近30年城市森林研究熱點與前沿 ——基于CiteSpace的知識圖譜分析

摘要：文章基于CiteSpace軟件和科學(xué)計量指標(biāo)，以CNKI與WOS數(shù)據(jù)庫中1992—2018年13 845篇城市森林相關(guān)文獻(xiàn)為研究對象，對國內(nèi)外城市森林研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行分析。結(jié)果表明，年文獻(xiàn)量呈指數(shù)增長趨勢，學(xué)科交叉特征顯著，與生態(tài)環(huán)境科學(xué)、林學(xué)和城市林業(yè)3門學(xué)科聯(lián)系最為密切；Urban Forestry & Urban Greening與《中國城市林業(yè)》分別是國際、國內(nèi)城市森林領(lǐng)域的主流期刊；城市森林包含多個研究方向，其中城市森林生境破碎化過程與機(jī)理探尋及生物多樣性保護(hù)、城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)測與評估、城市森林建設(shè)實踐探索等3方面為關(guān)注度較高的研究熱點；未來國內(nèi)城市森林研究的合作強(qiáng)度和原創(chuàng)性需要加強(qiáng)，研究的焦點將主要集中在氣候變化、鄉(xiāng)村振興、城市群建設(shè)、空氣污染去除、城市綠地服務(wù)公平性等方面。

關(guān)鍵詞：城市森林，文獻(xiàn)計量，研究熱點，演進(jìn)軌跡，綜述

作者：張新平  王慧 李皓 閆杰 喬治 孫昕 張芳芳 王得祥

來源：中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)科技信息研究所《中國城市林業(yè)》編輯部

城市森林在應(yīng)對城市增長所致的環(huán)境問題與改善人們健康福祉上發(fā)揮著重要作用，如凈化空氣、緩解城市熱島、降低噪聲、改善水質(zhì)、提供棲息地與生物多樣性以及教育、美學(xué)、靈感、休閑與生態(tài)旅游等。富有藝術(shù)性的樹木配置和健康的城市森林是決定城市視覺形象和生活質(zhì)量的最重要因素，城市森林是人類命運共同體的重要組成部分?？梢姡鞘猩盅芯烤哂休^強(qiáng)的學(xué)科交叉性，尤其是近些年來該領(lǐng)域研究發(fā)展迅速，研究成果不斷涌現(xiàn)，而相關(guān)的綜述類文獻(xiàn)主要聚焦某一研究方向或地理區(qū)域，如城市綠色空間的健康益處、城市公園可達(dá)性、城市綠地與城市景觀的管理、城市綠地及其花粉過敏、美國國家公園及其公園聲景觀、城市環(huán)境中種植行道樹的益處與挑戰(zhàn)、城市綠色空間中體育活動及其干預(yù)、城市綠色空間對社會犯罪的影響、高密度城市綠色空間規(guī)劃的挑戰(zhàn)與策略、城市森林調(diào)控空氣顆粒物功能研究進(jìn)展、北美城市森林文化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的社會與經(jīng)濟(jì)價值綜述、地中海地區(qū)的城市森林研究綜述、遙感在城市森林監(jiān)測中的應(yīng)用綜述等，但是整個城市森林領(lǐng)域缺乏知識圖譜分析。文獻(xiàn)計量學(xué)的發(fā)展為研究文獻(xiàn)情報的分布結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系、變化規(guī)律和定量管理提供了科學(xué)工具，文獻(xiàn)計量分析軟件CiteSpace能夠可視化地刻畫某個領(lǐng)域的知識圖譜和研究熱點演進(jìn)關(guān)系?；诖?，本文運用文獻(xiàn)計量的方法，從比較分析的視角，揭示我國與國外城市森林研究在發(fā)展趨勢、研究熱點、關(guān)鍵文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)影響力等方面的差異，并對未來研究方向進(jìn)行展望。

　　1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

　　本研究使用的數(shù)據(jù)來源于中國CNKI和美國Web of Science核心合集（WOS），檢索時間為2019年1月20日，檢索條件為主題=“城市森林”、Theme=“urban forest”，檢索時段（Time Expand）為“1992—2018”，在WOS和CNKI中分別檢索滿足上述檢索條件的中文、英文全文期刊文獻(xiàn)，獲取文獻(xiàn)信息數(shù)據(jù)。根據(jù)陳悅等提出的知識圖譜分析方法，本研究運用CiteSpaceⅤ對文獻(xiàn)進(jìn)行去重和可視化分析，分析參數(shù)設(shè)置參考張新平等的研究方法，借助發(fā)文量、被引頻次、h指數(shù)等文獻(xiàn)計量指標(biāo)分析學(xué)術(shù)影響力，同時評述高被引用文獻(xiàn)、關(guān)鍵文獻(xiàn)和經(jīng)典文獻(xiàn)。

　　2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

　　2.1 城市森林研究文獻(xiàn)發(fā)表年份分布

　　文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果表明，CNKI與WOS年文獻(xiàn)量的時間序列模型均為以下開口拋物線為指數(shù)的復(fù)合函數(shù)。據(jù)此推斷未來關(guān)于城市森林研究的增長趨勢仍然會持續(xù)一段時間，但指數(shù)型曲線僅僅是學(xué)科知識發(fā)展初期的特征，說明現(xiàn)在學(xué)術(shù)界對此的研究處于繁榮發(fā)展階段。20世紀(jì)90年代中后期國外興起關(guān)于“urban tree canopy coverage”（城市樹木冠層覆蓋率）的研究，對國內(nèi)的研究產(chǎn)生很大影響，是城市森林更為直接的研究內(nèi)容。國內(nèi)年文獻(xiàn)量自2011年后有下降趨勢，其原因之一是由于中國學(xué)術(shù)評價注重SCI、SSCI等國際檢索論文，驅(qū)使國內(nèi)城市森林研究團(tuán)隊熱衷于發(fā)表英文文章。

　　2.2 城市森林研究國家分布與合作情況

　　WOS中的城市森林主題的論文來自164個國家（略去未形成合作研究網(wǎng)絡(luò)的國家），其中發(fā)文量排名前5的國家為美國、中國、巴西、加拿大和德國，累計被引頻次前5位的國家為美國（107 668次，h=132）、中國（16 538次，h=59）、加拿大（14 243次，h=55）、巴西（8 886次，h=44）和澳大利亞（8 093次，h=43）。從發(fā)文量上看，城市森林的研究集中在中美兩國，合作度（網(wǎng)絡(luò)密度）前5名的國家為美國、法國、德國、荷蘭和加拿大，其中美國是合作研究網(wǎng)絡(luò)的核心成員，中國與美國、德國、日本、印度和加拿大有緊密的合作研究關(guān)系。圖2b呈現(xiàn)了1992—2018年對城市森林研究引文爆發(fā)強(qiáng)度（strength）前20位的國家或地區(qū)，其中前3位的國家為美國、中國和意大利；研究熱度持續(xù)時間前3位的國家為美國、新加坡和墨西哥。

　　3 國內(nèi)外城市森林研究熱點階段性演進(jìn)分析與關(guān)鍵文獻(xiàn)評述

　　3.1 研究熱點階段性演進(jìn)分析

　　國外城市森林研究熱點的演進(jìn)可劃分為3個階段：1992—2002年為大氣沉降與城市森林相互關(guān)系探索階段；2003—2013年為城市森林生境破碎化過程與機(jī)理探尋階段；2014—2018年為城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)測與評估探索階段。引文頻次爆發(fā)強(qiáng)度檢測出近30年WOS中城市森林主題論文的110個熱點關(guān)鍵詞，其中引文爆發(fā)強(qiáng)度前10位的關(guān)鍵詞為ecosystem service（生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)）、random forest（隨機(jī)森林）、climate change（氣候變化）、habitat fragmentation（生境破碎化）、China（中國）、nitrogen（氮）、urban area （城市區(qū)域）、air quality（空氣質(zhì)量）、ozone（臭氧）和forest soil（森林土壤）；引文爆發(fā)持續(xù)時間前10位的關(guān)鍵詞為fire（火，1997—2013）、deposition（沉積物，1995—2010）、transport（運輸，1992—2006）、boundary layer（邊界層，1993—2007）、ozone（臭氧，1992—2005）、California（加利福尼亞，1993—2006）、chemistry（化學(xué)，1992—2005）、water（水，1992—2005）、precipitation (降水，1993—2005）和organic matter（有機(jī)質(zhì)，1996—2008）。近30年研究熱度較高的關(guān)鍵詞有air quality，climate，ecosystem service，random forest，urban forest，pollution和climate change。近30年國外城市森林研究熱點演進(jìn)情況為生態(tài)學(xué)+污染→土地利用→森林→生物多樣性→天然源排放→保護(hù)→影響→承載力→氣候→磷→農(nóng)業(yè)景觀→物種豐富度→土地覆蓋→中國→氣候變化→城市生態(tài)→城市區(qū)域→響應(yīng)→生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)→流失→雷達(dá)→國家公園→隨機(jī)森林→綠地空間，其中，遙感、分類、土地覆被、土地利用變化、城市區(qū)域、熱輻射、中國、樹木、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、空氣質(zhì)量、氣候變化、污染和隨機(jī)森林作為研究熱點將會持續(xù)一段時間。

　　結(jié)合中國城市森林研究的實際情況，1994年我國成立城市森林分會，2003年《中國城市林業(yè)》創(chuàng)刊，2004年開始創(chuàng)建“國家森林城市”。國內(nèi)城市森林研究熱點的演進(jìn)也劃分為3個階段：1994年前是概念引入階段；1994—2003年為研究起步階段；2004年開始為實踐及發(fā)展階段。引文頻次爆發(fā)強(qiáng)度檢測出近30年CNKI中城市森林主題論文的95個熱點關(guān)鍵詞，其中引文爆發(fā)強(qiáng)度前10位的關(guān)鍵詞為森林城市、城市林業(yè)、城市森林公園、城市森林、中華人民共和國、城市綠化、城市群、景觀格局、森林村莊和人類；引文爆發(fā)持續(xù)時間前10位的關(guān)鍵詞為園林（1992—2007）、美國（1992—2006）、園林綠化（1995— 2007）、北美洲（1992—2003）、美利堅合眾國（1992—2003）、人類（1992—2002）、綠地面積（1994—2003）、城市生態(tài)環(huán)境（1995—2003）、總體規(guī)劃（2010—2018）和城市森林公園（2011—2018），其中，森林生態(tài)系統(tǒng)、森林城市、生態(tài)文明、習(xí)近平總書記、價值評估、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、森林公園、北京和城市群作為研究熱點將會持續(xù)一段時間。

　　3.2 研究領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻(xiàn)評述

　　關(guān)鍵文獻(xiàn)是中介中心性和被頻次較高的文獻(xiàn)，也是連接各文獻(xiàn)聚類的“知識拐點”，還是特定科學(xué)主題研究的重要入口，因此分析城市森林領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻(xiàn)有助于進(jìn)一步厘清城市森林知識領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)和主干理論演進(jìn)。本文根據(jù)共引網(wǎng)絡(luò)的中介中心性提取了國內(nèi)外城市森林領(lǐng)域研究的前30個關(guān)鍵文獻(xiàn)，經(jīng)過逐篇閱讀和凝練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，WOS中關(guān)鍵文獻(xiàn)的主要焦點為城市化對城市森林生態(tài)系統(tǒng)的影響（如生物均質(zhì)化、生物多樣性喪失、碳儲量降低等）、城市森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（如污染緩解、降溫、空氣污染去除、改善空間異質(zhì)性、人類健康、應(yīng)對氣候變化等）、城市森林研究的主要方法（如遙感分析、梯度分析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、系統(tǒng)綜述等）；CNKI中關(guān)鍵文獻(xiàn)的主要關(guān)注點為城市森林的相關(guān)概念和基本理論（如概念、范圍、成分、類型、特點、經(jīng)營對策、評價指標(biāo)、生態(tài)學(xué)的基本理論與研究方法等）、中國城市森林的評價與分析（如景觀美景度測定、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能評價、三維綠量測算）、城市森林景觀格局與過程研究（如城市森林格局與熱島效應(yīng)的關(guān)系、森林景觀格局特征與空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化等）、城市森林結(jié)構(gòu)（如量化、與空氣負(fù)離子水平的關(guān)系等）、中國特色城市森林建設(shè)理論與實踐探索（如林網(wǎng)化與水網(wǎng)化、近自然的設(shè)計和管護(hù)等）。相對國外城市森林關(guān)鍵文獻(xiàn)而言，國內(nèi)城市森林的研究主要以結(jié)合國情應(yīng)用國外研究成果為主。

　　4 結(jié)論與展望

　　目前學(xué)術(shù)界對城市森林的研究處于繁榮發(fā)展階段。學(xué)科交叉特征顯著，與生態(tài)環(huán)境科學(xué)、林學(xué)和城市林業(yè)3門學(xué)科聯(lián)系最為密切。美國的Journal of Arboriculture（2002年改為Urban Forestry & Urban Greening）和英國的Arboricultural Journal為20世紀(jì)90年代之前國際上發(fā)表城市森林文章的主要雜志，2004年后，Urban Forestry & Urban Greening和《中國城市林業(yè)》分別為國際、國內(nèi)刊載城市森林研究論文的重要期刊。近30年國內(nèi)城市森林研究明顯地呈現(xiàn)出探索起步、波動發(fā)展和蓬勃發(fā)展3個階段；國外城市森林研究則呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長和蓬勃發(fā)展2個階段，研究方法逐漸由定性趨向定量。國內(nèi)外城市森林的研究方向均呈現(xiàn)多樣化和多尺度化態(tài)勢，其中對城市森林生境破碎化過程與機(jī)理探尋及生物多樣性保護(hù)、城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)測與評估、城市森林建設(shè)實踐探索等方面關(guān)注度較高。國內(nèi)城市研究的合作強(qiáng)度弱，科研力量區(qū)域不平衡（西部地區(qū)較為薄弱），以案例研究為主、原創(chuàng)性相對缺乏，后續(xù)研究應(yīng)該加強(qiáng)。氣候變化、鄉(xiāng)村振興、城市群建設(shè)、空氣污染去除、城市綠地服務(wù)公平性和“一帶一路”等將成為中國城市森林研究關(guān)注的焦點。

　　過去30年學(xué)者們主要關(guān)注城市森林對人類的益處及城市增長所導(dǎo)致的生境破碎化，近年來逐漸開始研究其積極作用后的負(fù)面效應(yīng)（disservice），如花粉過敏、排放BVOC和影響通風(fēng)等，并開始考慮破碎生境的價值（如緩沖了樹木免受氣候變暖和害蟲的侵襲、為森林恢復(fù)提供實驗條件、向新物種定居提供棲息地等）、生物入侵、鳥類多樣性、聲景觀和無人機(jī)監(jiān)測等。近期多位學(xué)者共同在國際期刊Frontiers in Ecology and the Environment上發(fā)文呼吁城市急需具有實踐邏輯的生態(tài)知識指導(dǎo)城市建設(shè)，幸運地是，在城市林業(yè)領(lǐng)域已有學(xué)者開始了生態(tài)實踐理論的探索，如，北京林業(yè)大學(xué)張志強(qiáng)團(tuán)隊從城市森林保護(hù)與改善的視角，探討森林覆蓋面積與林地面積的關(guān)系在城市森林景觀空間格局分析中的重要性；美國肯塔基大學(xué)學(xué)者Sass C K等構(gòu)建了耦合生物物理和社會經(jīng)濟(jì)的城市森林規(guī)劃適宜性評估模型；Pirnat J和Hladnik D基于自然度評估探討城區(qū)和郊區(qū)綠地中社會資本的調(diào)動?？傊?，經(jīng)過近30年的發(fā)展，學(xué)術(shù)界針對城市森林展開了廣泛而深刻的討論，盡管城市森林研究已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但中國特色的城市林業(yè)理論體系還需不斷完善。中國加快生態(tài)文明體制改革，人民對美好生活日益增長的需要與建設(shè)美麗中國的宏偉藍(lán)圖，就是對城市森林研究不斷追問、深思的持續(xù)動力。

第一作者：張新平（1981- ），男，講師，博士，研究方向為景觀規(guī)劃與遙感監(jiān)測。E-mail：zhang_xinping@xaut.edu.cn

通信作者：王得祥（1966- ），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為森林生態(tài)與森林可持續(xù)經(jīng)營。E-mail：wangdx66@.sohu.com

來源：中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)科技信息研究所《中國城市林業(yè)》編輯部