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本文通过文献计量分析,揭示景观生态学 40 年发展轨迹、研究重点转变及未来方向。
### 景观生态学发展历程回顾
景观生态学是一门研究景观结构、功能和动态的跨学科科学,其发展历程丰富多样。“景观生态学” 这一术语早在 80 多年前就已被提出,但直到 20 世纪 80 年代该领域才开始蓬勃发展。2022 年国际景观生态学会(IALE)成立 40 周年,2023 年第一届 IALE 世界大会也迎来 40 周年纪念。在这 40 年里,景观生态学的研究主题不断演变,研究方法也日益综合和定性化。
早期,景观生态学主要聚焦于景观元素(如斑块、廊道和基质)的结构、功能和动态。随着时间推移,研究重点逐渐转向空间异质性、“格局 - 过程 - 尺度” 范式,后来又涉及景观设计 / 规划、景观服务和景观可持续性等跨学科主题。
研究方法与数据来源
为深入了解景观生态学的发展,研究人员进行了系统的文献计量分析。数据来源于 Web of Science 核心合集数据库中的四个引文索引,包括科学引文索引扩展版(SCI-E)、社会科学引文索引(SSCI)、艺术与人文引文索引(AHCI)和新兴来源引文索引(ESCI) 。通过设定搜索主题,共检索到 1981 - 2024 年期间相关文章 14,855 篇。
在分析工具方面,研究使用了 VOSviewer 1.6.20、CiteSpace 6.1.R6 和 HistCite Pro 2.1 等软件。VOSviewer 擅长可视化科学知识图谱,用于展示主要研究国家、期刊和领先研究人员,并进行关键词共现分析;CiteSpace 可进行引文空间挖掘和知识单元共现分析,用于检测关键词引用爆发;HistCite 则能生成主题文献编年时间线,分析文献引用网络。此外,研究还利用 R 4.4.3 中的相关软件包对国家合作和关键词分析进行更清晰的可视化。
景观生态学研究成果剖析
- 出版物总体趋势:1981 - 2024 年,景观生态学相关文章发表数量迅速增长。这期间,该领域的发展可分为四个阶段。第一阶段(1981 - 1994 年)是 “当代” 或 “现代” 景观生态学的理论发展期,每年发表论文不足 100 篇,IALE 成立、相关重要书籍出版以及《Landscape Ecology》期刊创刊是这一阶段的重要里程碑 。第二阶段(1995 - 2005 年)理论和方法均取得进展,年发表量在 100 - 300 篇之间波动。第三阶段(2006 - 2014 年)呈稳步增长态势,每年发表 300 - 500 篇文章。第四阶段(2015 - 2024 年)发展迅速,年发表论文超过 500 篇,IALE 的相关大会反映了当前研究方向。
- 主要贡献国家、期刊和作者:从国家层面看,美国在景观生态学研究方面表现突出,在出版物数量、引用频率和总链接强度上均排名第一,与中国、加拿大等国合作紧密。在期刊方面,主要来源期刊集中在生态学、地理学和景观规划领域,《Landscape Ecology》在文章数量和引用频率上都名列前茅 。作者方面,MG Turner、K McGarigal 等学者在引用排名中位居前列,通过共被引作者分析发现研究网络主要分为四个紧密相连的集群,反映出研究主题的高度相关性。
- 热门研究主题:通过关键词分析,发现 “景观生态学”“景观格局”“模式”“生物多样性”“保护” 等关键词出现频率较高。进一步通过 VOSviewer 生成关键词共现网络,可将研究主题分为 “景观格局与土地利用”“动态与气候变化”“生态系统服务”“生物多样性保护” 四类。从关键词出现的平均年份和频率变化来看,早期研究多关注植被,使用 GIS 作为主要工具,研究主题集中在干扰、动态、格局、尺度和破碎化等方面;近年来,生态系统服务、物种丰富度、城市化和可持续性等成为研究重点 。对关键词引用爆发的分析也表明,研究重点从早期的森林破碎化、景观结构和动态等逐渐转向景观可持续性、服务、生态风险等方面。
研究重点的转变
科学进步通常是渐进的,景观生态学的研究范式也在不断演变。早期,“斑块 - 廊道 - 基质” 范式是景观生态学研究的基础,它将景观视为由斑块、廊道和基质组成的具有生态特征的可测量单元,相关概念、理论和方法逐渐形成经典范式。
随后,“格局 - 过程 - 尺度” 范式成为研究热点。自 1983 年 Allerton Park 研讨会以来,空间异质性被视为景观生态学的核心问题,学者们深入探讨景观格局与生态过程的相互作用及其尺度效应,GIS、遥感和景观指标等成为主流研究方法。
近年来,在可持续发展目标和景观可持续性科学的引导下,景观生态学研究越来越关注可持续性,形成了 “格局 - 过程 - 服务 - 可持续性” 范式。该范式将生态系统服务和景观可持续性纳入 “格局 - 过程 - 尺度” 框架,有效整合了人类和自然系统,为景观规划和管理提供了科学依据 。
景观生态学助力可持续发展
“格局 - 过程 - 服务 - 可持续性” 研究范式强化了跨学科方法,以应对科学和实践挑战。景观作为研究和维护可持续性的基本空间单元,景观生态学在可持续性科学的理论基础、方法框架和实际应用中发挥着关键作用。随着地球观测、物联网和信息通信技术的发展,多源大数据为景观生态学研究提供了新方法和技术,研究也越来越注重全球背景。
未来,利用该范式解决可持续发展问题的研究应聚焦以下几个方面:一是从生态系统服务(ES)向自然对人类的贡献(NCP)拓展,综合评估自然的正负贡献;二是耦合景观上的社会 - 生态过程,探索景观弹性和阈值,以及生态过程、生态系统服务和景观可持续性之间的关系;三是整合景观弹性和基于自然的解决方案(NbS),加强多方面的联合咨询;四是利用多源数据和模型模拟,进行综合景观模拟,以应对社会 - 生态系统的复杂性。
研究的局限性与展望
本研究也存在一定局限性。一方面,Web of Science 核心合集数据库存在覆盖范围的限制,尽管通过选择多个相关关键词扩大了搜索范围,但仍可能遗漏部分相关论文。另一方面,关键词分析受期刊指南和搜索算法等因素影响,可能无法完全代表研究的主要主题。不过,目前的数据库和搜索标准是进行文献计量分析的最佳选择,且对关键文献的进一步分析有助于弥补这些不足。
总体而言,景观生态学发展态势良好,研究范式不断演进。未来研究应进一步深化和应用 “格局 - 过程 - 服务 - 可持续性” 范式,规范研究方法,拓展其在不同景观和可持续性挑战中的应用,为推动景观生态学向可持续发展方向转变奠定坚实基础。