng)化,提升總體科研水平和國際影響力.

3.2.2 科研工作者應(yīng)明晰生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),制定和完善相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),改進(jìn)和創(chuàng)新承載力核算模型、量化指標(biāo)體系,進(jìn)一步明確生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力領(lǐng)域概念和內(nèi)涵.

3.2.3 該領(lǐng)域未來研究趨勢應(yīng)從單一學(xué)科到多學(xué)科交叉合作、從單因素單層次到多因素多層次復(fù)合研究,開展人與自然和生態(tài)、資源、環(huán)境的綜合評價,以推進(jìn)生態(tài)承載力、環(huán)境承載力和資源承載力科學(xué)理論與技術(shù)的發(fā)展.

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Study on the carrying capacity of “ecology, environment and resources” based on visualization analysis.

DUAN Hai-xu, ZENG Wei-hua, CHEN Jia-jun*

(Key Laboratory for Water and Sediment Sciences of Ministry of Education, School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)., 2023,43(9)：5031～5040

In order to further investigate the scientific research level, research hotspots and development trend about the carrying capacity of global "ecology, environment, and resources", in this work, the core collection database of the Web of Science was used to search the literature from 1990 to 2021. Besides, CiteSpace and VOSviewer analytic tools were utilized to visualize and assess the carrying capabilities, and the results indicated that the number of relevant publications presented an overall increasing trend. China is ranked first in the comprehensive ranking for international collaboration. The Chinese Academy of Sciences held the dominant position in the number of publications among scientific organizations. The research hotspots primarily focused on water environmental, ecological and resource carrying capacities and their interrelationships. The priority research areas included the sustainable development, various carrying capacities and the ecological relationship between them. Environmental and ecological science is the main research area. The publications by Shen Liyin ranked 1st, and the author with the highest frequency of co-citation was Wackernagel M. 《Desalination and Water Treatment》 had the most number of publications. 《A new scenario framework for climate change research: the concept of shared socioeconomic pathways》 was the most cited paper. It is obvious that the studies on the carrying capacities of ecological, environmental and resource had received the extensive attention of scholars. Therefore, the summary and analysis of relevant research status and application trends from this article were conducive to the synergistic thinking on the goals of ecological environment and resource.

ecology；environment；resources；carrying capacity；CiteSpace；VOSviewer；visual analysis

X192

A

1000-6923(2023)09-5031-10

段海煦(1995-),女,河南周口人,博士研究生,主要研究方向為土壤改良與修復(fù)、地下水環(huán)境模擬與污染治理.發(fā)表論文6篇. dhx1125537732@163.com.

段海煦,曾維華,陳家軍.基于可視化分析的“生態(tài)、環(huán)境、資源”承載力研究 [J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2023,43(9):5031-5040.

Duan H X, Zeng W H, Chen J J. Study on the carrying capacity of “ecology, environment and resources” based on visualization analysis [J]. China Environmental Science, 2023,43(9):5031-5040.

2023-02-09

國家自然科學(xué)基金資助項目(41877184)

* 責(zé)任作者, 教授, jeffchen@bnu.edu.cn