張思凝，吳然

基于Citespace知識(shí)圖譜分析國(guó)際城市生物多樣性研究

張思凝*，吳然

西南交通大學(xué)建筑學(xué)院，成都 611756

生物多樣性保護(hù)一直是城市生態(tài)學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)的重要議題。以Web of Science核心數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的近二十幾年(1999—2020)的城市生物多樣性文獻(xiàn)為研究對(duì)象，利用文獻(xiàn)計(jì)量分析與可視化知識(shí)圖譜分析方法，將檢索并剔除重復(fù)后的770篇文獻(xiàn)導(dǎo)入Citespace 5.7.R2中。進(jìn)一步分析了其時(shí)間與期刊分布，學(xué)科與研究方向分布，及國(guó)家與機(jī)構(gòu)合作分布等基本特征；進(jìn)行了外文文獻(xiàn)中城市生物多樣性的文獻(xiàn)共被引分析與共現(xiàn)知識(shí)圖譜分析；并利用關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析了其研究熱點(diǎn)；突現(xiàn)詞突發(fā)性探測(cè)算法分析了其研究前沿，包括四大方向：城市化對(duì)生物同質(zhì)與物種豐富度的影響；城市綠地管理與生物多樣性保護(hù)；城市生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵因素；提高公眾的保護(hù)意識(shí)與參與性。以期為相關(guān)科研工作者與我國(guó)城市生物多樣性相關(guān)研究提供參考與借鑒。

Citespace；城市生物多樣性；知識(shí)圖譜；文獻(xiàn)計(jì)量分析

0 前言

1992年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)頒布了《聯(lián)合國(guó)生物多樣性公約》。同年，我國(guó)簽署了該公約，旨在加入保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性[1]。至今共196個(gè)國(guó)家和地區(qū)簽署。但據(jù)2010年與2020年全球生物多樣性評(píng)估，均顯示并未實(shí)現(xiàn)遏制生物多樣性減少的目標(biāo)[2,3]。而我國(guó)與全球其它國(guó)家或地區(qū)相比，雖處于較領(lǐng)先水平，但仍未有效遏制生物多樣性下降的趨勢(shì)[4]。可見(jiàn)，生物多樣性保護(hù)工作仍任重道遠(yuǎn)。

如今，城市化越演越烈，預(yù)計(jì)2050年將有67%人口居住在城市。中國(guó)地級(jí)及以上城市數(shù)達(dá)297個(gè)，城區(qū)面積約占20.50萬(wàn)km2，城市人口約占總?cè)丝诘?0%[1]。城市也是瀕危物種保護(hù)的熱點(diǎn)區(qū)域[5]。這使得以城市為基底的空間尺度成為生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵尺度。生物多樣性為城市生態(tài)系統(tǒng)提供了大量的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[6]，并有利于構(gòu)建物種豐富且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[7]。加強(qiáng)城市生物多樣性對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)與人居環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生積極影響[8]。城市生物多樣性保護(hù)既是全球命運(yùn)共同體的體現(xiàn)，也是我國(guó)生態(tài)文明實(shí)現(xiàn)的重要目標(biāo)。

城市生物多樣性一直是生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。但目前相關(guān)研究仍處在探索階段[6]。近年來(lái)，城市生物多樣性的研究多集中于城市生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)植物的豐富度與棲息地結(jié)構(gòu)[8,9]；基于生物多樣性保護(hù)的城市綠地的構(gòu)建與策略[10–12]，等等。當(dāng)前的城市生物多樣性研究的基礎(chǔ)理論仍需進(jìn)一步驗(yàn)證，其研究方法缺乏對(duì)傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)方法的拓展，并需開(kāi)展多時(shí)空多尺度研究，及其與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與功能的關(guān)系研究等[6]。并且，需結(jié)合交叉學(xué)科共同建立完整方法體系。如，作為生態(tài)與風(fēng)景園林聯(lián)系起來(lái)的有效橋梁[13]，城市生物多樣性的方法論可結(jié)合風(fēng)景園林學(xué)與城市生態(tài)學(xué)的研究理論與方法。

因此，亟需科學(xué)的對(duì)相關(guān)研究進(jìn)行系統(tǒng)梳理。本文利用Citespace 5.7.R2可視化分析軟件，對(duì)1999—2020年城市生物多樣性相關(guān)研究的外文文獻(xiàn)進(jìn)行了計(jì)量統(tǒng)計(jì)分析。分別對(duì)其基本特征，文獻(xiàn)共被引聚類，研究熱點(diǎn)與前沿趨勢(shì)進(jìn)行了可視化知識(shí)圖譜分析。旨在通過(guò)系統(tǒng)梳理國(guó)際上城市生物多樣性研究的進(jìn)展與基本情況，以期對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的研究提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

以Web of Science中的核心合集為數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索時(shí)間為2021年8月22日，以“TS=(“urban biodiversity”) OR TS=(“species diversity” AND “urban area”) OR TS=(“biodiversity” AND “urban green space”)”為檢索公式，時(shí)間跨度為1999—2020年，剔除重復(fù)后得到770篇文獻(xiàn)(本文僅針對(duì)研究性論文與綜述)。

1.2 研究方法

Citespace(Citation Space)是由陳超美教授利用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的一款信息可視化分析軟件，以分析科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)、規(guī)律和分布狀況[14]。筆者將770篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Citespace 5.7.R2中，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置與調(diào)制，進(jìn)一步分析了其時(shí)間與期刊分布，學(xué)科與空間分布，國(guó)家與合作機(jī)構(gòu)分布，文獻(xiàn)共被引分析知識(shí)圖譜，以及其研究熱點(diǎn)與前沿分析的共線網(wǎng)絡(luò)圖譜等。并總結(jié)了外文文獻(xiàn)中城市生物多樣性的研究熱點(diǎn)與前沿。

2 城市生物多樣性研究基本特征分析

2.1 時(shí)間與期刊分布

如圖1，城市生物多樣性外文文獻(xiàn)發(fā)表總體呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)。1999年至2010年呈緩慢增長(zhǎng)，但2010年以后，文獻(xiàn)量不斷攀升，呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。這與2010年為聯(lián)合國(guó)確定的生物多樣性國(guó)際年，卻并未達(dá)到《生物多樣性公約》的目標(biāo)有關(guān)。也與世界各國(guó)逐漸意識(shí)到城市生物多樣性保護(hù)的重要性有關(guān)。致使越來(lái)越多的學(xué)者投身城市生物多樣性的研究中。此外，由于學(xué)科分布較廣泛，其發(fā)表的外文文獻(xiàn)涉及的期刊類型也較廣泛，呈現(xiàn)出了多學(xué)科交叉發(fā)展的趨勢(shì)。其中，排名前十的來(lái)源出版物如表1所示。其中，發(fā)行量最高的是雜志《Landscape and Urban Planning》。

2.2 學(xué)科與研究方向分布

盡管檢索結(jié)果所得文獻(xiàn)數(shù)量較少，但該領(lǐng)域卻涵蓋了65個(gè)學(xué)科。其中，排名前十的是生態(tài)學(xué)(Ecology)、環(huán)境科學(xué)(Environmental Sciences)、城市研究(Urban Studies)、環(huán)境研究(Environmental Studies)、生物多樣性保護(hù)(Biodiversity Conservation)、地理學(xué)(Geography)、自然地理(Geography physical)、區(qū)域城市規(guī)劃(Regional Urban Planning)、植物科學(xué)(Plant Sciences)、林學(xué)(Forestry)。這說(shuō)明城市生物多樣性已然形成了跨學(xué)科的交叉發(fā)展形勢(shì)。此外，該領(lǐng)域共囊括了49個(gè)研究方向。最熱門的當(dāng)屬環(huán)境科學(xué)研究、多樣性保護(hù)、城市生態(tài)學(xué)。其次是植物多樣性、動(dòng)物多樣性、區(qū)域與城市規(guī)劃、綠色與可持續(xù)科技、及各學(xué)科之間交叉形成的研究方向。

圖1 城市生物多樣性文獻(xiàn)數(shù)量的時(shí)間分布圖(統(tǒng)計(jì)時(shí)間：2021/08/22)

Figure 1 The distribution by year regarding the number of publications related to urban biodiversity (statistical time: 2021/08/22)

表1 排名前十的期刊

2.3 國(guó)家與機(jī)構(gòu)合作分析

利用Citespace對(duì)研究國(guó)家(宏觀)與研究機(jī)構(gòu)(中觀)合作關(guān)系分別進(jìn)行分析。可發(fā)現(xiàn)，對(duì)于該領(lǐng)域的研究產(chǎn)出占比5%以上的國(guó)家是：美國(guó)(148篇、19.2%)、英國(guó)(108篇、14%)、澳大利亞(89篇、11.6%)、德國(guó)(81篇、10.5%)、中國(guó)(75篇、9.7%)、法國(guó)(48篇、6.2%)。如圖2所示，節(jié)點(diǎn)越大，說(shuō)明發(fā)文量越高。

其中，美國(guó)在共線網(wǎng)絡(luò)圖譜中的中介中心性最高(0.28)，說(shuō)明其在合作網(wǎng)絡(luò)中處于最關(guān)鍵的地位。其次，分別是英國(guó)(0.27)、澳大利亞(0.22)、意大利(0.15)、比利時(shí)(0.13)、捷克(0.12)、波蘭(0.11)、荷蘭(0.11)、德國(guó)(0.1)、丹麥(0.08)、瑞典(0.06)。法國(guó)和中國(guó)中介中心性一樣，均為0.04?？梢?jiàn)，歐洲國(guó)家形成了最重要的合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)(圖2)。

另外，城市生物多樣性機(jī)構(gòu)合作關(guān)系圖譜如圖3。發(fā)文量前五的均來(lái)自西方國(guó)家核心機(jī)構(gòu)，中國(guó)科學(xué)院排名第6位。在前50名中，除中科院以外的中國(guó)科研機(jī)構(gòu)有香港大學(xué)(17)、北京林業(yè)大學(xué)(32)、重慶大學(xué)(44)。而其他亞洲科研機(jī)構(gòu)入圍前50的僅新加坡國(guó)立大學(xué)(23)與東京大學(xué)(30)。但歐洲國(guó)家科研機(jī)構(gòu)有23個(gè)、澳大利亞9個(gè)與美國(guó)8個(gè)。這也說(shuō)明了，城市生物多樣性研究幾乎集中在歐洲國(guó)家、美國(guó)與澳大利亞，其成果在空間分布上極不均衡。并且，中國(guó)相關(guān)研究仍有極大的發(fā)展空間。

圖2 國(guó)家合作共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

Figure 2 Collinear Network Atlas for National Cooperation

圖3 機(jī)構(gòu)合作關(guān)系共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

Figure 3 Collinear Network Atlas for Institution Cooperation

3 城市生物多樣性文獻(xiàn)共被引分析

共被引分析(Co-Citation analysis)是指兩篇文獻(xiàn)共同出現(xiàn)在了第三篇施引文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)目錄中，則這兩篇文獻(xiàn)形成共被引關(guān)系[14]。文獻(xiàn)共被引分析能幫助了解研究論文的共被引情況，也能聚合相似研究以形成主要的研究聚類[15]。本文選擇了更精確的LLR(log-likelihood ratio, p-level)對(duì)數(shù)似然算法進(jìn)行聚類運(yùn)算，以在施引文獻(xiàn)的不同位置提取聚類標(biāo)簽。對(duì)城市生物多樣性的770篇文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)共被引分析，將Citespace參數(shù)設(shè)置為1999年至2020年，一個(gè)時(shí)間切片為1年；連線閾值選擇COSINE算法，主題詞來(lái)源選擇題目、摘要、作者、關(guān)鍵詞；節(jié)點(diǎn)類型設(shè)置為“reference”；設(shè)定時(shí)間片為TOP30；可視化模式選擇為靜態(tài)。經(jīng)過(guò)聚類算法處理后，其參數(shù)Modularity值為0.5746(Q>0.3)，表示得到的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯著。Silhouette值為0.8693(S>0.7)，說(shuō)明聚類結(jié)果具有高可信度。并得到了339個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，1588連線數(shù)，聚類網(wǎng)絡(luò)密度為0.0277。

最終，共得到10個(gè)共被引聚類，聚類從大到小按照#0到#9進(jìn)行編號(hào)。為更準(zhǔn)確地進(jìn)行描述，本文將在每一個(gè)聚類內(nèi)提取LLR算法中排名第一的名詞作為該聚類的標(biāo)簽。

其中最大的聚類為#0，按照LLR聚類算法可命名為“城市地區(qū)”。表2顯示了前十個(gè)共被引聚類，及在LLR算法下得到的排名前三的名詞性術(shù)語(yǔ)。這些聚類也一定程度上反映了該研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)。分析可知，節(jié)點(diǎn)被引頻次大于20次共有22篇文獻(xiàn)(#0聚類15篇，#1聚類4篇，#2聚類1篇，#3聚類1篇，#5聚類1篇)。

最后，以LLR算法進(jìn)行可視化分析，得到文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖4)。最重要的前三個(gè)聚類分別是：城市地區(qū)(#0聚類)，功能組團(tuán)(#1聚類)、城市環(huán)境(#2聚類)。

3.1 #0聚類：城市地區(qū)

#0聚類是文獻(xiàn)共被引圖譜中最大的聚類，共包含92篇文獻(xiàn)。S=0.904，說(shuō)明聚類可信度極高，且聚類內(nèi)文獻(xiàn)相似性很高。圖4可知，#0聚類形成了最關(guān)鍵的聚類(黃色)，且該聚類文獻(xiàn)時(shí)間跨度為2008—2020年，形成的平均年份是2014年，表明該聚類較新。

從聚類命名來(lái)看，該聚類是集中在城市地區(qū)的研究。隨著全球城市化的加速，更好地理解城市對(duì)于生物多樣性保護(hù)的貢獻(xiàn)日益緊迫。該聚類內(nèi)文獻(xiàn)也一再?gòu)?qiáng)調(diào)了城市生態(tài)系統(tǒng)作為生物多樣性保護(hù)的重要性，尤其是瀕危植物棲息地的重要性。進(jìn)一步對(duì)聚類內(nèi)的節(jié)點(diǎn)分析可知，其中最活躍的引用該聚類文獻(xiàn)的文章是M. von der Lippe, S.等人發(fā)表的《CityScapeLab Berlin: A research platform for untangling urbanization effects on biodiversity》[16]。該文獻(xiàn)引用了0#聚類92篇文獻(xiàn)中20%的文獻(xiàn)。主要介紹了柏林CityScapeLab——由柏林—勃蘭登堡高級(jí)生物多樣性研究所與柏林科技大學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)下，以開(kāi)發(fā)生物多樣性研究的概念化方法為主，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，能有效理解城市化和城市生物多樣性之間聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。其次是Zobec Marco(2020)發(fā)表的《Perception of urban green areas associated with sociodemographic affiliation, structural elements, and acceptance stripes》[17]，引用了0#聚類中15%的文獻(xiàn)。其研究結(jié)果表明，決策者的決策過(guò)程必須考慮市民評(píng)價(jià)，結(jié)合生態(tài)、社會(huì)和美學(xué)評(píng)估，滿足居民的需求的同時(shí)，增加生物多樣性。該聚類中，被引頻次最高的文獻(xiàn)來(lái)自Myla F. J. Aronson (2014)[9]，其突現(xiàn)值為10.82，說(shuō)明該文極具代表性。

表2 城市生物多樣性研究前十個(gè)共被引聚類信息

圖4 文獻(xiàn)共被引分析

Figure 4 The map of co-cited references analysis

3.2 #1聚類：功能組團(tuán)

該聚類包含56篇文獻(xiàn)，S=0.755。LLR將其標(biāo)記為功能組團(tuán)，城市生境結(jié)構(gòu)與節(jié)肢動(dòng)物物種豐富度。以“功能組團(tuán)”作為該聚類標(biāo)簽。形成的平均年份是2009年。但進(jìn)一步對(duì)聚類內(nèi)節(jié)點(diǎn)分析可知，該聚類更多集中在城市生境的研究，如城市化作用下產(chǎn)生的新的人工生境結(jié)構(gòu)與影響；不同城市肌理與結(jié)構(gòu)對(duì)棲息地的影響；不同城市功能組團(tuán)下物種豐富度情況等。

該聚類中最活躍的文獻(xiàn)是Mark A. Goddard (2010)[18]發(fā)表于《》的《Scaling up from gardens: biodiversity conservation in urban environments》。該文獻(xiàn)引用了#1聚類中25%的文獻(xiàn)。同時(shí)，它也是所有聚類中被引頻次最高的文獻(xiàn)。被引頻次為93，burst=8.8，極具代表性。

3.3 #2聚類：城市環(huán)境

第三大聚類包含了51篇文獻(xiàn)，S=0.829。#2聚類時(shí)間跨度為2002—2020年，形成的平均年份為2007年。該聚類集中在城市綠地方面的研究，包括不同類型的城市綠地對(duì)保護(hù)特定物種的存活與保護(hù)路徑；人類種植和主導(dǎo)的土地覆蓋中的城市生物多樣性的現(xiàn)狀與評(píng)估；影響野生動(dòng)物友好型花園管理的社會(huì)和生態(tài)因素；城市植物的性能和維系的基礎(chǔ)特征等。

該聚類中最活躍的文獻(xiàn)是Faeth Stanley H(2011)[19]發(fā)表的《Urban biodiversity: patterns and mechanisms》。該文獻(xiàn)引用了#2聚類中20%的文獻(xiàn)。該聚類中所有文獻(xiàn)的被引頻次相對(duì)較低，最高的只有20次，來(lái)自Gaston, Kevin J.(2005)發(fā)表的《Urban Domestic Gardens (IV): The Extent of the Resource and its Associated Features》[20]。該文以謝菲爾德市的私人花園為例，研究了私人花園對(duì)維護(hù)城市生物多樣性的重要作用。

4 城市生物多樣性領(lǐng)域研究熱點(diǎn)與前沿分析

4.1 研究熱點(diǎn)分析

關(guān)鍵詞是一篇論文的核心概況。關(guān)鍵詞共現(xiàn)的頻次能說(shuō)明同一篇論文中不同關(guān)鍵詞的關(guān)系，以及該文獻(xiàn)集所代表的學(xué)科中各主題之間的聯(lián)系。利用關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，直接分析作者的原始關(guān)鍵詞和數(shù)據(jù)庫(kù)的補(bǔ)充關(guān)鍵詞，能有效幫助了解該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在Citespace中Node Type選擇關(guān)鍵詞(Keyword)，每個(gè)時(shí)間切片為Top50，連線強(qiáng)度選擇COSINE，網(wǎng)絡(luò)裁剪使用“MST(Minimum Spanning Tree) + Pruning the merged network + Pruning the sliced networks”。最終得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖5)。共得到了211個(gè)關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)，111個(gè)連線，密度為0.005。

圖5中圓圈節(jié)點(diǎn)代表的是關(guān)鍵詞頻次，頻次越大，圓圈越大。帶有紫色外圈的節(jié)點(diǎn)說(shuō)明其中介中心性最高。其中，頻次大于100的共有10個(gè)。最大的圓圈是“生物多樣性(biodiversity)”，頻次331，中介中心性0.35。其次是“保護(hù)(Conservation)”，頻次211，中介中心性0.76；“城市生物多樣性(urban biodiversity)”，頻次201，中介中心性僅0.02；“城市化(urbanization)”頻次196，中介中心性0.44； “多樣性(diversity)”頻次159，中介中心性0.31。中介中心性超過(guò)1的兩個(gè)關(guān)鍵詞是：“植被(vegetation)”(1.50)與“環(huán)境(environment)”(1.01)。近五年內(nèi)(2016—2020年)，頻次最高的關(guān)鍵詞為“感知(perception)”、“滅絕(extinction)”與“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(ecosystem services)”。

圖5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

Figure 5 Keyword co-occurance network

此外，對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)進(jìn)行時(shí)區(qū)可視化分析，得到城市生物多樣性關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)區(qū)圖譜(圖6)。圖中圓圈節(jié)點(diǎn)表明了文獻(xiàn)集中關(guān)鍵詞首次出現(xiàn)的年份，而出現(xiàn)后的文獻(xiàn)數(shù)量越多，圓圈則越大。而圖內(nèi)線條則表示了關(guān)鍵詞之間的相互聯(lián)系。由此可見(jiàn)，直到2004年才有了核心關(guān)鍵詞，并與往后的研究密不可分。圖6可清晰地看見(jiàn)近二十幾年城市生物多樣性研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞的時(shí)間變化，以及彼此間的聯(lián)系和發(fā)展。

4.2 研究前沿分析

利用突現(xiàn)詞突發(fā)性探測(cè)算法(Burst Detection)可確定特定領(lǐng)域的研究前沿。在Citespace中利用術(shù)語(yǔ)類型里“Burst Terms”對(duì)主要名詞術(shù)語(yǔ)進(jìn)行突發(fā)性探測(cè)算法分析，以對(duì)施引文獻(xiàn)所用的單詞的頻次進(jìn)行突現(xiàn)分析。最后得到了361個(gè)節(jié)點(diǎn)，1568個(gè)連線，密度為0.0241。得到突發(fā)性探測(cè)算法分析圖譜(圖7)。并提煉了前十篇突發(fā)性文獻(xiàn)(表3)。進(jìn)一步將高突現(xiàn)度關(guān)鍵詞的施引文獻(xiàn)分析歸納整理可知，近來(lái)城市生物多樣性研究呈現(xiàn)四大研究方向。

4.2.1 城市化對(duì)生物同質(zhì)與物種豐富度的影響

在區(qū)域，乃至全球尺度上，城市化均是生物同質(zhì)化的主要原因[21–23]。那些“適應(yīng)城市”的生物開(kāi)始變得普遍，在城市化野蠻擴(kuò)展的今天，生物區(qū)系均質(zhì)化更加嚴(yán)重。物種豐富度和物種組成沿城市梯度遞減，城市中心的物種豐富度最低[24]。另外，城市物種豐富度和密度主要由人為因素，如土地覆蓋類型改變、空間異質(zhì)性、城市化強(qiáng)度等造成[9]。城市化可以增加或減少大多數(shù)生物群落的物種豐富度[22,23]。如鳥(niǎo)類的研究表明，物種豐富度隨著城市化的加劇而降低。在受干擾程度最低的生境中鳥(niǎo)類群落差異最大，而在城市化程度最高的生境中相似性最大[25]。大多數(shù)植物的研究表明，隨著適度城市化，物種豐富度有所增加[23]。植物物種的豐富度和均勻度在城市中相對(duì)于荒地都經(jīng)常增加[26,27]。Nicholas S.G. Williams等提出了能預(yù)測(cè)城市環(huán)境對(duì)植物群影響的概念框架，能有效促進(jìn)城市植被的可持續(xù)管理與多樣性保護(hù)[28]。但與此同時(shí)，城市也更好地保護(hù)了瀕危物種。如，澳大利亞城市30%的瀕危物種在城市[5]。并且，城市能更好地保留大多數(shù)的本土物種。

圖6 關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)區(qū)圖譜

Figure 6 Keyword co-occurance network in timezone

圖7 突發(fā)性探測(cè)算法分析圖譜

Figure 7 The atlas of burst detection analysis

4.2.2 城市綠地管理與生物多樣性保護(hù)

人們從城市綠地中獲取的心理與生理受益會(huì)隨著生物多樣性的增加而增加。研究表明，城市綠地的物種豐富度(植物與鳥(niǎo)類)與游客個(gè)人幸福感[29]，及身體健康存在顯著的正相關(guān)關(guān)系[30]。此外，隨著全球城市化強(qiáng)度不斷增加，城市在生物多樣性保護(hù)方面也扮演著越來(lái)越重要的角色。通過(guò)對(duì)城市綠地合理與科學(xué)的規(guī)劃和管理，能夠有效地提高與保護(hù)城市生物多樣性。M. F. J. Aronson等人[31]提出應(yīng)因地制宜、具體問(wèn)題具體分析地管理不同的城市綠地，以提高城市綠地的棲息地質(zhì)量，并協(xié)調(diào)不同利益相關(guān)者協(xié)同合作，創(chuàng)建城市生物多樣性管理與保護(hù)平臺(tái)。研究表明，公園是城市綠地中物種最豐富的綠地類型之一。雖然基質(zhì)效應(yīng)對(duì)其物種豐富度具有負(fù)面影響，但城市公園內(nèi)的生境多樣性和微生境異質(zhì)性能有效提高物種豐富度[32]。此外，私人花園也是城市綠地重要組成部分，對(duì)維護(hù)生物多樣性具有重要意義[20]。為了更好地保護(hù)城市生物多樣性，M. A. Goddard[18]等人提出應(yīng)建立“野生動(dòng)物”管理的鼓勵(lì)性機(jī)制，結(jié)合私人與公眾綠地，形成從社區(qū)花園到城市公園的不同規(guī)模綠地的整合網(wǎng)絡(luò)。

4.2.3 城市生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵因素

影響城市生物多樣性的因素眾多，但眾多研究表明關(guān)鍵因素主要有五點(diǎn)。1)J. Beninde等人[33]對(duì)全球75個(gè)城市的大量分類群中生物多樣性變化進(jìn)行了首次的整合分析，認(rèn)為增加城市棲息地斑塊面積(大于50公頃的綠地面積為最佳)，以及建立綠色廊道網(wǎng)絡(luò)是維持高水平城市生物多樣性的重要策略。2)異質(zhì)性的植被結(jié)構(gòu)與保留本地植物特征是保護(hù)城市生物多樣性的關(guān)鍵因素[25]。3)雖然許多保護(hù)方法傾向于將重點(diǎn)放在城市環(huán)境中的殘余生境和本地物種，但考慮整個(gè)城市生態(tài)系統(tǒng)也是至關(guān)重要的[34]。4)研究表明，土地覆蓋類型決定了城市植物區(qū)系與多樣性，也影響了生境多樣性[35]。城市景觀異質(zhì)性對(duì)生物多樣性影響顯著[36]。通過(guò)景觀多樣性保護(hù)對(duì)物種生存環(huán)境-棲息地的保護(hù)才是關(guān)鍵所在。此外，“最優(yōu)景觀格局”的構(gòu)建是城市/區(qū)域尺度生物多樣性保護(hù)的核心。5)城市的歷史發(fā)展也深深的影響著城市生物多樣性。

表3 前十篇突發(fā)性文獻(xiàn)

4.2.4 提高公眾的保護(hù)意識(shí)與參與性

城市使越來(lái)越多的人正在與自然脫節(jié)。失去與自然的互動(dòng)不僅會(huì)減少人類的健康福祉，還會(huì)阻礙與環(huán)境有關(guān)的積極情緒、態(tài)度和行為[37]。因此，科學(xué)家、規(guī)劃師、設(shè)計(jì)師、健康從業(yè)者和社會(huì)學(xué)家應(yīng)建立新的合作關(guān)系，將人與自然重新建立聯(lián)系，將研究和公共政策重點(diǎn)放在提高公眾意識(shí)上才能得到公眾的廣泛支持[38]。各國(guó)也陸續(xù)展開(kāi)了相關(guān)實(shí)踐，如英國(guó)政府一直積極推廣野生動(dòng)物園藝。約2270萬(wàn)家庭(87%的家庭)利用私人花園為野生動(dòng)物提供棲息庇護(hù)與食物補(bǔ)給，如約740萬(wàn)戶家庭專門使用鳥(niǎo)類喂食器[39]。

5 討論

本文研究結(jié)果表明從1999年至2020年，盡管城市生物多樣性外文文獻(xiàn)量基數(shù)不大，前十年也增長(zhǎng)極其緩慢。但從2010年聯(lián)合國(guó)確定生物多樣性國(guó)際年以后，文獻(xiàn)數(shù)量呈迅猛增長(zhǎng)。其中排名前三的是城市景觀與生態(tài)研究方向的刊物，也反映出了城市生態(tài)學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)在城市生物多樣性保護(hù)研究中地位的重要性。學(xué)科類別主要集中在自然科學(xué)，社會(huì)科學(xué)相關(guān)研究較少。

此外，歐洲國(guó)家形成了最重要的合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)研究成果在空間分布上極不均衡。而中國(guó)雖然占據(jù)了一席之位，但仍有極大的發(fā)展空間。中國(guó)作為《生物多樣性》最早締約國(guó)之一，一直積極踐行著承諾，先后出臺(tái)了一系列的法規(guī)與政策等，在《中國(guó)生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃》(2011—2020年)中將“城市生物多樣性保護(hù)”納入生物多樣性保護(hù)優(yōu)先項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)在城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)中體現(xiàn)生物多樣性要素。并與2020年6月29日，我國(guó)一個(gè)地球自然基金會(huì)與清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院機(jī)構(gòu)與世界自然基金會(huì)(瑞士)北京代表處、深圳市聯(lián)合撰寫的《城市生物多樣性框架研究》報(bào)告正式對(duì)外發(fā)布。但我國(guó)生物多樣性保護(hù)工作仍存在較多問(wèn)題[4]。理論上，我國(guó)學(xué)者也不斷進(jìn)行探索。如岳邦瑞等人提出了城市生物多樣性保護(hù)的“城鄉(xiāng)景觀格局優(yōu)化途徑”，以“集聚間有離析”、“景觀安全格局”、“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”三大模式為核心策略[41]。

從文獻(xiàn)共被引聚類分析提煉出的10個(gè)聚類信息可知，城市生物多樣性的研究大致呈現(xiàn)出10大類別的文獻(xiàn)，每一聚類內(nèi)的文獻(xiàn)相似度極高。這一定程度上反映了城市生物多樣性的研究基礎(chǔ)。以此為基礎(chǔ)，整理了目前城市生物多樣性的研究框架(圖8)，更清晰的梳理了其基本研究方向。關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析得到了共現(xiàn)頻率最高的關(guān)鍵詞，及其時(shí)區(qū)分布狀況。然而，與景觀生態(tài)或風(fēng)景園林相關(guān)的關(guān)鍵詞卻很少，可能由于關(guān)鍵詞的表達(dá)方式不同，也可能是更多基于景觀尺度的研究仍處于發(fā)展緩慢的狀態(tài)?；谕滑F(xiàn)探測(cè)算法的研究前沿分析了城市生物多樣性研究呈現(xiàn)四大研究方向，但不同類群間的相互作用和城市化的時(shí)空復(fù)雜性方面研究仍缺乏[16]。

圖8 當(dāng)前城市生物多樣性研究框架

Figure 8 The current research framework of urban biodiversity

最后，本文仍存在較大的局限。如僅將WOS核心合集作為數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，有一定的局限性。另外，由于篇幅所限，部分文獻(xiàn)聚類與節(jié)點(diǎn)還需進(jìn)一步詳細(xì)地分析。

6 結(jié)論與展望

本文利用Citespace對(duì)城市生物多樣性770篇外文文獻(xiàn)進(jìn)行了計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì)與可視化分析，系統(tǒng)梳理了該研究領(lǐng)域的基本特征，如時(shí)間與期刊分布、學(xué)科與方向分布、國(guó)家與機(jī)構(gòu)合作關(guān)系分布，以及文獻(xiàn)共被引分析、研究熱點(diǎn)與前沿分析等，這為相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者提供了參考。

分析結(jié)果表明近22年城市生物多樣性研究正蓬勃發(fā)展?！禠andscape and Urban Planning》是發(fā)行量最高的期刊。研究主要集中在自然科學(xué)領(lǐng)域。美國(guó)是最高產(chǎn)的國(guó)家，英國(guó)中介中心性最高。歐洲國(guó)家/機(jī)構(gòu)形成了最重要的合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)文獻(xiàn)共被引分析得到最大的三個(gè)聚類分別是城市地區(qū)、功能組團(tuán)、城市環(huán)境。利用關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析獲悉“生物多樣性”、“保護(hù)”、“城市生物多樣性”為頻率最大的關(guān)鍵詞。利用突現(xiàn)詞突發(fā)性探測(cè)算法得到了城市生物多樣性四大前沿研究方向，即：城市化對(duì)生物同質(zhì)與物種豐富度的影響；城市綠地管理與生物多樣性保護(hù)；城市生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵因素；提高公眾保護(hù)意識(shí)與參與性。此外，從表3可看出，城市化對(duì)動(dòng)植物豐富度的影響，城市作為瀕危物種的熱點(diǎn)區(qū)的研究，及利用城市綠地保護(hù)城市生物多樣性的研究等在近三年持續(xù)保持熱度。

隨著城市人口不斷增多，城市的生物多樣性保護(hù)已成為城市生態(tài)學(xué)與城市可持續(xù)發(fā)展的重要議題。結(jié)合當(dāng)前城市生物多樣性跨學(xué)科發(fā)展的大趨勢(shì)，風(fēng)景園林學(xué)科在城市生物多樣性中的結(jié)合交叉運(yùn)用也越來(lái)越受到研究學(xué)者的重視，意識(shí)到生物多樣性保護(hù)與其相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)是風(fēng)景園林適應(yīng)新時(shí)期發(fā)展的重要方向[13]。并進(jìn)一步推動(dòng)將城市生物多樣性與人類健康福祉聯(lián)系起來(lái)的相關(guān)研究。此外，未來(lái)以城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施為主，周邊社區(qū)與商業(yè)區(qū)域的兼容的系統(tǒng)規(guī)劃和管理是未來(lái)城市生物多樣性保護(hù)的重要戰(zhàn)略方向[12]。然而，目前多數(shù)研究局限于一個(gè)或幾個(gè)物種組，很少連接植物群和動(dòng)物群。未來(lái)的研究需采用“多物種群”的方法，以進(jìn)一步提高對(duì)城市公園整體生物多樣性及其驅(qū)動(dòng)因素的認(rèn)識(shí)[32]。

同時(shí)，我國(guó)生物多樣性保護(hù)與管理仍需加強(qiáng)，將其主流化的實(shí)踐仍缺少法律依據(jù)與機(jī)構(gòu)建設(shè)等[42]，亟需提高全民保護(hù)意識(shí)[7]。我國(guó)作為生態(tài)文明建設(shè)大國(guó)，應(yīng)履行人類命運(yùn)共同體之責(zé)，在《生物多樣性公約》框架下，堅(jiān)持走以人與自然為核心的生態(tài)文明理念，共謀全球生態(tài)文明建設(shè)。

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Knowledge mapping analysis of urban biodiversity research based on Citespace

ZHANG Sining*, WU Ran

School of Architecture, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China.

Biodiversity conservation has always been an important topic in urban ecology and landscape architecture. In this paper, the urban biodiversity literature, from 1999 to 2020, were collected in the core database of Web of Science. 770 publications were retrieved and analyzed after eliminating the duplicates by using the bibliometric analysis and visual knowledge map analysis in CiteSpace 5.7.R2. Further analysis of its basic characteristics was done, such as the distribution by year and journals, the development of disciplines and research areas, and countries and institutions distribution. Besides, the co-citation analysis and co-occurrence knowledge map analysis of urban biodiversity in the English literature was carried out. Keywords co-occurrence analysis reveals the research hot spots. The burst detection algorithm tells the research frontiers, including four areas: the impact of urbanization on biological homogeneity and species richness; urban green space management and biodiversity conservation; key factors for urban biodiversity conservation; the enhancement of public awareness and participation in biodiversity protection. This paper aims to provide a reference for related researchers and research on urban biodiversity in China.

Citespace; urban biodiversity; knowledge mapping; bibliometric analysis

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.06.025

TU986

A

1008-8873(2022)06-211-11

2021-07-14;

2021-09-18

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(52008345); 中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金項(xiàng)目(2682020CX43)

張思凝(1989—), 女, 四川成都人, 博士, 助理研究員, 主要從事風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究, E-mail: ZSNing@swjtu.edu.cn

通信作者:張思凝

張思凝，吳然. 基于Citespace知識(shí)圖譜分析國(guó)際城市生物多樣性研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2022, 41(6): 211–221.

ZHANG Sining, WU Ran. Knowledge mapping analysis of urban biodiversity research based on Citespace[J]. Ecological Science, 2022, 41(6): 211–221.