林业与生态科学

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  • 2023年, 38卷, 第4期
    刊出日期：2023-10-25
      
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  • 落叶松不同器官化学组分及其生物炭理化性质研究
    张兴梅, 王鑫宇, 李思锦
    2023, 38(4): 391-398. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor.2023.0049
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    为实现落叶松采伐剩余物的多级、高值利用及炭化还林、改良土壤提供理论依据，探究了落叶松不同器官(树干边材、树枝、树皮、树叶和松果)材料的主要化学组分，分析了其热解特性及其生物炭的基本理化性质，分离并测定落叶松各器官纤维素、半纤维素、木质素、苯醇抽提物和灰分含量，并表征各器官材料的热稳定性。将落叶松不同器官材料分别在 500、700、900 ℃下炭化并表征各生物炭的理化性质。落叶松树干边材中综纤维素含量最高、松针中木质素和灰分含量最高，树枝中苯醇抽提物含量最高。落叶松的热解过程分为干燥、快速热降解和煅烧3个阶段，主热解反应发生在 200~400 ℃，热重结果及炭得率分析均表明，松针的残炭率最高。同一组织器官的生物炭产率和表面官能团种类均随炭化温度的升高而逐渐减少；而同一组织器官生物炭的pH值随炭化温度上升而逐渐升高。5 种生物炭的比表面积情况为：树皮炭>树干炭>松果炭>松针炭>树枝炭。落叶松边材的纤维素含量最高，适宜用作造纸制浆等原材料，松针的木质素含量较高，适宜用于提取化学品。树干边材、树皮和树枝适合炭化还林，其中树皮炭的炭得率较高、比表面积较大，pH值呈强碱性且化学性质比较稳定，可用于改良酸性土壤。
  • 不同树龄107杨次生木质部解剖特征及径向变化
    吕瑶, 刘智, 郭梦杰
    2023, 38(4): 399-410. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0050
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    为探究不同树龄 107 杨(Populus × euramericana cv.“74/76")次生木质部早材和晚材中导管细胞结构与变化趋势，采用生物显微切片成像方法测量不同树龄 107 杨次生木质部解剖特征，并对试验数据进行了方差分析。对保定市满城区林场 3 年龄(3 a)、5 年龄(5 a)、7 年龄(7 a)、10 年龄(10 a)4 个不同树龄 107 杨的早材和晚材中导管细胞径向变化规律进行了初步研究。研究结果表明：(1)107 杨次生木质部年轮宽度由髓心至第3年生长轮增加迅速，之后呈缓慢减小趋势，快速生长期为3—7年；晚材率从髓心向韧皮部呈逐渐增大趋势，变化范围为4.67%~8.70%，其晚材率较低；(2)3 年龄、5 年龄、7 年龄的早材、晚材导管细胞中，径、弦向直径随生长轮龄增加逐渐增大，而 10 年龄导管细胞中径、弦向直径呈先增大后降低趋势。不同树龄早材、晚材中，导管细胞双壁厚、管孔链径向和弦向直径随生长轮龄增加逐渐增大，而壁腔比随生长轮龄增加逐渐降低，其变化范围分别为0.12~0.18、0.16~0.25。3 年龄早材中，导管比量随生长轮龄增加呈小幅上升趋势，晚材则呈下降趋势，5年龄、7年龄、10年龄随生长轮龄增加而先增加后逐渐降低，其变化范围分别为15.21%~19.87%、13.96%~17.17%。(3)不同树龄生长轮龄之间，107 杨导管细胞解剖结构径向变化均存在显著性差异。根据这些差异特征和数据结合用材林木木材微观解剖结构指标要求，可以作为 107 杨定向培育周期与采伐时间的判断依据；综上所述，人工林杨树在幼龄林阶段，如果培育大径材林为目标，最佳轮伐期在 10 年龄；如果培育中、小径材林为目标，最佳轮伐期在 7 年龄。
  • “辽宁1号”核桃叶片和种仁营养成分与土壤营养的关系
    孙妍, 张泽宇, 王芳, 冯启科, 王红霞, 安秀红
    2023, 38(4): 411-417. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0051
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    为了全面分析“辽宁1号"核桃产量与品质的影响因素，选择河北省核桃主产区 5 个核桃园为调查对象，对树体生长指标、叶片营养、种仁营养以及土壤营养状况进行差异显著和相关性分析。结果表明，武安果园地处山地丘陵，产量最低，其树高、干周、枝展、结果枝长、营养枝长以及成枝力都显著低于其他 4 个生产果园；唐县果园地处平地，产量最高，树高、干周、枝展以及成枝力都显著高于其他 4 个果园。不同地区核桃园的土壤有机质、磷和钙元素差异较大，全氮含量没有显著差别；不同立地条件下核桃叶片的SPAD值和叶片面积存在差异。武安果园叶片氮元素含量最高，为 2.75%，唐县果园各叶片矿质元素较为均衡。武安核桃园种仁营养元素含量与叶片一样分布不均衡，脂肪、多酚和黄酮含量显著高于其他果园，赞皇果园蛋白质含量最高，但与其他果园差距不大。土壤全氮量与核桃结果枝长，种仁蛋白量，全磷量成显著正相关。整体形成树干粗壮，枝条旺盛的高壮树更利于“辽宁1号”产量的提升，且该品种更适宜在土层深厚的平地栽植。
  • 土壤深度对凤丹根际细菌群落组成和多样性影响
    肖夏, 胡艺春, 杨丽, 邢广宇, 汪成忠
    2023, 38(4): 418-424. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0052
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    为探究凤丹不同土层根际细菌群落组成及结构的垂直分布规律，采用高通量测序技术，分析了凤丹根际不同土层(0~20、20~40、40~60 cm)中细菌群落组成和多样性的变化。测序结果表明，所有土壤样品共获得3 588个OTUs，分属于20 门，60 纲、100 目、110 科、98 属。0~20 cm深度土壤中的根际细菌丰富度显著高于 20~40 cm和 40~60 cm，不同土壤深度间根际细菌组成存在一定的差异，且随着土壤深度的增加根际细菌多样性逐渐减少。其中，3种土层间主要的差异细菌门为酸杆菌门、厚壁菌门、放线菌门，酸杆菌门在 0~20 cm土层中占比18.7%，而在40~60 cm土层中酸杆菌门丰度达到34.5%；主要的差异细菌纲为酸杆菌纲、放线菌纲以及芽胞杆菌纲，酸杆菌纲在 0~20 cm和 20~40 cm土层中丰度分别达到 18.7% 和21.8%，而在 40~60 cm土层中为 34.5%，是前二者占比的1.58~1.84倍。放线细菌纲(Actinobacteria)在0~20 cm土层中仅占比6.5%，在 20~40、40~60 cm土层中分别达到34.8%和20.7%。芽胞杆菌纲(Bacilli)在 0~20 cm土层中丰度达到 9.5%，而在 20~40 cm与 40~60 cm土层中丰度不到 1%。Alpha 多样性分析表明，土壤深度间根际细菌群落多样性无差异，但 0~20 cm与 40~60 cm土层间的根际细菌丰富度具有显著性差异。Bate 多样性表明，组内样本间细菌群落差异较小，而各土层组间差异较大。凤丹不同深度土层根际细菌多样性及丰富度具有一定的差异，但各土层优势细菌种类无显著差异。
  • 不同发育阶段桑天牛细菌群落多样性分析
    郑建月, 张杰, 曾健勇, 王华玲, 李会平
    2023, 38(4): 425-433. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0053
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    为明确桑天牛各发育时期的菌群结构及多样性，利用 16S rRNA 测序技术对桑天牛卵、初孵幼虫、老熟幼虫、雌雄成虫 4 个发育阶段的细菌群落进行研究。结果表明，桑天牛不同发育阶段的细菌群落多样性存在差异，初孵幼虫的 Alpha 多样性显著高于其他阶段。Beta 多样性分析表明，雌雄成虫细菌群落高度相似。在门分类水平，卵期的优势菌门为放线菌门(64.78%)，初孵幼虫期为变形菌门和厚壁菌门(38.40%、25.31%) ，老熟幼虫为变形菌门(93.47%)，雌雄成虫为厚壁菌门(86.46%、86.35%)。在属分类水平，卵期的优势菌属为红球菌属，初孵幼虫为Muribaculaceae 科未知属，老熟幼虫为 Gibbsiella 属，雌雄成虫为乳球菌属。在功能方面，发酵、化学异养、好氧性化学异养在桑天牛各个发育阶段的占比都较高，并且与该阶段存在的菌落有关。本研究揭示了桑天牛不同发育阶段细菌群落差异，明确了各阶段优势肠菌，可为桑天牛的生物防治奠定基础。
  • 不同排水强度调控若尔盖泥炭地植被群落变化并影响植物碳供给
    陈允腾, 赵新朋, 张文婕, 孙小童, 王威, 王征
    2023, 38(4): 434-442. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor.2023.0054
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    若尔盖泥炭地是世界上最大的高原泥炭地，普遍存在人为排水导致泥炭地地下水位下降的状况，然而排水强度对泥炭地植被群落以及对表层泥炭植物碳供给的影响却仍不清楚。基于此，在若尔盖高原选取了轻度排水、中度排水和重度排水3种强度的长期排水泥炭地类型，以附近相同环境条件的未排水泥炭地作为对照，研究不同排水强度对泥炭地植被群落和植物碳供给的影响。结果表明未排水与排水泥炭地组成的植被群落系列多样性指数与植被总生物量呈很强的负相关：植被多样性降低或植被生物量降低。同时，排水致使的泥炭地植被群落变化影响了植物碳的供给量和易分解性。轻度排水致使泥炭地植物总生物量和凋落量增加了 119.63 g/m2和77.63 g/m2，但易分解的莎草科生物量同样增多了 245.07 g/m2 ;中度排水导致泥炭地植物总生物量和凋落量都大幅降低了 499.16 g/m2和 82.22 g/m2，莎草科植物生物量也同样降低了 241.75 g/m2；重度排水泥炭地莎草科植物生物量进一步减少到 224.85 g/m2，灌木植物大量出现使植被总生物量有所提升，但凋落物量降低了 145.71 g/m2。可见，排水强度调控了泥炭地植物物种组成和生物量或凋落物量之间的动态变化，进而决定了植物碳供给的质和量；同时，这个过程影响表层泥炭碳固存，轻度排水的表层泥炭碳含量无显著变化，而中度排水的表层泥炭碳含量显著降低，重度排水则使表层泥炭碳含量稍微有所恢复。
  • 旅游活动对塞罕坝两种林型大型士壤动物多样性影响
    胡娅丽, 左鑫钰, 田龙, 杨晋宇, 庞永奇, 宋立敏
    2023, 38(4): 443-452. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0055
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    为探讨森林旅游对不同森林类型内大型土壤动物多样性的影响，以塞罕坝机械林场旅游区和非旅游区内华北落叶松纯林和落叶松白桦混交林为研究对象，利用陷阱法采集大型土壤动物，对比分析群落结构、多样性和功能群组成等对旅游干扰的响应。结果显示，共大型土壤动物4  224头，隶属 4 纲 7 目 41 科 86 种。旅游区落叶松纯林地表大型土壤动物个体数，类群数和Shannon-Wiener多样性指数(H)显著高于混交林(P<0.05)，非旅游区差异不显著。旅游活动降低了2种林型内大型土壤动物个体数和物种数，其中混交林内大型土壤动物物种数显著减少(P<0.05)。双因素方差分析显示，旅游活动和林型对土壤动物优势类群和部分常见类群影响显著(P<0.05)。各功能群中以捕食性土壤动物个体数和腐食性土壤动物物种数最高；旅游活动显著降低落叶松纯林捕食性土壤动物个体数和植食性土壤动物 H，显著降低混交林腐食性土壤动物物种数和 H，以及植食性土壤动物的 H 和均匀度指数(Jd)。聚类分析和主成分分析显示，旅游活动对大型土壤动物群落的影响大于林分类型。凋落物全磷含量、全碳含量、厚度、生物量、土壤全磷含量、含水量、容重、C/P是影响土壤动物群落分布的重要因子(P<0.05)。塞罕坝地区旅游活动改变了凋落物理化性质，一定程度上降低了 2 种林分大型土壤动物的种类和数量，混交林内凋落物耐踩踏性低于落叶松林，土壤动物受影响程度更高。
  • 密枝柽柳新品种海柽1号枝叶饲用价值研究
    王珊, 李晓刚, 封晓辉, 郭凯, 刘小京
    2023, 38(4): 453-458. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor.2023.0056
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    海柽 1 号是由中华柽柳变异单株选育而成的轻柳新品种，耐盐能力强、枝叶生物量大，是滨海盐碱地植被建设的优良材料，能否利用海柽 1 号的高耐盐性和枝叶生物量大的特点进行重盐碱地饲草生产尚不得知。为此，对比分析了海柽 1 号与普通中华柽柳枝叶的饲用价值，以期为滨海重盐碱地饲草生产提供参考。结果表明：营养价值方面，海柽 1 号的粗脂肪含量较中华柽柳高 40.85%；海柽 1 号的微量元素锌、铁含量较中华柽柳高 15.39%、25.17%；海柽 1 号较中华柽柳的总黄酮含量低 26.27%。海柽1号在单糖含量中以葡萄糖为主，中华柽柳以鼠李糖为主。在氨基酸、有机酸、脂肪酸含量组成方面，海柽 1 号的氨基酸总量低于中华柽柳 26.43%；有机酸中海柽 1 号中丁二酸含量最多，高于中华柽柳 1.97%；海柽中含量最高的脂肪酸是亚油酸，海柽 1 号的亚油酸含量较中华柽柳低 11.87%。由此可见，海柽 1 号的饲用价值较高，是滨海重度盐碱地理想的木本饲草。
  • 基于海拔梯度的阜平县土地利用景观格局时空演变分析
    张家桢, 尹海魁, 李新旺, 陈亚恒, 刘微, 王树涛
    2023, 38(4): 459-468. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor.2023.0057
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    海拔梯度是影响土地景观变化的重要因素，为了揭露不同海拔梯度下景观格局的时空特征以及变化规律，基于 3 期遥感影像，借助 GIS 技术与 Fragstats 等软件，以阜平县海拔最低点为中心，以 8 km为间距分别建立缓冲带，通过土地利用动态度、土地利用转移矩阵和景观指数分析阜平县 2000一2020 年土地利用和景观的时空变化特征。结果表明：(1)草地是阜平县最重要的土地利用类型，占研究区总面积的 51%。从 2000 年到 2020 年，建设用地面积一直增加，草地面积一直减少，耕地和林地处于波动状态；土地利用类型转换主要发生在草地与建设用地、耕地与林地、草地与林地、草地与耕地之间。(2)在类型水平上，随着海拔梯度的增加，耕地、建设用地和水域景观格局指数在空间和时间上呈现不同的梯度特征。(3)景观水平上，在空间上斑块密度、边缘密度、香农多样性和香农均匀度指数均随距阜平县海拔最低点距离的增加呈下降趋势，而蔓延度和聚合度指数的变化趋势与之相反；在时间上相关指数在后 10 年的变化幅度远小于前 10 年。
  • 京津冀城市群国土空间适宜性格局特征及分区研究
    徐磊, 张世珍, 胡浩, 杨静园, 张长春, 马立军
    2023, 38(4): 469-480. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor.2023.0058
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    科学实现空间适宜性分区是国土空间优化的基础。为了优化国土空间适宜性格局，基于网格尺度构建了生态保护功能一农业生产功能一城镇建设功能的城市群国土空间适宜性评价指标体系，采用多因素综合评价法和标准显示性比较优势指数模型(NRCA)，得到京津冀城市群国土空间适宜性格局特征，给出了 6 种功能类型区的分区优化建议。研究表明：(1)京津冀城市群国土空间适宜性具有明显的空间异质性特征。生态保护功能低适宜性和一般适宜地区集中于京津冀城市群西北部和东南部的平原地区；农业生产功能低适宜性地区主要分布在坝上高原、中部平原地区；燕山、太行山山脉以北城镇建设功能适宜性较低。(2)划分京津冀城市群国土空间为生态保护功能优势区、农业生产功能优势区、城镇建设功能优势区、生态保护一农业生产功能优势区、生态保护一城镇建设功能优势区、农业生产一城镇建设功能优势区，并提出各类型功能区国土空间开发利用与优化的策略。
  • 河北省土地生态质量评价与影响因素分析
    苏盂维, 赵丽, 王雪燕
    2023, 38(4): 481-491. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor.2023.0059
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    为分析河北省土地生态质量的时空演变特征和影响因子的影响程度，从生态本底、生态结构、生态胁迫、生态效益 4 个方面构建了河北省土地生态质量评价体系，采用多因素综合评价法对河北省 2001一2020 年土地生态质量进行了评价及变化分析，运用通径分析法分析自变量的影响效果。结果显示：(1)2001一2020 年河北省土地生态质量整体呈上升趋势；(2)从空间分布看，2001一2020 年，除秦皇岛、承德等级未发生变化，其他地区均呈现好转趋势；(3)通经分析结果显示，生态服务价值、人均绿地面积、人均粮食产量和林地比例是土地生态质量的主要影响因素。2001 年、2008 年、2020 年虽然河北省土地生态质量呈上升趋势但仍较差，可优先考虑提高植被覆盖率改善土地生态质量。
  • 基于哨兵2号卫星影像的建瓯市森林扰动变化监测研究
    杨义炜, 高牧寒, 林腾
    2023, 38(4): 492-499. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0060
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    为及时有效地监测建瓯市森林扰动情况，以 Sentinel-2 多光谱影像与土地利用变更数据为数据源，采用扰动指数算法，对 2019、2020、2021 年建瓯市森林扰动区域进行识别并开展动态监测。结果表明：(1)建瓯市各时期森林扰动程度不尽相同，2020 年森林扰动程度最高；(2)在建瓯市森林变化状况方面，2 个时段森林扰动等级不变的区域面积占比达到 90% 以上，而森林进一步受到破坏的地区主要分布于南部、东部乡镇；(3)2019一2020 年间森林受破坏较大的乡镇，在2020一2021 年间均得到改善，可见建瓯市森林砍伐后的自然恢复或复植补种成效较好；(4)建瓯市森林各变化区分布具有显著的空间集聚性，且演变的方向差异明显。综上所述，建瓯市森林扰动在规模上年际变化差异明显，总体变化趋势向好；在空间上具有自相关性，各时期演变方向差异显著。
  • 不同基质配比对杜梨容器苗生长及光合参数的影响
    王一菲, 李泽根, 邓伟, 于晓跃, 路丙社, 路斌
    2023, 38(4): 500-506. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0061
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    为了筛选最适宜的杜梨容器育苗基质配比，以泥炭、椰糠、珍珠岩、蛭石为原料，研究了不同基质配比对杜梨容器苗的株高、地径、高径比、生物量、根系总长、根系表面积、根系体积、苗木质量指数及光合荧光参数的影响。结果表明：(1)T1(泥炭：珍珠岩=4∶1)株高最大，为24.44 cm，T2(泥炭∶珍珠岩=3∶1)、T6(泥炭∶珍珠岩：椰糠=2∶1∶1)次之，分别为 23.69 cm和 22.96 cm；(2)T6高径比最大，其次为 T1、T2；(3)T1 根系总长，根系表面积及根系体积最大，分别为 601.35 cm、181.49 cm2、4.22 cm3 ；T6 主根长最大，为 21.24 cm；(4)T6 总鲜重、总干重和苗木质量指数最大，分别为 4.37、2.09 g 和 0.33。(5)T1 叶绿素含量最高，其次为 T6；T6 净光合速率、Fv /Fm 、Fv /F0 最大。(6)隶属函数综合评价表明，T6(泥炭∶珍珠岩∶椰糠=2∶1∶1)是杜梨容器苗培育的最适宜基质配比。
  • 干旱胁迫对6种灌木生理特征的影响
    杨建伟, 刘嘉翔, 孙桂芳, 赵丹, 史宝胜
    2023, 38(4): 507-516. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023. 0062
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    以天目琼花、麻叶绣线菊、小紫珠、京山梅花、胡枝子和金银忍冬为试验材料，研究干旱条件下 6 种灌木的生理特征。结果表明：6 种灌木叶水势与土壤含水量具有极显著相关性，随着土壤含水量的下降 6 种灌木叶水势随之下降，说明土壤含水量是决定植物叶水势的关键性因素。随着土壤含水量的下降，6 种灌木叶相对含水量逐渐下降，下降幅度由小到大依次为：天目琼花<金银忍冬<京山梅花<麻叶绣线菊<小紫珠<胡枝子；6 种灌木叶水分饱和亏、叶肉质化程度和比叶面积逐渐增大，增加幅度由小到大依次为：天目琼花<金银忍冬<京山梅花<麻叶绣线菊<小紫珠<胡枝子。基于土壤水分判别模型可知，天目琼花为亚高水势延迟脱水耐旱树种；麻叶绣线菊、小紫珠和胡枝子为低水势忍耐脱水耐旱树种；京山梅花为高水势延迟脱水耐旱树种；金银忍冬为亚低水势忍耐脱水耐旱树种。应用主成分分析法对 6 种灌木抗旱能力进行综合评价，得出 6 种灌木抗旱能力大小为：天目琼花>金银忍冬>麻叶绣线菊>京山梅花>小紫珠>胡枝子。
  • 基于大数据的城市森林公园旅游流特征研究——以紫金山国家森林公园为例
    杨策, 李明阳
    2023, 38(4): 517-525. https://doi.org/10.13320/j. cnki. hjfor. 2023.0063
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    假期短期出行造成森林公园拥堵现象严重，为促进城市森林公园可持续发展，对城市森林旅游流的时空变化规律特征及其影响因素进行定量研究。基于携程旅行监测平台数据，以紫金山国家森林公园为例，应用时间分层法、季节性强度指数法、核密度分析法及卷积神经网络(CNN)，研究旅游流时空分布特征及其影响因素。结果表明：(1)受假期制度、气候舒适度、动植物特色和地方文化的综合影响，紫金山国家森林公园旅游流日内分布呈现“多峰型”的特征，表现为“周期性效应”“假日效应”及“刹车效应”；季节性强度指数偏大，淡、旺季明显且呈周期性波动；(2)出游热潮下的森林公园旅游流呈“多核心化”的时空分布特征，游客主要聚集在紫金山南面的 3个景区，与北面具有明显的分化；(3)旅游者出行意愿受旅游目的地的季节性因子影响最大，游客偏好文化特色丰富、景色优美、季相变化丰富、基础设施优越、空间范围广阔、空气清新、体验感强的地段。
  • 基于CiteSpace的近20年我国乡村旅游资源研究可视化分析
    刘青青
    2023, 38(4): 526-534. https://doi.org/10.13320/. cnki. hjfor. 2023.0064
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    采用文献计量学方法，以中国知网数据库中截止 2022 年 10 月的中文文献作为研究对象，应用 CiteSpace 软件绘制知识图谱，分别对纳入该领域文献的作者、机构、关键词知识图谱进行可视化分析，明晰该领域的学缘结构、研究热点与新兴议题。研究经有效性筛选纳入文献共656 篇，分析发现该领域年发文量呈上升趋势，文献学科领域分布占比最高的是旅游类；发文量4 篇以上的作者共计 6 位，且彼此之间差距不大；从研究机构节点大小看，集中性研究机构点少，机构之间连线较少，多数为单个机构开展的独立研究；关键词图谱中，去除主题词相关关键词，高频且中介中心性>0.1 的关键词为乡村振兴战略、资源开发、层次分析法和可持续发展。结合样本文献人工阅读延伸分析发现，我国乡村旅游资源研究热点主要围绕乡村旅游资源的概念、特征和分类、乡村旅游资源的开发、乡村旅游资源的评价方法和基于价值取向与背景的乡村旅游资源等研究，但综合研究特征明显，鲜有乡村旅游资源的专题研究。基于美丽乡村新发展格局，巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接，发展红色旅游资源，拓宽我国乡村旅游资源开发路径研究，或可成为未来研究趋势。