叢丹

（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

0 引言

當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，不斷推動(dòng)城市化建設(shè)，人們在享受城市化帶來的豐富物質(zhì)生活和高雅精神生活的同時(shí)，也不得不面對日益嚴(yán)峻的生態(tài)問題。由于城市下墊面景觀發(fā)生了劇烈變化，改變了城市輻射能量平衡，使得城市區(qū)域地表溫度明顯高于周圍農(nóng)村地區(qū)。這導(dǎo)致了城市室內(nèi)環(huán)境降溫的能源消耗的增加，影響了城市居民的舒適度，甚至增加了城市居民死亡率。近年來，由于城市熱島效應(yīng)對城市生態(tài)環(huán)境和城市整體宜居性的負(fù)面影響越來越嚴(yán)重，已成為城市氣候?qū)W、城市生態(tài)學(xué)、城市規(guī)劃、城市地理學(xué)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的一個(gè)重要課題[1]。城市森林景觀作為城市最重要的生態(tài)基礎(chǔ)，通過樹木植被遮蔭、吸收熱量和蒸散發(fā)進(jìn)行環(huán)境潛熱交換，為城市提供了巨大的熱緩解資源。隨著越來越多的土地被轉(zhuǎn)化為城市用途，以及城市人口的增加，加強(qiáng)和維持城市森林景觀以確保其提供的效益變得更加重要[2-3]。為了應(yīng)對當(dāng)前全球變暖、人口增長和熱島效應(yīng)等重大科學(xué)挑戰(zhàn)，最近的科學(xué)研究開發(fā)并提出了創(chuàng)新的解決方案，豐富了信息，并提供了與森林綠化緩解城市熱環(huán)境的能力有關(guān)的若干問題的新知識。其中包括借助遙感技術(shù)描述和量化城市森林景觀對地表溫度的影響，在城市建設(shè)用地緊張、綠化用地有限的情況下加強(qiáng)和維持城市森林資源對周圍景觀溫度的調(diào)節(jié)能力，促進(jìn)城市居民身體健康和總體福祉，為城市規(guī)劃管理提供有關(guān)如何部署城市森林以有效增加“城市冷島”和緩解城市熱島的有用信息。同時(shí)，相關(guān)領(lǐng)域研究擴(kuò)展涉及監(jiān)測和評估植物種類和配置的溫度調(diào)節(jié)能力，在人口稠密的城市中優(yōu)化綠地整合，選擇更加高效的植被種類，并加強(qiáng)森林綠地與其他緩解技術(shù)之間的協(xié)同作用。因此，各國學(xué)者在氣候條件、城市形態(tài)和城市森林結(jié)構(gòu)特征的變化等方面不斷分析影響城市森林景觀發(fā)揮生態(tài)效益的因素，為城市森林研究提供了豐富但卻相對零散的知識和信息。

1 數(shù)據(jù)與方法

研究數(shù)據(jù)來自全球最大的數(shù)據(jù)庫之一Web of Science 核心館藏?cái)?shù)據(jù)庫。本研究采用的搜索策略為：主 題 詞=“Urban forest”O(jiān)r“Urban forests”O(jiān)r“Urban forestry”And “Land Surface temperature regulation”O(jiān)r“Urban heat island Mitigation”O(jiān)r“Urban temperature balance”；文獻(xiàn)類型“Article”“Review”；檢索時(shí)間為2011 年1 月1 日—2020 年1 月1 日，一共檢索得到16384 篇相關(guān)文獻(xiàn)。

本文將通過Web of Science 檢索得到的相關(guān)論文數(shù)據(jù)導(dǎo)入至InCites 數(shù)據(jù)庫，利用InCites 數(shù)據(jù)庫的評價(jià)指標(biāo)對全球城市森林在溫度平衡領(lǐng)域近10 年不同地區(qū)的發(fā)文量進(jìn)行分析。同時(shí)，輔以CiteSpace 文獻(xiàn)可視化工具進(jìn)行分析研究人員、研究機(jī)構(gòu)情況和關(guān)鍵詞的共現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要國家/地區(qū)

2011—2021 年基于城市森林為主題的溫度平衡相關(guān)研究的Web of Science 收錄文獻(xiàn)總數(shù)為16384 篇，將其導(dǎo)入至InCites 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，相關(guān)論文主要發(fā)文國家/地區(qū)如表1 所示。

表1 以城市森林溫度平衡作用為主題的相關(guān)論文主要發(fā)文國家/地區(qū)（2011—2021 年）

美國以發(fā)文量4334 篇（26.45%）位居世界第一，中國2846 篇（17.37%）位居世界第二，巴西、德國、英國以及澳大利亞等依次位列其后。引文影響力（即篇平均被引用次數(shù)）分布在0～158，美國、德國、英國、澳大利亞、加拿大、意大利、英格蘭以及日本等63 個(gè)國家/地區(qū)引文影響力超過全球篇均被引頻次（17.00），其中新喀里多尼亞最高（158），但該地區(qū)在過去10 年中僅有兩篇文獻(xiàn)收錄于Web of Science，發(fā)文量位于第一和第二的美國和中國大陸地區(qū)引文影響力分別位列第30 和第71。

2.2 主要作者

借助InCites 數(shù)據(jù)庫強(qiáng)大的人員分析功能，將本研究分析的約1.6 萬篇論文，按照總被引頻次進(jìn)行降序排列，如表2 所示。從表2 中可以看出，總被引頻次前10 名學(xué)者中有6 位美國學(xué)者，說明在近10 年中美國學(xué)者在城市森林溫度平衡領(lǐng)域研究的發(fā)文數(shù)量以及質(zhì)量均處于領(lǐng)先地位。

表2 以城市森林溫度平衡作用為主題的相關(guān)論文主要作者（2011—2021 年）

2.3 主要研究機(jī)構(gòu)

InCitesTM 數(shù)據(jù)庫對科研機(jī)構(gòu)分析功能十分重要，因此，本文分析了城市森林溫度平衡相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的學(xué)科影響力、被引頻次和科研論文數(shù)量能夠更加全面的了解在該領(lǐng)域各機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)質(zhì)量和被關(guān)注程度。表3 為城市森林溫度平衡相關(guān)研究發(fā)文量世界排名前10 的科研機(jī)構(gòu)，中國科學(xué)院WOS 論文數(shù)位居世界第一，總被引頻次位居世界第二。加州大學(xué)、美國內(nèi)政部以及美國林業(yè)局盡管發(fā)文量排名靠后，但其引文影響力分別位列第一和第二，說明這些機(jī)構(gòu)的科研論文的學(xué)術(shù)質(zhì)量非常高。

表3 近10 年以城市森林溫度平衡作用為主題的相關(guān)研究發(fā)文量世界排名前10 的科研機(jī)構(gòu)

2.4 研究領(lǐng)域分析

為了更深入地探索城市森林溫度平衡作用研究，借助CiteSpac 的聚類分析功能，將具有相似主題的關(guān)鍵字聚集到一個(gè)類別中，并將每個(gè)集群中的關(guān)鍵詞按照顯著性列出來，最顯著的關(guān)鍵詞成為該集群的特征詞。表4為圍繞城市森林溫度平衡作用研究的8 個(gè)主要集群。在集群0、1、3、4、5、6 和7 的研究展示了圍繞著城市森林的幾個(gè)主要的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行探索，這些研究成果均肯定了城市森林作為城市生態(tài)環(huán)境中重要的構(gòu)成要素，在生態(tài)、環(huán)境、氣候、水循環(huán)等方面發(fā)揮的重要作用。

表4 城市森林溫度平衡研究8 個(gè)熱點(diǎn)核心關(guān)鍵詞

鑒于城市森林具有社會生態(tài)復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性，需要及時(shí)和準(zhǔn)確地掌握城市森林的生態(tài)現(xiàn)狀。因此，在聚類2 包含的激光雷達(dá)、隨機(jī)森林以及分類模型等高頻關(guān)鍵詞，展示了遙感技術(shù)在城市森林領(lǐng)域研究的廣泛應(yīng)用現(xiàn)狀。集群0、1、5 和6 中大多數(shù)研究是基于衛(wèi)星影像與土地覆蓋數(shù)據(jù)，特別是能夠在精細(xì)水平上描述城市森林屬性和生物物理屬性的高分辨率遙感數(shù)據(jù)，有助于探索和理解城市地區(qū)森林景觀的結(jié)構(gòu)、組成和功能特征，分析在復(fù)雜的城市環(huán)境中與森林相關(guān)的過程和因素，如城市森林覆蓋變化、城市地區(qū)的熱環(huán)境和生活質(zhì)量等。如今，各國學(xué)者運(yùn)用遙感技術(shù)對城市森林的過去和現(xiàn)在的監(jiān)測和分析，發(fā)展成為有關(guān)城市森林及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)的創(chuàng)新預(yù)測，并根據(jù)分析得出的趨勢能夠制定長期城市森林戰(zhàn)略的先導(dǎo)。當(dāng)前航空和航天平臺的出現(xiàn)以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得各種高分辨率遙感圖像、無人機(jī)和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)在城市森林領(lǐng)域的可用性不斷增加，為今后的城市森林研究奠定了深厚的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對出版物的表現(xiàn)進(jìn)行了定量分析，研究發(fā)現(xiàn)美國在出版物和出版機(jī)構(gòu)的數(shù)量方面排名第一。并且近10 年來城市森林溫度平衡相關(guān)研究數(shù)量逐年穩(wěn)定增長，特別是中國在該領(lǐng)域的研究數(shù)量增長顯著[4]。并且，美國和中國在該領(lǐng)域的研究具有顯著的影響。此外，根據(jù)關(guān)鍵詞分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前研究主要集中在城市生態(tài)、遙感、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和大氣污染等方面。

由于城市森林研究應(yīng)突出城市化的生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，充分發(fā)揮城市森林在應(yīng)對城市可持續(xù)發(fā)展中的多功能作用，如緩解城市熱環(huán)境問題、促進(jìn)城市居民身體健康和總體福祉、增強(qiáng)城市抗災(zāi)能力等。特別是城市建設(shè)發(fā)展較為快速的國家地區(qū)更加注重城市森林研究。今為止，在該領(lǐng)域的研究工作大多集中于受城市化影響嚴(yán)重的美國、中國、巴西、英國和澳大利亞等國家地區(qū)，地理集中程度較高。同時(shí)，當(dāng)前不同傳感器的衛(wèi)星影像越來越多、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的傳播以及云服務(wù)（即谷歌地球引擎或亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）的潛力越來越大，為城市森林監(jiān)測以及三維城市形態(tài)研究帶來了新的潛力。

從城市森林溫度平衡研究演進(jìn)的歷史趨勢來看，城市森林溫度平衡研究的領(lǐng)域在不斷拓寬，多學(xué)科融合的多元化研究特征日益鮮明[5]。這一領(lǐng)域的研究變得更加綜合和重要，如今全球各國正在經(jīng)歷快速的城市化進(jìn)程，對于城市森林建設(shè)實(shí)踐有相當(dāng)大的需求。