本文使用CiteSpace5.8 R3，指定与森林碳汇相关文献发表的时间段，选择包括作者、机构、国家、关键词、被引文献等相应节点，并设置具体阈值，构建文献可视化图。具体通过分析并总结与森林碳汇相关的知识基础、热点、新兴趋势和论文的关键词以期推动森林碳汇研究的发展。

为保证分析结果的权威性和代表性，选择中国知网（China National Knowledge Infrastructure,CNKI）收录的中国社会科学引文索引、中国科学引文数据库和北大核心期刊作为数据来源。国际期刊是基于Web of Science（WOS）进行搜索，包括科学引文索引扩展版、社会科学引文索引和艺术与人文科学引文索引数据库，以保障所选取期刊的覆盖全面性^[9]。

在中国知网以“森林碳汇”“林业碳汇”作为主题进行检索，时间范围设定为2000年1月1日至2021年12月31日，初步进行模糊检索后得到672篇文献。在剔除了会议记录、文件政策等不符合研究目的条目后，最终得到456篇文献进行保存和数据转换。

在WOS以“forestcarbonsequestration”、“forest carbon sink”进行检索，时间范围设定为全部年份（即1950年—2021年），语种选定为英文，文章类型确定为学术期刊或综述，初步检索后得到14499篇文献。经过数据库过滤和人工判读筛选后得到最终文献12216篇，以“Full Record and Cited References”进行条目保存及后续数据分析。

由图1可知，WOS和CNKI中与森林碳汇相关的研究总体处于稳定增长状态，且自2019年开始，增长势头更为明显。国际上第一篇关于森林碳汇的文献发表于1990年，而国内相关文献在核心期刊的发表时间为2000年，较国际期刊晚10年。国际上2021年单年发表文献数为302，为发表文献最多的一年，而国内2021年单年发表文献数为31篇，约占国际期刊的发文量1/10。但是，总体上在国内外，森林碳汇研究的发文量都日益增加，且近10年来增长迅速，是重要的研究热点之一。

图  1  国内外森林碳汇研究发文量统计

表1展示了全球各个国家森林碳汇研究的发文情况，1990至2021年，美国科研院校及其他机构发表论文3 879篇，中国科研院校及其他机构发表论文2 904篇，德国科研院校及其他机构发表论文1022篇。为分析该国在森林碳汇研究领域中的重要性，衡量连接不同网络关系的节点重要程度，本文进一步计算各节点的中介中心性（Betweenness Centrality），即各国发文的最短路径。当中介中心性大于等于0.1时，该节点被称之为关键节点^[10]。由表1可知，尽管中国有大量的出版物，但中介中心性较低，仅为0.07，表明其合作机构较少，中国在森林碳汇研究方面的发文影响力和重要程度较低。

图2 展示了森林碳汇相关研究机构的合作网络图谱。美国作为森林碳汇研究发文量最大的国家，研究机构主要集中在各大高校，排名第1的是俄亥俄州立大学（OhioState University），紧随其后的是俄勒冈州立大学（OregonStateUniversity）和杜克大学（DukeUniversity）。除此之外，美国林务局（United States Forest Service）也是主要的研究机构之一。中国的研究机构以中国科学院（Chinese Academy of Sciences）为主。由图可知，以上各机构间保持有比较紧密的联系，如俄亥俄州立大学与杜克大学之间，美国林务局与俄勒冈州立大学之间有比较紧密的联系。中国科学院与北京林业大学、沈阳农业大学有较为紧密的联系。但同时也发现，中国的研究机构以北京林业大学和中国科学院作为代表与国外研究机构有科研合作，其合作研究机构主要有不列颠哥伦比亚大学（University of British Columbia）、密歇根州州立大学（Michigan State University）、路易斯安那州立大学（Louisiana State University）等高校。

图  2  森林碳汇研究机构合作网络图谱

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。

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

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。

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。

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]。

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。

为了进一步揭示森林碳汇研究的起源、历史和现状，本文在对关键词共现分析的基础上，进一步使用时区图（“Tendency Zone”）进行研究进程的可视化分析。图5展示了国内目前森林碳汇研究领域演进的整体趋势，总体而言，气候变化与森林碳汇紧密连接。由图5可知，2000至2005年，关于森林碳汇的研究主要集中在气候变化和碳储量等范畴，且其研究热度经久不衰；2006年开始，研究内容主要集中在森林管理和生物质方面的研究，并不断探求新的领域，包括低碳经济、生态补偿等；2012年，研究中国森林碳汇的文献集中出现；2016年，森林碳汇研究进入了新阶段，森林碳汇被学界所关注；尽管2017至2019年并未有大量相关研究出现，但是2020年又进入了一个新的主题研究阶段。碳中和与碳达峰为主题的相关研究是自2020起的最新关注领域，这是由于2020年习近平总书记在第七十五届联合国大会承诺“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”。自此，学界对如何实现碳达峰和碳中和进行积极了探讨。森林碳汇在抵消碳排放和应对气候变化问题上有重要作用，林业相关领域专家也纷纷为其贡献学术智慧。此外，从各个节点的交叉情况来看，气候变化、碳汇、林业碳汇、森林经营、碳中和、碳达峰等均与森林碳汇主题有交叉，表明由森林碳汇所引申出的研究领域广泛且包含不同层次。

图  5  森林碳汇研究领域关键词演进趋势可视化图

为了解国际上关于森林碳汇研究的前沿，本文对1990—2021年国际相关文献进行突现词分析。该关键词的突现情况高表明其引用频次在一定时期内急剧增加，本文选取排名前10的突现词制成表6。其中，最早出现的高突现词为森林管理，自1996年开始该研究方向成为热点研究领域直至2009年。碳汇自2001年兴起，森林碳汇在2016年成为高强度突现词。尽管有最新的突现词出现，但二者目前仍是学界重点关注的领域。气候政策是森林碳汇研究的起源，但是其在2016—2019年间引用量有较大的变化，呈现高强度研究热点状态。此外，生物群落测算与动态分析作为高强度突现词是在2020年开始，并成为近年的新兴研究领域。

综合国内外研究可以发现，未来森林碳汇领域的研究主要集中在气候变化的缓解途径上。中国对森林碳汇的研究视角以气候变化为大背景，既重视了全球治理的良性发展，强调了中国作为大国的责任担当，同时也聚焦了森林自身的经营管理和政策调整问题。国际上的研究前沿主要是在生物量分析与其他相关能源消耗的动态分析上。总体而言，国内更聚焦于政策评估类的研究，而国外更倾向于基于自然科学的多学科交叉研究。

学术论文的被引频次能够在一定程度上反映其学术影响及社会关注度。本文首先以中国知网数据库为基础，针对目前已发表的与森林碳汇相关文献进行共被引和聚类分析，得到国内期刊森林碳汇的高被引文献（见表7）。总体而言，国内期刊大多关注森林碳储量估算、碳吸收能力与森林碳汇增长等计量与测算问题。无论是做政策分析，或者是其他测算研究，学者都会参考已有碳汇量测度研究结论。通过对国内森林碳储量进行准确估算，了解森林系统的碳吸收能力及其影响因素，以掌握全国森林碳汇情况，为制定森林资源保护与碳汇增长政策提供科学依据。值得注意的是，何英等^[42]则关注了森林碳汇交易市场，并就国内外发展情况进行对比，提出我国森林碳汇交易市场开发与发展的潜力与挑战。

为展现国内外学者在国际期刊的影响力，本文进一步以WOS数据库为基础，得到前10名国内学者和国外学者的高被引文献（表8和表9）。由结果可以发现，国际期刊数据库中国内和国外学者引用量最高的均偏向于自然科学研究。潘愉德^[43]利用森林清查数据和长期生态系统碳研究数据库，估计了1990—2007年全球森林总碳汇量，证明了森林庞大且稳定的特质对应对全球气候变化有重要作用。朴世龙^[44]采用卫星大气生态探测方法对20世纪80和90年代中国分区域的生物量及土壤含碳情况进行推断测算，认为中国具有巨大的生物质碳储量潜力，对全球陆地生态系统的稳定和多样性做出卓越贡献^[45]。于贵瑞^[46]对不同纬度的碳源和碳汇的位置进行观测，以准确预测未来全球二氧化碳和气候的变化，结果表明北半球陆地森林在全球碳循环的作用不可忽视。邓蕾^[47]和逯非^[48]对中国退耕还林等六大生态工程进行评估后，发现耕地转化为森林会有更持久的固碳能力，且树种会很大程度上影响土壤碳储量的变化速度，生物量密度进而迅速增加^[49]，因此证实了土地利用的变化对增加碳汇有明显积极作用，包括在应对气候变化和粮食危机等可持续发展方面^[50-51]。

国外学者的高被引文献也多是基于缓解和应对气候变化展开的森林碳汇的研究。毁林、化石燃料开发等人类活动所造成的高碳排放对气候造成了严重的威胁，森林碳汇作为经济且稳定的碳汇方式，为缓解气候变化作出重大贡献^[52,53]。Luyssaert^[54]以原始林作为研究对象，指出其可以继续固碳且会持续吸收碳，全球15%的森林面积为全球生态系统提供了至少 10% 的净生态系统生产力（NEP）。Poorter^[55]对热带地区的次生林应对气候变化和碳汇能力的不确定性进行了分析，认为相对于原始林而言，次生林会更有弹性和效率。Batjes^[56]重点测算了土壤中的碳含量，发现人类正在直接或间接（前者是通过森林管理，后者是通过氮沉降）影响全球陆地生态系统的碳平衡。而后，Griscom^[57]对“基于自然的气候解决方案” (Natural Climate Solutions，NCS) 进行综合分析后，认为NCS作为一种成本效益较高的缓解气候措施，预计到2030 年可以为全球应对气候变化做出超过1/3的有效贡献，以帮助全球气温上升控制在 2°C 以内，以应对全球气候变化挑战。除了对生态系统生物量和碳汇量等进行测算外，也有学者以经济学视角切入进行碳市场的分析预测^[58]。Woodbury^[59]将两个全球模型结合起来，将研究气候政策的“能源-经济-气候”模型与林业模型进行迭代，以评估碳市场对森林碳汇的最优选择，进而提供最佳减排策略。Sohngen等^[34]将生态因素与经济因素相结合，建立了全球动态均衡木材市场模型，以估算未来木材的供给并在此基础上对碳汇进行预测，最终为森林经营管理提出优化建议^[36]。

共被引是指两篇文献同时被另外一篇文献所引用的频率，也称之为共被引强度，是反映某一文献在该领域影响力的重要指标之一。为分析“森林碳汇”相关主题论文在各期刊上发表情况，对文献共被引进行了聚类分析后，可以发现森林碳汇相关研究主要发表在如下期刊：Forest Ecology and Management，Global Change Biology，Climate Change，ForestPolicyand Economics，Nature，Forests，American Journal of Agricultural Economics。其中，Forest Ecology and Management，Global Change Biology，Climate Change和Forest Policy and Economics上发表森林碳汇相关论文超过30篇。此外，高发文期刊中Climate Change和Global Change Biology的中介中心性较高，分别为0.17和0.15。虽然Nature发文量不多，但是其相关文章引用量很高，BC值为0.27。此外，本文进一步针对突现的高被引期刊进行分析，其中American Journal of Agricultural Economics自1999至2001年间，关于森林碳汇的发文量较多；Nature Communication、Scientific Reports、Sustainability-Basel这3个期刊自2018年开始，关于森林碳汇的发文量突增。

本文利用CiteSpace 5.8 R3软件，对近20年来国内外森林碳汇的相关研究进行文献计量可视化分析，在总结了目前国内外学界森林碳汇的研究现状、研究热点后，进一步探讨了未来森林碳汇的研究方向。

第一，森林碳汇的研究起源于解决气候变化，且主要集中在林学和林业经济学科。美国、德国和中国是国际上研究森林碳汇的主要国家，并以美国为主导地位。尽管中国对森林碳汇的研究起步较晚，但近年来相关研究量增长较快，发文量持续增加。以中国科学院为代表的科研机构在森林碳汇研究方面已处于国际领先地位，影响力较强。

第二，森林碳汇的研究领域主要集中在环境科学和生态学方面，以生态学方法对森林碳汇进行土壤固碳机制和森林固碳能力测算的研究较多，而在经济学方面研究相对较少。经济学方面在宏观上主要涉及气候变化、森林碳汇成本、森林管理等政策制定，微观上集中在林农生态补偿、市场碳交易等方面。

第三，中国森林碳汇领域的研究趋势主要经历了起步、发展、衰退、爆发4个阶段。首先，中国与国际一致，碳汇研究也起源于气候变化，并在2010年达到一个快速发展期，发表了与森林生物量、森林碳汇、低碳经济相关的大量文章；2015年开始热度逐渐下降，而后受“双碳”战略背景的影响，2020年开始相关研究集中爆发，重点集中在碳中和与碳达峰相关领域。

未来，中国在森林碳汇的研究中可以以“双碳”政策为契机，融合交叉学科，深入挖掘森林碳汇的潜力与空间效应，建立健全森林碳汇交易市场。第一，要加强对森林碳汇机理的研究，深入分析森林生态系统中的碳循环机制；第二，充分发挥市场机制作用，构建森林碳汇交易市场与平台；第三，完善森林碳汇价值核算体系，推动生态产品服务价值实现。此外，可以推动跨学科整合，以协同治理视角对双碳目标实现、森林碳汇、社会和谐与人类福祉进行内在机制分析，促进人与自然和谐共生。