范天玥 梁 俊 張紅梅 劉王兵*

（1安徽省國(guó)土空間規(guī)劃研究院，安徽合肥 230601；2安徽省國(guó)土空間規(guī)劃研究院、自然資源部江淮耕地資源保護(hù)與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230601）

隨著“山水林田湖草生命共同體”“碳達(dá)峰”“碳中和”等政策性理論的提出，耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)成為雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要推手。需要對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究進(jìn)展與展望系統(tǒng)性分析，以構(gòu)建良好的知識(shí)體系為未來研究趨勢(shì)把握方向。為此，本文利用CiteSpace 6.1.R6 與Excel 軟件進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析，以期系統(tǒng)梳理該領(lǐng)域的研究進(jìn)展與展望。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本次耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究分析的數(shù)據(jù)來源于中國(guó)知網(wǎng)總庫(kù)，通過知網(wǎng)高級(jí)檢索模式，檢索文獻(xiàn)主題為“耕地”“生態(tài)”“碳循環(huán)”，檢索文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間范圍為2000 年1 月1 日至2023 年2 月21 日，共獲得相關(guān)文獻(xiàn)191 篇。將檢索結(jié)果文獻(xiàn)以“Refworks”與“GB/T 7714—2015”格式導(dǎo)出，用于CiteSpace 與Excel可視化分析[1]。

1.2 研究方法

本次研究選擇CiteSpace 6.1.R6 與Excel 軟件進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析。CiteSpace是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)研究方向的常用主流分析軟件之一，其擅長(zhǎng)在Java 運(yùn)行環(huán)境下根據(jù)多篇文獻(xiàn)名稱、作者、關(guān)鍵詞、摘要以及DOI等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，整合分析得出可視化分析圖譜，直觀地表現(xiàn)相關(guān)研究發(fā)展的演變過程及最新態(tài)勢(shì)[1]。Excel 軟件是常見數(shù)據(jù)分析軟件，擅長(zhǎng)通過數(shù)據(jù)計(jì)算與排版將分析結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。

2 耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究趨勢(shì)

2.1 總體趨勢(shì)分析

通過Excel 進(jìn)行年文獻(xiàn)發(fā)表量分析，其結(jié)果見圖1。由于2023 年文獻(xiàn)數(shù)量無法包含全面，此處不分析2023 年文獻(xiàn)發(fā)表量。由圖1 可知，該領(lǐng)域在21世紀(jì)初逐步開展研究，2000—2009年發(fā)展較為緩慢，自2010 年起研究量陡增，于2012—2020 年處于熱度高潮時(shí)期，2016 年達(dá)到頂峰，2020 年后有所回落。

圖1 研究年文獻(xiàn)發(fā)表量

聯(lián)系時(shí)政與國(guó)情可知，2010 年國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于開展低碳省區(qū)和低碳城市試點(diǎn)工作的通知》，國(guó)內(nèi)學(xué)者隨之響應(yīng)推出關(guān)于碳減排主題的研究，耕地碳循環(huán)研究熱度顯著上升[2]。直至2020 年左右，國(guó)內(nèi)低碳理論研究趨近成熟，中國(guó)在第75 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)期間提出3060 碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，2021 年全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)正式開市。碳循環(huán)作為國(guó)家發(fā)展重大戰(zhàn)略，其研究目的不再局限于“內(nèi)部碳循環(huán)”，而是采用區(qū)域間耕地生態(tài)碳減排補(bǔ)償?shù)氖侄危瑢⑻紲p排與碳排放權(quán)交易有機(jī)結(jié)合。因此，近年來該領(lǐng)域面臨新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其研究總體趨勢(shì)或?qū)⒂瓉硇碌膾佄锞€。

2.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

通過CiteSpace 軟件對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，得到如圖2所示關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜，可知該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與核心主題之間的匹配聯(lián)系。圖中端點(diǎn)圓圈與字體越大的關(guān)鍵詞表示在相關(guān)文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次越高，被網(wǎng)絡(luò)連接線相連的關(guān)鍵詞為在同一篇文獻(xiàn)中同時(shí)出現(xiàn)[3]。由于此間涉及關(guān)鍵詞過多，本文利用CiteSpace 對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行集群、優(yōu)化布局和風(fēng)格處理，獲得圖2關(guān)鍵詞共現(xiàn)集群分析圖，每個(gè)集群代表1個(gè)研究熱點(diǎn)聚類。

圖2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)集群分析

由圖2 可知，該領(lǐng)域研究主要圍繞“土壤呼吸、碳排放、固碳潛力、能源消費(fèi)、碳儲(chǔ)量、低碳、碳匯、氣候適應(yīng)、空間分布、土壤侵蝕”十大聚類開展，各聚類相互交叉、相輔相成，最終匯聚于“碳循環(huán)”與“土地利用”2 個(gè)交叉點(diǎn)?？梢娫擃I(lǐng)域深層研究核心為通過調(diào)節(jié)以上自然資源條件達(dá)到碳循環(huán)的目的，間接指導(dǎo)土地利用規(guī)劃管理。

2.3 突現(xiàn)詞時(shí)間圖譜分析

關(guān)鍵詞的突現(xiàn)值能夠表示在某一時(shí)期該領(lǐng)域具有前沿性意義的研究?jī)?nèi)容。突現(xiàn)詞具有一定的時(shí)間延續(xù)性，因此可以用于分析未來一段時(shí)間內(nèi)的研究熱點(diǎn)趨勢(shì)[4]。通過CiteSpace軟件對(duì)關(guān)鍵詞中的高強(qiáng)度突現(xiàn)詞進(jìn)行時(shí)間圖譜分析，得到按突發(fā)持續(xù)時(shí)間排序的突現(xiàn)詞時(shí)間圖譜（圖4）及按突發(fā)強(qiáng)度排序的突現(xiàn)詞時(shí)間圖譜（圖5），可知該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)演變過程與趨勢(shì)[5]。圖中深色時(shí)間線代表該突現(xiàn)詞處于熱度頂峰時(shí)期，淺色時(shí)間線代表熱度處于上升或下降的波動(dòng)時(shí)期。

圖4 突現(xiàn)詞分析（按突發(fā)持續(xù)時(shí)間排序）

圖5 突現(xiàn)詞分析（按突發(fā)強(qiáng)度排序）

由圖4可知，在該領(lǐng)域研究早期的2000—2009年（由“2.1 總體態(tài)勢(shì)分析”所得，以下同理），該領(lǐng)域內(nèi)熱度最高的突現(xiàn)詞主要為“農(nóng)業(yè)土壤”“固碳”“能源消費(fèi)”“凈固碳量”，可見早期該領(lǐng)域的研究著眼于在農(nóng)業(yè)種植、生產(chǎn)、生活等碳排放活動(dòng)中提升固碳能力。在研究量快速攀升及高潮時(shí)期的2010—2020 年，熱度最高的突現(xiàn)詞分別為“碳收支”“碳蓄積”“農(nóng)田”“有機(jī)碳”“低碳農(nóng)業(yè)”“影響因素”“碳排放”“低碳模式”“氣候變化”“碳循環(huán)”“時(shí)空模擬”“影響因子”“植被恢復(fù)”“土壤侵蝕”“碳儲(chǔ)量”“景觀格局”，可見該時(shí)期的研究著重強(qiáng)調(diào)在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過研究各類控制性影響因素調(diào)整耕地碳循環(huán)手段，將低碳耕地打造為生態(tài)系統(tǒng)綠色發(fā)展的助推手，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的發(fā)展模式。而近幾年，高熱度的突現(xiàn)詞也拓展到了“固碳潛力”“碳效應(yīng)”“遙感”，可見現(xiàn)階段耕地碳循環(huán)穩(wěn)步推進(jìn)，在前期研究的基礎(chǔ)上對(duì)固碳潛力與碳效應(yīng)有了進(jìn)一步的認(rèn)知，并利用遙感等科技創(chuàng)新手段不斷深入耕地碳循環(huán)研究。

由圖5 可知，在研究早期的2000—2009 年，該領(lǐng)域突現(xiàn)詞雖出現(xiàn)強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，但數(shù)量較少、變更速度慢。而在研究量快速攀升及高潮時(shí)期的2010—2020 年，該領(lǐng)域幾乎每年都會(huì)出現(xiàn)新興突現(xiàn)詞，而后又快速被其他突現(xiàn)詞取代。其中值得關(guān)注的是2016—2017 年出現(xiàn)了6 個(gè)排名靠前的突現(xiàn)詞，占高強(qiáng)度突現(xiàn)詞的24%，其熱度盛況為20 年間之首，且突現(xiàn)詞性質(zhì)不再局限于農(nóng)業(yè)低碳方向，而衍生出時(shí)空模擬、氣候變化、景觀格局等宏觀詞匯。聯(lián)系時(shí)政與國(guó)情可知，2016 年3 月“十三五”規(guī)劃綱要提出建立全國(guó)碳排放權(quán)交易制度并出臺(tái)相關(guān)條例及實(shí)施細(xì)則，進(jìn)而觸發(fā)相關(guān)研究的新動(dòng)向。

3 耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究展望

由“2.3 突現(xiàn)詞時(shí)間圖譜分析”可見，近20 年該領(lǐng)域研究中出現(xiàn)突現(xiàn)詞的起始時(shí)間與突發(fā)強(qiáng)度。結(jié)合以上對(duì)該領(lǐng)域研究進(jìn)展梳理所得的現(xiàn)狀問題與挑戰(zhàn)，分析得出耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究展望。

（1）結(jié)合國(guó)土空間規(guī)劃。隨著該領(lǐng)域研究的深入與發(fā)展，漸漸由單一的“內(nèi)部碳循環(huán)”模式演變出復(fù)合型的“內(nèi)部碳減排+外部碳循環(huán)”模式。其兼顧了耕地生態(tài)環(huán)境效益和區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益，更有望實(shí)現(xiàn)各地區(qū)間碳循環(huán)的帕累托最優(yōu)，即達(dá)到資源分配和諧平衡的理想狀態(tài)。若想實(shí)現(xiàn)區(qū)域耕地生態(tài)系統(tǒng)資源分配，則需借助國(guó)土空間規(guī)劃手段對(duì)土地利用管理進(jìn)行宏觀調(diào)控。未來該領(lǐng)域或?qū)⒎e極打破農(nóng)業(yè)內(nèi)部碳循環(huán)的固有印象，將耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與國(guó)土空間規(guī)劃高度融合，完善“內(nèi)部碳減排+外部碳循環(huán)”模式的宏觀規(guī)劃。

（2）推動(dòng)交叉科技創(chuàng)新。近年來，研究人員積極探索以遙感等跨學(xué)科科技手段輔助耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究，有效提高了研究效率與數(shù)據(jù)精確度。未來提升耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究能力亟須推動(dòng)多學(xué)科交叉的科技創(chuàng)新，使得該領(lǐng)域研究為實(shí)現(xiàn)3060碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)貢獻(xiàn)行業(yè)智慧。

4 結(jié)論

本文基于CiteSpace 與Excel 可視化分析，梳理了2000—2023 年耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)總體趨勢(shì)曲線圖、關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜、突現(xiàn)詞時(shí)間圖譜對(duì)耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的研究進(jìn)展進(jìn)行梳理總結(jié)，并分析了耕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的研究趨勢(shì)，得出如下結(jié)論。

（1）研究趨勢(shì)：自然資源條件達(dá)到碳循環(huán)的目的，間接指導(dǎo)土地利用，2021—2023 年為小幅回落期。

（2）研究核心：通過調(diào)節(jié)相關(guān)自然資源條件達(dá)到碳循環(huán)的目的，間接指導(dǎo)土地利用。

（3）研究進(jìn)展：研究?jī)?nèi)容由早期的加強(qiáng)碳減排、提升固碳能力衍生出時(shí)空模擬、氣候變化、景觀格局等宏觀調(diào)控；研究思路由早期單一型“內(nèi)部碳循環(huán)”模式演變出復(fù)合型的“內(nèi)部碳減排+外部碳循環(huán)”模式。

（4）未來展望：與國(guó)土空間規(guī)劃高度融合，完善“內(nèi)部碳減排+外部碳循環(huán)”模式的宏觀規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)各地區(qū)間碳循環(huán)的帕累托最優(yōu)；推動(dòng)多學(xué)科交叉的科技創(chuàng)新，輔助提高研究效率與數(shù)據(jù)精確度。