基于数据库的植物功能性状研究现状文献计量学分析

植物功能性状数据库是功能生态学研究的重要工具.了解基于植物功能性状数据库的植物功能性状研究现状,对探讨功能多样性和生物多样性具有重要的指导意义.介绍植物功能性状数据库的类型、影响力的评价方法和使用方法,并整理了17个植物功能性状库(附表).同时,通过Web of Science检索了2008-2018年间基于植物功能性状数据库开展植物功能性状研究的论文,从刊文数量、期刊分布、研究机构、主要作者、研究热点等方面进行分析.结果表明:基于数据库开展植物功能性状研究的文章数量和被引次数呈快速增长的趋势.当前此方向的研究主要以少数学者、机构为核心,大量论文发表在少数期刊上.研究热点主要体现在群落生态学、气候变化和性状进化、恢复和生存策略等方面.未来应加强研究者、研究机构之间的合作,数据共享,建立全球型的数据完善的植物功能性状数据库,同时加强数据标准化处理,解决地下性状和生理性状等难以获取及量化的问题,完善化石记录的植物性状和植物不同生长阶段的植物功能性状数据.(图5表4参60附表1)     

基于Web of Science数据库的湿地修复研究发展态势分析

中国的湿地正和世界上其他国家的湿地一样不断消失和退化,全球的湿地面积在1970—2015年间下降了约35%。而湿地的消失将给所在区域的经济发展带来严重损失。在这个将要威胁人类未来生存的问题面前,社会各界不得不考虑如何进行湿地的恢复和重建。为了了解国内外湿地修复领域的研究现状和特点,采用Web of Science核心合集的SCI论文作为数据样本,运用Excel表格软件和文献计量分析工具,对湿地修复领域的发文量、发文国家、发文机构和发文作者等进行统计分析,同时利用VOSViewer可视化软件绘制机构合作网络和研究热点等知识图谱,对1990—2020年湿地修复研究领域的发展历程、现状及未来的发展趋势进行了分析。结果表明,湿地修复领域的研究论文数量保持稳定增长状态,该研究领域呈现出蓬勃发展的势头。美国是最主要的贡献国家,其发文数量和总被引频次显著高于其他国家。中国在该领域的发文量虽处于第二位,但在该领域的研究处于相对弱势,与欧美国家(尤其是美国)的差距悬殊,未来可与美国的地质调查局、路易斯安那州立大学等机构加强合作,提高发文数量和质量。湿地修复领域的研究热点主要集中在生物多样性保护、生态系统结构和功能改变及植被管理等方面。最后结合中国最新生态修复政策,提出了对未来应加强对小微湿地的关注,并应用中度干扰假说,开展全面性保护湿地。     

基于SCI发文的中国生态学研究态势文献计量分析

采用文献计量学的方法,基于《科学引文索引》数据库近十年的检索结果,定量分析中国生态学领域发文的主题、时间、作者、机构、合作国家、被引频次、期刊分布等数据,系统分析中国生态学领域近十年的研究发展态势、研究热点、研究投入主体、国际合作和研究水平等趋势和特征。基于检索得到的3316篇SCI论文数据,研究认为：我国生态学领域的研究发展迅速。研究的热点主要是分子标记、气候变化、生物多样性、土地利用、分类学、物种、草原、荒漠化、模型、多态性等方面。研究主题的关联性随时间有增加的趋势。588个第一作者发文机构中,中国科学院发文量最高,大学近年的研究发展迅猛。生态学领域篇均作者人数是2.2人。国际合作的主要国家是美国。我国生态学研究的SCI发文篇均被引频次为6。第一作者机构为中国机构的论文被引用情况逊于外国机构。中国生态学领域研究最重要的发文期刊是ECOLOGICAL MODELLING和JOURNAL OF ARID ENVIRONMENTS。     

基于文献定量法的农业面源污染风险评估研究动态

为客观分析农业面源污染研究进展、研究热点和研究趋势,以CNKI数据库和Web of Science数据库为基础,采用文献定量法从发文时间、研究主题、研究区域、评估方法等方面进行统计分析,并结合GIS技术进行相关分析。结果表明:(1)2个数据库的发文量总体均呈上升趋势,截至2019年6月15日,发文总量分别为147和541篇,2000年以前、2001—2005年、2006—2010年、2011—2015年、2016—2019年5个时段CNKI和Web of Science数据库年均发文量分别为0、0.50、3.80、13.6、19.5和3.22、10.2、21.6、30.6、52.25篇;(2)2个数据库研究主题主要围绕农业面源污染、风险评估、输出系数模型、水文模型、GIS空间分析等方面,但相比中国,国际研究在毒理学领域优势明显;(3)热点分析发现,中国研究文献存在京津冀片区、东北三省片区、长三角片区、山东片区、渝贵川片区5个集聚区,全球研究文献存在中国区域、美国—加拿大区域、英法德区域、巴西区域4个集聚区,2个数据库分别以安徽省13篇文献成果和中国165篇文献成果居首位;(4)风险评估方法分析发现,不同尺度研究在方法上存在一定的差异,GIS技术在不同尺度均能发挥较好的作用。在文献分析基础上,从基础数据观测与获取、机理研究、模型自主开发、标准制定等方面对中国农业面源污染风险研究目前存在的问题进行分析并提出相应的建议,供该领域研究者参考。     

全球微塑料研究现状及热点可视化剖析

为探究微塑料的研究现状、热点及研究趋势,本文以Web of Science核心数据库和中国知网数据库作为数据源,使用VOSviewer和CiteSpace软件对2004—2019年的微塑料领域研究文献进行关键词聚类和突现分析.结果表明,微塑料的国际研究热点主要集中在“微塑料的生物毒性作用”、“微塑料在水环境中的分布与丰度”、“微塑料的迁移和鉴定方法”、“微塑料的吸附作用”和“微塑料的归趋和降解行为”等5个方面. 2017年后外文文献的主要突现关键词为“地中海”、“空间分布”等,表明当前微塑料的国际研究趋势是探究微塑料在封闭或者半封闭的海域（主要是地中海）中的空间分布及其在底栖生物中的污染现状和生态毒性效应. 2019年中文文献共现较强的关键词主要为“检测方法”、“空间分布”、“控制对策”、“土壤生态系统”和“鄱阳湖”等,表明当前我国微塑料的研究热点可以概括为微塑料在环境（土壤和淡水）中的分布特征、鉴定和量化技术及其防控措施.未来的研究还需要完善微塑料毒性的测定方法,建立微塑料检测的标准体系并制定微塑料污染控制对策.     

土壤环境中抗生素抗性基因污染研究进展和热点分析

近年来,土壤环境中抗生素抗性基因(ARGs)污染引起广泛关注。以Web of Science核心数据库和万方数据库文献资料为数据源进行文献计量学分析,从年发文量变化、不同国家贡献及研究主题演变(基于关键词)等方面对土壤环境中ARGs污染相关研究进行剖析,以此探讨国内外该领域的研究现状、热点和发展。结果表明,土壤中ARGs污染相关研究的发文数量快速增长。我国文献在发文数量、论文被引频次方面具有重要影响,表明我国在该领域有较强的国际学术影响力。关键词聚类分析表明该领域的研究方向主要集中在以下5个方面：(1)土壤中携带ARGs的微生物及其环境行为;(2)土壤环境中ARGs的来源和持久性;(3)土壤环境中ARGs的传播和消减方法;(4)土壤中共存物质对ARGs丰度和迁移行为的影响;(5)农业生产活动对土壤环境中ARGs污染的影响。同时,在介绍ARGs常用检测方法以及土壤环境中ARGs污染来源和分布的基础上,剖析影响ARGs在土壤中传播的多种因素,探讨土壤环境中ARGs的消减方法,并指出当前研究尚存的不足之处以及今后的研究方向。该文可为未来土壤环境中ARGs污染领域的研究和风险管控提供参考。     

基于遥感的城市绿色空间时空动态演化效应研究综述

城市绿色空间减少产生的环境生态问题引起了国内外学者的关注.在梳理城市绿色空间的概念、提取方法的基础上阐述了城市绿色空间的动态演化效应的研究方法和绿色空间的作用功能,并总结了国内外研究热点和成果,分析国内外相关领域的薄弱环节,提出城市绿色空间演化效应研究的不足与展望.     

废弃生物质水热转化技术研究热点与前沿态势分析:基于CiteSpace的大数据知识图谱分析

废弃生物质生态安全利用是废弃物减量化与资源化的重点和难点。水热转化技术是近年来迅速发展的一种特别适合于处理高含水率原料的热转化技术,在废弃生物质无害化和高值化利用方面具有巨大潜力。以收录于CNKI和Web of Science索引库中(2000年1月—2019年12月)关于废弃生物质水热转化的2 960篇文献(CNKI 600篇,Web of Science 2 360篇)为数据源,利用CiteSpace 5.5知识图谱软件对作者、发文机构以及关键词进行分析,利用关键词聚类分析方法解析该领域研究的前沿热点和发展态势。分析结果表明,全球范围内废弃生物质水热转化发文量可分为缓慢发展期(2000—2007年)、快速增长期(2008—2016年)和小幅下降期(2017—2019年),其中农业废弃生物质水热转化的中英文研究论文均呈现增长态势;我国学者对废弃生物质水热转化研究的贡献较为突出,研究的重点集中在固体产物(特别是炭基材料)和液体产物(特别是生物油)生产及特性等方面;未来废弃生物质水热转化的研究热点为水热转化原料预处理、水热转化工艺条件、水热反应过程和水热转化产物高值化利用等方向。该研究可为水热转化技术在废弃生物质生态安全利用领域的产业发展提供参考。     

城市生态系统代谢的能值研究进展

城市环境问题的深层原因是城市代谢过程出现了问题.城市代谢研究,是分析城市在人类各种活动影响下,如何将取自生态系统的物质和能量进行转换、利用与处理的过程,成为评价城市可持续发展的重要依据.早在19世纪末,就有有关能量流分析社会代谢的概念;近期最具代表性的是HowardT.Odum.首先从城市代谢研究的兴起和发展出发,然后分环境评价、空间层面、动态模拟三方面,对Odum的能值方法在城市代谢分析中的应用进行了回顾.环境评价方面以生态经济学为理论基础,提出发展具有生物物理基础的能值方法,对城市代谢的生态评估更为恰当;空问层面结合景观生态学,为区域空间规划提供了参考,并指出土地利用变迁与社会代谢间的相关性研究为当前的核心问题;动态层面仍以系统生态学建立整合性系统模型为基础,但空间系统模拟方法的发展仍处于起步阶段.各个学科与方法的整合促进了城市代谢研究的进一步深化.最后,建议未来应用能值研究城市代谢的4个研究方向有:(1)城市代谢与可持续发展之间相互关系的研究;(2)城市代谢与土地利用变迁相互驱动的模型发展;(3)基于代谢过程的城市管理对策研究;(4)全球环境变迁对土地利用和城市代谢的影响.     

广东省环保科技发展情况的文献计量学分析

以SCI(科学引文索引)、ESI(基本科学指标)以及国内外专利等数据库作为统计分析源,对2000-2008年广东省环保科技与环保产业的发展现状和发展态势从文献计量学的角度进行统计分析.主要分析了环保科技类论文和专利产出的情况,并通过论文产出的主要机构、论文总量、被引频次、及专利领域分类、类型结构的对比反映广东省环保科技对环保产业发展的科学影响.结果表明,环保产业和环保技术是一个有着相当发展潜力和前景的研究领域,相关的论文、专利数量和影响力都表现出持续增长的趋势;国际合作研究发展趋势正在逐步增强,广东省已与环保科技领域的多数主要研究国家都分别展开了不同程度的合作;环境科学和环保技术存在着明显区域发展的不平衡,在国内,广东省的环保科技综合实力排名位于北京、上海、江苏、浙江之后;从专利的统计分析来看,国内环保科技研究热点主要集中在水和污泥的处理领域里,广东省则在给水和排水领域具有很强的优势,在申请专利的类型结构方面,广东省实用新型类专利申请量居前列,但发明专利申请量少,专利申请结构不平衡.     

近5年森林生态系统服务价值评估研究进展——基于CiteSpace文献计量学分析方法

森林是陆地最大也是最重要的生态系统,森林生态系统提供了木材供给、固碳、水源涵养等多种类型的服务,通过量化森林生态系统服务有利于决策者管理实现精准管理的目标,从而达到提高森林质量和缓解气候变化的作用。森林生态系统过程的复杂性和时空变异性为该领域的研究提供了丰富的研究内容,近几年来该领域的文献发表量增长迅速,为了了解当前森林生态系统服务价值评估研究进展情况,文章使用文献计量学分析法对国内外相关研究进展进行了分析总结。结果显示,中国在该领域研究的国际影响力逐年提升,在Web of Science数据库中,中国科学院在该领域具有最多的文献量;生态系统服务制图、文化服务、生态系统价值、森林景观资源恢复等九类是当前该领域研究的主要研究类别;国内外研究热点大体一致,主要可分为影响因素、评价类型、评价对象、评价方法与指标4个热点类型。文章基于文献聚类和热点分布,提出未来研究的发展方向主要是:气候变化和土地利用变化的影响;多类型的覆盖;方法优化与模型的开发与应用。     

基于CiteSpace的城市环境中细颗粒物研究进展的可视化分析

细颗粒物(PM_(2.5))在城市发展进程中,对城市环境空气质量和居民健康的影响程度日益上升。文章数据来源于1971—2020年WOS和CNKI数据库中城市环境中细颗粒物相关研究主题的文献样本数据,利用CiteSpace软件,通过区域分布特征分析、关键词共现分析、突现词探测、文献共被引分析和多维尺度分析等,系统梳理了城市环境中细颗粒物研究领域的前沿、知识基础、热点现状与发展趋势,得出以下结论:(1)在研究趋势方面,中国学者近年来在国际上发表论文的占比逐年递增,国内外研究内容稍有差异,但总体趋同;(2)在研究性质方面,国内研究侧重于描述细颗粒物的产生原因及表现特征方面,国外则多运用动力学和沉积原理对场域中的细颗粒物运动规律做出解析;(3)在研究对象方面,国内的源解析案例较多,而国外则推进交通排放空间格局的研究;(4)在研究前沿方面,国内研究主要关注主成分分析的细化和室内空气质量的优化,国外研究则更倾向于从可持续发展、人类健康及改善人居环境角度研究细颗粒对人体的影响。最后,文章认为应加强多学科交叉与合作,拓展人居环境视角下细颗粒物的系统性研究,综合关注其在不同城市和功能区的水平运动和垂直扩散规律,有效优化绿色基础设施的空间配置,准确地从源头控制环境污染,从而改善城市的空气质量,维护城市生态平衡。     

典型城市人工湿地优势植物汞分布特征

以重庆市4个典型城市人工湿地(观音塘湿地公园、彩云湖国家湿地公园、园博园湿地公园、秀湖湿地公园)为研究对象,分别于2017年3、6、9、12月调查并采集了湿地优势植物样品,分析样品总汞、甲基汞浓度,探讨城市人工湿地中植物汞的时空分布特征.结果表明,调查区域植物汞质量浓度范围为45.29—231.01μg·kg~(-1)(平均值为33.99±8.61μg·kg~(-1)).甲基汞质量浓度范围为45.29—232.01 ng·kg~(-1)(平均值为145.45±48.72 ng·kg~(-1));其中,园博园湿地植物总汞质量浓度最低,观音塘湿地公园植物甲基汞质量浓度均较其他3个湿地公园植物高;在同一湿地中,植物总汞春秋浓度较高,夏季略有降低,冬季最低,而甲基汞浓度先逐渐升高,并在6—9月达到最大值,随后开始下降;植物根部总汞、甲基汞含量高于茎和叶.城市人工湿地植物有一定的汞富集能力,可在一定程度上减轻水体汞污染.     

北京市公园绿地树冠覆盖及其植物多样性空间变化

公园是城市森林的主体,其生态服务能力对整个城市森林的生态效益有重要影响。城市林木树冠覆盖是城市森林生态服务程度的指示器,物种多样性是城市森林管理的关键组成部分,对二者从城市发展、空间分布、公园类型等方面进行综合研究,不仅可以为城市森林之间的比较提供资料,也可以为未来城市森林规划指明方向。以北京市0.5 m的World View 2遥感影像为基础,计算其树冠覆盖率及其他土地类型比例,并分层抽样调查了77个公园物种构成。结果表明,(1)北京市六环内公园现实林木树冠覆盖率为81.46%,远远高于城市总体水平,郊野公园与森林公园树冠覆盖率高于其他类型。公园林木树冠覆盖在数量上以中、高覆盖度为主,在面积上则是极高覆盖度占比最大。由于经营管理措施不同,树冠覆盖率、水体率随着公园级别的降低而降低。(2)共记录北京市公园木本植物35科、64属、78种,以本地种为主,丰富度不高,多样性水平较低,群落以少数物种为主导,各环路、行政区植物景观有较高的相似性。(3)北京市六环内公园沿城市发展方向由城内向城外表现出规律性的梯度变化:树冠覆盖逐步增加;不透水地表比例降低;物种数、多样性、均匀度逐渐降低,以3环为分界线,其内常绿针叶树应用频度较高,其外落叶阔叶树应用频度较高。     

红树林生态系统微生物学研究进展

红树林生态系统是复杂而独特的生态系统,是目前环境科学和生态学研究的热点领域,而对红树林生态系统微生物学的研究也越来越受到重视,目前研究的热点主要集中在红树林生态系统微生物的物种多样性、生理活性物质多样性以及环境修复功能上.未来的研究,除了现有的研究基础要加强,研究手段与方法要采用新技术外,还应该在探索红树林生态系统微生物与物质和能量平衡、微生物与其它生物及其与气候的关系等方面进一步深入研究.     

城市人口与城市环境

人口问题是其他问题(资源、能源、粮食、环境)的主要根源。城市人口与城市环境的关系密切。本文从世界、全国、湖北省及武汉市的人口发展分析,指出城市环境的研究核心问题是城市生态系统。提出今后城市应用生态和理论生态学方面可开展研究的内容,以及城市生态系统的调控中应注意应用耗散结构理论、协同论和黑箱方法。研究城市化的过程,重点应是城市人口的增长和分布、土地利用方式、工业化过程、目前的水平和趋势。适宜的人口密度及其良好素质,可提高社会经济活力,提高城市的经济效益,有利于搞好城市环境保护。     

基于生态系统服务价值的城市增长边界划定研究:以衡阳市中心城区为例

科学评估土地生态价值,并将其纳入城市规划实践,是落实国家生态文明战略要求的重要手段。城市增长边界是统筹城市开发建设与区域生态保护的重要政策工具,针对以往划定方法对生态系统服务功能考虑不足的问题,提出一种新的城市增长边界划定方法。以衡阳市中心城区为例,基于反规划理念,以2005—2015年区域生态系统服务价值评估为基础构建生态安全格局,通过耦合城市生态安全格局与基于未来土地利用模拟(future land use simulation,FLUS)模型的城市扩张模拟结果划定城市增长边界。结果表明:(1)2005—2015年衡阳市中心城区生态系统服务价值总量从25.71亿元下降到24.75亿元,水文调节和水资源供给服务功能价值量呈上升趋势,其余各项生态系统服务价值呈下降趋势。(2)研究区城市刚性增长边界面积为17 325.72 hm~2,主要沿湘江及其支流蒸水和耒水分布,形成"三廊、三片"的空间结构。(3)2030年城市弹性增长边界面积为20 238.57 hm~2,空间形态呈"一个中心区、多个组团"分布。考虑生态系统服务功能的限制开发条件后,研究区生态用地得到更多保护,区域生态系统服务总价值比基准情景高0.61亿元,更利于区域生态系统服务功能的维持和区域生态安全的发展。该研究方法和结果可用于科学评估城市扩张的生态成本,有效解决城市发展与生态保护之间的矛盾,同时也可为城市总体规划、生态保护专项规划以及国土空间规划提供重要依据。     

东北主要城市的空气质量长期变化特征

利用2001—2012年沈阳、大连、长春和哈尔滨市及2005—2012年齐齐哈尔市和牡丹江市城市空气质量日报资料对空气质量变化特征和影响因素进行了分析.结果表明,东北地区城市空气质量与国内北京、天津、石家庄等地区相比,空气污染相对较轻,6个城市空气质量都以Ⅰ级(优)与Ⅱ级(良)为主;6个城市首要污染物均为可吸入颗粒物,占样本总数80%以上.沈阳、长春、哈尔滨市空气污染指数(API)年平均下降趋势显著,通过P0.01的显著性检验.大连、齐齐哈尔空气污染指数(API)年平均下降趋势显著通过P0.05的显著性检验.地理因素、污染源及沙尘天气对东北主要城市API分布的区域性特征和季节变化具有重要的影响.     

有机、重金属污染物同时吸附的前沿态势文献计量分析

为了探索有机、重金属同时污染的研究现状和热点动态,以Thomson Reuters公司Web of Science信息平台提供的SCIE(网络版)数据库为数据源,运用Thomson Data Analyzer(TDA)和UCINET软件对1992年—2017年1月4日SCIE收录的有机、重金属同时吸附的研究论文进行数据挖掘和定量分析。结果显示,(1)国际上关于有机、重金属污染物同时吸附的研究分为初步研究期(1992—2000年)、稳步发展期(2001—2011年)和高速发展期(2012—2016年)3个阶段;年均发文量呈指数增加趋势,第3阶段达到176.8篇/年。(2)3个阶段所对应的研究主题分别为水污染处理、重金属污染和有机-重金属污染,且同时吸附是高速发展期研究的重点,并衍生出光催化和砷污染等研究主题。(3)中国的发文量从2001年开始超过美国成为主要研究力量,且中国科学院和浙江大学、中国科学院和湖南大学分别为稳步和高速发展期发文的主力机构;2012—2016年之间中国的总发文量再次达到最高(323篇),年发文量也达到了历史最高(64.6篇/年)。在亚洲国家中,日本也是这一领域研究的主要力量。(4)有机、重金属污染修复一直是科研的主流方向,2012—2016年的研究热点是重金属离子的同时吸附、零价铁对Cr(Ⅵ)的吸附效应、废水处理中的纳米过滤和有机污染物的光催化,主题之间紧密联系的研究点有纳米颗粒对有机、重金属的吸附,同时其交叉和衍生领域是未来研究的创新点。     

农业非点源污染SWAT模型研究态势及研究前沿知识图谱

农业非点源污染已成为全球重要的环境问题,模型是当前非点源污染研究的核心内容.为全面了解农业非点源污染SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型研究概况,并获得学科发展趋势、研究力量与研究热点,利用引文分析工具进行数据挖掘与科学知识图谱呈现.自1994年第1篇SWAT模型研究论文发表以来,论文数量呈逐年上升趋势:美国处于绝对领先的地位;中国发文量407篇,排名第2位,其中中国科学院与北京师范大学研究表现突出.研究热点主要集中在SWAT模型特点、模型演化、运算法则以及在农业非点源污染方面的应用. SWAT模型应用于国外各大流域以及我国众多流域研究. SWAT模型在农业非点源污染、泥沙产量、农药输移等方面研究得到了大量应用.未来我国应积极开展SWAT模型基础研究,并开发出适用于我国各地河流水域特点的组件,为流域管理与污染控制提供有效决策支撑与科学依据.