張新平 王 慧 李 皓 閆 杰 喬 治 孫 昕 張芳芳 王得祥

1 西安理工大學藝術(shù)與設計學院 西安 710054

2 西北農(nóng)林科技大學林學院 陜西楊凌 712100

3 陜西省農(nóng)業(yè)廣播電視學校西安市高陵分校 西安 710200

城市森林在應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[1]，如凈化空氣[2]、緩解城市熱島[3-4]、降低噪聲[5]、改善水質(zhì)[6]、提供棲息地與生物多樣性[7]以及教育、美學、靈感、休閑與生態(tài)旅游[8]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[9]，城市森林是人類命運共同體的重要組成部分[10]?？梢?，城市森林研究具有較強的學科交叉性，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[11]、城市公園可達性[12]、城市綠地與城市景觀的管理[13]、城市綠地及其花粉過敏[14]、美國國家公園及其公園聲景觀[15]、城市環(huán)境中種植行道樹的益處與挑戰(zhàn)[16]、城市綠色空間中體育活動及其干預[17]、城市綠色空間對社會犯罪的影響[18]、高密度城市綠色空間規(guī)劃的挑戰(zhàn)與策略[19]、城市森林調(diào)控空氣顆粒物功能研究進展[20]、北美城市森林文化生態(tài)系統(tǒng)服務的社會與經(jīng)濟價值綜述[21]、地中海地區(qū)的城市森林研究綜述[22]、遙感在城市森林監(jiān)測中的應用綜述[23]等，但是整個城市森林領(lǐng)域缺乏知識圖譜分析。文獻計量學的發(fā)展為研究文獻情報的分布結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系、變化規(guī)律和定量管理提供了科學工具[24-26]，文獻計量分析軟件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關(guān)系[26]?；诖耍疚倪\用文獻計量的方法，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)鍵文獻和學術(shù)影響力等方面的差異，并對未來研究方向進行展望。

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，獲取文獻信息數(shù)據(jù)。根據(jù)陳悅等[26]提出的知識圖譜分析方法，本研究運用CiteSpaceⅤ對文獻進行去重和可視化分析，分析參數(shù)設置參考張新平等[27]的研究方法，借助發(fā)文量、被引頻次、h指數(shù)[28]等文獻計量指標分析學術(shù)影響力，同時評述高被引用文獻[29]、關(guān)鍵文獻[30]和經(jīng)典文獻[31]。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

2.1 城市森林研究文獻發(fā)表年份分布

圖1表明，CNKI與WOS年文獻量的時間序列模型均為以下開口拋物線為指數(shù)的復合函數(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)型曲線僅僅是學科知識發(fā)展初期的特征[32]，說明現(xiàn)在學術(shù)界對此的研究處于繁榮發(fā)展階段。20世紀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)年文獻量自2011年后有下降趨勢，其原因之一是由于中國學術(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

圖2a表明，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。

圖1 國內(nèi)外城市森林研究年文獻量增長趨勢

圖2 WOS中城市森林研究發(fā)文量 (a)和引文爆發(fā)強度 (b)前20位的國家和地區(qū)

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

3.1 研究熱點階段性演進分析

國外城市森林研究熱點的演進 (圖3)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理探尋階段；2014—2018年為城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務的監(jiān)測與評估探索階段。引文頻次爆發(fā)強度檢測出近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)強度前10位的關(guān)鍵詞為ecosystem service(生態(tài)系統(tǒng)服務)、random forest(隨機森林)、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， 1992—2005)、water(水，1992—2005)、 precipitation(降水， 1993—2005)和organic matter(有機質(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情況為生態(tài)學＋污染→土地利用→森林→生物多樣性→天然源排放→保護→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→生態(tài)系統(tǒng)服務→流失→雷達→國家公園→隨機森林→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、空氣質(zhì)量、氣候變化、污染和隨機森林作為研究熱點將會持續(xù)一段時間。

圖3 WOS中城市森林研究熱點演進簡圖

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 (圖4)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、習近平總書記、價值評估、生態(tài)系統(tǒng)服務、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。

圖4 CNKI中城市森林研究熱點演進簡圖

3.2 研究領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻評述

關(guān)鍵文獻是中介中心性和被頻次較高的文獻，也是連接各文獻聚類的 “知識拐點”[30]，還是特定科學主題研究的重要入口，因此分析城市森林領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻有助于進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。本文根據(jù)共引網(wǎng)絡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，經(jīng)過逐篇閱讀和凝練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，WOS中關(guān)鍵文獻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 (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)學建模、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、系統(tǒng)綜述等)；CNKI中關(guān)鍵文獻的主要關(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、生態(tài)學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、與空氣負離子水平的關(guān)系等)、中國特色城市森林建設理論與實踐探索 (如林網(wǎng)化與水網(wǎng)化、近自然的設計和管護等)。相對國外城市森林關(guān)鍵文獻而言，國內(nèi)城市森林的研究主要以結(jié)合國情應用國外研究成果為主。

4 結(jié)論與展望

目前學術(shù)界對城市森林的研究處于繁榮發(fā)展階段。學科交叉特征顯著，與生態(tài)環(huán)境科學、林學和城市林業(yè)3門學科聯(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理探尋及生物多樣性保護、城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務的監(jiān)測與評估、城市森林建設實踐探索等方面關(guān)注度較高。國內(nèi)城市研究的合作強度弱，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)研究應該加強。氣候變化、鄉(xiāng)村振興、城市群建設、空氣污染去除、城市綠地服務公平性和“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年學者們主要關(guān)注城市森林對人類的益處及城市增長所導致的生境破碎化，近年來逐漸開始研究其積極作用后的負面效應 (disservice)[33]，如花粉過敏[14]、排放BVOC[34]和影響通風[35]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[36]、為森林恢復提供實驗條件[37]、向新物種定居提供棲息地[38]等)、生物入侵[39]、鳥類多樣性[40]、聲景觀[41]和無人機監(jiān)測[42]等。近期多位學者共同在國際期刊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)知識指導城市建設[43]，幸運地是，在城市林業(yè)領(lǐng)域已有學者開始了生態(tài)實踐理論的探索，如，北京林業(yè)大學張志強團隊從城市森林保護與改善的視角，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44]；美國肯塔基大學學者Sass C K等構(gòu)建了耦合生物物理和社會經(jīng)濟的城市森林規(guī)劃適宜性評估模型[45]；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[46]。總之，經(jīng)過近30年的發(fā)展，學術(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美麗中國的宏偉藍圖，就是對城市森林研究不斷追問、深思的持續(xù)動力。