2001—2021年中國濕地碳匯研究進(jìn)展與熱點趨勢分析

何蘇南 王 凱 郁 凱 孫果麗 朱小梅 陳環(huán)宇 邢錦城* 喬干群 盧明海

（1 江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 鹽城 224000；2 江蘇銀寶控股集團(tuán)有限公司，江蘇 鹽城 224000）

濕地碳匯研究已取得較多成果，但由于其研究方向的多層次、研究思路的構(gòu)成復(fù)雜，為進(jìn)一步明晰濕地碳匯的研究難點，有必要系統(tǒng)性總結(jié)濕地碳匯研究進(jìn)展。文獻(xiàn)計量學(xué)以發(fā)文量、作者群、發(fā)文機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞時序演變及突顯特征等作為分析對象，運用數(shù)學(xué)和計算機(jī)統(tǒng)計方法，分析學(xué)科發(fā)展過程和研究熱點演變等（Liu et al., 2015; 趙蓉英等,2010）。CiteSpace軟件目前已成為最流行的文獻(xiàn)計量工具（Chen, 2017; Vahid et al., 2021）。我國濕地學(xué)者已應(yīng)用CiteSpace軟件開展?jié)竦仡I(lǐng)域可視化分析，如濕地恢復(fù)（吳勝男等, 2022）、濕地景觀格局（李福艷等, 2020）、濕地保護(hù)（吳迎霞等, 2020）、濕地生物多樣性（符榮鑫等,2018）等領(lǐng)域。國外專家針對濕地中海水入侵（Cao et al., 2021）、河流水文連通性（Li et al.,2021）等進(jìn)行研究。利用CiteSpace對我國濕地的碳匯功能進(jìn)行統(tǒng)計分析，目前還未見報道。本文借助CiteSpace5.8.R3知識圖譜軟件和文獻(xiàn)計量學(xué)分析，通過CNKI核心數(shù)據(jù)庫檢索，對濕地碳儲量核算相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，旨在揭示濕地碳匯的研究動態(tài)及演變趨勢，挖掘濕地碳匯理論及實踐研究的前沿與熱點，以期為濕地碳匯研究提供科學(xué)參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本研究選取2001—2021年CNKI期刊數(shù)據(jù)庫，使用高級檢索以主題＝“濕地”并且主題=“碳含量”精確檢索，共得檢索結(jié)果1 187條，為保證選取文獻(xiàn)質(zhì)量，進(jìn)一步對CNKI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行篩選，選取SCI來源期刊、EI來源期刊、核心期刊、CSSCI、CSCD 5個核心數(shù)據(jù)進(jìn)行精確檢索，并將中文文獻(xiàn)的英文版同樣作為有效檢索結(jié)果，并經(jīng)去重處理后最終整理有效文獻(xiàn)1 183條。本文所有分析均采用CiteSpace5.8.R3版本，利用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量分析

我國在濕地碳含量研究領(lǐng)域起步較晚，2001—2021年共發(fā)表中文文獻(xiàn)1 183篇，碳匯相關(guān)研究可概括為緩慢發(fā)展、快速增長、波動攀升3個階段：1）緩慢發(fā)展階段（2001—2004年）。我國濕地碳匯研究起步較晚，2001—2004年年均發(fā)文量不足5篇，主要集中在濕地和大氣循環(huán)領(lǐng)域，研究焦點偏向于氣候變化與濕地生態(tài)系統(tǒng)之間的交互影響機(jī)制、針對濕地和大氣間的氣體交換和循環(huán)特點，關(guān)注點主要在濕地在氣候變化的重要性。2）快速增長階段（2005—2011年）。我國關(guān)于濕地碳的相關(guān)研究顯著增加，發(fā)文量年均增長達(dá)37.93%，這主要由于國家相應(yīng)出臺一系列的政策支持。2003年9月，國務(wù)院公布了《全國濕地保護(hù)工程規(guī)劃》，2011年原國家林業(yè)局發(fā)布《林業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃（2011—2015年）》，確定了國家和地區(qū)層面的濕地保護(hù)目標(biāo)，濕地保護(hù)研究2011年發(fā)文量達(dá)高峰（74篇）。3）波動攀升階段（2012—2021年）。濕地保護(hù)受濕地區(qū)域分布的差異以及濕地區(qū)域復(fù)雜性的影響，關(guān)于濕地碳匯研究發(fā)文量呈波動性增加，由2012年的70篇增加到2021年的70篇。2017年發(fā)文量達(dá)到截止目前統(tǒng)計的最高峰（117篇），目前進(jìn)入了穩(wěn)定發(fā)展期。

2.2 研究團(tuán)隊分析

選擇節(jié)點類型（Node Types）為作者（Author）對1 183條數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化圖譜分析（圖1），圖中“N=676，E=1300”，“N”表示作者出現(xiàn)的位置節(jié)點，即在濕地碳匯領(lǐng)域中共有676位作者研究發(fā)表了相關(guān)文章。從圖1可看出：宋長春、仝川、曾從盛、王維奇、趙光影-劉景雙、呂憲國-孔范龍等學(xué)者是目前濕地碳循環(huán)研究的主力軍。宋長春團(tuán)隊主要研究氣候變化下三江平原沼澤濕地的碳循環(huán)，關(guān)注濕地土壤溫室氣體排放（盧妍等, 2011; 萬忠梅等,2009）。仝川-曾從盛-王維奇團(tuán)隊主要關(guān)注閩江河口濕地土壤有機(jī)碳計量、潮汐、淹水下鹽分對濕地碳循環(huán)的影響機(jī)制（曾從盛等, 2017; 陳桂香等,2017）；趙光影-劉景雙團(tuán)隊主要研究東北凍土區(qū)森林濕地土壤碳組分和酶活性的影響以及模擬CO2濃度升高對濕地碳匯的影響（趙光影等, 2008; 趙光影等, 2009）；呂憲國-孔范龍團(tuán)隊則主要關(guān)注土地利用形式對濕地碳匯的影響（孔范龍等, 2013;劉曉輝等, 2021）。

圖1 2001—2021年濕地碳匯中文文獻(xiàn)發(fā)文作者圖譜Fig.1 Author’s map of domestic studies in wetland carbon sink from 2001 to 2021

2.3 發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

中國科學(xué)院是我國濕地碳匯研究領(lǐng)域最具引領(lǐng)性的機(jī)構(gòu)，其中，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所貢獻(xiàn)最大，從2003年始發(fā)文37篇；中科院研究生院從2008年始發(fā)文16篇；東北林業(yè)大學(xué)、青島大學(xué)發(fā)文分別為13篇、10篇，中國林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所發(fā)文5篇，這些機(jī)構(gòu)是我國濕地碳匯研究的主要力量。我國目前濕地碳匯研究領(lǐng)域已形成東北、山東、北京等研究中心，此外，江蘇、福建、上海等具有較大濕地面積區(qū)域也逐步開展研究。

2.4 關(guān)鍵詞分析

2.4.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析利用CiteSpace軟件得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（圖2），圖譜中字體越大，說明該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高，節(jié)點圈層越顏色越亮，說明發(fā)文時間距現(xiàn)在越近，節(jié)點越大說明有關(guān)該關(guān)鍵詞的發(fā)文量越多。圖2中字體最大為“濕地”，該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率最高，其次是“有機(jī)碳”，圍繞濕地有機(jī)碳方面開展研究合發(fā)文量和時間節(jié)點，發(fā)現(xiàn)碳研究主要幾種在濱海濕地、人工濕地、沼澤濕地、三江平原等地區(qū)，焦點聚集在土壤有機(jī)碳、碳循環(huán)、土地利用、碳儲量等具體研究領(lǐng)域，濕地植物的碳含量主要在紅樹林和互花米草（Spartina alterniflora）等。

圖2 2001—2021年國內(nèi)濕地碳匯領(lǐng)域發(fā)文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜Fig.2 Co-occurrence map of key words published in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

2.4.2 關(guān)鍵詞聚類分析將關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中聯(lián)系比較緊密的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類匯總，得到其關(guān)鍵詞聚類圖譜（圖3）。模塊值（Q值，即Modularity）和平均輪廓值（S值，即Weighted Mean Soilhouette）主要反應(yīng)CiteSpace的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和聚類的清晰度。當(dāng)Q值＞0.3時，表示聚類結(jié)構(gòu)顯著；當(dāng)S值＞0.7時，表示聚類令人信服。圖4顯示，Q值=0.8327，S值=0.9495，表明本研究產(chǎn)生的聚類圖譜的聚類結(jié)構(gòu)顯著且符合聚類要求。

圖3 2001—2021年國內(nèi)濕地碳匯領(lǐng)域發(fā)文關(guān)鍵詞聚類分析圖譜Fig.3 Cluster analysis of key words published in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

圖4 2001—2021年國內(nèi)濕地碳匯領(lǐng)域研究熱點突變圖Fig.4 Abrupt changes of hot spots in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

圖3中各聚類所示的數(shù)字表示為從小到大所包含的文獻(xiàn)量依次遞減。在聚類中以“全氮”為主題的研究發(fā)文量最多，和本文檢索的主題有所差異，這主要是因為這些研究主要是對碳氮儲量的計量分析?！皾竦亍弊鳛楸狙芯康闹饕芯繀^(qū)域，目前看來主要基于土地利用模式下活性有機(jī)碳的相關(guān)研究進(jìn)展。濕地碳循環(huán)的研究主要基于土壤有機(jī)碳含量及土壤中微生物活動導(dǎo)致的碳轉(zhuǎn)移。

2.4.3 關(guān)鍵詞突顯分析我們對2001—2021年濕地碳匯研究的關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)性檢測，得到其突顯圖譜（圖4）。突顯節(jié)點出現(xiàn)得越多，則表明該領(lǐng)域越活躍。突現(xiàn)強(qiáng)度越高，說明該研究的熱點受關(guān)注越高。從突顯時間來看，沼澤濕地和三江平原的突顯時間較早，說明二者是早期的研究熱點。鄱陽湖和空間分布的節(jié)點出現(xiàn)時間最近，說明二者是近期的研究熱點。2007年后，濕地碳匯的研究不斷迎來突破，受關(guān)注也較高，隨著研究人員的增加開始向多領(lǐng)域探索。從突顯持續(xù)的時間來看，三江平原持續(xù)的時間最長，其次是沼澤濕地，說明該領(lǐng)域長期作為研究熱點，是濕地碳匯方面長期的研究基礎(chǔ)和突破。鄱陽湖作為最近的研究熱點，也一直保持著持續(xù)的研究熱度。從突現(xiàn)強(qiáng)度來看，沼澤濕地和三江平原的濕地碳匯研究保持著持續(xù)的高關(guān)注度。

2.5 研究趨勢分析

在本研究中，我們主要對11個關(guān)鍵詞進(jìn)行了時間線圖的聚類分析（圖5）。從不同時段高頻關(guān)鍵詞分布來看，各方面研究內(nèi)容隨時間推移深度和廣度均不斷增加，同時新的研究熱點不斷涌現(xiàn)。

圖5 2001—2021年國內(nèi)濕地碳匯領(lǐng)域發(fā)文關(guān)鍵詞時線視圖Fig.5 Time line view of key words published in domestic wetland carbon sink from 2001 to 2021

1）在“#0濕地”中，我們發(fā)現(xiàn)濕地研究較早，2003年宋長春等（2003a; 2003b）、劉景雙等（2003）、王毅勇等（2003）主要圍繞沼澤濕地的有機(jī)碳分布、溫室氣體排放以及土地利用方式等進(jìn)行研究。2004年，濕地研究開始向土壤呼吸以及濕地溫室排放的季節(jié)性變化，均主要關(guān)注濕地與氣候的關(guān)系，這也在“#2氣候變化”中有所體現(xiàn)。2017年后，學(xué)者們更傾向于關(guān)注濕地內(nèi)在的碳流機(jī)制以及與外界的聯(lián)系，不再把濕地作為單一的整體進(jìn)行分析。而氣候變化相關(guān)的濕地碳固定機(jī)制開始向宏觀的碳中和轉(zhuǎn)變，同時深入到微觀響應(yīng)導(dǎo)致的時空格局變化（Giuditta et al., 2021）。

2）“#1有機(jī)碳”一直是研究熱點，濕地有機(jī)碳的相關(guān)計量始于2003年（圖5）。關(guān)于濕地碳匯的區(qū)域性計算，從三江平原（劉子剛等,2005）逐步擴(kuò)展到崇明東灘（王愛萍等, 2006）、閩江河口（曾從盛等, 2008）、鄱陽湖（吳琴等,2012）、高原濕地（蔡倩倩等, 2013）、黑河流域（趙銳鋒等, 2013）、伊犁河谷（崔東等, 2019）等區(qū)域。關(guān)于濕地碳儲量的計算，主要集中在濕地土壤有機(jī)碳的垂直分布（劉景雙等, 2003; 呂國紅等, 2006; 殷書柏等, 2006）。

3）“#2氣候變化”到“#10固碳潛力”這9個關(guān)鍵詞均是濕地有機(jī)碳在各研究方向的聚類衍生，同時，這些聚類又彼此緊密聯(lián)系。例如學(xué)者對互花米草在閩江河口入侵導(dǎo)致的濕地土壤有機(jī)碳變化研究（金寶石等, 2016）、氣候變化與人類活動疊加對濕地植物和土壤碳循環(huán)的交互影響（宋長春等,2018）、濕地碳庫的影響因素包括水位梯度（李丹蕾等, 2021）、溫度（張海宏等, 2017; 周文昌等,2021）、植被類型（梁春玲, 2020; 劉可祥等,2017）等。通過濕地有機(jī)碳的多方向研究，初步構(gòu)建了我國八大濕地碳庫的區(qū)域碳庫定量分析，形成了土壤類型法（湯潔等, 2010）、生命帶類型法（于君寶等, 2013）、GIS空間插值模擬估算法（趙廣帥等,2014）、模型估法（陳雅文等, 2021）以及碳同位素法（王啟棟等, 2015）等碳庫計算評價體系。

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

1）濕地碳匯相關(guān)發(fā)文量在快速增長后呈波動性增長趨勢，主要受制于研究的區(qū)域性和方法論的發(fā)展。

2）中科院東北地理研究所是我國濕地碳匯研究領(lǐng)域主要的骨干力量，東北林業(yè)大學(xué)、青島大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院等單位發(fā)文也較多，是我國濕地碳匯研究的主要力量。

3）我國濕地碳匯研究在區(qū)域上起源于東北三江平原，隨后拓展到全國，形成了我國不同濕地類型的綜合碳匯評價體系。我國濕地碳匯從濕地—氣候變化的相關(guān)交換開始，通過對濕地碳儲量的影響因素分析以及計算方法的探究，初步明確了我國濕地碳庫的碳交易機(jī)制。我國目前濕地生境差異大、影響因素復(fù)雜，存在濕地碳庫計算邊界混亂等問題，對碳庫未有統(tǒng)一的評價計算體系。

3.2 展望

目前，各領(lǐng)域關(guān)于碳匯計算的相關(guān)研究模型已比較成熟，有必要加強(qiáng)學(xué)科間的交流，增加各評估模型在濕地碳匯領(lǐng)域的應(yīng)用和評價，以尋找新的研究突破點。核心研究圈的學(xué)者需加強(qiáng)合作，全面提升該領(lǐng)域研究成果的學(xué)術(shù)水平，在國家尺度上建立相應(yīng)的聯(lián)系機(jī)制，構(gòu)建我國濕地碳庫的綜合評價機(jī)制，以充分發(fā)揮濕地在我國“雙碳”上的貢獻(xiàn)作用。確定本土化濕地碳庫評價體系及構(gòu)建本土化碳核算參數(shù)庫也是研究者面臨的重要課題，本土化參數(shù)的建立有助于增加我國濕地碳匯核算領(lǐng)域在國際上的話語權(quán)。