趙 旭,謝慧鈺,李俊龍,馬 煜,3,劉海江,賈世琪,王業(yè)耀,金小偉*
1.中國環(huán)境科學(xué)研究院,北京 100012
2.中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,北京 100012
3.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院,北京 100875
黃河流域是我國的重要經(jīng)濟(jì)活動(dòng)區(qū),也是我國重要的生態(tài)屏障,其生態(tài)環(huán)境健康狀況直接關(guān)系到西北、華北地區(qū)的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展[1-3].然而,在過去的幾十年內(nèi),由于人類活動(dòng)和自然環(huán)境變化等多種原因,黃河的生態(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重破壞,水污染、水資源短缺、水土流失和生物多樣性喪失等問題日益凸顯[4-6].為保護(hù)黃河流域生態(tài)狀況,我國制定了《黃河保護(hù)法》《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》等相關(guān)政策法規(guī),并取得了一定的成效.但生態(tài)與發(fā)展之間的矛盾仍然存在,隨著黃河中下游城市群社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,流域內(nèi)依然面臨水質(zhì)污染、土壤侵蝕、水生生物多樣性下降和生態(tài)系統(tǒng)退化等突出的生態(tài)環(huán)境問題[2,7-9].
黃河流域的生態(tài)環(huán)境一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)之一.現(xiàn)有研究通過對(duì)黃河流域的水質(zhì)[10]、水資源[11]、重金屬[12]、水生生物[13]等方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析,評(píng)價(jià)了黃河流域的生態(tài)健康狀況,并給出了相應(yīng)的治理建議[10-14].但目前鮮有研究從全流域的整體性和系統(tǒng)性角度,針對(duì)不同區(qū)域、要素、方法對(duì)黃河流域生態(tài)狀況及其評(píng)價(jià)方法進(jìn)行系統(tǒng)的論述[15].鑒于此,本文基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析手段,借助CiteSpace 6.1.R6知識(shí)圖譜軟件和R 語言Bibliometrix 軟件包等工具,對(duì)Web of Science (WoS)核心合集數(shù)據(jù)庫和中國期刊全文數(shù)據(jù)庫CNKI 進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索,歸納出“黃河流域生態(tài)狀況”的研究現(xiàn)狀及研究熱點(diǎn),并將其分為3個(gè)研究階段(萌芽期、穩(wěn)定發(fā)展期和高速增長期).針對(duì)黃河流域生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜多樣、生態(tài)評(píng)價(jià)方法體系不完善等問題,著重對(duì)第三階段(高速增長期)的研究內(nèi)容進(jìn)行深入分析,以期了解黃河流域最新的研究方向及其對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)方法,為后續(xù)不同區(qū)域的研究選擇適合的研究對(duì)象和影響因素提供理論依據(jù).
研究數(shù)據(jù)來源于Web of Science (WoS)核心合集數(shù)據(jù)庫和中國期刊全文數(shù)據(jù)庫CNKI.在WoS 核心合集數(shù)據(jù)庫中,以“((TS=(ecosystem or ecolog*)) and(ALL=(yellow river*))) not TS=(atmosphere or air)”為檢索式進(jìn)行高級(jí)檢索,檢索結(jié)果有4 310 條數(shù)據(jù).在CNKI 中,以“FT=(‘黃河’*‘評(píng)價(jià)’) AND TKA=(‘黃河’*‘生態(tài)’)”為檢索式進(jìn)行專業(yè)檢索,檢索結(jié)果共有10 202 條數(shù)據(jù),剔除會(huì)議論文、報(bào)紙、碩博論文以及無關(guān)冗余論文后,剩余5 090 條數(shù)據(jù).檢索時(shí)間范圍均為自建庫起至2022 年12 月31 日,檢索結(jié)果共9 400 篇.
CiteSpace 軟件是Chen 等[16]基于Java 語言開發(fā)的一款文獻(xiàn)計(jì)量分析軟件,目前軟件發(fā)展成熟、應(yīng)用廣泛,支持多種中英文數(shù)據(jù)庫;Bibliometrix 包是Aria等[17]利用R 語言編寫的程序包,利用該包編程或利用其在線應(yīng)用均可進(jìn)行文獻(xiàn)分析.本文基于CiteSpace 6.1.R6軟件和R 語言Bibliometrix 軟件包,對(duì)1981-2022 年黃河流域生態(tài)狀況研究相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞分析.在CiteSpace 軟件中,WoS 時(shí)間設(shè)置為1991-2022年,CNKI 時(shí)間設(shè)置為1981-2022 年,時(shí)間切片均設(shè)置為1 年;關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜CNKI 參數(shù)設(shè)置為γ=1,WoS 參數(shù)設(shè)置為γ=0.8,其他參數(shù)默認(rèn).
2.1.1 發(fā)文趨勢(shì)
研究領(lǐng)域的熱度往往可以從年發(fā)文量中反映出來,熱門研究方向的發(fā)文量一般呈現(xiàn)指數(shù)上升趨勢(shì)[18].本文共篩選出論文9 400 篇,其中中文論文4 310 篇,英文論文5 090 篇,并整理了1981-2022年黃河流域生態(tài)狀況研究發(fā)文量變化情況(見圖1).整體趨勢(shì)顯示,我國黃河流域生態(tài)狀況相關(guān)研究正在快速發(fā)展.從21 世紀(jì)初開始,有關(guān)黃河流域生態(tài)狀況相關(guān)研究不斷增加,大致可分為以下3 個(gè)階段.
a) 萌芽期/緩慢發(fā)展期(1981-2004 年):該階段中英文論文的年總發(fā)文量大部分少于100 篇,黃河水生態(tài)狀況評(píng)價(jià)尚未受到重視,處于摸索階段.該領(lǐng)域英文論文首篇發(fā)表比中文論文晚10 年,在1981-1990 年的10 年范圍內(nèi),全部論文總量僅48 篇,且均為中文論文,直到1991 年,第一篇相關(guān)的英文論文才發(fā)表.隨后10 多年內(nèi),中文論文年發(fā)表量仍然領(lǐng)先于英文論文,相關(guān)研究逐漸發(fā)展,但總體還處在緩慢的萌芽階段.
b) 穩(wěn)定發(fā)展期(2005-2018 年):2005 年黃河流域生態(tài)狀況相關(guān)論文年發(fā)表量首次突破200 篇,相關(guān)研究開始穩(wěn)定發(fā)展,中英文論文年發(fā)文量逐漸持平,甚至英文論文發(fā)文量開始多于中文論文發(fā)文量.此階段發(fā)文量穩(wěn)定上升,平均年增長率為16.3%.
c) 高 速 增 長 期(2019-2022 年):2019 年9 月18 日,習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上,將黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展上升為重大國家戰(zhàn)略.2019 年之后,黃河流域生態(tài)狀況研究相關(guān)論文數(shù)量變化接近指數(shù)增長,此階段年發(fā)文量平均年增長率約為55.2%,是穩(wěn)定發(fā)展期的3.4 倍.該階段時(shí)間跨度僅有4 年,其發(fā)文量卻有4 646 篇,幾乎占據(jù)了近40 年發(fā)文量的一半.預(yù)計(jì)在較長的時(shí)間內(nèi),黃河流域生態(tài)狀況研究都將是研究熱點(diǎn).
2.1.2 研究熱點(diǎn)
關(guān)鍵詞常被用來揭示熱點(diǎn)、發(fā)現(xiàn)科學(xué)研究中的新興趨勢(shì),其中關(guān)鍵詞是對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容的濃縮,是對(duì)文獻(xiàn)主旨的表達(dá)[19-20].黃河流域生態(tài)狀況研究關(guān)鍵詞隨時(shí)間的演變規(guī)律圖譜如圖2 所示,節(jié)點(diǎn)的大小代表關(guān)鍵詞的重現(xiàn)次數(shù),節(jié)點(diǎn)顏色由灰到紅代表時(shí)間線的推進(jìn),越靠近紅色說明論文發(fā)表距離現(xiàn)在越近,連線粗細(xì)反映關(guān)鍵詞間聯(lián)系的強(qiáng)弱[21].每一組關(guān)鍵詞代表一個(gè)聚類,聚類內(nèi)由左至右代表關(guān)鍵詞隨時(shí)間的演變情況.通過分析關(guān)鍵詞重現(xiàn)、聚類及演變規(guī)律,可識(shí)別研究領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)[22],跟蹤研究熱點(diǎn)變化.
圖2 黃河流域生態(tài)狀況研究關(guān)鍵詞隨時(shí)間演變規(guī)律圖譜Fig.2 Keywords clustering and changing along time on ecological conditions of the Yellow River Basin
中文論文關(guān)鍵詞聚類圖譜〔見圖2(a)〕表明,“黃河流域”“黃河”和“黃土高原”是在所有論文中出現(xiàn)最多的地點(diǎn)類關(guān)鍵詞,對(duì)于這些地點(diǎn)的研究已經(jīng)開始并持續(xù)了很長時(shí)間.此外,“水資源”和“生態(tài)環(huán)境”是較早開始研究的內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上,“生態(tài)文明”“重金屬”和“湖長制”等研究內(nèi)容逐漸興起.“重金屬”是包含關(guān)鍵詞最多的聚類標(biāo)簽,它的研究起步于20 世紀(jì)末,是黃河流域水資源研究中的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域[23].重金屬分布具有時(shí)空變異性,因此與之有關(guān)的研究可能出現(xiàn)在黃河各河段,以黃河上游、黃河源區(qū)和黃河河口的研究居多.
英文論文關(guān)鍵詞聚類圖譜〔見圖2(b)〕與中文論文關(guān)鍵詞圖譜具有高度相似性,圖2(b)所示結(jié)果也說明了黃河全流域、黃土高原在研究區(qū)域上的重要性[24-27],此外,黃河三角洲和黃河河口同樣也是研究的重點(diǎn)區(qū)域.英文論文關(guān)鍵詞線索攜帶的信息與中文論文相差不大,對(duì)于共同結(jié)論(如“重金屬”“黃河三角洲”標(biāo)簽)不再贅述,僅對(duì)英文論文獨(dú)有信息(“Google Earth Engine”聚類標(biāo)簽)進(jìn)行介紹.該標(biāo)簽起步較晚,其關(guān)鍵詞最早出現(xiàn)于2020 年,代表了遙感類監(jiān)測(cè)手段在黃河流域生態(tài)狀況評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[28-29].除“遙感”以外,“水文”“模型”與“動(dòng)力學(xué)”在英文論文中出現(xiàn)頻率明顯高于中文論文,由此可以看出,英文論文更快應(yīng)用了新方法,在“動(dòng)力學(xué)”研究上也更加深入.
總的來看,黃河流域生態(tài)狀況的研究中,生態(tài)環(huán)境、水資源和水土保持等方面是熱點(diǎn)內(nèi)容.生態(tài)系統(tǒng)、植被和水生生物等是研究的熱門對(duì)象.黃河全流域包括濕地、黃河源區(qū)、黃河下游和黃土高原等地區(qū)都是熱點(diǎn)研究區(qū)域.同時(shí),人類活動(dòng)、環(huán)境因子和時(shí)空因素等也是影響黃河流域生態(tài)狀況的重要因素.目前中文論文在研究內(nèi)容上更為廣泛,而英文論文則更加深入,二者相輔相成,共同推動(dòng)了黃河流域生態(tài)狀況研究的發(fā)展.
2.2.1 中英文論文研究內(nèi)容對(duì)比
黃河流域生態(tài)狀況熱點(diǎn)研究內(nèi)容為生態(tài)環(huán)境、水資源、水土保持等,熱點(diǎn)研究對(duì)象為生態(tài)系統(tǒng)、植被和水生生物等,研究區(qū)域涵蓋黃河全流域.然而,中英文論文的研究熱點(diǎn)存在差異性,本文對(duì)高速增長期研究型中英文論文從研究區(qū)域、研究因素、研究對(duì)象、研究方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)5 個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如圖3所示.從研究區(qū)域〔見圖3(a)〕來看,中文論文研究較多的區(qū)域?yàn)辄S河全流域,而英文論文研究較多的區(qū)域?yàn)辄S河三角洲.綜合來看,黃河全流域、黃河上游、黃河下游以及黃河三角洲是研究的熱門區(qū)域.從影響生態(tài)狀況的因素〔見圖3(b)〕來看,中文論文中研究較多的為人類活動(dòng)和時(shí)空因素[30-31],英文論文中研究較多的影響因素有人類活動(dòng)、環(huán)境因子[12,23],可以看出人類活動(dòng)是影響生態(tài)狀況變化的最重要的因素.
圖3 黃河流域生態(tài)狀況研究中英文文獻(xiàn)研究區(qū)域、研究因素、研究對(duì)象、研究方法和評(píng)價(jià)方法對(duì)比圖譜Fig.3 Research area, factors, objects, methods and evaluation methods of Chinese and English literature on ecological conditions of the Yellow River
研究對(duì)象指論文生態(tài)狀況的研究主體,從研究對(duì)象〔見圖3(c)〕來看,中英文論文多以生態(tài)系統(tǒng)、植被和水生生物作為研究對(duì)象,中文論文突出生態(tài)系統(tǒng)的研究,約占總研究的70%.從研究方法〔見圖3(d)〕來看,黃河流域生態(tài)狀況研究主要采用遙感等新興技術(shù)手段、統(tǒng)計(jì)分析和壓力狀態(tài)響應(yīng)(PSR)模型等復(fù)雜系統(tǒng)模型[32],這三類方法在整體研究中的占比分別為46.4%、41.1%和12.5%,并且都屬于定量研究范疇.這表明在黃河流域生態(tài)狀況研究中,研究方法正在向深入分析轉(zhuǎn)型.未來的發(fā)展趨勢(shì)可能是將復(fù)雜系統(tǒng)建模分析方法與現(xiàn)有分析手段結(jié)合起來,構(gòu)建完備的模型分析系統(tǒng),如在進(jìn)行壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(PSR)模型構(gòu)建時(shí),采用環(huán)境DNA 技術(shù)收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù),再利用統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)方法探究壓力-狀態(tài)-響應(yīng)關(guān)系,復(fù)雜系統(tǒng)建模分析方法作為研究的核心,正在成為當(dāng)前及未來發(fā)展階段的主流研究手段.
從研究方法和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果〔見圖3(d)(e)〕顯示中文論文研究手段較多,除遙感手段應(yīng)用相對(duì)廣泛外,不存在其他突出的分析手段和分析方法.評(píng)價(jià)方法中,中文論文多研究生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和生態(tài)狀態(tài)指數(shù).與中文論文不同,英文論文的研究方法更加豐富,分析生態(tài)狀況的主要研究手段有遙感、統(tǒng)計(jì)分析、高通量測(cè)序、生態(tài)水文學(xué)方法等,其采用評(píng)價(jià)方法多為生物評(píng)價(jià)方法、生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和植被指數(shù).對(duì)比結(jié)果顯示,中文論文的研究手段和評(píng)價(jià)方法較落后于英文論文,其在新方法和綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的使用上進(jìn)步相對(duì)較慢.值得注意的是,英文期刊論文并不全是由國外科研工作者研究發(fā)表的.本文通過對(duì)英文論文作者的國別進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)英文論文中的作者國別以中國為主,約占英文文論總發(fā)文量的3/4,這說明中國的學(xué)者們非常積極地選擇在英文期刊上發(fā)表論文.然而,需要進(jìn)一步研究來確定中國作者在英文期刊上發(fā)表的論文水平是否普遍高于在中文期刊上發(fā)表的論文.研究因素、研究對(duì)象、研究方法和評(píng)價(jià)方法相對(duì)應(yīng)的分類依據(jù) 見表1.
表1 關(guān)鍵詞分類依據(jù)或釋義Table 1 Classification basis or meaning of keywords
總體來看,中文論文研究區(qū)域多為黃河全流域,研究對(duì)象多為生態(tài)系統(tǒng),側(cè)重于整體概況和整體評(píng)價(jià),多采用生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和生態(tài)狀態(tài)指數(shù)表征黃河流域生態(tài)狀況;英文論文研究區(qū)域多為黃河三角洲,研究對(duì)象多為生態(tài)系統(tǒng)、植被和水生生物,側(cè)重于區(qū)域深入研究,多采用生物評(píng)價(jià)方法、生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和植被指數(shù)作為評(píng)價(jià)方法.
2.2.2 不同河段研究內(nèi)容對(duì)比
不同河段的研究內(nèi)容同樣具有差異性,從研究因素、研究對(duì)象、研究方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)4 個(gè)方面對(duì)不同區(qū)域研究進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),對(duì)比其研究差異,結(jié)果如圖4 所示.結(jié)果表明,影響黃河流域生態(tài)狀況的因素主要分為10 類〔見圖4(a)〕,其中影響較大的因素有人類活動(dòng)、環(huán)境因子和時(shí)空因素.有關(guān)人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究在各河段都很多,在黃河上、中、下游以及黃河三角洲地區(qū),人類活動(dòng)對(duì)黃河水生態(tài)狀況的研究接近1/5.水質(zhì)、重金屬等是影響黃河水生態(tài)狀況的主要環(huán)境因子,其在黃河中下游、黃河河口及三角洲的研究較多,這與下游人類活動(dòng)密集、污染物排放不斷累積等因素有關(guān).時(shí)空因素對(duì)黃河流域生態(tài)狀況的影響也很大,在黃河全流域和黃河源區(qū)的研究較多.此外,水文地貌、氣候變化和自然因素在每個(gè)河段也都有研究.
圖4 黃河流域生態(tài)狀況研究不同河段研究因素、研究對(duì)象、研究方法和評(píng)價(jià)方法對(duì)比圖譜Fig.4 Research factors, objects, methods and evaluation methods on ecological conditions of different reaches of the Yellow River
在不同研究區(qū)域內(nèi),生態(tài)系統(tǒng)、植被和水生生物是被關(guān)注最多的3 個(gè)研究對(duì)象〔見圖4(b)〕.以生態(tài)系統(tǒng)作為生態(tài)狀況的研究是最多的,其在全流域中的比例高達(dá)70%.以植被為研究對(duì)象的研究區(qū)域主要為黃河源區(qū)和黃河上游,黃河源區(qū)的主要植被類型為草地,其他地區(qū)的主要植被均為樹木或農(nóng)作物.以水生生物為研究對(duì)象的區(qū)域主要為黃河河口,研究的水生生物主要為底棲動(dòng)物、浮游植物、浮游動(dòng)物、魚類.
對(duì)比不同河段時(shí)還發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行生態(tài)狀況研究時(shí),論文所采用的研究方法和評(píng)價(jià)方法與研究對(duì)象密不可分,一般依據(jù)研究對(duì)象來選擇合適的研究方法和評(píng)價(jià)方法.以生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象時(shí),常用的研究手段為遙感,常用的評(píng)價(jià)方法為生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和生態(tài)狀態(tài)指數(shù);以植被為對(duì)象時(shí),常用的研究手段為遙感,常用的評(píng)價(jià)方法為植被指數(shù);以水生生物、土壤生物和微生物為研究對(duì)象時(shí),常用的研究手段為統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,常用的評(píng)價(jià)方法為生物評(píng)價(jià)方法.
2.2.3 評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用分析
生態(tài)狀況評(píng)價(jià)方法分為生物評(píng)價(jià)方法、生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法、植被指數(shù)、生態(tài)狀態(tài)指數(shù)和其他評(píng)價(jià)方法五大類,每類評(píng)價(jià)方法中又包含各種評(píng)價(jià)指數(shù)(見表1).各評(píng)價(jià)指數(shù)在不同研究區(qū)域的應(yīng)用頻率如圖5所示.在生物評(píng)價(jià)方法中,生物多樣性評(píng)價(jià)的應(yīng)用最多,常用的生物多樣性指數(shù)有Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Simpson 多樣性指數(shù)和Pielou 均勻度指數(shù)以及Margalef 豐富度指數(shù)等.在生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法中,黃河全流域采用較多的方法有生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益;黃河源區(qū)主要采用生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)和生態(tài)完整性評(píng)價(jià);黃河上游和黃河下游多采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估;黃河中游、黃河三角洲和黃河河口主要采用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.在植被指數(shù)評(píng)估中,植被指數(shù)是主要的評(píng)價(jià)手段,常用的植被指數(shù)有歸一化植被指數(shù)(NDVI)、凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)等.生態(tài)狀態(tài)指數(shù)和其他評(píng)價(jià)指數(shù)在研究中應(yīng)用較少,生態(tài)狀態(tài)指數(shù)主要采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)有生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)和生態(tài)狀態(tài)指標(biāo),其他評(píng)價(jià)指數(shù)中常用的評(píng)價(jià)指 標(biāo)為生態(tài)保護(hù)指數(shù).
圖5 黃河流域生態(tài)狀況不同河段評(píng)價(jià)方法對(duì)比圖譜Fig.5 Evaluation methods on ecological conditions of different regions of the Yellow River
a) 1981-2022 年,黃河流域生態(tài)狀況領(lǐng)域論文數(shù)量呈上升趨勢(shì).1981-2004 年處于萌芽期/緩慢發(fā)展期,論文發(fā)表數(shù)量較少,總體進(jìn)程緩慢;2005-2018 年處于發(fā)展階段,總體發(fā)文量穩(wěn)定上升;2019 年之后則進(jìn)入增長階段,發(fā)文量快速增長.預(yù)計(jì)在較長的時(shí)間內(nèi),黃河流域生態(tài)狀況研究都將是研究的熱點(diǎn).
b) 黃河流域生態(tài)狀況熱點(diǎn)研究內(nèi)容包括生態(tài)環(huán)境、水資源和水土保持;熱點(diǎn)研究對(duì)象包括生態(tài)系統(tǒng)、植被和水生生物;熱點(diǎn)研究區(qū)域涵蓋黃河全流域,主要包括黃河源區(qū)、黃河上下游、黃土高原和濕地等;影響黃河流域生態(tài)狀況的熱點(diǎn)研究因素包括人類活動(dòng)、環(huán)境因子和時(shí)空因素.
c) 不同研究區(qū)域所涉及的影響因素和研究對(duì)象具有差異性.從影響因素看,在黃河上、中、下游地區(qū)主要關(guān)注人類活動(dòng)的影響,而在黃河三角洲和黃河河口地區(qū)重點(diǎn)關(guān)注水質(zhì)和重金屬等環(huán)境因子,在黃河全流域和黃河源區(qū)更注重時(shí)空因素的影響;從研究對(duì)象看,在黃河源區(qū)主要關(guān)注草地生態(tài)系統(tǒng),而在黃河上、中、下游以及黃河三角洲地區(qū)主要集中在生態(tài)系統(tǒng)和植被方面,黃河河口的研究則更加側(cè)重水生生物群落.研究方法和評(píng)價(jià)方法一般與研究對(duì)象相對(duì)應(yīng),如以水生生物為研究對(duì)象時(shí),通常采用統(tǒng)計(jì)分析等研究方法和生物多樣性指數(shù)等評(píng)價(jià)方法,多學(xué)科交叉研究成為黃河流域生態(tài)狀況評(píng)估的必然趨勢(shì).
近幾十年來,全球淡水生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性不斷下降,水生態(tài)狀況研究是水生態(tài)健康評(píng)估、保護(hù)與修復(fù)的重要基礎(chǔ).在未來的研究中,研究區(qū)域?qū)男〉膮^(qū)域/流域單元擴(kuò)展到整個(gè)黃河流域,這有助于從流域的整體性和系統(tǒng)性全面地了解流域的生態(tài)狀況變化趨勢(shì).同時(shí),影響因素也將面臨由單一污染因素向氣候變化和人類活動(dòng)干擾多重壓力因素?cái)U(kuò)展的挑戰(zhàn),即影響流域生態(tài)的因素變得更加復(fù)雜多樣.為了適應(yīng)未來研究的需求,技術(shù)手段和評(píng)價(jià)方法也在不斷更新.其中,環(huán)境DNA 和遙感等技術(shù)手段正與傳統(tǒng)方法相結(jié)合,以提供更準(zhǔn)確、高覆蓋度的數(shù)據(jù)支持.此外,評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇也在發(fā)生變化,從過去單一的理化指標(biāo)轉(zhuǎn)向更加綜合的評(píng)估指標(biāo).這些發(fā)展意味著未來的研究將更加注重整體性和綜合性,以全面了解黃河流域的生態(tài)狀況.科學(xué)家們將會(huì)以新的技術(shù)手段和評(píng)價(jià)方法來揭示流域尺度下的生態(tài)變化和影響因素,并為流域管理和生態(tài)保護(hù)提供更可靠的科學(xué)依據(jù).
a) 未來水生態(tài)狀況研究區(qū)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大,主要包括兩個(gè)方面:一是由河流、湖泊、濕地等水生態(tài)系統(tǒng)向流域、水生態(tài)單元等水陸兩棲生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)大,對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)估,揭示不同部分之間的相互關(guān)系影響;二是由河段、小的流域單元向全流域的擴(kuò)大,流域一般涉及多個(gè)行政區(qū)劃,全流域的監(jiān)測(cè)有助于促進(jìn)跨界合作和共同管理,形成統(tǒng)一的流域治理方案.
b) 就流域生態(tài)狀況影響因素來看,未來研究正在由單影響因素研究向多重壓力因素(如氣候變化、土地利用、水文過程等)轉(zhuǎn)變.水生態(tài)系統(tǒng)高度復(fù)雜,傳統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬污染等單因素研究難以全面評(píng)估流域生態(tài)狀況,將單一影響因素?cái)U(kuò)展到多個(gè)影響因素可以更好地反映流域生態(tài)系統(tǒng)狀況的復(fù)雜性;流域生態(tài)系統(tǒng)中不同因素之間會(huì)相互影響,綜合考慮多個(gè)影響因素及其相互作用,可以更全面地分析和預(yù)測(cè)流域生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)和變化.
c) 流域生態(tài)狀況研究的技術(shù)手段和評(píng)價(jià)方法也在不斷發(fā)展更新.未來流域生態(tài)狀況研究技術(shù)手段正在向遙感、環(huán)境DNA、人工智能等新的方式轉(zhuǎn)化.與傳統(tǒng)的生物分類、計(jì)數(shù)相比,新技術(shù)手段能夠提高監(jiān)測(cè)效率、增加數(shù)據(jù)量,同時(shí),這些高科技手段也為實(shí)現(xiàn)智慧流域水生態(tài)監(jiān)測(cè)提供了可能.未來評(píng)價(jià)指標(biāo)將更加注重綜合評(píng)估.單一的理化指標(biāo)只能提供某一方面的信息,而生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)可綜合考慮生物多樣性和生態(tài)功能,從遺傳組成、物種種群、物種性狀、群落組成、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能等方面出發(fā),更全面評(píng)估流域生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況.