蔡劍英， 王烜， 李春暉， 劉強， 蔡宴朋

1. 北京師范大學 環(huán)境學院/水環(huán)境模擬國家重點實驗室， 北京 100875；2. 北京師范大學 環(huán)境學院/水沙科學教育部重點實驗室， 北京 100875；3. 廣東工業(yè)大學 環(huán)境生態(tài)工程研究院/廣東省流域水環(huán)境治理與水生態(tài)修復重點實驗室， 廣州 510006

濕地是地球三大生態(tài)系統(tǒng)之一， 在抵御洪水、 調(diào)節(jié)氣候、 涵養(yǎng)水源、 控制污染和保護生物多樣性等方面發(fā)揮著不可替代的作用[1]， 是保障國家生態(tài)安全和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源[2]． 濕地景觀格局指大小不一、 形狀各異的濕地景觀斑塊在空間上的排列和組合， 它是自然條件和社會經(jīng)濟狀況共同作用下各種生態(tài)過程在不同尺度的作用結(jié)果， 具有特定功能和顯著的景觀異質(zhì)性[3-4]， 是濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的指示器[5]． 因此， 開展?jié)竦鼐坝^格局研究， 揭示景觀格局演變機制， 對濕地資源的可持續(xù)利用和管理具有重要意義．

目前， 國內(nèi)外在濕地景觀格局領域已形成較為系統(tǒng)的理論體系， 并取得豐富的研究成果． 然而由于研究涉及面廣， 研究方向存在較大差異， 加上文獻系統(tǒng)的復雜性， 使得文獻中的關鍵信息無法被充分獲取， 難以實現(xiàn)文獻的定量化分析、 研究熱點的提取和發(fā)展趨勢的預測[6]． 文獻計量學以文獻和作者等為研究對象， 采用數(shù)學和統(tǒng)計學手段， 研究學科領域分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)關系， 是探討科學技術(shù)結(jié)構(gòu)、 特征和規(guī)律， 定量分析知識載體的交叉學科[7]． 它通過定量與定性相結(jié)合， 歸納學科領域的研究成果， 形成全面系統(tǒng)的分析體系， 把握研究的前沿熱點、 演化脈絡和發(fā)展動向， 廣泛應用于地理、 環(huán)境等多學科領域[8-9]． 當前文獻計量學在濕地景觀格局領域的應用較少， 相關前沿熱點和發(fā)展趨勢有待進一步梳理． 本研究基于知識圖譜， 對中國知網(wǎng)和Web of Science平臺的文獻進行可視化計量分析， 厘清國內(nèi)外濕地景觀格局領域的研究進展及前沿熱點， 透視其發(fā)展趨勢， 為濕地演化和發(fā)展的基礎研究及可持續(xù)管理提供參考．

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)(CNKI數(shù)據(jù)庫)和Web of Science(WoS核心合集數(shù)據(jù)庫)． 其中， 國內(nèi)文獻檢索主題為“濕地景觀格局”， 時間跨度為1997年1月-2020年12月， 人工篩選和剔除不相關的新聞報道和會議通知等類型后， 共得到825篇中文文獻， 檢索結(jié)果以Refworks格式導出， 包含作者、 摘要和關鍵詞等數(shù)據(jù)信息． 國外文獻檢索主題為“Wetland”和“Landscape Pattern”， 時間跨度為1988年1月-2020年12月， 引文索引類型為“SCI-EXPANDED”， 得到2 087篇文獻作為國外研究的數(shù)據(jù)源， 檢索結(jié)果以純文本格式導出．

1.2 研究方法

CiteSpace軟件是計量分析科學文獻數(shù)據(jù)的可視化軟件， 通過繪制學科領域發(fā)展的知識圖譜， 直觀展示該領域的發(fā)展脈絡， 識別其前沿熱點和主題演變路徑[10]． 本研究利用CiteSpace軟件， 通過文獻發(fā)表情況、 關鍵詞共現(xiàn)、 聚類和突現(xiàn)檢測方法， 總結(jié)濕地景觀格局領域的前沿熱點及發(fā)展趨勢． 生成知識圖譜時， 選取尋徑(Path Finder)和剪枝(Pruning Sliced Networks)方法， 以簡化網(wǎng)絡中的重要節(jié)點和連線． 同時， 時間切割設置為1年， 每個時間區(qū)域內(nèi)選取前50個高頻出現(xiàn)的節(jié)點．

2 研究熱點及趨勢分析

2.1 發(fā)文數(shù)量分析

文獻發(fā)表的時間和數(shù)量變化情況能反映學科領域的發(fā)展速度和熱度[11]． 根據(jù)國內(nèi)外濕地景觀格局的文獻發(fā)表情況(圖1)， 國外研究起步于1988年， 隨后由于濕地景觀的重要性逐漸被認識， 加上景觀生態(tài)學中關于格局、 過程、 尺度及驅(qū)動機制等原理和方法不斷應用于濕地科學領域[12]， 發(fā)文量迅速增加， 整體呈不斷上升的發(fā)展趨勢． 1992年6月召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會標志著濕地保護與合理利用進入新階段[13]． 同年7月， 中國正式加入《濕地公約》， 國內(nèi)逐漸開展?jié)竦鼐坝^格局研究， 并于1997年發(fā)表了首篇與濕地景觀格局相關的文獻《遼河三角洲濕地的景觀格局分析》[14]． 雖然我國起步相對較晚， 但隨著景觀生態(tài)學等學科理論的不斷完善， 加上政府部門對濕地保護工作的高度重視， 國內(nèi)研究蓬勃發(fā)展． 2000年國家林業(yè)和草原局發(fā)布了《中國濕地保護行動計劃》， 2003年國務院批準了《全國濕地保護工程規(guī)劃(2002-2030年)》， 2013年國家林業(yè)和草原局發(fā)布了《濕地保護管理規(guī)定》． 隨著生態(tài)文明建設的推進， 國家林業(yè)和草原局于2017年對《濕地保護管理規(guī)定》進行了修訂． 緊隨國家需要和時代要求， 國內(nèi)發(fā)文量于2000年后快速增加， 2013年尤為明顯， 2017年發(fā)文量最多． 雖然發(fā)文數(shù)量有所波動， 但是整體發(fā)展呈良好態(tài)勢， 并與我國政策制定與頒布的時間形成良好呼應．

圖1 文獻發(fā)表情況

2.2 發(fā)展時序分析

借助關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡對濕地景觀格局的發(fā)展時序進行分析． 關鍵詞共現(xiàn)分析是統(tǒng)計關鍵詞兩兩之間在同一篇文獻出現(xiàn)的頻次， 形成共現(xiàn)網(wǎng)絡． 其中， 節(jié)點指關鍵詞的出現(xiàn)頻次， 節(jié)點越大， 頻次越多． 節(jié)點間的連線代表關鍵詞間的共現(xiàn)關系， 連線越粗， 關系越緊密． 節(jié)點間的連線顏色表示兩個關鍵詞首次出現(xiàn)在同篇文獻的時間[15]． 引入中介中心性來衡量一個節(jié)點作為媒介的能力， 反映該關鍵詞在共現(xiàn)網(wǎng)絡中的重要性． 節(jié)點的中介中心性越高， 表明該關鍵詞在共現(xiàn)網(wǎng)絡中最短路徑上出現(xiàn)的頻次越多， 其他關鍵詞通過該關鍵詞建立共現(xiàn)關系的可能性越大， 它在共現(xiàn)網(wǎng)絡中的重要程度越大． 結(jié)合關鍵詞的出現(xiàn)頻次及中介中心性， 可判斷該研究領域的熱點方向及發(fā)展態(tài)勢[16]． 通常， 同時具備高中介中心性和高頻特性的節(jié)點為該時期的熱點主題[17]．

結(jié)合文獻發(fā)表情況(圖1)、 關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜(圖2)、 頻次和中介中心性統(tǒng)計結(jié)果(表1和表2)， 可發(fā)現(xiàn)： 國內(nèi)外研究的發(fā)展歷程都存在著“形成期—發(fā)展期—繁榮期”3個階段． 國外的共現(xiàn)網(wǎng)絡中包含關鍵詞節(jié)點747個， 連線3 889條， 集中于景觀格局演變、 模型方法和驅(qū)動機制等方向． ① 形成期(1988-1998年)： 國外研究最早可追溯到Iverson[18]利用GIS技術(shù)對美國伊利諾伊州不同土地類型的結(jié)構(gòu)特征進行分析． 隨后， 許多學者開展?jié)竦鼐坝^格局理論框架的基礎研究， 在概念和方法等方面進行初步探索， 注重對濕地動態(tài)變化規(guī)律的分析[19]， 關鍵詞集中于“wetland(濕地)” “l(fā)andscape(景觀)” “pattern(格局)” “dynamics(動態(tài))”等． ② 發(fā)展期(1999-2010年)： 伴隨概念和方法的逐步成熟， 不同尺度的濕地案例得到應用， 發(fā)文量迅速增加． 同時研究更關注濕地景觀格局的響應機理， 與生態(tài)水文學的結(jié)合越發(fā)緊密[20]， 關鍵詞集中于“water(水域)” “amphibian(兩棲動物)” “hydrology(水文)” “river(河流)” “remote sensing(遙感)” “response(響應)”等． ③ 繁榮期(2011年至今)： 經(jīng)過形成期的基礎鞏固， 以及發(fā)展期的實例應用， 2011年后的每年發(fā)文量都在100篇以上， 數(shù)量穩(wěn)步提升， 研究內(nèi)容從響應機理不斷深化到生物多樣性、 生態(tài)系統(tǒng)服務及生態(tài)修復等方向[21]． “ecosystem service(生態(tài)系統(tǒng)服務)” “driving force(驅(qū)動機制)” “l(fā)andsat(衛(wèi)星)” “degradation(退化)”等關鍵詞的節(jié)點較大， 中介中心性較高， 表明當前熱點是運用“3S”技術(shù)等手段， 分析濕地景觀格局演變的驅(qū)動因素， 探討生態(tài)系統(tǒng)服務功能等， 同時濕地的保護修復也是不容忽視的熱點方向．

表2 頻次和中介中心性統(tǒng)計結(jié)果(CNKI)

圖2 關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜

國內(nèi)圍繞景觀格局、 模型方法、 驅(qū)動機制、 尺度效應與保護修復等方向也開展了大量研究， 共現(xiàn)網(wǎng)絡中包含關鍵詞節(jié)點573個， 連線746條． ① 形成期(1997-2003年)： 國內(nèi)首篇與濕地景觀格局相關的文獻中， 王憲禮等[14]運用“3S”技術(shù)分析了遼河三角洲濕地的演變規(guī)律， 可視為進入形成期的標志． 期間發(fā)文量較少， 2003年趨于穩(wěn)定， 集中于濕地景觀格局概念和模型基礎框架的構(gòu)建[22]． “濕地” “景觀格局” “遙感”和“GIS”等關鍵詞的節(jié)點最大， 頻次和中介中心性較高， 表明濕地景觀格局作為分析濕地景觀結(jié)構(gòu)、 功能與過程的基礎， 其框架構(gòu)建和量化分析是國內(nèi)較早關注的主題． 同時“3S”技術(shù)的應用逐漸興起， 與國外該階段的研究熱點基本相同． ② 發(fā)展期(2004-2009年)： 隨著遙感技術(shù)等方法的日益成熟， 發(fā)文量快速增加， 主要探討濕地景觀格局的演變規(guī)律、 驅(qū)動機制和生態(tài)評價[23]， 頻次和中介中心性較高的關鍵詞有“濕地景觀” “‘3S’技術(shù)” “馬爾科夫模型” “土地利用” “城市濕地” “驅(qū)動因素” “生態(tài)安全”等； ③ 繁榮期(2010年至今)： 2010年后， 每年發(fā)文量都基本穩(wěn)定在50篇以上， 開展了南四湖、 黃河三角洲等濕地的實例應用[24-25]， 研究框架不斷完善， 模型方法、 研究尺度、 驅(qū)動機制和生態(tài)修復等是當前的熱點方向， 頻次和中介中心性較高的關鍵詞包括“決策樹” “驅(qū)動機制” “保護有效性” “濱海新區(qū)”和“PSR模型”等． 值得注意的是， 由于景觀格局與生態(tài)過程緊密關聯(lián)、 相互影響， 二者共同制約著濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康， 因此以景觀格局優(yōu)化和調(diào)控為核心的濕地保護修復也是備受國內(nèi)學者關注的熱點話題[26]， 這與我國關于濕地保護的政策背景是密不可分的．

2.3 研究熱點與趨勢

2.3.1 研究熱點

對共現(xiàn)網(wǎng)絡進行關鍵詞聚類分析， 會形成多個不規(guī)則區(qū)域． 每個區(qū)域由多個緊密相關的關鍵詞組成， 并對應一個標簽． 根據(jù)標簽內(nèi)所含關鍵詞數(shù)量進行排序， 關鍵詞數(shù)量越多， 序號越小， 表明該熱點方向的研究支撐性越高[27]． 采用關鍵詞聚類分析方法， 能揭示關鍵詞之間的關聯(lián)性， 回顧研究領域的基礎內(nèi)容， 找到該研究領域的高支撐方向， 并明確其熱點主題[28]．

關鍵詞聚類結(jié)果(圖3)表明： ① 國外得到10類明顯的聚類信息， 標簽從0到9依次是“amphibians(兩棲動物)” “remote sensing(遙感)” “wetland(濕地)” “habitat use(生境利用)” “biodiversity(生物多樣性)” “denitrification(反硝化)” “pattern(格局)” “forest(森林)” “null model(零模型)”和“methylmercury(甲基汞)”． ② 國內(nèi)的聚類標簽從0到9分別是“景觀格局” “濕地景觀格局” “濕地” “黃河三角洲” “景觀格局分析” “城市濕地” “土地利用” “濕地景觀” “南四湖濕地”和“遙感”．

圖3 關鍵詞聚類圖譜

根據(jù)圖3， 通過對關鍵詞的篩選與合并， 結(jié)合共現(xiàn)網(wǎng)絡深入研究每一類標簽， 濕地景觀格局領域的研究熱點主要集中于景觀格局量化評估、 動態(tài)模型、 驅(qū)動機制、 研究尺度和保護修復5個方向， 具體如下：

(1) 景觀格局量化評估

目前常用的景觀格局量化方法有景觀格局指數(shù)和空間統(tǒng)計學方法[29]． 景觀格局指數(shù)能高度濃縮景觀格局信息， 有效表征濕地景觀的結(jié)構(gòu)組成和空間配置關系[30]． 當前反映景觀格局變化的特征指數(shù)已有200多個， 但大多數(shù)研究只關注景觀格局幾何特征的分析與描述， 忽略了景觀格局指數(shù)的生態(tài)學意義， 與實際的濕地生態(tài)過程聯(lián)系不足． 因此在實際應用中， 應當充分了解各景觀指數(shù)的特點， 注意各指數(shù)之間的關聯(lián)和相互獨立性， 選取合適的、 盡量簡單的指數(shù)． 根據(jù)濕地的密度、 面積、 多樣性和聚散性等特征， 通常選取斑塊密度、 豐富度、 多樣性指數(shù)、 優(yōu)勢度、 聚集度和分維度等指標反映濕地景觀格局的空間結(jié)構(gòu)變化特征． 如周亞軍等[31]選取香農(nóng)多樣性指數(shù)、 均勻性指數(shù)和景觀形狀指數(shù)等， 研究了錫林河流域上游河谷濕地景觀的分布特征及演變趨勢． 近年來， 遙感衛(wèi)星技術(shù)憑借其時效性強、 信息量大和覆蓋范圍廣等特點， 推動了濕地景觀格局的定量評估研究， 遙感手段和景觀格局指數(shù)的耦合已成為生態(tài)學的研究熱點[32]． 在實際中， 濕地景觀格局往往表現(xiàn)為空間連續(xù)性的特征． 為了解空間異質(zhì)性在景觀中如何連續(xù)變化， 是否具有某種趨勢或統(tǒng)計學規(guī)律， 許多學者提出了空間自相關分析、 波譜分析、 空間插值分析、 小波分析、 尺度方差和趨勢面分析等空間統(tǒng)計學方法[30]， 極大推進了濕地景觀空間異質(zhì)性的定量分析， 促進了景觀生態(tài)學和地理學、 環(huán)境科學、 信息科學等學科的交叉融合． 姜朋輝等[33]耦合小波分析、 趨勢面模擬與空間插值法等方法， 研究了黑河中游濕地景觀的演變規(guī)律和破碎化程度．

(2) 動態(tài)模型

研究濕地景觀的時空動態(tài)發(fā)展過程是濕地資源保護利用的重要基礎． 根據(jù)結(jié)構(gòu)特征的不同， 一般將濕地景觀格局的動態(tài)變化模型分為表征模型和模擬模型[3]． ① 表征模型： 包括濕地相對變化率、 濕地景觀指數(shù)動態(tài)變化、 濕地斑塊形狀指數(shù)、 斑塊連接指數(shù)和斑塊分布質(zhì)心變化模型等． 如解若璠等[34]采用景觀格局指數(shù)和人為干擾指數(shù)等方法， 探究鹽城濱海濕地景觀格局的動態(tài)變化過程， 結(jié)果表明該濕地在1984-2020年間的景觀破碎化程度加劇， 景觀形狀趨于規(guī)則， 各斑塊連接性減弱， 干擾重心由陸向海逐漸遷移． ② 模擬模型： 包括馬爾科夫、 斑塊和元胞自動機模型等． Zhang等[35]耦合元胞自動機與馬爾科夫模型， 分析了廣西濕地景觀格局的演變和破壞程度， 預測了濕地未來演變趨勢．

動態(tài)變化模型的應用促進了濕地景觀格局與過程的動態(tài)演變特征研究． 然而， 動態(tài)模型大多基于矢量算法， 不能有效結(jié)合柵格數(shù)據(jù)， 缺乏有效的檢驗方法， 且對社會經(jīng)濟因素考慮不足[36]． 近些年， 隨著“3S”技術(shù)的快速發(fā)展， 遙感分類體系及信息提取方法不斷成熟， 加上人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展， WAVES、 PATTERN和支持向量機等模型在濕地景觀格局的模擬分析中發(fā)揮越來越突出的作用． 動態(tài)變化模型、 “3S”技術(shù)和人工智能技術(shù)， 結(jié)合景觀生態(tài)學原理， 這種多學科交叉融合的方法已成為研究濕地景觀格局動態(tài)變化的重要途徑．

(3) 驅(qū)動機制

在自然過程和人類活動的擾動下， 濕地景觀從單一、 均質(zhì)和連續(xù)的整體趨于復雜、 異質(zhì)和不連續(xù)的斑塊鑲嵌體[37]． 通常將濕地景觀格局的驅(qū)動因子分成兩類[3]． ① 自然因素： 涉及氣候變化、 極端事件、 水文條件、 土壤環(huán)境、 自然災害和生物作用等． ② 人為因素： 包括社會經(jīng)濟發(fā)展、 人口變化、 技術(shù)革新、 政策規(guī)劃和文化觀念水平等． 相比而言， 自然因素對濕地景觀格局演變的影響更深遠， 雖然在短期內(nèi)不會直接改變景觀格局， 但可能影響其發(fā)展方向， 甚至改變景觀格局的穩(wěn)定性． 人為因素會對濕地景觀格局產(chǎn)生直接、 關鍵性的影響． 張敏等[38]探討了白洋淀濕地景觀格局變化的驅(qū)動機制， 結(jié)果表明降水量、 入淀水量、 社會經(jīng)濟發(fā)展和政策等因素都會對白洋淀濕地景觀格局造成影響， 其中人口和社會經(jīng)濟發(fā)展是主要驅(qū)動力．

濕地景觀格局驅(qū)動機制的研究關鍵是確定引起景觀格局演變的驅(qū)動因素和定量表征這些驅(qū)動因素對景觀格局演變過程的重要程度[39]． 然而， 景觀格局演變過程與驅(qū)動因子間存在復雜的關系， 且驅(qū)動因素的狀態(tài)與功能隨時空尺度的不同而發(fā)生變化， 因此必須在特定的時空尺度對景觀格局的驅(qū)動因素進行辨識[40]． 濕地景觀格局演變驅(qū)動力定量分析的難點在于如何在一個模型中最大程度地量化和體現(xiàn)各個驅(qū)動因素的重要程度． 當前研究多采用經(jīng)驗模型和統(tǒng)計模型[41]． 經(jīng)驗模型主要基于多年監(jiān)測的景觀格局數(shù)據(jù)， 通過多種數(shù)學形式進行分析． 統(tǒng)計模型是以概率論為基礎， 采取相關分析、 主成分分析與回歸分析等統(tǒng)計方法， 定量表征各驅(qū)動因素． 經(jīng)驗模型與統(tǒng)計模型間具有高度的互補性， 其中經(jīng)驗模型易于解釋， 統(tǒng)計模型便于實施； 經(jīng)驗模型易于處理空間數(shù)據(jù)， 統(tǒng)計模型擅長處理社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)． 兩種模型的主要缺點是對驅(qū)動因素的考慮過于簡化． 因此需要充分考慮濕地生態(tài)系統(tǒng)景觀格局演變驅(qū)動因素的復雜性， 從多學科交叉融合的角度對驅(qū)動機制模型進行研究．

(4) 研究尺度

生態(tài)學中， 尺度指濕地生態(tài)系統(tǒng)的面積大小(空間尺度)或者其動態(tài)變化的時間間隔(時間尺度)． 濕地生態(tài)系統(tǒng)在小尺度上表現(xiàn)為非平衡或瞬變態(tài)的特征， 但在大尺度上則可能表現(xiàn)出較強的穩(wěn)定性和可持續(xù)性[42]． 即使是同一濕地生態(tài)系統(tǒng)， 也會因為選取的時空尺度不同， 得到完全不同的結(jié)論[43]． 因此， 尺度問題是濕地景觀格局研究的主要難點． 關于時間尺度， 可以以秒為單位， 跨越到月、 年以及百萬年， 甚至更長． 時間尺度的長短是相對而言的， 研究濕地景觀格局通?？煞殖伞皶r間點”和“時間段”： “時間點”指相對較短的時間尺度； “時間段”通常涉及一段時間的動態(tài)變化過程， 需要結(jié)合大量的歷史數(shù)據(jù)資料， 系統(tǒng)分析其演變特征． 如Lin等[44]結(jié)合長期的遙感影像數(shù)據(jù)， 分析了浙江省舟山群島在快速發(fā)展時期(1985-2015年)的濕地景觀格局變化特征． 對于空間尺度而言， 一般將其分為微觀(10～100 m2， 如群落、 生態(tài)系統(tǒng))， 中觀(幾平方公里至幾百平方公里， 如景觀)和宏觀尺度(流域、 濱海和市域等)3種類型[45]． 微觀尺度側(cè)重于比較均一的濕地地區(qū)， 與人類活動最為密切； 中觀尺度側(cè)重于景觀內(nèi)的空間格局； 宏觀尺度則是從生態(tài)、 社會和經(jīng)濟等多方面考慮濕地問題． 當前國內(nèi)外濕地景觀格局的研究對象主要集中于流域、 濱海和市域等宏觀尺度． 何建華等[46]基于形態(tài)學空間格局分析方法， 構(gòu)建了武漢市的濕地生態(tài)網(wǎng)絡， 有效表征了城市濕地生態(tài)系統(tǒng)的景觀結(jié)構(gòu)與連通性特征．

當前開發(fā)的景觀動態(tài)變化模型大多只能在某一尺度上使用， 而不同尺度上影響生態(tài)過程的因素變化較大， 再應用到其他尺度會存在參數(shù)化和精度的問題， 因此尺度轉(zhuǎn)換研究已成為濕地景觀格局研究的必然趨勢． 尺度轉(zhuǎn)換的核心是正確認識景觀格局與生態(tài)過程之間的關系及其影響因素[47]， 結(jié)合目前人類所掌握的基本數(shù)據(jù)及研究手段， 通過合理的外推與概括， 將局部地區(qū)的濕地景觀格局與生態(tài)過程的關系， 合理推廣到更大的區(qū)域尺度， 有助于人們了解濕地景觀格局的空間變化特征[48]．

(5) 保護修復

近些年， 在氣候變化和高強度人類活動的背景下， 濕地普遍面臨著面積銳減、 水質(zhì)惡化和生物多樣性降低的退化危機． 濕地的保護修復研究已經(jīng)成為恢復生態(tài)學的熱點問題[49]． 隨著濕地恢復理論、 方法的不斷完善與發(fā)展， 眾多學者在濕地恢復實踐方面開展了大量的探索[50]． 濕地保護修復的熱點方向從最初的濕地退化現(xiàn)狀調(diào)查、 退化驅(qū)動因素探討， 延伸到退化濕地的健康評估、 恢復與重建， 進而再拓展到濕地的生態(tài)管理及可持續(xù)利用等[51]， 逐漸形成了從宏觀到微觀尺度的“基礎研究—技術(shù)研發(fā)—綜合管理”的框架體系[52]．

當前， 濕地保護修復領域的熱點主要集中于生物多樣性保護、 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能恢復以及基于自然氣候解決方案的濕地恢復等方面[53]． 在生物多樣性保護方面， 關注對象是魚類、 植被、 物種豐富度、 生物量和植物群落等； 在生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能恢復方面， 注重河湖濕地間的水系連通關鍵技術(shù)研發(fā)， 以恢復河湖連通性； 在基于自然氣候解決方案的濕地恢復方面， 主要探討濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量， 以及濕地與氣候變化之間的反饋作用． Cai等[54]以藻苲淀濕地為例， 從水資源保障、 污染治理、 水文連通性改善和生物恢復等多個方面， 提出了濕地保護修復方案， 以維護濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定． 由于當前研究注重對大型濕地的保護修復， 忽視了小微濕地的生態(tài)狀況， 因此加強對小微濕地修復模式的探索也是濕地保護修復領域的新興方向[55]．

同時， 濕地保護修復的研究進程與政策規(guī)劃密不可分， 二者具有強耦合性． 中國加入《濕地公約》后， 制定了許多濕地保護的規(guī)定， 促進了濕地保護修復領域的蓬勃發(fā)展[56]． 相應地， 為了響應國家號召和滿足現(xiàn)實應用需求， 我國各科研機構(gòu)在黃河三角洲等濕地開展了關于分析景觀格局現(xiàn)狀及變化趨勢、 制定濕地修復對策和持續(xù)利用濕地資源等方面的大量工作， 推動了濕地保護修復領域的全面發(fā)展[57-58]．

2.3.2 研究趨勢

采用關鍵詞突現(xiàn)檢測方法對濕地景觀格局的研究趨勢進行分析． 突現(xiàn)分析指某個關鍵詞的頻次在短期內(nèi)發(fā)生較大變化， 突現(xiàn)強度代表其受關注程度， 揭示了學科領域的研究趨勢[59-60]． 表3和表4為國內(nèi)外突現(xiàn)檢測結(jié)果．

表3 國內(nèi)引用突變最多的前9個關鍵詞

表4 國外引用突變最多的前15個關鍵詞

結(jié)果表明： ① 隨著時間的推移， 新的突變詞匯不斷涌現(xiàn)， 濕地景觀格局領域發(fā)展迅猛， 吸引了國內(nèi)外學者的廣泛關注， 研究深度和廣度不斷增加． ② 突現(xiàn)詞匯的發(fā)展脈絡和熱點方向的演變路徑一致． 國內(nèi)外學者都注重開拓研究分支， 在濕地景觀格局領域形成了較為系統(tǒng)完善的研究體系， 集中于景觀格局量化評估、 動態(tài)模型、 驅(qū)動機制、 研究尺度和保護修復5個方向． 如“response(響應)” “climate change(氣候變化)” “土地覆蓋變化” “驅(qū)動機制”和“驅(qū)動因素”等突現(xiàn)詞匯， 表明氣候變化和土地利用等是引起濕地景觀格局演變的驅(qū)動因素； “community(群落)” “metapopulation(集合種群)” “geographically isolated wetland(地理孤立濕地)” “青藏高原”和“黃河三角洲”凸顯了濕地景觀格局研究的多尺度性． ③ 國外的突變詞匯中， “movement(遷移)”的突變強度最大， 為10.46， 說明濕地生態(tài)系統(tǒng)與周圍環(huán)境的物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換過程受到學者們的廣泛研究， 濕地的生物地球化學循環(huán)研究已經(jīng)成為濕地科學的核心領域． ④ “habitat(棲息地)” “waterbird(水鳥)” “景觀”與“景觀格局變化”等突變詞匯體現(xiàn)了景觀格局與生態(tài)過程的相互關系是景觀生態(tài)學的核心內(nèi)容， 從景觀尺度上研究濕地的空間格局與生態(tài)過程是當前濕地領域的熱門主題． ⑤ “movement(遷移)” “habitat(棲息地)”和“waterbird(水鳥)”等突變詞匯也表明： 國內(nèi)外研究熱點的差異主要體現(xiàn)在國外的研究分支相對更多， 不僅聚焦了濕地生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學循環(huán)等過程[61]， 還關注了生境適宜性和生物多樣性等熱點方向[62]， 與生態(tài)水文學的交叉融合更緊密． 與國外相比， 國內(nèi)在濕地生態(tài)系統(tǒng)的群落演替及生態(tài)過程的基礎研究仍顯薄弱， 應從更廣泛的實驗監(jiān)測著手， 在不同濕地生態(tài)系統(tǒng)的關鍵過程、 生物多樣性等方面進行深入探討[52]．

由于濕地生態(tài)系統(tǒng)演化和發(fā)展的復雜性和不確定性， 未來濕地景觀格局領域可從以下4個方向開展多角度和多層次的深入研究， 不斷豐富濕地科學理論體系：

1) 伴隨著“碳達峰”和“碳中和”愿景的提出， 國內(nèi)外研究已有學者探討濕地景觀格局與碳儲量的變化規(guī)律[63]． 濕地生態(tài)系統(tǒng)是重要的碳庫之一， 雖然僅占全球陸地面積的6%， 但是其碳儲量占陸地土壤碳庫的18%～30%， 對全球碳循環(huán)意義重大[64]． 濕地的保護修復對氣候變暖產(chǎn)生了積極影響[65]， 然而當前對濕地景觀格局及其碳儲量的價值評估仍顯不足． 價值估算的不確定性如何有效量化， 以及“雙碳”目標視角下的濕地景觀格局如何設計應用是全球氣候治理背景下的濕地景觀格局領域的新難點．

2) 濕地景觀格局演變是氣候變化和土地利用等共同驅(qū)動的結(jié)果[66]， 然而以往研究大多停留于定性分析景觀格局受哪種驅(qū)動因素的影響程度更大， 難以為解決實際問題提供科學依據(jù)． 在實際操作中， 如何在一個綜合模型中最大程度地量化和體現(xiàn)各個驅(qū)動因素的相對重要性還存在一定難度[67]． 因此， 結(jié)合已有的統(tǒng)計和經(jīng)驗模型， 構(gòu)建合適的驅(qū)動機制模型， 定量表征和分析每種驅(qū)動因素對濕地景觀格局演變的重要程度， 是濕地景觀格局領域的研究關鍵．

3) 濕地的生物地球化學循環(huán)研究是濕地科學的核心內(nèi)容[68]． 當前研究主要集中于探究碳、 氮、 磷等元素在植物—水體—底泥界面的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律， 側(cè)重于分析營養(yǎng)物質(zhì)在濕地內(nèi)部系統(tǒng)的水體與底泥沉積物中的空間分布特征以及產(chǎn)生的累積環(huán)境效應等[69]． 為推進陸海統(tǒng)籌發(fā)展和濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護修復目標， 改善景觀水質(zhì)， 未來的研究方向應從濕地系統(tǒng)內(nèi)部過程的孤立研究轉(zhuǎn)向濕地與周邊環(huán)境相互作用的綜合研究， 深入探討其間的生物地球化學循環(huán)過程．

4) 景觀格局的形成反映了不同的景觀生態(tài)過程， 景觀格局又在一定程度上影響景觀的演變過程， 景觀格局與生態(tài)過程的耦合作用機制研究一直是景觀生態(tài)學的核心主題[47]． 由于該課題的復雜性， 當前研究大多集中于景觀結(jié)構(gòu)和格局的關聯(lián)性， 對景觀格局與生態(tài)過程的互饋關系研究相對較少． 未來的發(fā)展趨勢是采用多學科融合交叉的方式， 結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測與統(tǒng)計分析方法， 借助衛(wèi)星遙感、 無人機航拍和智能網(wǎng)絡技術(shù)等手段， 研究多尺度景觀格局與生態(tài)過程的作用機制， 推動濕地學與生態(tài)水文學的發(fā)展．

3 結(jié)論

本研究基于知識圖譜， 通過發(fā)文情況、 關鍵詞共現(xiàn)、 聚類和突現(xiàn)檢測等手段， 厘清分析國內(nèi)外濕地景觀格局領域的前沿熱點和發(fā)展趨勢． 結(jié)果表明：

國外研究起步較早， 文獻發(fā)表數(shù)量明顯多于國內(nèi)． 我國雖然起步較晚， 但是發(fā)展迅猛， 并取得了相當豐富的研究成果．

國內(nèi)外研究都經(jīng)歷了“形成期—發(fā)展期—繁榮期”3個階段， 并呈現(xiàn)出“由理論研究轉(zhuǎn)向?qū)嵗炞C， 從共性到特性”的特點． 初期構(gòu)建概念框架， 形成理論基礎； 隨著技術(shù)方法的革新， 發(fā)展期進行實例應用； 繁榮期內(nèi)， 研究方向不斷拓展， 內(nèi)容得到深化．

國內(nèi)外研究熱點集中于景觀格局量化評估、 動態(tài)模型、 驅(qū)動機制、 研究尺度和保護修復5個方向． 同時， 研究熱點的演變進程與政策規(guī)劃具有強耦合性．

國內(nèi)外研究熱點的差異主要表現(xiàn)為國外研究與生態(tài)水文學的交叉融合更為緊密， 不僅聚焦了濕地的生物地球化學循環(huán)過程， 還關注了生境適宜性和生物多樣性等熱點方向．

未來發(fā)展趨勢是加強濕地景觀格局及其碳儲量的變化規(guī)律研究， 構(gòu)建驅(qū)動機制模型， 探討濕地與周邊環(huán)境相互作用的生物地球化學循環(huán)過程， 通過多學科交叉融合方式研究景觀格局與生態(tài)過程的互饋機制， 推動濕地學與生態(tài)水文學的發(fā)展．