自20世纪80年代以来，国际上关于生态安全研究的文献大量涌现，涉及的学科和内涵非常广泛[1-4]。目前，随着全球变化和人类活动影响加剧，生态安全研究正发生着深刻变化，呈现出多目标、多层次、多学科交叉综合的复杂特点；对生态安全内涵认识的不断加深和新的环境问题、环境理念出现，使其研究主题也在不断变化并日益丰富，但是模糊性、争议性问题一直存在。

近年来，针对生态安全相关文献的分析综述已有不少成果。国外多为对生态安全研究领域中某一专题的进展评述，比如气候变化对全球粮食安全影响研究的分析总结^[5]，对城市生态安全研究进展^[6]、可持续发展评价指标体系进展^[7]等的综述；国内以生态安全整个研究领域的综述为主，比如对国内外生态安全研究^{[1, 8]}、生态安全评价研究[3,9-11]、土地生态安全研究^{[12, 13]}的进展分析等。这些综述分析对国内学者了解生态安全研究状况和指导开展生态安全研究发挥了重要作用。但是面对成千上万的庞杂文献群，以文献阅读、总结归纳、定性探讨方法为主的传统文献综述方法存在一定的局限性；生态安全研究领域中的许多重要问题，比如发展动力、主题演化轨迹及其规律、前沿趋势等还需采用科学方法进一步分析探讨。

目前，处理分析学术性信息的科学计量学与信息计量学技术发展迅速，弥补了传统文献综述方法的不足。由陈超美博士于2004年首次推出的引文网络分析工具Citespace，通过绘制知识图谱，可以定量化、可视化的方法，对一定时期相关主题的全部文献进行梳理分析 [14-16]。本文借助CitespaceⅡ（3.5.R6），通过定量分析近30余年来生态安全领域中的关键文献和研究热点，对全球生态安全研究的主题进行系统梳理，总结其演变规律并进行研究阶段划分；通过对突现词的检测和归纳，发现生态安全研究的前沿趋势，将为未来生态安全研究提供一些借鉴和启示。

主题指文献探讨和解决的中心问题，表征方式有题目、摘要、关键词等。本文所谓主题漂移，是指在生态安全研究领域中，文献主题随时间推移而发生的重要变化，这种变化能够揭示生态安全研究的核心问题、研究对象和解决方法等随时间推移发生标志性变化的节点，进而折射出不同阶段所关注的热点和发展的方向。

研究思路和主要方法见图1: 通过文献共被引、关键词共现分析分别发现生态安全研究领域中的经典文献和研究热点，再结合关键词词频分析、文献聚类分析，展现研究主题的演化漂移。通过突变检测算法发现未来的研究趋势^[16]。在每幅图的左上角有图谱绘制的参数信息，阈值选择采用（c，cc，ccv）方式（c为被引频次，cc为共被引频次，ccv为共被引系数），分别设定前、中、后3个时间分区的（c，cc，ccv），其他时间分区的阈值由线性插值决定。

图 1 研究思路和主要方法 Fig.1 Research ideas and methods

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本文所使用的数据来源于Web of Science（WOS）数据库（SCI-EXPANDED,SSCI,A&HCI,CPCI-S,CPCI-SSH,CCR-EXPANDED,IC）。数据采集时间为2013年11月9日，检索条件是：主题（topical terms）=ecological security，时间段为“1980—2013”。共检索出1331条记录，每个记录包括了一篇引文的标题、作者、摘要、关键词、参考文献等题录信息。

经典文献通常是一个研究领域中提出重大理论或者具有概念创新的关键文献，反映了该文献发表时期社会关注的焦点主题；而研究热点是在一定时期，一组数量较多的相关文献共同关注的研究主题。所以本文以关键文献和研究热点的计量分析为基础，分析归纳研究主题的漂移变化，并根据主题演化的轨迹进行研究阶段的划分。

以1a为时间切片，节点类型为参考文献，阈值设置(2，3，15），（3，3，20），（3，2，20）绘制文献共被引时区视图。引文年轮代表着某篇文章的引文历史，年轮颜色代表相应的引文时间，年轮厚度和与相应时间分区内引文数量成正比。中心度在0.1以上的节点是图谱中的关键节点，可能成为网络中由一个时间段向另外一个时间段过渡的关键点，是具有理论和研究创新的文献，很有可能形成某一领域的研究热点前沿^[15]。有31篇中心度在0.1以上且被引频次和突现性较大的文献（图2,表1—表2），它们是生态安全研究文献群中起到关键作用或具有转折意义的文献，是不同时期的基础性、奠基性经典文献，对该领域学术演进发挥着重要作用，影响深远。在图2中，共被引频次较高、中心度较大的节点年轮较大，且有紫色外圈，是引发大量学者关注或发生研究转向的文献。

图 2 文献共被引时区视图 Fig.2 The time-zone view of co-cited literature

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从表1—表2可见，首先，从文献半衰期来看，最大的2篇文献分别是WCED（半衰期22）^[17] 首次采纳“可持续发展”概念，定义了“环境安全”；Ostrom（半衰期20）^[18] 引发了人们对稀缺公共资源管理的关注。半衰期反映了文献的老化程度，半衰期越大，影响力越久远。以上文献发表较早，处于环境意识、资源意识、可持续发展等广义生态意识觉醒的时期，提出生态安全中的基本概念与基本问题，所以成为该领域的奠基性文献，在随后的相关研究中被持续不断地引用。

其次，具有红色年轮、突现性较大的文献有2篇。突现性反映文献在一定时期被引频次的增长情况，突现性越大，说明被引频次增长越快。Homer-Dixon（突现性5.22）^[19] 研究了环境问题与地区冲突之间的关系。Brown(突现性5.07)^[20]提出全球粮食问题以及发展中国家粮食安全问题。这两篇文献都发表在第一研究阶段概念形成期，当时国际形势动荡、地区冲突不断，资源环境问题也日益凸显，所以这些主题成为当时的研究热点；进入21世纪，高强度的人类活动使地球环境以前所未有的速度发生着变化，对自然资源的利用范围和强度急剧增大；全球气候变化对粮食生产的影响以及新的农业生产理念和生产方式的出现，再次引发人们对“老主题”的新思考，所以这些文献在发表一段时间之后，再次成为关注焦点而使被引频次急剧增加。

最后，从共被引频次来看，有2篇文献的共被引频次最高，为27。Costanza 等（中心度0.46）^[21]将全球生态系统服务功能划分为17种类型，该研究明确了生态系统服务价值计算原理及方法，对生态系统服务功能价值评估的发展产生了深远影响。肖笃宁等（中心度0.04）^[22]定义了生态安全的概念和研究内容，提出了区域生态安全研究的特点、评价标准，在中国区域生态安全评价实例研究中被大量引用。这2篇文献处于研究内容扩展的第二阶段拓展期，由于提出了创新性理论，引发了新的研究增长点。共被引频率为26的文献：Tilman等（中心度0.41） ^[23] 和 Godfray等（中心度0.28）^[24]都与粮食安全有关，这是人类关注的永恒主题。

经典文献都密切关注了文献发表时期社会发展的热点问题，因其较高的社会关注度、创新性和系统性，从而引发了其他学者大量、持续的引用。这些文献都发表在国际权威期刊上，也反映出它们较高的文献质量和学术影响力。从研究内容来看，经典文献以自然科学研究为主，社会科学研究文献较少。近期经典文献与当前学科发展需求的关联更为紧密，2005年之后，研究焦点集中在粮食安全、气候变化、脆弱性、适应性、生物多样性、生态系统服务等方面。从31篇经典文献的关注点来看，人类可持续发展与环境变化是生态安全研究领域永恒的主题。Costanza 、Tilman 、Godfray和Lobell等都因其重要贡献而成为这一领域最有影响的学者之一。

关键词是论文内容的提示符，是一篇文章的核心和精髓，也是对文章主题的高度概括和集中描述。关键词共现知识图谱（KCA，keyword co-appearance analysis）是用频次高的关键词确定研究领域热点的一种途径^[48]。以1a为时间切片，节点类型为关键词，阈值设置(2，3，15），（3，3，20），（3，3，20）绘制KCA。

从图3可以看出，按时间先后出现的高频热点词有：早期有粮食安全、（生态）管理，中期有气候变化、生态安全、可持续性、保护、生物多样性、中国、农业、系统，新近涌现生态系统服务、恢复力、脆弱性、政策等。图3中字体越大表示该词出现频率越高，频率最高的3个热点词分别是：粮食安全、生态管理、可持续性。气候变化、保护、生态安全、全球化4个热点词突现性最大，是出现频次急剧增长的热点。当前，对于全球气候变化的成因、表现、影响、趋势、和适应等，科学界一直存在着争议^[2]。另外，研究早期出现的3个热点词粮食安全、气候变化、生物多样性在2005年之后再次出现，说明这是该领域经久不衰的主题。

图 3 研究热点词汇的时区视图 Fig.3 The time-zone view of hot words and phrases

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根据Gartner光环曲线理论^[49]，生态安全相关研究在经历萌芽期之后，研究内容逐渐泛化，文献数量激增，进入过热期；随后基于经验借鉴的研究逐渐增多，但是受理论、技术等因素局限，较少出现新的研究热点和突破，文献数量增长平缓，进入瓶颈期；随着研究的细化与深入，一些新理论、新技术出现，使得瓶颈问题有了突破，这些主题就进入成熟期，研究体系形成并不断完善，研究价值被普遍接受，再次成为热点。生态安全研究的文献数量从1988年开始呈增长趋势，在1993年达到一个小高峰，此后逐年下降。1997年之后又开始平稳上升，在2007年之后急剧增加，并在2011年达到目前的最高峰。从图5上能清晰地看到这种规律变化。以“生物多样性”举例说明，该词在20世纪80年代首次出现，1992年的《生物多样性公约》和1995年的《全球生物多样性评估》对其进行了定义，引发了全球的持续关注和探讨。2005年的《千年生态系统评估报告》发表之后，生物多样性变化与生态系统服务的研究成为该领域的重点内容，生物多样性再次成为研究热点。随后信息技术的发展使生物多样性信息学应运而生，全球生物物种名录(Catalogue of Life,COL)、全球生物多样性网络(Global Biodiversity Information Facility,GBIF)等旨在实现生物多样性知识共享的世界性项目出现，成为该领域新的研究热点 ^[50]。

通过对关键文献摘要和关键词的综合归纳整理，并结合标题中出现的专业术语对其研究内容进行概括，在Visio中绘制出关键文献的研究主题演变简图（图4），按照关键文献出现的先后顺序从下到上排列其主题，粗实线表示主题出现的年份。另外，以2年为时间切片，以参考文献作为节点类型，阈值设置为(2，2，20），（3，3，20），（3，3，20）做文献共被引分析并进行聚类，以时间线图展示25个研究主题聚类，图中每个圆代表一个高被引文献（图5）。图4—图5表明，1996年之后研究主题日渐丰富，研究内容不断深入，从早期关于人类发展^{[17, 44]}、环境变化^{[17, 30, 44]}等宏大战略主题探讨阶段，逐渐细化到对事关人类生存与发展的实质性研究，比如生态系统管理^{[29, 34]}、生态服务^{[21, 36]}、区域生态安全评价^{[32, 38, 42]}、粮食安全^{[20, 43, 24, 47]}、社会生态系统^[29]等。2005年以来，分支越来越细，粮食安全中的生态农业、农业集约化^{[26, 30, 23, 46]}，脆弱性^{[37, 39, 40]}与可恢复性问题^[34]及生物多样性^{[34, 36, 47]}，与粮食安全和生态系统都相关的海洋渔业问题^{[31, 45, 46]}、人对环境变化的适应性^{[37, 40, 41, 43]}、全球变化中气候变化的影响效应^[43]等更为具体、实用的内容成为关注的研究主题。

图 4 研究主题演变简图 Fig.4 The evolution sketch of research topics

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图 5 文献共被引聚类时间线图 Fig.5 The time-line view of co-cited literature cluster

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上述主题演进的原因，一是人类社会的发展具有动态性和阶段性，不同社会文明阶段具有不同的生产力水平，地缘政治和国际形势等对资源、环境的需求不同，所面临的挑战也不尽相同，因而对生态安全的关注程度、方式和内涵理解也有所不同；二是20世纪90年代初，随着全球变化和人类活动影响加剧，可持续发展成为众多学科研究的主题。同时，由于苏联解体、冷战结束，世界政治经济格局发生重大变化，国际关系从以对抗为主转向以合作为主，大国角逐也转向以经济为基础的综合国力竞争，国际社会将关注焦点更多地投向了可持续发展和生态安全；三是经过此后近10年的发展，其他学科的专家^[8]，比如政策与管理专家、经济学家等，也从各自的视角来研究生态安全中的相关问题，使得生态安全问题的学科体系不断完善、科学问题不断深入、研究分支不断细化。

每一阶段的经典文献是对前一阶段研究的科学总结，也指明了下一阶段的重大课题和研究方向，具有里程碑意义。笔者以经典文献为依据，参考表2和图4、图5，将生态安全研究划分为3个阶段：

第一阶段，问题提出与概念形成期 报告决议居多，学术性不强。认识到人类生存与发展问题以及所面临的生态危机，环境意识、资源意识、可持续发展等广义生态意识觉醒。生态（环境）安全概念形成并展开了内涵探讨。环境变化与安全之间的关系研究主要集中于环境退化与暴力冲突。

《寂静的春天》^[51]是人类生态意识觉醒的标志。1977年，布朗^[52]提出要重新定义“国家安全”，对“安全”内涵进行了扩展^[53]；Westing将国家主权安全上升到“全球安全”、“全面安全”^[54]。国际应用系统分析研究所给出了广义“生态安全”定义^[22]，之后《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》、《联合国气候变化框架公约》、《生物多样性公约》等都较为系统地阐述了对全球环境恶化与人类发展的担忧，激发了对人类发展与生态环境关系的思考，是生态安全研究的重要推动力。Homer Dixon^[19]是环境问题与暴力冲突关系研究的经典文献，该问题以讨论水资源引发冲突可能性的研究居多^[55]，项目主要有环境变化和剧烈冲突项目(Environment and Acute Conflict Project,EACP)^{[19, 56, 57]}、环境与冲突项目(The Environment and Conflict Project,ENCOP)^{[58, 59]}。由于过分强调环境变化对地区冲突的影响，忽视了制度缺陷、不平等、贫穷等社会原因，这些研究受到一些批评 ^{[8, 60, 61, 62]}，该主题渐渐淡出。

第二阶段，奠基与拓展期 在广度上，随着对生态安全概念与内涵的逐渐明晰，生态安全研究领域进一步扩展；在深度上，从宏大战略主题探讨向相关实质性领域发展。研究内容发生了根本性变化，出现了一批代表性研究报告和著述。很多研究主题从这一时期兴起后，一直延续至今。

1996年生态安全最终得到国际认可^[63]，生态安全研究日渐增多。大量的研究集中在生态系统自身安全性研究上，可以概括为：健康、完整性、可持续性3个方面^[1]。所涉及的生态系统健康^[64]、生物多样性、生态足迹^[25]等，在这一时期逐渐兴起后一直延续至今。生态系统服务研究也在这一时期日益成熟。Costanza 等^[21]引发了生态服务价值评估的热潮，2003年以后进入深入与多元化研究阶段，其理论和方法得到广泛的认识与应用，一些评价模型出现，并开始探讨生态系统服务理论与方法与其他研究方向的融合^[65]。生态安全评价概念模型及指标体系研究也在这一阶段出现。比较有影响的有：压力-状态-响应模型（PSR模型）^{[66, 67]}，驱动力-状态-响应框架（DSR模型）^[68]，驱动力-压力-状态-影响-响应（DPSIR模型）等。评价指标体系有2类^[3]，一是生态风险与生态健康评价系统；二是环境、生物与生态综合评价系统。目前尚未出现较完善并被普遍采纳的指标系统^{[1, 3, 69]}。

第三阶段,纵深发展期 005年之后，研究主题日益丰富，环境变化与安全之间的内在关系成为这一时期的研究焦点，开始深入研究影响生态安全的具体因素。对宏大主题的再审视和全新角度的解读也颇受关注。

脆弱性研究是生态安全的核心问题和重要的分析工具。在31篇关键文献中，4篇与脆弱性[37,39-41]研究相关。脆弱性研究的发展需要建立一个通用概念框架及切实可行的评价方法，《评价全球环境风险的脆弱性》^[70]、环境监测和评价计划(The Environmental Monitoring and Assessment Program,EMAP)^[71]以及《全球环境变化与脆弱性的国际研讨》^[72]提出了脆弱性评价的框架和指标、方法。研究早期偏重对自然系统的脆弱性评价研究。对耦合系统、多重扰动下的脆弱性评价以及脆弱性评价的不确定性和尺度问题是未来研究的重要内容^[73]。

近年来，气候变化对农作物产量的影响效应问题成为全球讨论的热点，集中于气候变化对农业自然要素时空分布、农作物育种改良适应和种植制度、农业灾害的影响研究上。气候变化与粮食生产之间的相互影响与作用复杂而多样，未来要着重于研究它们之间的影响机理与适应机制。

区域生态安全评价研究主要集中在中国，早期以采用不同模型、不同方法进行不同尺度的区域实例评价为主 ^[10]。随着研究的不断深入，开始强调生态安全的动态演变研究^{[11, 74, 75]}。另外，生态安全涉及的多数因素的量度与研究尺度密切相关。所以，突破过去对生态安全状态的描述与评价，尺度-结构-过程的相互作用研究将是未来的重要趋势。

同时，对生态安全内涵、环境压力与安全关系的再认识，衍生出新问题，如定量化评价环境变化对人类安全的威胁？如何平衡生态安全与人类生计安全 ^[8] ？人类对环境变化的适应性能力及策略^{[37, 40, 41]}。认识和管理人类活动和全球变化双重作用下生态环境的变化，实现社会-生态系统的协调持续发展，将是未来生态安全研究的重大主题。

通过突变检测算法，根据词频变化，而不仅仅是频次的高低，从大量主题词中探测到某个时间段内频次变化率高的词，即突现词，可以反映某一领域的研究趋势^[16]。时间切片选择2a，节点类型选择Term（主题词），设置阈值为（2，2，20），（3，3，20），（4，3，20）。检测到的突现词包括：粮食安全、气候变化、自然资源、可持续发展、社会-生态系统、人为驱动力、生态破坏中预防与修复、信息技术的进步与利用、经济发展、政策制定等。将检测到的突现词根据主题归纳，可以发现生态安全两个主要的研究趋势。

气候变化、粮食安全、资源安全的相互关系将是未来研究的重要领域。世界正面临着气候变化、粮食不安全、能源需求的三难困境^[76]。粮食生产是粮食安全的重要环节,如何提高提高农业产量、实现农业可持续发展是核心问题。与2005年相比，2050年世界能源需求预计将增加84%^[76]。为了减少对政治不稳定地区进口石油的依赖和化石燃料对气候的影响，生物能源被大量推广。但许多学者认为生物能源作物会与粮食作物及自然界竞争土地、水、养分，扩大生物能源使用会对人类健康、粮食安全、气候变化、自然环境产生不利影响^{[76, 77]}，尤其是导致食品价格上涨^[78]和水资源消耗^[79]。

自然资源中，土地资源、水资源和海洋渔业资源是目前关注的热点。土地利用/覆盖变化的驱动力、对生态系统的影响机理及模型建立是研究重点。目前世界上大约有1/3的人口处于缺水状态^[80]。随着人口压力和水密集型生物燃料生产的增加，这个问题在未来将更加突出。海洋生态系统具有脆弱性和不可恢复性，若继续过度捕捞，将导致整个海洋生态系统退化，海洋生物多样性降低，全球渔业也会走上灭绝之路，进一步影响全球粮食安全。在目前对自然资源高强度利用的背景下，如何应对生态服务功能的下降和急剧增长的消费需求将是未来人类面临的严峻挑战。

2011年《认识变化的行星：地理科学的战略方向》提出的4大主题之一即是“怎样理解和响应环境变化？” ^[81]。人类不断地创新、改变以应对全球环境变化，通过政治、文化、经济、技术以及道德准则综合体来应对环境变化造成的影响。经济发展和技术变革提高了社会适应能力。人类对环境变化的反应和改变又会成为其新变化的驱动力。近年来，对生态政策和政策制定者的关注越来越高。政策和法律对生态安全具有很强的导向性。通过制定和实施政策会干预和引导经济活动的发展方向，从而影响生态安全的实现。比如，对全球变暖的担忧使生物燃料生产方面的补贴与政策增加，生物能源大量生产又导致全球食品价格飙升；由于全球变暖开支的增加，农业投资有所下降，进而又影响到粮食安全^[2]。生态系统服务的形式与能力受人类活动强烈影响，生态系统服务的变化又影响着相关政策制定。生态系统服务权衡与协同是未来重要研究方向之一^[82]。

生态安全概念的形成与发展有着深刻的时代背景和思想基础。人类文明发展阶段、国际政治经济格局、学科研究水平是决定生态安全研究阶段和主题演变的主要因素。生态安全研究经历了问题提出与概念形成期、奠基与拓展期、纵深发展期3个阶段，各阶段都涌现出一些标志性的经典文献，引发了大量学者关注和新的研究生长点。随着全球变化和人类活动影响加剧，学科交叉融合，冷战结束后国际社会对生态安全的关注程度提升，引发了生态安全研究主题变化和瓶颈突破。

依据citespace理论和分析结果，国际组织的环境与发展报告引发了全球对各类环境问题的高度关注，是生态安全研究的重要推动力。欧美等国学者对全球性生态环境问题的探讨与研究奠定了生态安全研究的基础，一直引领全球生态安全研究的趋势，Costanza 、Tilman 、Godfray和Lobell等是这一领域最有影响的学者之一。生态安全研究经典文献以自然科学研究为主，社会科学领域的文献较少，反映出生态安全研究中注重生态环境变化，而从社会经济角度的研究不足，今后应加强人类适应与管理、政策与消费变化等方面的研究。当前研究热点主要有全球化、生物多样性、生态系统服务、生态农业与农业集约化、恢复力、脆弱性等。研究主题演化轨迹符合Gartner光环曲线理论，可以将其分为两类，一类较为稳定，延续到所有研究阶段，如粮食安全、环境变化、可持续发展等；另一类是阶段性热点，如过分强调环境问题引发地区冲突的观点已经淡化，以统计数据和指标体系建立为主的区域生态安全评价研究转向采用遥感和监测数据的生态安全格局、过程、尺度研究。

通过上述分析发现，生态安全研究目前呈现出4个方面的特征：①合作性，人与生物圈计划(Man and Biosphere,MAB)、全球变化人文因素计划(International Human Dimension Programme on Global Environmental Change,IHDP)等正是这一理念的产物^[75]；②过程性，着重于对生态系统变化过程的监控、建立以微观样本数据与宏观监测信息支持的综合模型；③创新性，吸引了社会经济与政策管理等各学科专家，努力实现战略决策、政策法规、发展方式、经济产业的生态创新；④学科性，由于生态安全问题的复杂性，模糊性、争议性问题阻碍了该领域进一步发展，探讨界定学科范围和基本概念、建立学科理论是当前首要问题。从研究趋势看，保障人类生存发展基本需要和人对环境变化的适应与响应将是21世纪生态安全研究的方向，前者集中在粮食安全、气候变化、资源安全三者之间的相互关系研究；后者以生态预防与修复、政策管理与权衡、技术发展等为主。

引文分析可视化通过处理海量引文数据，能更容易地观察、浏览和理解文献信息，发现数据中隐藏的规律和模式。目前知识图谱的绘制日益便利，并取得了其他方法难以得到的成果^[83]。