A bibliometric evaluation of the status of the water conservation function of grassland ecosystems

doi:10.11686/cyxb2021160

Abstract

Abstract:

Grassland ecosystems are the largest ecosystem category of the terrestrial surface. Changes in grassland water conservation function are an important indicator of ecosystem condition， and respond to regional water cycles and global climate change. Using the Web of Science core collection and the China Knowledge Network database， the knowledge structure of water conservation research in grassland ecosystems was mapped using the visualization software packages VOSviewer and CiteSpace and bibliometric summaries of the relevant literature were compiled. It was found that there was a growing awareness of the field globally， with a fluctuating upward trend in the number of publications. The countries producing the highest numbers of studies were China and the United States， and the top three research institutions were all Chinese institutions； namely the Chinese Academy of Sciences， the University of the Chinese Academy of Sciences， and Beijing Normal University. Core author groups for this literature exhibited a pattern of “large dispersion and small aggregation” with the core authors as the nodes of research and little cooperation among research groups. Major publications included Science of The Total Environment， Catena， Agriculture Ecosystems & Environment， Journal of Ecology and Journal of Soil and Water Conservation. The keywords ecosystem services， land use change， soil moisture， soil physical and chemical properties， and InVEST model were the most frequently mentioned topics of research in this field， both in China and abroad， in recent years. Soil moisture-soil physicochemical properties， combined with remote sensing technology to construct spatial and temporal scale evaluation models have become the frontier of research in this field. This study seeks to understand the current international research frontiers， clarify the developing trends in this field and summarize the research themes in order to promote further development of water conservation research in grassland ecosystems.

Key words: grassland ecosystem, water conservation, research status, CiteSpace, VOSviewer

Xiao-ning ZHANG, Xiao-dan LI, Li-li NIAN, Ying-bo YANG, Xue-lu LIU. A bibliometric evaluation of the status of the water conservation function of grassland ecosystems[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2022, 31(6): 35-49.

Figures/Tables 15

References 56

1	Nunez D， Nahuelhual L， Oyarzun C. Forests and water： The value of native temperate forests in supplying water for human consumption. Ecological Economics， 2006， 58（3）： 606-616.
2	Fu B J， Zhou G Y， Bai Y F， et al. The main terrestrial ecosystem services and ecological security in China. Advances in Earth Science， 2009， 24（6）： 571-576.
	傅伯杰，周国逸，白永飞，等. 中国主要陆地生态系统服务功能与生态安全. 地球科学进展， 2009， 24（6）： 571-576.
3	Gunton R M， Asperen E N， Basden A， et al. Beyond ecosystem services： Valuing the invaluable. Trends in Ecology and Evolution， 2017， 32（4）： 249-257.
4	Costanza R， Arge R， Groot R D， et al. The value of the world’s ecosystem services and natural capital. Nature， 1997， 387（15）： 253-260.
5	Rudolf S G， Matthew A W， Roelof M J B. A typology for the classification， description and valuation of ecosystem functions， goods and services. Ecological Economics， 2002， 41（3）： 393-408.
6	Liu S R， Sun P S， Wen Y G. Comparative analysis of hydrological functions of major forest ecosystems in China. Acta Phytoecologica Sinica， 2003， 27（1）： 16-22.
	刘世荣，孙鹏森，温远光. 中国主要森林生态系统水文功能的比较研究. 植物生态学报， 2003， 27（1）： 16-22.
7	Zhang B， Li W H， Xie G D， et al. Water conservation function and its measurement methods of forest ecosystem. Chinese Journal of Ecology， 2009， 28（3）： 529-534.
	张彪，李文华，谢高地，等. 森林生态系统的水源涵养功能及其计量方法. 生态学杂志， 2009， 28（3）： 529-534.
8	Deng K M， Shi P L， Xie G D. Water conservation of forest ecosystem in the upper reaches of Yangtze river and its benefits. Resources Science， 2002， 24（6）： 68-73.
	邓坤枚，石培礼，谢高地. 长江上游森林生态系统水源涵养量与价值的研究. 资源科学， 2002， 24（6）： 68-73.
9	Hu J， Lv Y H， Zhang K， et al. The differences of water conservation function under typical vegetation types in the Pailugou catchment， Qilian Mountain， Northwest China. Acta Ecologica Sinica， 2016， 36（11）： 3338-3349.
	胡健，吕一河，张琨，等. 祁连山排露沟流域典型植被类型的水源涵养功能差异. 生态学报， 2016， 36（11）： 3338-3349.
10	Lv C， Gong W， Che M X， et al. Effects of altitude and slope direction on water conservation function of litter in alpine shrub meadow. Journal of Soil and Water Conservation， 2020， 34（6）： 219-225， 243.
	吕宸，龚伟，车明轩，等. 海拔和坡向对高寒灌丛草甸凋落物水源涵养功能的影响. 水土保持学报， 2020， 34（6）： 219-225， 243.
11	Miriti J M. The effects of tillage systems on soil physical properties and water conservation in a sandy loam soil in Eastern Kenya. Journal of Soil Science and Environmental Management， 2013， 4（7）： 146-154.
12	Liu M C， Li D Q， Wen Y M， et al. Function and value of water-holding in Sanjiangyuan region. Resources and Environment in the Yangtze Basin， 2006， 15（3）： 405-408.
	刘敏超，李迪强，温琰茂，等. 三江源地区生态系统水源涵养功能分析及其价值评估. 长江流域资源与环境， 2006， 15（3）： 405-408.
13	Jin F， Lu S W， Yu X X， et al. Forest ecosystem service and its evaluation in China. Chinese Journal of Applied Ecology， 2005， 16（8）： 1531-1536.
	靳芳，鲁绍伟，余新晓，等. 中国森林生态系统服务功能及其价值评价. 应用生态学报， 2005， 16（8）： 1531-1536.
14	Hu X Q， Li Z W， Nie X D， et al. Regionalization of soil and water conservation aimed at ecosystem services improvement. Scientific Reports， 2020， 10（10）： 779-788.
15	Zhang B， Li W H， Xie G D， et al. Water conservation of forest ecosystem in Beijing and its value. Ecological Economics， 2010， 69（7）： 1416-1426.
16	Bellin N， Wesemael B， Meerkerk A， et al. Abandonment of soil and water conservation structures in Mediterranean ecosystems. Catena， 2008， 76（2）： 114-121.
17	Kumar R， Kakade V. Tree plantation and soil water conservation enhances climate resilience and carbon sequestration of agro ecosystem in semi-arid degraded ravine lands. Agricultural and Forest Meteorology， 2019， DOI： 10.1016/j.agrformet.2019.107857.
18	Cui J X， Li X F， Zheng H F， et al. Spatial analysis of water conservation function in Northeast China under different climatic conditions. Acta Ecologica Sinica， 2019， 39（9）： 3026-3038.
	崔景轩，李秀芬，郑海峰，等. 典型气候条件下东北地区生态系统水源涵养功能特征. 生态学报， 2019， 39（9）： 3026-3038.
19	Xie G D， Zhang Y L， Lu C X， et al. Study on valuation of rangeland ecosystem services of China. Journal of Natural Resources， 2001， 16（1）： 47-53.
	谢高地，张钇锂，鲁春霞，等. 中国自然草地生态系统服务价值. 自然资源学报， 2001， 16（1）： 47-53.
20	Yu G， Lu C X， Xie G D. Progress in ecosystem services of grassland. Resources Science， 2005， 27（6）： 172-179.
	于格，鲁春霞，谢高地. 草地生态系统服务功能的研究进展. 资源科学， 2005， 27（6）： 172-179.
21	Xie G D， Lu C X， Xiao Y， et al. The economic evaluation of grassland ecosystem services in Qinghai-Tibet Plateau. Journal of Mountain Science， 2003， 21（1）： 50-55.
	谢高地，鲁春霞，肖玉，等. 青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估. 山地学报， 2003， 21（1）： 50-55.
22	Zhao T Q， Ouyang Z Y， Jia L Q， et al. Ecosystem services and their valuation of China grassland. Acta Ecologica Sinica， 2004， 24（6）： 1101-1110.
	赵同谦，欧阳志云，贾良清，等. 中国草地生态系统服务功能间接价值评价. 生态学报， 2004， 24（6）： 1101-1110.
23	Shui W， Bai J P， Jian X M， et al. Changes in water conservation and soil physicochemical properties during the recovery of desertified grassland in Zoigê， China. Acta Ecologica Sinica， 2017， 37（1）： 277-285.
	税伟，白剑平，简小枚，等. 若尔盖沙化草地恢复过程中土壤特性及水源涵养功能. 生态学报， 2017， 37（1）： 277-285.
24	Deng Y， Wang Y. Assessment on water retention function of grassland ecosystems in the upper Yangtze River Basin. Asian Journal of Water， Environment and Pollution， 2009， 7（2）： 1-6.
25	Wang S Z， Fan J W， Li Y Z， et al. Dynamic response of water retention to grazing activity on grassland over the Three River Headwaters region. Agriculture， Ecosystems and Environment， 2019（286）： 1-12.
26	Yang F， Zhang G L， Yang J L， et al. Organic matter controls of soil water retention in an alpine grassland and its significance for hydrological processes. Journal of Hydrology， 2014（519）： 3086-3093.
27	Prakash P. Grazing management in temperate grassland of Kumaun Himalaya for soil water conservation. Journal of Applied and Natural Science， 2013， 5（2）： 345-349.
28	Van Eck N J， Waltman L. VOSviewer： Visualizing scientific landscapes. （2009-11-31）. ［2021-1-23］. https：//www.vosviewer.com/.
29	Chen C M. CiteSpace： Visualizing patterns and trends in scientific literature. （2004-1-21）. ［2021-1-23］. http：//cluster.cis.drexel.edu/~cchen/citespace/.
30	Li J， Chen C M. CiteSpace： Text mining and visualization in scientific literature. Beijing： Capital University of Economics and Business Press， 2016.
	李杰，陈超美. CiteSpace：科技文本挖掘及可视化. 北京：首都经济贸易大学出版社， 2016.
31	Yan X， Cheng C C， Xu C L， et al. Research hotspots and prospects of Yangtze River economic zones： Based on quantitative analysis of knowledge map. Economic Geography， 2018， 38（7）： 16-25.
	严翔，成长春，徐长乐，等. 长江经济带研究热点及展望-基于知识图谱计量分析. 经济地理， 2018， 38（7）： 16-25.
32	Wang J X， Hua L， Deng S C， et al. Knowledge structure analysis of drought monitoring using remote sensing technology in China based on CiteSpace. Arid Land Geography， 2019， 42（1）： 154-161.
	王建勋，华丽，邓世超，等. 基于CiteSpace国内干旱遥感监测的知识图谱分析. 干旱区地理， 2019， 42（1）： 154-161.
33	Zong Q J， Yuan Q J， Shen H Z. Research focus of China library science in 2010 based on VOSviewer. Library， 2012（4）： 88-90.
	宗乾进，袁勤俭，沈洪洲. 基于VOSviewer的2010年中国图书馆学研究热点分析. 图书馆， 2012（4）： 88-90.
34	Liu J H， Cui J M. VOSviewer-based mining of territorial hot research topics. Information Research， 2016（2）： 13-16.
	刘金花，崔金梅. 基于VOSviewer的领域性热门研究主题挖掘. 情报探索， 2016（2）： 13-16.
35	Gao Y F， Xu Y N， Zhu Y X， et al. An analysis of the hotspot and frontier of mine eco-environment restoration based on big data visualization of VOSviewer and CiteSpace. Geological Bulletin of China， 2018， 37（12）： 2144-2153.
	高云峰，徐友宁，祝雅轩，等. 矿山生态环境修复研究热点与前沿分析—基于VOSviewer和CiteSpace的大数据可视化研究. 地质通报， 2018， 37（12）： 2144-2153.
36	Zhao H L， Zhang J. Progress and hotspot analysis of water and drought disaster research in China based on CiteSpace and VOSviewer. Acta Ecologica Sinica， 2020， 40（12）： 4219-4228.
	赵海莉，张婧. 基于CiteSpace和VOSviewer的中国水旱灾害研究进展与热点分析. 生态学报， 2020， 40（12）： 4219-4228.
37	Chen C M， Chen Y， Hou J H， et al. CiteSpace Ⅱ： Detecting and visualizing emerging trends and transient patternsin scientific literature. Journal of the China Society for Scientific and Technical Information， 2009， 28（3）： 401-421.
	陈超美，陈悦，侯剑华，等. CiteSpace Ⅱ：科学文献中新趋势与新动态的识别与可视化. 情报学报， 2009， 28（3）： 401-421.
38	Li B B， Xu M X， Gong C， et al. Hotspots and trends in international soil quality research： Visual analysis of CiteSpace based on big data. Journal of Natural Resources， 2017， 32（11）： 1983-1998.
	李彬彬，许明祥，巩晨，等. 国际土壤质量研究热点与趋势-基于大数据的CiteSpace可视化分析. 自然资源学报， 2017， 32（11）： 1983-1998.
39	Wu H J， Wang X L， Ning L M， et al. Effects of land use change on ecosystem services value-A case study in Wuhan City. Resources and Environment in the Yangtze Basin， 2006， 15（2）： 185-190.
	吴后建，王学雷，宁龙梅，等. 土地利用变化对生态系统服务价值的影响—以武汉市为例. 长江流域资源与环境， 2006， 15（2）： 185-190.
40	Zhang F， Taxipulati T， Ding J L， et al. Spatial-temporal changes of land use and ecosystem services value in the North of Tarim Basin： A case study on the Ugan-Kuqa River Delta Oasis. Journal of Desert Research， 2009， 29（5）： 933-941.
	张飞，塔西甫拉提·特依拜，丁建丽，等. 塔里木盆地北缘绿洲土地利用与生态系统服务价值的时空变化研究-以渭干河-库车河三角洲绿洲为例. 中国沙漠， 2009， 29（5）： 933-941.
41	Pan C X， Li Y Y， Peng Y， et al. Soil water holding capacity under four typical ecosystems in Wuyunjie nature reserve of Hunan Province. Acta Ecologica Sinica， 2012， 32（2）： 538-547.
	潘春翔，李裕元，彭亿，等. 湖南乌云界自然保护区典型生态系统的土壤持水性能. 生态学报， 2012， 32（2）： 538-547.
42	Zhao J M， Xu C L， Ma Y P， et al. Surface cover and soil hydrological characteristics of alpine shrub in Eastern Qilian Mountains. Scientia Silvae Sinicae， 2014， 50（10）： 146-151.
	赵锦梅，徐长林，马亚萍，等. 祁连山东段高寒灌丛地被物与土壤的水文特征. 林业科学， 2014， 50（10）： 146-151.
43	Li S M， Xie G D. Spatial and temporal heterogeneity of water conservation service for meadow ecosystem. Chinese Journal of Grassland， 2015， 37（2）： 88-93.
	李士美，谢高地. 草甸生态系统水源涵养服务功能的时空异质性. 中国草地学报， 2015， 37（2）： 88-93.
44	Liu Y Y， Liu X Y， Zhang B， et al. Evaluation of soil and water conservation function of artificial shrub-grassland ecosystem in hilly region of the Loess Plateau. Journal of Soil and Water Conservation， 2020， 34（3）： 84-90.
	刘宥延，刘兴元，张博，等. 黄土高原丘陵区人工灌草生态系统水土保持功能评估. 水土保持学报， 2020， 34（3）： 84-90.
45	Deyn G B， Shiel R S， Ostle N J， et al. Additional carbon sequestration benefits of grassland diversity restoration. Journal of Applied Ecology， 2011， 48（3）： 600-608.
46	Meusburger K， Konz N， Schaub M， et al. Soil erosion modelled with USLE and PESERA using QuickBird derived vegetation parameters in an alpine catchment. International Journal of Applied Earth Observations and Geoinformation， 2010， 12（3）： 208-215.
47	Roxana A， Martín O， Gonzalo I， et al. Stability of ecosystem functioning and diversity of grasslands at the landscape scale. Landscape Ecology， 2011， 26（7）： 1011-1022.
48	Zhang Y Y. Analysis of water-conserving ecosystem service function assessment in the Sanjiangyuan area from 1980 to 2005. Beijing： Capital Normal University， 2012.
	张媛媛. 1980-2005年三江源区水源涵养生态系统服务功能评估分析. 北京：首都师范大学， 2012.
49	Liu S L， Dong Y H， Li D. Effects of different terrace protection measures in a sloping land consolidation project targeting soil erosion at the slope scale. Ecological Engineering： The Journal of Ecotechnology， 2013（53）： 46-53.
50	Liu Y， Zhu W B， Han Y， et al. Regionalization of water conservation function of Beijing-Tianjin-Hebei Area based on SOFM neural network. Research of Environmental Sciences， 2015， 28（3）： 369-376.
	刘娅，朱文博，韩雅，等. 基于SOFM神经网络的京津冀地区水源涵养功能分区. 环境科学研究， 2015， 28（3）： 369-376.
51	Yang Y S， Zhang L， Wei Y X， et al. Effects of degradation degree on soil physicochemical properties and soil water-holding capacity in Zeku alpine meadow in the headwater region of Three Rivers in China. Chinese Journal of Grassland， 2017， 39（5）： 54-61.
	杨永胜，张莉，未亚西，等. 退化程度对三江源泽库高寒草甸土壤理化性质及持水能力的影响. 中国草地学报， 2017， 39（5）： 54-61.
52	Huang Y， Li X. Ecosystem services evaluation and spatiotemporal analysis of Huaihe River eco-economic zone from 1995 to 2015. Journal of Ecology and Rural Environment， 2021， 37（1）： 49-56.
	黄颖，李鑫. 1995-2015年淮河生态经济区生态系统服务评估与时空变化分析. 生态与农村环境学报， 2021， 37（1）： 49-56.
53	Zhang X F， Niu J M， Zhang Q， et al. Spatial pattern of water conservation function in grassland ecosystem in the Xilin River Basin， Inner Mongolia. Arid Zone Research， 2016， 33（4）： 814-821.
	张雪峰，牛建明，张庆，等. 内蒙古锡林河流域草地生态系统水源涵养功能空间格局. 干旱区研究， 2016， 33（4）： 814-821.
54	Wang C J， Tang X H. A GIS-based study on the function of water conservation. Research of Soil and Water Conservation， 2008， 15（2）： 215-216， 219.
	王春菊，汤小华. GIS支持下的水源涵养功能评价研究. 水土保持研究， 2008， 15（2）： 215-216， 219.
55	Zhang Z F. Evaluation of water conservation function in Beijing based on GIS. Beijing： Beijing Forestry University， 2018.
	张泽芳. 基于GIS的北京市水源涵养功能评价. 北京：北京林业大学， 2018.
56	Wang X M， Liu X C， Long Y X， et al. Spatial-temporal changes and influencing factors of ecosystem services in Shaoguan City based on improved InVEST. Research of Soil and Water Conservation， 2020， 27（5）： 381-388.
	王秀明，刘谞承，龙颖贤，等. 基于改进的InVEST模型的韶关市生态系统服务功能时空变化特征及影响因素. 水土保持研究， 2020， 27（5）： 381-388.

CNKI数据库CNKI database		WOS数据库WOS database
作者Author	共被引强度Citation counts	作者Author	共被引强度Citation counts
吴丹 Wu Dan	7	Li Peng	6
曹巍 Cao Wei	6	Xu Guoce	4
刘贤德 Liu Xiande	5	Yu Deyong	4
黄麟 Huang Lin	4	Li Zhanbin	4
吕一河 Lv Yihe	4	Cheng Shengdong	4
戴其文 Dai Qiwen	4	Allred Brady W	3
李红琴 Li Hongqin	3	Zhao Binhua	3
牛赟 Niu Yun	3	Horn Rainer	3
杨万勤 Yang Wanqin	3	Hodges Karen E	2
王金叶 Wang Jinye	3	Holzkaemper Annelie	2

CNKI数据库CNKI database		WOS数据库WOS database
作者Author	共被引强度Citation counts	作者Author	共被引强度Citation counts
吴丹 Wu Dan	7	Li Peng	6
曹巍 Cao Wei	6	Xu Guoce	4
刘贤德 Liu Xiande	5	Yu Deyong	4
黄麟 Huang Lin	4	Li Zhanbin	4
吕一河 Lv Yihe	4	Cheng Shengdong	4
戴其文 Dai Qiwen	4	Allred Brady W	3
李红琴 Li Hongqin	3	Zhao Binhua	3
牛赟 Niu Yun	3	Horn Rainer	3
杨万勤 Yang Wanqin	3	Hodges Karen E	2
王金叶 Wang Jinye	3	Holzkaemper Annelie	2

研究主题Research topics	关键词聚类Keywords clustering
水源涵养功能Water conservation function	水源涵养功能指标Water conservation function index，水源涵养Water conservation，水源涵养服务Water conservation service.
生态系统服务Ecosystem services	InVEST模型InVEST model，SWAT模型SWAT model，生态系统服务功能Ecosystem service functions，生态系统服务价值Ecosystem service value，生态功能Ecological function，服务功能Service function，供给曲线Supply curves，植被固碳Vegetation carbon fixation，生物多样性维持Biodiversity maintenance，水土保持Soil and water conservation，土壤保持Soil conservation，防风固沙Wind-breaking and sand-fixing.
草地生态系统类型Grassland ecosystem types	天然草地Natural grassland，高寒草甸Alpine meadow，高寒草地Alpine grassland，围栏封育草地Fenced enclosure，自由放牧草地Free ranging，温性草甸草原Temperate meadow steppe，温性荒漠草原Temperate desert steppe.
土地利用变化Land use change	景观格局Landscape pattern，土地利用Land use，时空变化Temporal and spatial variation.
土壤物理性质Soil physical properties	土壤水分Soil moisture，土壤孔隙度Soil porosity，土壤有机质Soil organic matter，土壤渗透性Soil permeability，土壤容重Soil bulk density，土壤持水性能Water-holding capacity.

研究主题Research topics	关键词聚类Keywords clustering
水源涵养功能Water conservation function	水源涵养功能指标Water conservation function index，水源涵养Water conservation，水源涵养服务Water conservation service.
生态系统服务Ecosystem services	InVEST模型InVEST model，SWAT模型SWAT model，生态系统服务功能Ecosystem service functions，生态系统服务价值Ecosystem service value，生态功能Ecological function，服务功能Service function，供给曲线Supply curves，植被固碳Vegetation carbon fixation，生物多样性维持Biodiversity maintenance，水土保持Soil and water conservation，土壤保持Soil conservation，防风固沙Wind-breaking and sand-fixing.
草地生态系统类型Grassland ecosystem types	天然草地Natural grassland，高寒草甸Alpine meadow，高寒草地Alpine grassland，围栏封育草地Fenced enclosure，自由放牧草地Free ranging，温性草甸草原Temperate meadow steppe，温性荒漠草原Temperate desert steppe.
土地利用变化Land use change	景观格局Landscape pattern，土地利用Land use，时空变化Temporal and spatial variation.
土壤物理性质Soil physical properties	土壤水分Soil moisture，土壤孔隙度Soil porosity，土壤有机质Soil organic matter，土壤渗透性Soil permeability，土壤容重Soil bulk density，土壤持水性能Water-holding capacity.

研究主题Research topics	关键词聚类Keyword clustering
水源涵养功能Water conservation function	水源涵养Water-retention，降水Precipitation，降雨Rainfall，水质Water-quality，径流Stream flow，蒸散Evapotranspiration，表面径流Surface runoff.
生态系统服务Ecosystem services	InVEST模型InVEST model，生物多样性Biodiversity，气候变化Climate change，土壤侵蚀Soil erosion，水蚀Water erosion，固碳Carbon sequestration，水土保持Soil water retention，产沙量Sediment yield.
草地生态系统类型Grassland ecosystem types	草原凹坑区Prairie pothole region，草原Prairie，草地Grassland，草甸Meadows.
土地利用变化Land use change	土地利用Land use，景观Landscape，格局Pattern.
土壤物理性质Soil physical properties	物理属性Physical-properties，渗透性Infiltration，有机碳Organic-carbon，土壤水分Soil moisture，土壤有机碳Soil organic carbon，饱和导水率Saturated hydraulic conductivity.