流域生态系统服务研究的全球演变：来自大型语言模型的见解

《Land Use Policy》：Global evolution of ecosystem services research in watersheds: Insights from large language models

研究通过整合大型语言模型与地理空间技术，系统梳理了2006-2024年全球56,440篇ES相关文献，揭示三大合作网络（美、德、英为核心）、四大研究主题演变（从生态结构认知转向实践策略开发），并识别出黄河、密西西比河等15个重点流域。研究发现：研究热度与人口密度正相关，但ES价值变化趋势不一致；国际合作网络趋于整合，但跨区域协作不足。

　　生态系统服务（Ecosystem Services, ES）作为人类从生态系统中获取的直接或间接益处，已经成为全球科学研究和政策制定的重要议题。近年来，随着人类活动的加剧，全球生态系统服务的价值逐渐下降，特别是在1950年至2000年间，全球生态系统服务的下降幅度达到了约60%。这一现象促使科学家们对生态系统服务的研究不断深入，以期更好地理解其变化趋势，并探索有效的保护与管理策略。然而，传统的文献综述方法，如专家评审、文献计量分析和系统性文献综述，难以在庞大的文献体系中准确识别研究区域和相关主题，这限制了对研究重点的深入挖掘。因此，研究者们开始尝试利用新兴技术，如大型语言模型（Large Language Models, LLMs）和地理信息系统（GIS）工具，来更全面地分析生态系统服务的研究进展。

本研究整合了大型语言模型与地理信息工具，对2006年至2024年间发表的56,440篇关于生态系统服务的全球文献进行了全面回顾，重点分析了研究合作网络、研究区域以及关键研究主题。研究发现，生态系统服务的研究自2006年以来呈指数级增长，但自2021年起趋于稳定。这表明生态系统服务的研究可能已进入知识积累的渐近增长阶段。与此同时，研究者之间的合作网络变得更加紧密，形成了以美国、德国和英国为中心的三大合作集群，其中英国主导的集群逐渐与美国主导的网络融合。这一趋势反映了全球科研合作的加强，以及跨学科、跨国界研究的增多。

研究还揭示了生态系统服务研究的主题演变。早期的研究主要集中在生态系统结构和功能的分析，而近年来，研究重点逐渐转向制定多样化的应对策略和实际解决方案。例如，城市生态、生态系统服务评估、生态系统管理以及气候变化适应等主题成为当前研究的核心。此外，研究区域的分布也呈现出明显的地理特征。在中国，黄河流域、长江流域和海河流域成为最受关注的三大研究区域，而在美国，密西西比河流域同样受到高度关注。巴西的托坎廷斯河流域和亚马逊河流域也是研究热点。值得注意的是，尽管这些流域具有较高的研究热度，但其生态系统服务价值并不总是与研究数量呈正相关。某些流域虽然研究数量较多，但生态系统服务价值却呈现下降趋势，如尼罗河流域、多瑙河流域、密西西比河流域、托坎廷斯河流域和黄河。而一些流域，尽管具有较高的生态系统服务价值，却未受到足够关注，如普河流域、温斯基河流域和刚果河流域。这些流域通常富含湿地、泥炭地、生物多样性和森林资源，是重要的碳汇区域，但由于矿产开采和气候变化的影响，其生态系统服务价值已经受到损害。

研究还发现，人口密度与生态系统服务研究的关注度之间存在显著的正相关关系。人口密集的流域往往成为研究的热点，这可能与该地区对生态系统服务的高需求以及生态系统的脆弱性有关。然而，这种关注并不总是带来生态系统服务价值的提升。例如，在北美和南美的一些流域，尽管研究热度上升，但生态系统服务价值却因快速城市化和生物多样性丧失而下降。这说明在某些区域，生态系统服务研究的滞后性可能影响了研究的实际效果，也反映出在生态保护和恢复方面仍需加强。

此外，研究区域的多样性也表明，不同流域面临不同的生态挑战和研究需求。例如，南美洲的流域主要关注森林砍伐问题，这与该地区热带雨林的持续消失密切相关。而印度恒河流域的研究则更多关注气候变化对当地生态环境和居民生计的影响。在欧洲，河流流域的研究则更多聚焦于森林管理、生物多样性保护和文化生态系统服务等方面。这些差异反映了不同地区的自然条件、社会经济状况和政策导向对研究主题的影响。因此，未来的生态系统服务研究应更加关注区域特征，结合本地生态系统的实际情况，制定更具针对性的策略。

本研究还强调了跨区域合作的重要性。全球范围内存在超过1000个跨境流域，其中85%以上的国家至少共享一个流域。这些流域往往涉及多个国家的生态和经济利益，因此需要加强国际合作，以实现更有效的管理和保护。然而，目前的科研合作仍存在一定的区域分割，这可能加剧全球生态研究的不平衡。为了应对这一问题，研究者应推动跨学科、跨国家的合作，促进知识和技术的共享，以提高研究的全面性和实用性。

尽管本研究取得了一定的成果，但仍存在一些局限性。例如，研究时间范围仅限于2006年至2024年，可能忽略了更早阶段的研究贡献。此外，研究区域的识别主要依赖于文献标题和摘要，而部分研究区域可能仅在正文中提及，因此存在遗漏的风险。同时，生态系统服务价值的评估基于全球统一的系数和静态的土地利用数据，未能充分考虑地方性的差异。这些局限性提示未来研究应更加注重文献的全面解析，结合更精细的生态系统服务评估模型，并探索更灵活的文献计量方法，以减少对高引用或高频关键词的依赖，从而更全面地反映生态系统服务研究的多样性。

总的来说，本研究通过整合大型语言模型与地理信息工具，对生态系统服务的研究进行了全面回顾，揭示了研究趋势、合作网络和研究主题的变化。研究结果不仅有助于识别当前研究的热点区域和主题，也为未来研究提供了方向。在政策制定和实施过程中，应更加关注生态系统服务价值与研究热度之间的不匹配问题，推动更具针对性的研究和保护措施，以实现生态系统的可持续发展。同时，加强国际合作和跨学科研究，将有助于更全面地理解生态系统服务的复杂性，并制定更加有效的管理策略。