基于CiteSpace的驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)分析框架研究進(jìn)展

趙 翔, 賀桂珍,*

1 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085 2 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049

雖然PSR框架有系統(tǒng)性、合理性等優(yōu)點(diǎn),但也存在結(jié)構(gòu)簡單、不適合分析復(fù)雜系統(tǒng)等缺點(diǎn)。之后不斷有學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)與修正,如聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)(UNCSD)提出的驅(qū)動(dòng)力-狀態(tài)-響應(yīng)(DSR)框架以及壓力-狀態(tài)-響應(yīng)-潛力(PSRP)框架[5]等,考慮了更多細(xì)節(jié)和特定屬性,進(jìn)一步反映了社會(huì)經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境間的關(guān)系。

在1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會(huì)議之后,可持續(xù)發(fā)展成為國際社會(huì)廣泛關(guān)注的共同目標(biāo),研究者們意識(shí)到僅靠簡單的環(huán)境污染指標(biāo)分析框架已經(jīng)不能滿足為可持續(xù)目標(biāo)提供決策信息的要求,需要一類更全面的方法構(gòu)建和分析可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)以及相關(guān)的環(huán)境/社會(huì)關(guān)系[6]。1993年,OECD在基礎(chǔ)模型和前人研究結(jié)果上首次提出了驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)(Driving Force-Pressure-State-Impact-Response,DPSIR)概念模型。對比PSR框架,此概念模型增加了導(dǎo)致“壓力”的“驅(qū)動(dòng)力”(D)以及環(huán)境系統(tǒng)“狀態(tài)”對人類系統(tǒng)產(chǎn)生的“影響”(I),使其能夠更好地反映出社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境問題之間的聯(lián)系以及環(huán)境對人類福祉的影響[7]。經(jīng)過幾年的發(fā)展,1998年,歐洲環(huán)境署(European Environment Agency,EEA)正式推出DPSIR分析框架并將其首先應(yīng)用到歐洲綜合環(huán)境評估中,為每一個(gè)環(huán)境問題制定一個(gè)DPSIR鏈條,分析人類社會(huì)活動(dòng)和這些環(huán)境問題之間的聯(lián)系、評估當(dāng)前的政策路線、為政策準(zhǔn)備過程提供充分信息,以便更好地?cái)M定環(huán)境政策[8]。至此,DPSIR分析框架就成為一類解決環(huán)境問題的管理模型,為綜合分析生態(tài)環(huán)境管理中的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系提供了一個(gè)基本的分析框架。隨著DPSIR分析框架的不斷應(yīng)用與改進(jìn),其在環(huán)境評估、環(huán)境管理、環(huán)境決策等眾多方面的優(yōu)勢不斷得到展現(xiàn),不僅是在生態(tài)環(huán)境管理及可持續(xù)發(fā)展研究領(lǐng)域,未來在其他領(lǐng)域應(yīng)用的潛力同樣值得探討。對DPSIR分析框架的研究現(xiàn)狀進(jìn)行梳理總結(jié),能夠?qū)ξ覈磥淼目沙掷m(xù)發(fā)展規(guī)劃提供方法參考,為解決區(qū)域環(huán)境污染、景觀破碎化、景觀退化等問題提供治理建議。

本文基于1998—2019年Web of Science(WOS)數(shù)據(jù)庫以及CNKI(中國知網(wǎng))數(shù)據(jù)庫收錄的應(yīng)用DPSIR分析框架的中英文文獻(xiàn),以信息可視化分析軟件CiteSpace進(jìn)行發(fā)展梳理及可視化展現(xiàn),在探究國際學(xué)者對DPSIR分析框架前沿應(yīng)用的同時(shí),對國內(nèi)DPSIR分析框架的研究應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行回顧與展望,結(jié)合國內(nèi)生態(tài)環(huán)境管理及可持續(xù)發(fā)展背景,以期為國內(nèi)拓展DPSIR應(yīng)用領(lǐng)域、解決生態(tài)環(huán)境管理矛盾、實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供參考。

1 研究方法及數(shù)據(jù)處理

科學(xué)知識(shí)圖譜,是以某一知識(shí)領(lǐng)域?yàn)檠芯繉ο?顯示其內(nèi)在科學(xué)知識(shí)與整體發(fā)展進(jìn)程及結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種表達(dá)方式[9]。其可以通過可視化技術(shù)直接、清晰、形象地解讀這一知識(shí)域的動(dòng)態(tài)演化、發(fā)展趨勢、研究進(jìn)展及前沿?zé)狳c(diǎn)等信息[10]。在眾多的可視化軟件中, CiteSpace(引文空間)[11]以其功能強(qiáng)大、可視化效果好、布局豐富等卓越的優(yōu)點(diǎn)被各領(lǐng)域研究者們廣為使用。CiteSpace工具可用來對文獻(xiàn)作者、機(jī)構(gòu)或者國家進(jìn)行合作網(wǎng)絡(luò)分析,也可對文獻(xiàn)的主題、關(guān)鍵詞或分類進(jìn)行共現(xiàn)分析,以及對引用文獻(xiàn)進(jìn)行共被引聚類分析。關(guān)鍵詞是對研究文獻(xiàn)的內(nèi)容和主題的高度概括,在共現(xiàn)分析中,關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率能夠回顧領(lǐng)域研究歷程中的熱點(diǎn)演變和該關(guān)鍵詞所具有的核心力度,配合突現(xiàn)詞(Burst term)的使用,可以回顧學(xué)科領(lǐng)域研究爆發(fā)性熱點(diǎn),探尋應(yīng)用前沿。關(guān)鍵詞聚類分析是按照關(guān)鍵詞之間的同質(zhì)性將數(shù)據(jù)整理分為不同的類別,保持類內(nèi)數(shù)據(jù)同質(zhì)性大,類間數(shù)據(jù)差異性大。文獻(xiàn)共被引(Co-citation)分析是測度文獻(xiàn)間關(guān)系程度的一種研究方法,多篇文獻(xiàn)(兩篇及以上)同時(shí)被一篇或多篇文獻(xiàn)所引證,則稱這兩篇文獻(xiàn)構(gòu)成共被引關(guān)系。對文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行共被引分析,可以探究某一學(xué)科領(lǐng)域的文獻(xiàn)引文關(guān)系。核心被引文獻(xiàn)作為領(lǐng)域發(fā)展關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)能夠反映知識(shí)基礎(chǔ),核心施引文獻(xiàn)可以從中提取聚類名稱,代表了研究前沿。與關(guān)鍵詞熱點(diǎn)和聚類分析不同的是,關(guān)鍵詞分析用來回顧知識(shí)基礎(chǔ)和探尋前沿?zé)狳c(diǎn)的大致方向,而文獻(xiàn)共被引分析更多地用來直接展示關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的文獻(xiàn)研究內(nèi)容,更全面的展示應(yīng)用細(xì)節(jié)與發(fā)展脈絡(luò),便于研究者篩選和分析未來的應(yīng)用方向[12]。

在國內(nèi),已有上百篇研究文獻(xiàn)采用CiteSpace進(jìn)行領(lǐng)域前沿分析及知識(shí)圖譜展示,分布在現(xiàn)代情報(bào)、情報(bào)科學(xué)、生態(tài)學(xué)報(bào)等十幾類期刊中,CiteSpace已成為信息科學(xué)[13]、生態(tài)學(xué)[14-15]等學(xué)科領(lǐng)域梳理知識(shí)域研究進(jìn)展、探尋研究前沿?zé)狳c(diǎn)的一類重要的信息可視化工具。本文使用CiteSpace 5.6.R5 對國內(nèi)外DPSIR分析框架相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類分析及共被引聚類分析,對DPSIR分析框架的發(fā)展態(tài)勢及應(yīng)用前沿?zé)狳c(diǎn)進(jìn)行歸納分析,具體分析過程如下。

夫妻倆當(dāng)然也有不同的地方，張?jiān)屎褪恰霸娀娜恕保挥趥鹘y(tǒng)文化韻味，周有光則是“科學(xué)的人”，條理明晰，滔滔善辯。性格不同，并不相互抵觸，而是相互補(bǔ)充，以音樂為例，他跟著她去聽昆曲，她則跟著她一起聽西洋音樂。

外文文獻(xiàn)檢索自WOS核心合集數(shù)據(jù)庫,以“DPSIR”為主題關(guān)鍵詞進(jìn)行基本檢索,時(shí)間跨度選擇1998—2019年,選擇文獻(xiàn)類型為“ARTICLE”,得到406篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù),結(jié)果標(biāo)記并以純文本格式導(dǎo)出,數(shù)據(jù)信息包括作者、摘要、關(guān)鍵詞、類別等。在CiteSpace中選擇“Keyword”進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類共現(xiàn)分析、選擇“Reference”進(jìn)行共被引聚類分析,并生成可視化圖譜。

中文文獻(xiàn)檢索自CNKI數(shù)據(jù)庫,以“DPSIR”為主題關(guān)鍵詞進(jìn)行基本檢索,時(shí)間跨度選擇1998—2019年,手動(dòng)刪除報(bào)道、會(huì)議通知、文件等類型內(nèi)容,將659條檢索結(jié)果以Refworks格式導(dǎo)出,數(shù)據(jù)信息包括作者、摘要、關(guān)鍵詞、期刊等,用CiteSpace的“Data-CNKI”功能轉(zhuǎn)換成可分析格式,選擇“Keyword”進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類共現(xiàn)分析,并生成可視化圖譜。另CiteSpace軟件暫不能對CNKI數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出信息進(jìn)行共被引聚類分析,故使用知網(wǎng)分析平臺(tái)輔助進(jìn)行共被引分析。

在進(jìn)行共現(xiàn)分析及共被引分析時(shí),在每個(gè)時(shí)間區(qū)域中選擇前50個(gè)高頻出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn),即Top N=50,能夠保持在較大閾值內(nèi)進(jìn)行分析。同時(shí),在生成可視化圖譜時(shí),選擇尋徑(PathFinder)剪枝方式,能夠簡化復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),突出分析重點(diǎn)[9]。

2 國際DPSIR分析框架研究進(jìn)展

2.1 文獻(xiàn)計(jì)量分析

圖1 WOS核心合集DPSIR研究發(fā)文量(1998—2019) Fig.1 The number of published papers on DPSIR framework research in WOS database (1998—2019)WOS：科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫 Web of Science;DPSIR： 驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)Driving Force-Pressure-State-Impact-Response

基于WOS導(dǎo)出數(shù)據(jù)的計(jì)量分析,得到年發(fā)文數(shù)量變化趨勢,顯示DPSIR應(yīng)用與研究呈現(xiàn)波動(dòng)式逐漸攀升的態(tài)勢(圖1)。從發(fā)展趨勢結(jié)果來看,對于DPSIR分析框架的研究存在著形成期-成長期-快速發(fā)展期3個(gè)階段。在1998年歐洲環(huán)境署正式推出DPSIR分析框架并將其首先應(yīng)用到歐洲綜合環(huán)境評估中后,國際上對于DPSIR分析框架的研究逐漸展開。1998—2008年為基礎(chǔ)研究階段,也可以看作形成期,經(jīng)過一段時(shí)間的研究應(yīng)用與基礎(chǔ)鞏固后,DPSIR的基本概念與應(yīng)用方法已經(jīng)形成；從2009年開始進(jìn)入成長期,對于DPSIR框架的改進(jìn)與應(yīng)用研究快速增加,開始大量實(shí)例應(yīng)用；2014年至現(xiàn)在,隨著DPSIR框架的應(yīng)用性與可能性不斷被發(fā)掘,越來越多不同領(lǐng)域的學(xué)者開始探索DPSIR分析框架,研究正在進(jìn)入快速發(fā)展期。

同時(shí),根據(jù)WOS文獻(xiàn)學(xué)科類別統(tǒng)計(jì)分析(表1),發(fā)文數(shù)量較多的是環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)(Environmental Sciences & Ecology)和環(huán)境科學(xué)(Environmental Sciences),且前三名均是環(huán)境相關(guān)分類,這與DPSIR框架的研究初衷是相同的,就是利用DPSIR分析框架的各類指標(biāo)更全面地分析環(huán)境變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的相互聯(lián)系。之后,隨著國際社會(huì)對可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)安全的關(guān)注度不斷攀升,水資源(Water Resources)、生態(tài)學(xué)(Ecology)、綠色可持續(xù)科學(xué)與技術(shù)(Green & Sustainable Science & Technology)等領(lǐng)域中應(yīng)用到DPSIR框架的研究也逐步增多,側(cè)面反映了DPSIR分析框架在研究不同方向中適應(yīng)性強(qiáng)、分析范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

表1 DPSIR研究領(lǐng)域?qū)W科類別信息表(WOS)

2.2 關(guān)鍵詞分析

2.2.1關(guān)鍵詞研究熱點(diǎn)共現(xiàn)分析

DPSIR分析框架出現(xiàn)時(shí)間晚,發(fā)展時(shí)間較短,初期研究領(lǐng)域較為集中。通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜展示(圖2)、頻次和中心性統(tǒng)計(jì)(表2)以及CiteSpace特有的突變檢測分析得到的突發(fā)性關(guān)鍵詞(表3)結(jié)果可看出,DPSIR分析框架發(fā)展二十多年來,對整體框架的指標(biāo)體系完善與改進(jìn)是DPSIR框架的主要研究方向,而生態(tài)環(huán)境管理與評價(jià)則是DPSIR框架的主要應(yīng)用領(lǐng)域。1998年歐洲環(huán)境署發(fā)布了DPSIR分析框架之后的十年間,研究主要圍繞在框架本身的概念確定、指標(biāo)體系完善與應(yīng)用嘗試等方向,評價(jià)指標(biāo)(Indicator)、整體框架(Framework)、影響(Impact)等與框架本身結(jié)構(gòu)有關(guān)的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高；其次是政策(Policy)、管理(Management)、決策支持系統(tǒng)(Decision support system)等關(guān)鍵詞,這些均反映了DPSIR框架的制定目標(biāo),即通過更直觀更全面的分析框架展現(xiàn)人類系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)間的聯(lián)系,使得政府決策者能更好地認(rèn)識(shí)到人類社會(huì)對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響并做出積極的回應(yīng)；最后則是一些在資源(Resource)、污染(Pollution)、可持續(xù)發(fā)展(Sustainable development)方向的應(yīng)用嘗試。從2009年開始,國際各界學(xué)者開始積極應(yīng)用DPSIR分析框架解決問題,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(Ecosystem service)、生物多樣性(Biodiversity)、生態(tài)脆弱性(Vulnerability)等生態(tài)領(lǐng)域開始進(jìn)行應(yīng)用研究。與此同時(shí),在土地利用(Land use)、水(Water)等方向的研究逐漸步入正軌。2015年之后,學(xué)者們開始在農(nóng)業(yè)(Agriculture)、海岸帶(Coastal)、城市(City)、海洋(Marine)等更大尺度上探究DPSIR分析框架的應(yīng)用可能性。值得注意的是,通過突發(fā)性關(guān)鍵詞信息表可以看出,在不多的突現(xiàn)詞中,富營養(yǎng)化(Eutrophication)、流域(Catchment)、污染(Pollution)等均與水相關(guān),并且突現(xiàn)時(shí)間短,為短時(shí)熱點(diǎn),反映了DPSIR分析框架應(yīng)用范圍小、研究領(lǐng)域趨于向熱點(diǎn)集中等問題。此外還可以發(fā)現(xiàn),對于分析框架整體構(gòu)成的研究也在經(jīng)歷著一個(gè)循環(huán),研究者們往往在一段時(shí)間的應(yīng)用過后開始回到框架本身繼續(xù)研究,反映了該框架仍存在不完善、待改進(jìn)等問題。

圖2 DPSIR研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜(WOS)Fig.2 Keywords coexistence network of DPSIR framework research (WOS)

表2 不同時(shí)期高頻和具有中心性的關(guān)鍵詞信息表(WOS)

表3 突發(fā)性關(guān)鍵詞信息表(WOS)

2.2.2關(guān)鍵詞聚類分析

將數(shù)據(jù)集進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類分析(表4),通過聚類的大小及同質(zhì)性強(qiáng)弱,能夠回顧研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)內(nèi)容,找到研究領(lǐng)域的高支撐方向；配合時(shí)間線可視化(Time-line view)圖譜(圖3)的展示,能夠分析學(xué)科領(lǐng)域研究方向轉(zhuǎn)移的時(shí)間演化路徑,為進(jìn)一步在高支撐方向內(nèi)尋找更多的應(yīng)用可能性提供幫助。

表4 關(guān)鍵詞聚類信息表(WOS)

圖3 關(guān)鍵詞聚類時(shí)間線圖(WOS)Fig.3 The time-line view of the keywords clustering (WOS)

聚類表中,聚類大小越大,則表明聚類文獻(xiàn)數(shù)量越多,側(cè)面反映該方向已有研究支撐性高；可視化時(shí)間線圖中,節(jié)點(diǎn)面積越大,則表明該關(guān)鍵詞中心程度高。通過對關(guān)鍵詞聚類信息表和聚類時(shí)間線可視圖譜的分析可以得出,聚類程度較大的分類為#0風(fēng)險(xiǎn)評估(Risk assessment)、#1生態(tài)系統(tǒng)功能(Ecosystem function)以及#2海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(Marine ecosystem services),這三類的共同特點(diǎn)是研究起步晚,屬于快速成長期所進(jìn)行的研究應(yīng)用,但仍是DPSIR分析框架未來的主要應(yīng)用方向,具有穩(wěn)定的研究前景。第二部分是#3侵蝕作用(Erosion)、#4風(fēng)險(xiǎn)感知(Risk perception)以及#5適應(yīng)(Adaptation),這三類的共同點(diǎn)是聚類程度中等,但均有很重要的核心關(guān)鍵詞,包括水框架(Water framework)、土地利用(Land use)和氣候變化(Climate change),表明它們在應(yīng)用DPSIR框架分析問題時(shí)具有很好的適應(yīng)性和完成度。然后是#6可持續(xù)性(Sustainability),這個(gè)聚類的特點(diǎn)是研究起步早,是形成期的主要方向,但到快速發(fā)展期之后相關(guān)研究較少,有一部分原因是針對可持續(xù)發(fā)展的研究不斷深入,研究方向越來越細(xì)化,從而概括性的研究逐漸減少。最后是#7環(huán)境安全界限(Planetary boundaries)和#8決策支持系統(tǒng)(Decision support system),雖然這兩個(gè)分類聚類程度低,但隨著研究進(jìn)程的不斷發(fā)展,很有可能成為未來十分有前景的研究方向,特別是其中生命周期評價(jià)(Life cycle assessment)和多準(zhǔn)則分析(Multi-criteria analysis)與DPSIR分析框架的結(jié)合應(yīng)用。

圖4 DPSIR研究文獻(xiàn)共被引聚類知識(shí)圖譜(WOS)Fig.4 Co-citation references clustering network of DPSIR framework research (WOS)

2.3 文獻(xiàn)共被引聚類分析

從文獻(xiàn)共被引聚類知識(shí)圖譜(圖4)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)文獻(xiàn)表可以看出,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的文獻(xiàn)多出自于以下幾個(gè)方向：(1)與DPSIR分析框架聯(lián)系最緊密的方向是對沿海和流域系統(tǒng)的研究,從EEA發(fā)布DPSIR框架之后,2002年就有學(xué)者對其在識(shí)別和制定流域管理可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)方面進(jìn)行了嘗試,以進(jìn)行綜合流域管理[16]。隨之而來的是在水方向的應(yīng)用熱潮,2003至2007年,研究學(xué)者們從沿海流域系統(tǒng)變化[17]、水資源可持續(xù)管理[18]、河流水質(zhì)狀況[19]到地下水、內(nèi)陸地表水、河口水和沿海水整體壓力評估[20]等方面對DPSIR框架進(jìn)行了應(yīng)用研究,大多是從驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響這四部分入手,分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)聯(lián)系,進(jìn)而為水系統(tǒng)管理(響應(yīng))提供信息。這期間的研究成果為DPSIR分析框架的發(fā)展與應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。2008年之后,雖然DPSIR框架在水系統(tǒng)中的應(yīng)用開始回落,但在水平衡管理[21]、流域可持續(xù)發(fā)展[22]、河流水質(zhì)壓力監(jiān)測[23]、河口系統(tǒng)管理[24]、淡水資源管理[25]和海岸帶[26]及沿海環(huán)境治理[27]等方向已成為了一種基礎(chǔ)的分析方法,在確定水系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力和壓力并支持政策管理實(shí)行方面具有普遍適用性；(2)其次是在海洋生態(tài)系統(tǒng)方向的應(yīng)用,隨著框架在沿海和流域的適用性不斷提高,學(xué)者們開始將其應(yīng)用于海洋生態(tài)系統(tǒng),從人類活動(dòng)壓力分析[28]到漁業(yè)政策制定[29],再從海洋生物多樣性[30]到海洋可持續(xù)管理[31],目前該框架在更大尺度的生態(tài)系統(tǒng)[32]與生物多樣性[33]方面的應(yīng)用也受到關(guān)注；(3)隨著在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對框架本身的完善與改進(jìn)也成為發(fā)展歷程中的重要部分。例如,有些學(xué)者提出eDPSIR框架,用因果網(wǎng)絡(luò)來代替單向因果鏈條,更好地展示環(huán)境指標(biāo)背后過程的復(fù)雜性[34]；或是ΔDPSIR框架,能夠分析一定時(shí)間范圍內(nèi)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)信息之間的聯(lián)系[35]；也有學(xué)者研究如何對框架進(jìn)行補(bǔ)充,如在分析城市地下環(huán)境問題時(shí),通過對每個(gè)指標(biāo)相對于其他指標(biāo)的“需求”和“供給”的調(diào)查,在環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治的復(fù)雜系統(tǒng)上對框架進(jìn)行了補(bǔ)充[36]；或是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(EBM)補(bǔ)充進(jìn)框架中形成EBM-DPSER概念模型,不僅納入了生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面變化,還納入了積極變化[37]。通過這些完善和改進(jìn),使得DPSIR分析框架在城市可持續(xù)發(fā)展[38]、土地使用政策[39]等新的領(lǐng)域應(yīng)用有了更好的適應(yīng)性。值得注意的是,歐洲環(huán)境署在發(fā)布DPSIR框架之后雖然未出現(xiàn)在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中,但EEA在框架形成初期進(jìn)行的水體富營養(yǎng)化應(yīng)用[40]、發(fā)展初期進(jìn)行的監(jiān)測和綜合評估土地狀況應(yīng)用[41]等研究表明EEA在DPSIR框架應(yīng)用方向上依然有著很好的前瞻性和可借鑒性(表5)。

3 國內(nèi)DPSIR分析框架研究進(jìn)展

3.1 文獻(xiàn)計(jì)量分析

基于CNKI數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)的計(jì)量分析表明(圖5),國內(nèi)對DPSIR的研究歷程同樣可以分為3個(gè)階段：2003—2010年為國內(nèi)DPSIR框架研究形成期,2011—2016年為成長期,2017年至今為快速發(fā)展期?？傮w來看,發(fā)展歷程有如下特點(diǎn)：(1)形成期階段時(shí)間跨度較長。國內(nèi)對DPSIR分析框架的應(yīng)用起步并不算晚,但是從2003年進(jìn)入國內(nèi)學(xué)者研究視野之后,近十年間研究應(yīng)用較少,一直是一個(gè)小范圍的研究方法；(2)從2011年開始,國內(nèi)對于DPSIR的應(yīng)用突然增多,之后的十年間研究文獻(xiàn)數(shù)量比形成期翻了數(shù)倍,除去研究者對熱點(diǎn)方向的關(guān)注引起數(shù)量激增這個(gè)因素,可以側(cè)面反映DPSIR分析框架在國內(nèi)研究大背景下具有很好的適應(yīng)性；(3)2017年至今,對于DPSIR框架的研究已有百余篇,正處于快速發(fā)展期。

表5 共被引聚類關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)文獻(xiàn)(WOS)

依據(jù)CNKI數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)學(xué)科類別統(tǒng)計(jì)分析(表6),發(fā)文數(shù)量最多的是環(huán)境類,占比達(dá)到31.22%,其后是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與水利工程類,占比分別為11.83%和8.11%,表明國內(nèi)學(xué)者已將DPSIR框架應(yīng)用到國內(nèi)熱點(diǎn)問題的分析中,而水利工程、 城市經(jīng)濟(jì)、國民經(jīng)濟(jì)等應(yīng)用方向反映了國內(nèi)學(xué)者更傾向于將著力點(diǎn)放在該框架分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)力和對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響這兩方面上。

3.2 關(guān)鍵詞分析

3.2.1關(guān)鍵詞研究熱點(diǎn)共現(xiàn)分析

通過關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜展示(圖6)、頻次和中心性統(tǒng)計(jì)(表7)以及突發(fā)性關(guān)鍵詞分析(表8)結(jié)果可看出,生態(tài)安全和自然資源評價(jià)一直是國內(nèi)DPSIR框架應(yīng)用的重點(diǎn),城市可持續(xù)發(fā)展則是最近幾年的熱點(diǎn)。

表6 DPSIR研究學(xué)科類別信息表(CNKI)

圖5 CNKI數(shù)據(jù)庫DPSIR研究發(fā)文數(shù)量(2003—2019) Fig.5 The number of published papers on DPSIR framework research in CNKI database (2003—2019)CNKI：中國知網(wǎng) China National Knowledge Infrastructure

圖6 DPSIR研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜(CNKI) Fig.6 Keywords coexistence network of DPSIR framework research (CNKI)

從2003年框架引入國內(nèi)后,初期發(fā)展的路線同國際上的研究相似,都是圍繞框架本身的概念確定、指標(biāo)體系完善等方向進(jìn)行探索,同時(shí),因?yàn)閲H社會(huì)對可持續(xù)發(fā)展的高度關(guān)注,國內(nèi)對DPSIR框架的研究風(fēng)向同樣聚焦于此,可持續(xù)發(fā)展、評價(jià)、環(huán)境影響評價(jià)等關(guān)鍵詞高頻出現(xiàn)。國內(nèi)學(xué)者在引入框架的同時(shí)就開始關(guān)注DPSIR框架與其他指標(biāo)制定方法的結(jié)合,指標(biāo)體系、層次分析法、熵值法等關(guān)鍵詞代表了主要方向。經(jīng)過近十年的應(yīng)用探索,從2011年開始,國內(nèi)在土地生態(tài)安全、生態(tài)安全評價(jià)、區(qū)域能源安全、綜合評價(jià)、等方向開始大量應(yīng)用DPSIR框架,雖然范圍較集中,但仍為之后的快速發(fā)展提供了大量文獻(xiàn)研究基礎(chǔ)。不僅如此,在低碳城市、低碳經(jīng)濟(jì)、土地利用規(guī)劃等方面國內(nèi)也進(jìn)行了創(chuàng)新性的結(jié)合應(yīng)用,在2012—2014年間,突現(xiàn)詞“低碳經(jīng)濟(jì)”突現(xiàn)強(qiáng)度達(dá)到了3.03,使得DPSIR框架在我國資源緊缺、環(huán)境問題突出的大背景下獲得了新的應(yīng)用途徑,展現(xiàn)了其在整體分析與構(gòu)架方面的優(yōu)越性。近幾年,結(jié)合熵權(quán)法對我國水資源脆弱性、水資源承載力等水環(huán)境問題的研究開始大量涌現(xiàn),突現(xiàn)詞“熵權(quán)法”的突現(xiàn)強(qiáng)度也達(dá)到了2.9,是2015年之后唯一的突現(xiàn)關(guān)鍵詞,雖然大量的研究資料促進(jìn)了框架的完善,但仍應(yīng)該在單純應(yīng)用的同時(shí)尋找新的突破點(diǎn)。

3.2.2關(guān)鍵詞聚類分析

通過對中文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類分析(表9)和聚類時(shí)間線可視化展示(圖7)共得到8類較明顯的聚類信息,但是這8種聚類的大小相近,同質(zhì)性均在0.9左右,聚類信息相似表明研究深度淺,如前四種聚類都圍繞評價(jià)與指標(biāo)確定展開,后四種聚類中關(guān)鍵詞也多有重復(fù)。雖然2003—2019年間的應(yīng)用方向逐漸增加,但多為橫向應(yīng)用。結(jié)合聚類時(shí)間線可視圖譜來看,僅有少數(shù)幾項(xiàng)中心程度突出的節(jié)點(diǎn),且都集中在框架引入初期,聚類中其它項(xiàng)的中心程度均不明顯,反映了國內(nèi)對于DPSIR框架的應(yīng)用缺少深度的發(fā)展研究。

表7 不同時(shí)期高頻和具有中心性的關(guān)鍵詞信息表(CNKI)

表8 突發(fā)性關(guān)鍵詞信息表(CNKI)

表9 關(guān)鍵詞聚類信息表(CNKI)

3.3 文獻(xiàn)共被引分析

因?yàn)镃NKI數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出數(shù)據(jù)未含引文信息的原因,CiteSpace軟件暫不能對CNKI數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行共被引聚類分析,故使用知網(wǎng)分析平臺(tái)輔助進(jìn)行共被引分析。從2000年初DPSIR分析框架引入國內(nèi)后[42-43],研究方向可以歸類為以下幾方面：(1)指標(biāo)評價(jià)體系的構(gòu)建。從發(fā)展初期,該框架在指標(biāo)體系構(gòu)建方面的能力就極為突出,有學(xué)者對城市水資源承載力進(jìn)行指標(biāo)體系構(gòu)建及評價(jià)[44],得到的現(xiàn)狀評價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況一致。此后,開始在環(huán)境管理能力評價(jià)[45]、水土保持效益評價(jià)[46]等指標(biāo)體系構(gòu)建等方面應(yīng)用。(2)在構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,利用DPSIR框架作為途徑,越來越多的研究指向?yàn)槲覈C合可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)和參考。不論是從農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[47-48]到城市可持續(xù)發(fā)展[49-50]；還是從流域水資源[51-52]、城市水資源[53-54]等水資源可持續(xù)利用問題,到自然土地利用[55]、城市土地規(guī)劃[56]等土地資源可持續(xù)利用問題,都是DPSIR框架應(yīng)用的重要方向。(3)生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)及生態(tài)安全評價(jià)方向,這也是近幾年來國內(nèi)外都十分關(guān)注的領(lǐng)域。國內(nèi)生態(tài)安全評價(jià)多利用主成分分析法、層次分析法和熵權(quán)法等確定指標(biāo)權(quán)重,并在此基礎(chǔ)上用DPSIR框架構(gòu)建生態(tài)安全評估體系,包括流域生態(tài)安全綜合評估[57-58]、土地生態(tài)安全評價(jià)[59]、生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[60]、城市生態(tài)評價(jià)[61]、城市生態(tài)安全評價(jià)[62]等不同方向,這也是熵權(quán)法能成為突現(xiàn)關(guān)鍵詞的一個(gè)重要原因；在生態(tài)系統(tǒng)方面,則更多偏向生物多樣性評價(jià)[63]、生態(tài)保護(hù)[64]、生態(tài)系統(tǒng)綜合評價(jià)[65]等方向。

圖7 關(guān)鍵詞聚類時(shí)間線圖(CNKI)Fig.7 The time-line view of the keywords clustering (CNKI)

4 國內(nèi)外研究進(jìn)展對比分析

通過國內(nèi)外研究對比,得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)國內(nèi)研究應(yīng)用方向分支少,較集中。對比國際上在河口系統(tǒng)、地下環(huán)境、海岸帶及海洋生物多樣性等方向的應(yīng)用,國內(nèi)應(yīng)用較集中在生態(tài)安全評價(jià)、水土資源評價(jià)等方面,分支較少。從發(fā)展時(shí)間及發(fā)展態(tài)勢來看,國內(nèi)對于DPSIR框架的關(guān)注度較高,研究數(shù)量多,應(yīng)用基礎(chǔ)牢固,優(yōu)點(diǎn)是在目前國內(nèi)資源緊缺、環(huán)境問題突出的大背景下能夠更快更全面地分析待解決問題,為我國可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面做出及時(shí)的信息補(bǔ)給；但存在的問題也比較明顯,應(yīng)用方向集中,對于熱點(diǎn)應(yīng)用方向過于關(guān)注,不同文獻(xiàn)中同樣的應(yīng)用模式使得研究深度不夠。

(2)對DPSIR框架的應(yīng)用重點(diǎn)不同。DPSIR框架最初的建立目的是向公眾和決策者更方便地傳達(dá)有意義的信息,使得高層政府更關(guān)注環(huán)境政策的制定。隨著可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的出現(xiàn),國內(nèi)外都開始將DPSIR框架的應(yīng)用重點(diǎn)放在可持續(xù)指標(biāo)的構(gòu)建和與之相關(guān)的生態(tài)環(huán)境、自然資源的綜合評估中。國際學(xué)者著重關(guān)注DPSIR框架在政府環(huán)境決策中的作用,與此相比,國內(nèi)的重點(diǎn)更多地放在框架本身的展示性上,當(dāng)然這也與國內(nèi)對生態(tài)保護(hù)研究資料的迫切需求有關(guān)。

(3)國內(nèi)外學(xué)者在DPSIR框架改進(jìn)與完善方面?zhèn)戎攸c(diǎn)不同。國外研究學(xué)者多傾向于對DPSIR框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)擴(kuò)充與多框架結(jié)合聯(lián)用,如eDPSIR框架、ΔDPSIR框架、EBM-DPSER模型、DPSIRM框架等；國內(nèi)學(xué)者則更側(cè)重于研究框架內(nèi)各指標(biāo)的確定方法,應(yīng)用不同的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法如主成分分析法、層次分析法和熵權(quán)法等確定指標(biāo)權(quán)重,從而完善指標(biāo)體系的構(gòu)建。兩者各有優(yōu)勢,整體結(jié)構(gòu)改變有助于探索更多方向的可應(yīng)用性,完善指標(biāo)構(gòu)建方法則有助于更準(zhǔn)確地構(gòu)建評價(jià)體系。

5 問題與展望

DPSIR模型能夠較為細(xì)致地分析描述影響生態(tài)環(huán)境各種因素之間的相互關(guān)系,包括人為因素與自然因素,同時(shí)能夠描述“政策-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)/環(huán)境”系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,也可以與其他研究框架進(jìn)行較好的耦合應(yīng)用。但是本身仍存在一些問題：

(1)目前通用的DPSIR分析框架過于“直接”。研究者們都想將大量的、混合的環(huán)境數(shù)據(jù)通過這些指標(biāo)進(jìn)行分類,但分析過程中產(chǎn)生的明顯確定性的“因果”關(guān)系一定程度上淡化了復(fù)雜環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)在連接的多重維度和不確定性。

(2)該框架的“溝通性”較弱,沒有明確利益相關(guān)者以及政策制定者對研究對象的沖突主張和訴求,以及未能解釋不同的政策選擇可能如何影響利益相關(guān)者。

(3)框架的使用與指標(biāo)的制定幾乎只依賴于研究人員本身,只有少數(shù)研究將特定的政府部門作為研究結(jié)果的使用者。

(4)該框架的公平性有待提升,得出的結(jié)果并不中立。對收集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析產(chǎn)出因果關(guān)系時(shí)往往會(huì)掩蓋環(huán)境分配的公平性,例如,在分析資源的使用和污染問題中,往往只涉及到鄰近壓力及驅(qū)動(dòng)因素,一個(gè)地區(qū)產(chǎn)生的污染很有可能是由于其他發(fā)達(dá)地區(qū)的消費(fèi)需求造成的,這樣分析會(huì)掩蓋了整個(gè)社會(huì)在污染的產(chǎn)生與治理中的分配不均問題。

未來國內(nèi)DPSIR分析框架的發(fā)展與應(yīng)用可以關(guān)注以下幾個(gè)方面：

(1) DPSIR框架的結(jié)構(gòu)完善與耦合聯(lián)用。在國內(nèi)研究背景下,可以應(yīng)用已有的如eDPSIR框架、ΔDPSIR框架、EBM-DPSER模型、DPSIRM框架等在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生命周期評價(jià)以及環(huán)境管理等領(lǐng)域分析問題,或嘗試與WEF(Water-Energy-Food)模型結(jié)合,在水-能-糧可持續(xù)發(fā)展評估及耦合系統(tǒng)內(nèi)外關(guān)系評價(jià)等方向進(jìn)行探索。在此基礎(chǔ)之上,亦可嘗試結(jié)合使用路徑分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對框架所展示的信息進(jìn)一步挖掘。

(2)指標(biāo)權(quán)重的評定。在層次分析法、主成分分析法、模糊綜合評價(jià)法等基礎(chǔ)上,針對復(fù)雜指標(biāo)權(quán)重的分析評定,可嘗試結(jié)合多準(zhǔn)則分析進(jìn)行優(yōu)化。

(3)公平性與決策者主導(dǎo)性。當(dāng)DPSIR框架的結(jié)果指向?qū)ο笫钦块T和決策者時(shí),指標(biāo)的選擇與制定應(yīng)當(dāng)關(guān)注決策者而不是研究者本身的需求,同時(shí)需要考慮所涉及到的全部利益相關(guān)者,以保持框架的中立性和公平性。

(4)對于人類社會(huì)及自然氣候?yàn)橹鞯尿?qū)動(dòng)機(jī)制的探究,重點(diǎn)包括環(huán)境問題的驅(qū)動(dòng)機(jī)制及景觀變化的驅(qū)動(dòng)成因。研究學(xué)者在對框架進(jìn)行整體研究的同時(shí)往往忽略掉了其是在PSR等框架模型基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,DPSIR分析框架的D-P-S部分在探尋環(huán)境問題和景觀變化的內(nèi)外驅(qū)動(dòng)力方面仍然具有十分直觀全面的分析能力,并且S-I-R部分同時(shí)具有政策評價(jià)、決策建議等重要的功用。結(jié)合GIS、RS等大尺度景觀與環(huán)境分析方法,未來在探究區(qū)域環(huán)境污染、景觀變遷、景觀破碎化、景觀退化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制,以及對政策和治理提出建議等方面具有十分可觀的應(yīng)用前景。