基于CiteSpace的国内外森林碳汇领域热点与前沿进展可视化分析

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基于CiteSpace的国内外森林碳汇领域热点与前沿进展可视化分析

2023-05-01 20:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

为了探寻二十余年森林碳汇相关研究的热点和发展趋势,本文通过关键词共现、聚类高频词分析以及关键词时间演进分析,力争全面展示森林碳汇的发展动向。

一.   关键词共现图谱分析

关键词作为文章的内容核心体现,能够高效地反映出作者的研究目的及关注重点。本研究通过对关键词的频次进行共现可视化分析,以确定森林碳汇领域的研究热点及各主体之间的相互关系,得到图3。圆圈表示节点,其大小表示关键词出现的频次大小,圆圈越大,则该关键词出现的频次越高。

图  3  森林碳汇研究国内关键词共现网络图谱

二.   国内关键词共现图谱分析

本研究首先对CNKI发表的文献进行分析,将时间切片长度设为1,选取每个时间切片长度内排名前50的关键词,并利用Pathfinder方法对构建的网络进行剪切,对出现频次高于7的关键词进行展示。由图3可知,图谱中共形成332个节点,676条连线。由图3可知,目前国内学界对森林碳汇的研究主要聚焦在以森林碳汇(频次107)、林业碳汇(频次35)与气候变化(频次30)这3大类上。此外,碳中和(频次21)、生态补偿(频次18)、碳排放(频次15)等也是关注的领域。

表 2  国内相关文献关键词共现频次(前10名)

序号关键词频次中心性平均年份 1 森林碳汇 107 0.98 2008 2 林业碳汇 35 0.32 2009 3 气候变化 30 0.23 2000 4 碳中和 21 0.13 2013 5 生态补偿 18 0.13 2010 6 碳排放 15 0.10 2011 7 中国 13 0.09 2009 8 碳储量 12 0.07 2002 9 低碳经济 10 0.05 2009 10 碳达峰 9 0.05 2021 注:平均年份(mean year)是指对各聚类中热点词首次出现的年份进行平均处理后所得结果。

本研究在对关键词共现分析的基础上进一步进行聚类分析,采用对数似然比对每一个关键词集群进行核心提取,使其形成聚类。轮廓值作为衡量聚类同质水平的重要指标,其取值介于0至1之间。该指标值越大,则表明该聚类的同质性越高。一般当轮廓值大于0.5时,则可认为该聚类结果高度可靠且合理[11]。

总体来讲,轮廓值大于0.7,表明该关键词聚类结果是可信的。聚类0的标题名为“森林碳汇”,包括了生态补偿、碳源、价值核算等主要关键词。该聚类模块中,主要采用定量分析,围绕森林碳汇发展进行整体宏观的研究与估算。在已有研究中,有学者通过对中国30个省份1998—2010年森林碳汇与经济增长的短期动态关系变化进行因果检验和脉冲分析后发现,经济增长对森林碳汇发展仅有微弱的正向冲击,而森林碳汇发展则对经济增长的稳定性会产生显著的正向影响[12]。另外,森林碳汇量的估算也是学界的关注重点,薛龙飞等[13]采用森林蓄积量扩展法对中国森林碳汇量进行估算,比较省域间碳汇总量空间关联性并分析碳汇的溢出效应。此外,森林碳汇的价值核算相关研究也备受关注,已有研究主要采用了国民经济核算方法,对森林碳汇的实物量、价值量及市场供需量进行分类核算[14-15]。

聚类1的标题名为“林业碳汇”,包括了碳汇项目、杉木、扶贫等关键词。在该聚类模块中,学者更关注项目实施和实际贸易往来问题。比如有学者对国内外林业碳汇交易进行比较借鉴,多数是以CDM(清洁发展机制)作为范例,对我国现存的森林碳汇交易市场及交易体系进行分析,从交易主体、交易机制、融资机制和监管机制等方面进行全面探讨[16-17]。也有学者将GFPM模型和IPCC方法相结合,通过设定不同情景,对中国林业碳汇的潜力进行了预测[18]。此外,林业碳汇项目的实施也是推动脱贫的一个重要措施,是解决贫困与生态破坏恶性循环的突破口[19-20]。但也有学者证明林业碳汇项目在提高农户收入的同时,在一定程度上会造成农户权利的损失[21]。聚类2的标题名为“气候变化”,包括碳排放、碳达峰和碳中和等关键词。森林碳汇是应对气候变化、实现碳达峰与碳中和的低成本的有效手段。就碳排放而言,企业作为减排的关键主体,如何促进减排是重点,基于企业减排需求的森林碳汇定价是目前研究的热点[22]。从成本视角出发,构建以森林碳汇供给成本、企业碳边际减排成本和碳配额价格为路径的选择模型,模拟分析不同减排政策下企业的减排行为的选择,以实现企业减排最优化路径[23]。

聚类3的标题名为“碳密度”,主要包括低碳经济、生物量、碳汇交易等关键词。任继勤等[24]基于碳密度-生物量的研究方法对黑龙江的森林碳汇潜力进行预测。除对寒温带、温带针叶林和针阔混交林进行分析外[25],也有人以南方杉木为例,从生物学和经济学多角度对森林的碳储量和固碳潜力进行估算[26-27]。聚类4的标题名为“森林管理”,主要包括土地利用变化、造林、木材收益等关键词。森林经营管理方式与实现森林碳汇潜力息息相关,在此过程中,造林成本是目前学界讨论的热点[28]。造林不仅要考虑基本的造林成本、采伐成本,还要考虑相应的土地利用机会成本等[29-30]。木材作为森林最基础也是最主要的产品,是全球碳循环系统的重要组成部分。全球目前森林碳汇仍处于不协调状态,其原因在于全球新造林面积无法完全弥补因森林面积减少而造成的影响。如何从木材产品所提供的可持续碳汇中弥补毁林的危害是一个可供参考的思路,森林碳汇的净效益研究与木质林产品的减排效益是分不开的[31]。聚类5的标题名为“低碳”,主要包括气候变暖、碳减排、交易机制等关键词。低碳经济与森林碳汇的紧密关系是毋庸置疑的,黄彦[32]从经济学角度阐述了森林碳汇的经济性,证实了碳汇、二氧化碳与低碳经济的关系。森林碳汇作为新型的生态补偿方式,有必要从微观层面进行相关分析。朱臻等[33]以南方集体林区作为案例点,使用风险偏好实验法对当地农户的风险偏好进行测度,并分析影响其碳汇供给和需求意愿的多种因素,最终旨在为促进森林碳汇交易提出相应建议。

三.   国际关键词共现图谱分析

由于Web of Science的年份跨度较大,选择切片2对关键词进行共现分析后,可得到图4结果。如图4所示,图谱中共有487个节点,973条连线。出现频率较高的前3名关键词有气候变化(频次 = 315)、碳汇(频次 = 276)、经营管理(频次 = 189)。除此之外,土地利用方式、造林、成本收益等相关主题也是近年来的关注热点。

图  4  森林碳汇国际研究关键词共现网络图谱

与国内文献研究一致,本文继续利用对数似然比原则对国际上森林碳汇文献进行聚类分析。由表5可知,聚类后标签前5名为:森林碳汇、气候变化、森林管理、碳排放、森林成本和木材市场。与国内研究一致的是,森林碳汇最早都是由气候变化研究开始而逐渐拓宽到其他领域的。Sohngen等[34]最早以气候变化对森林的影响入手,分析其对美国木材市场的影响,预测到气候变暖会扩大木材的供给。Lal 等[35]利用印度森林数据证实了森林不仅可以维持碳排放,还具备稳定吸收大气中的二氧化碳的潜力。Sohngen等[36]从动态视角构建了全球木材市场模型,考虑了除基本的造林成本以外的森林管理成本、土地利用机会成本和贴现率等成本。自此,更多学者开始关注到森林碳汇的相关研究。而后有部分学者对均衡模型进行优化,以农业和林业市场中消费者和生产者剩余的变化作为森林碳汇成本[37-38]。还有学者从自然生长的角度对不同维度的森林进行分析,认为气候变化、森林土壤状况以及碳汇之间存在相互的紧密联系[39]。合适的森林轮伐期和管理方式有助于提高森林碳汇,为最大化发挥森林的碳汇潜力,Kim等[40]通过建立计量模型分析不同碳汇政策下森林管理的有效性及其支付成本。碳汇交易方面,有学者以新西兰为例,提出可以建立碳借贷款市场以鼓励发展碳汇交易市场[41]。

表 3  国际森林碳汇研究的关键词聚类

聚类序号聚类名称轮廓值主要关键词 0 森林碳汇 0.753 生物量、生物质能源、生物多样性等 1 气候变化 0.823 可持续发展、气候变暖、保护区等 2 森林管理 0.612 土地利用变化、造林、模型等 3 碳排放  0.709 可再生能源、创新减排、能源消耗等 4 森林成本 0.661 影响因素、碳储存、木材收益等 5 木材市场 0.669 木材产量、交易市场、动态模型等

综合国际和国内发文研究热点可以发现,二者有诸多相似的研究领域,包括气候变化和森林管理,尤其气候变化是与森林碳汇是紧密相关的。此外,受研究背景差异等影响,研究尺度上,国内的研究除关注政策制定和价值测算等宏观层面,同时也兼顾林农个体的微观层面,包括生态补偿和扶贫等方面;在研究内容上来看,国际上以生物质能源减排、技术减排等自然科学研究更为丰富,包括高效减排、提高技术创新等方面。



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