青藏高原被称作“第三极”，是我国重要的生态屏障, 具有丰富的自然资源, 高原上的植被对于全球物质循环具有重要作用。在生态系统服务中, 青藏高原植被具有卓越的贡献价值, 数据表明青藏高原生态系统服务总价值最高的植被类型是草地, 占青藏高原生态系统总服务价值的48.3%、占国内草地总服务价值的17.68%^[1—2]。作为全球陆地生态系统的重要组成部分, 青藏高原草地在世界草地中也占有重要地位, 其面积在全球草地内占比6%, 在中国占比约44%, 植被净初级生产力(NPP)是全国草地植被的12.43%^[3—4]。21世纪以来社会发展速度加快, 对资源的需求量不断增大, 人类活动加剧引发了全球气候变暖、水体污染、生境变化等一系列生态问题。青藏高原草地作为我国重要的生态屏障同样受到了干扰, 在草地覆盖度、生物多样性、生态系统循环等方面均受到了不同程度的影响^[5—12], 根据马玉寿^[13]的研究表明青藏高原草地退化面积达全区可利用草地的33%。青藏高原草地作为响应气候变化最为明显的标志之一, 环境、气候等要素发生改变, 草地群落结构也会随之发生变化, 从而影响不同片层的物种组成以及功能性状, 对土壤的性质、功能以及地上地下物质双循环的能力产生影响, 所以青藏高原草地的生态学研究成为了国内外学者关注的焦点^[14—23]。

目前关于青藏高原草地研究的成果不断增加, 传统的文献阅读方式已经无法满足当前文献的增加趋势；此外, 在以往的文献综述中, 通常要依据个人经验和判断, 主观性较强。因此利用文献计量学手段对这一研究主题进行分析可以帮助系统的梳理研究热点的发展趋势以及发展历程^[24], 是正确且客观的认识我国青藏高原草地研究发展趋势的基础工作。文献计量学手段在21世纪以后层出不穷, 广泛的应用于各个学科领域, 为直观地了解青藏高原草地研究发展态势, 本文选用可视化分析软件CiteSpace.5.8.R3与VOSviewer1.6.18对1980—2022年发表的相关文献进行客观分析与整理，总结前人研究成果, 并对未来发展趋势进行预测与分析, 完整地呈现青藏高原草地研究的总体现状, 以期为后续青藏高原草地研究提供热点参考和研究思路, 对推动未来青藏高原草地研究工作具有一定的参考价值。

1 数据与方法 1.1 数据来源

CNKI与Web of Science数据库被认为是较为权威的学术资源数据库, 本文选用中文数据库CNKI与英文数据库Web of Science作为数据来源并利用高级检索进行搜索, CNKI检索条件设置为：主题=“青藏高原”或“西藏高原”或全文=“青藏高原”并且主题=(“植被”or“草地”or“草原”or“草甸”)；由于“青藏高原”、“草地”等词在英文翻译中形式并不统一，所以WOS检索条件设置为：(TS=(Qinghai Tibet Plateau OR Qinghai-tibetan OR Tibetan Plateau OR tibetan plateau OR qinghai-tibetan OR qinghai Tibetan OR qinghai-tibet OR qingzang plateau OR qing-zang OR qingzang OR qing-tibet plateau OR qinghai-xizhang)) AND TS=(vegetation OR grass OR grassland OR grasslands OR grassy marshland OR steppe OR steppes OR prairie OR savanna OR meadow OR meadows OR meadowland OR meadow ground)。为确保文献质量将CNKI数据库来源限定为核心期刊, 语言为中文；WOS数据库来源限定为Web of Science核心数据集, 语言为英语。筛选结果产生后进行甄别去除报纸、会议及重复、不相关、不符合主题的文献, 共获得可利用中文文献2712篇、英文文献2483篇。将筛选好的文献通过“Refworks”与“纯文本文件”格式导出, 再利用软件对两个数据库内相关文献的发文数量、发文作者、发文机构、引用现状、研究热点与前沿等方面进行分析。

1.2 研究方法

CiteSpace是一款可视化分析工具, 被广泛应用于文献资料的收集以及查找与某一研究主题密切相关的经典或高被引文献, 分析研究主题的热点与前沿等。与其它可视化分析软件相比CiteSpace将聚类分析、关键词网络、研究前沿剖析等多个方面进行了融合, 具有一定的总结性与前瞻性^[25]，同时其具有内置算法多样、图谱调整选项丰富、结果检验可靠等优点^[26]；VOSviewer可视化分析工具拥有出图工整、美观等特点, 可以对CiteSpace的分析进行补充与美化^[27]。

本文利用Origin对1980—2022年的发文量进行分析, 再通过VOSviewer与Excel对发文作者、发文机构进行聚类和统计；同时利用Excel对被引次数进行统计, 再通过CiteSpace的“Reference”功能对WOS数据库内获得的文献进行分析得出共被引频率；研究热点与前沿分析利用VOSviewer中Keyword功能以及CiteSpace控制面板“Node Types”中的Keyword功能对两个数据库中获取的文献进行关键词聚类, 再通过Control Panel控制面板中“Burstness”与“Timeline”功能进行突现性与时间线分析。

2 结果与分析 2.1 发文数量

发文数量可以显示出学者对某一领域的关注程度^[28]。从图 1增长情况看出国内外关于青藏高原草地的相关研究发文数量呈现上升趋势, 年均增长率为25.89%, 且英文文献的发文量也呈现快速增长趋势, 年均增长速率为14.60%；截止到2022年10月31日，中文文献与英文文献发文数量最多的年份均为2021年。最早可检索到的相关英文文献出现在1981年, 题目为“ON LATITUDINAL ZONING OF VEGETATION IN THE QINGHAI-XIZANG (TIBET) PLATEAU”, 作者是中国科学院植物研究所的JW, ZHANG, 发表期刊为Scientia Sinica；相关中文文献出现在1980年, 题目为“西藏高原草原植被的基本特征”, 作者为中国科学院植物研究所王金亭等人, 发表期刊为Journal of Integrative Plant Biology(前身为《植物学报》)。

2.2 发文作者

通过对检索到的中文文献与英文文献作者进行统计得到中文文献发文作者6110名、英文文献发文作者7127名。表 1为CNKI与WOS发文量排名前5的作者, 图 2和图 3为主要作者合作集团(图中圆形聚类越大越代表该作者在合作集团中代表性越强, 连线越密集越代表该合作集团之间各作者合作的紧密程度越高, 颜色相同的图形为同一聚类集团), 各合作集团中节点联系度较高，分散的节点较少, 表明在青藏高原草地研究中学者们以大范围的合作研究为主, 只有少部分进行小范围的独立研究。从分析结果来看周华坤、李英年、张宪洲、董世魁、曹广民等人形成的中英文作者合作集团非常具有代表性, 对该主题研究具有重要贡献。

2.3 发文机构

CNKI获取的文献包含研究单位395家, 发文数量最多的单位是中国科学院西北高原生物研究所；WOS获取的文献包含研究单位1306家, 排名前10的单位均属于中国的科研机构。从分析结果(表 2)来看我国的科研机构对青藏高原草地研究的贡献度要远高于其他国家, 综合贡献度最高的为中国科学院及其所属单位, 其次为兰州大学与北京师范大学。

2.4 引用现状

分析文献的被引次数可以看出某篇文献在该领域中的重要性与代表性, 从某种意义上来说高被引文献是大家公认具有价值的成果；两篇(或多篇论文)同时被后来一篇或多篇论文所引证, 则称这两篇论文构成共被引关系^[29]。将CNKI与WOS被引次数排名前5的文献进行列举(表 3), 并对WOS共引次数排名前5的文献进行列举(表 4)。从分析结果可以看出CNKI中获取的文献被引次数最高的是“青藏高原生态资产的价值评估”, 年均被引频次为220.47；WOS中获取文献被引次数最高的是“Greening of the Earth and its drivers”, 年均被引频次为182.17；共引频率最高的文献是“Green-up dates in the Tibetan Plateau have continuously advanced from 1982 to 2011”。

2.5 研究热点与前沿 2.5.1 关键词聚类

关键词可以显示某一研究主题的研究热点。图 4和图 5分别为CNKI检索文献主要关键词网络图和WOS检索文献主要关键词网络图, CNKI出现次数最多的关键词为气候变化、高寒草甸、NPP、NDVI等；WOS出现次数最多的关键词为Climate change、Alpine meadow、NDVI等, 从关键词出现次数排名可以看出，青藏高原草地的研究热点总体集中在气候变化背景下利用遥感手段对高寒草地特征进行相关研究。图 6和图 7为关键词时间分布图, 从右下角时间轴可以看出该关键词分布时间的远近, 时间轴接近黄色代表关键词分布在近期, 近期分布的关键词有NDVI、土壤理化性质、氮添加(Nitrogen addition)、氮沉降等；图 8和图 9为关键词热点图, 图中黄色区域为热点关键词, 从结果可以看出中英文文献的热点关键词均包含青藏高原(Tibetan plateau)、高寒草甸(Alpine meadow)、气候变化(Climate change)、NDVI等。

关键词聚类可以将研究方向进行划分, 聚类后的Q为聚类模块值, 一般认为Q>0.3时该聚类结构显著、S为聚类平均轮廓值, S>0.7时聚类结果的可信程度较高。通过对CNKI的文献进行分析后得出Q=0.5701、S=0.8337；对WOS获取的文献关键词进行聚类分析后得出Q=0.4139、S=0.709, 本次聚类结果均较为可信。成员数量排名前5的关键词聚类如图 10和图 11所示, CNKI排名第1的关键词聚类为Cluster 0, 聚类标签为高寒草甸, 包含关键词113个(高寒草甸、生物量、放牧强度、退化草地、群落特征等)；WOS排名第1的关键词聚类为Cluster 0, 聚类标签为Climate change, 包含关键词131个(carbon、diversity、biodiversity、productivity、nitrogen、community等)。

从聚类结果可以看出关于青藏高原草地研究的文章主题集中在以下几个方面：1)青藏高原生物多样性考察；2)外界活动及放牧对草地的影响；3)养分循环对草地的影响以及草地群落中元素含量特征研究；4)对全球气候变化背景下青藏高原草地的物候研究、短期升温对青藏高原草地的影响；5)对高山草甸、冻土区的草地及土壤理化性质、土壤微生物进行研究；6)关于青藏高原草地生态系统的研究；7)利用遥感手段对大尺度宏观领域进行研究；8)对现有资源的保护与监测以及对破坏的植被进行修复。

2.5.2 关键词突现

关键词突现性是指在一定时期某个关键词出现频次快速上升, 表明该关键词在一定程度上代表领域前沿^[30]；关键词时线图可以直观的显示该学科相关文献的主要关键词变化, 图中关键词的位置表示该关键词出现的时间, 图形的大小代表该关键词出现的频率, 出现次数越多图形越大、相关发文数量越高。

图 12与图 13为关键词突现图, 图中红色部分表明该关键词为热点关键词的时段；图 14与图 15为关键词时线, 图可以看出主要关键词随时间的变化。根据关键词热点的突现时间以及主要关键词随时间变化，可以将青藏高原草地研究划分为以下几个阶段：1)2000年前主要突现词为草地资源、植被、forest等, 表明青藏高原草地的研究热点集中在对草地类型及其水平梯度与垂直梯度的变化规律进行全面细致的统计与考察, 此类工作在上世纪80年代基本完成, 同时对物候进行了考察与总结, 并对资源的合理利用进行了规划；对于草地生态系统功能与物质循环、气候变化对草地的影响等研究在上世纪90年代已经逐步开始, 遥感手段也开始应用于不同的学科, 旨在建立我国高原生态系统安全屏障^{[13, 31—33]}。2)2000—2010年部分之前的热点关键词仍然在持续, 同时新的热点关键词也不断出现例如CO₂、Carbon dioxide exchange、Management、Evolution、Ecology、Soil respiration、退化草地、高寒草原、生物量、遥感等, 表明进入21世纪以后, 青藏高原作为气候变化的敏感区域随着气候因素的变化, 草地生态系统功能与过程以及草地生态系统地上、地下生物量分布随时间变化、双循环、土壤生物等开始被重点关注, 主要侧重于对生态系统的物质流通方式(碳储量、碳循环等)以及温室效应给草地生态系统带来的影响进行研究。在大尺度的研究中遥感技术应用于不同的方向, 例如植被覆盖度、植被时空变化、植被叶面积指数、土地利用类型、植被退化情况、气候变化引起的植被物候变化等, 此外生态系统服务与价值评估等方面也开始深入研究^[34]。3)2010年以后随着之前研究的进步出现了新的热点关键词Plant diversity、Nitrogen addition、Carbon balance、Land degradation、增温、降水、土壤养分、人类活动、模拟增温、植被变化等。这个时间范围内科学技术手段发展迅速, 研究方法不断更新, 出现了多学科、多领域交叉研究, 例如遥感等宏观手段与物质流通等微观研究相结合, 对青藏高原碳储量进行监测等。不同系列的遥感产品不断出现为大尺度范围的研究提供了便利, 不同模型的开发可以结合多种气候因子与环境要素对草地生态系统功能、生物量变化等进行分析, 对比之前的研究具有更加全面、方法进步、数据完整等优点。在上世纪中后期学者们就开始注重实现可持续发展与资源的合理利用, 为加强生态文明建设对资源的合理利用与保护一直是草地研究的热点, 当前学者们对青藏高原草地的资源利用与保护以及退化后恢复等工作投入了大量的研究, 确保草地生态系统服务功能的产出与生态系统价值的可持续发展^[35—46]。

3 结论与展望

本文利用可视化分析软件，对1980—2022年有关青藏高原草地研究的文献进行分析，得出以下结论：

1) 发文态势：中英文发文数量自1980年以来呈现上升趋势, 年均增长率为25.89%, 我国是相关发文量最多的国家, 且英文文献的发文量也呈现快速增长趋势, 年均增长率为14.60%；中文发文最多的作者为李英年、英文发文最多的作者为SK, Dong；对该研究主题具有代表性的前3个机构为中国科学院(含中国科学院大学)、兰州大学和北京师范大学。

2) 研究主题：关于青藏高原草地的研究大致可以分为三个阶段, 第1阶段为野外考察, 学者们通过野外调研对植被的分布规律以及物种多样性进行考察与总结, 并对资源现状进行评估, 对资源的合理利用提出规划与建议，具有重要的奠基作用；第2阶段为宏观监测与微观研究共同发展, 遥感作为大规模研究的重要手段, 为我国植被研究提供了丰富的数据以及处理方法, 具有重要的作用, 对生态系统物质、能量等微观规律进行研究是植被合理利用与衡量生态系统价值、可持续发展的重要指标来源, 对后续的研究具有重要的指导意义；第3阶段全球气候变化已经作为重要的研究背景深入到各项研究当中, 如何应对气候变化、植被对气候变化的响应以及对未来人类生存环境可能造成的影响等是当前研究的出发点。

3) 研究前沿：当前研究热点集中在草地生态系统物质循环、草地群落功能性状、草地群落土壤微生物及理化性质、草地群落生物量和生产力、草地生态系统服务价值、机器学习及反演模型对草地时空分布进行监测等方面, 通过这些研究共同探究青藏高原草地的功能与价值。

总体上看40多年来关于青藏高原草地的研究已经取得了丰富的成果, 但仍在以下方面可以进一步展开研究：1)在全球气候变化背景下对青藏高原草地的研究要将宏观监测与微观研究相结合, 继续构建全国草地监测网络, 深入探究草地群落结构、功能与生态系统养分循环的相互作用机制以及地上—地下过程的耦合关系；2)人类活动空前增加, 对青藏高原草地生态系统的影响量化存在缺失, 可以对该变量进行分析进而形成模型；3)草地生态系统为畜牧业提供优良牧草, 但不合理的放牧容易使草地退化, 如何实现合理放牧与草地生态系统可持续发展具有重要意义；4)青藏高原草地生态系统在生物多样性方面发挥了巨大作用, 在生物多样性维持和草地生态系统稳定方面可以进一步深入研究。