科学网—60余年全球植物园繁华里的科学研究演进脉络

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2026-7-15 12:04

| 个人分类: 战略发展 | 系统分类: 观点评述

从古巴比伦空中花园的阶梯果树灌溉园，到文艺复兴欧洲大学的药用植物园，再到如今遍布全球、肩负物种守护与公众科普双重使命的 现代植物园 ，人类栽种、观察、守护植物的场所，走过了数千年时光。 2024 年发表的 文献计量学研究 ，以跨越 64 年的学术文献为画布，用 文献计量分析 这一量化科研图谱工具，梳理了全球植物园研究的生长轨迹、核心研究者、机构阵营与议题变迁，既藏着植物保护的科学逻辑，也记录着人类面对 气候危机 、 生物多样性衰退 时的思考转向。

1 研究缘起：填补植物园学术研究的历史空白

植物园从来不是单纯的观光公园或花园。现代语境下，植物园是 迁地保护 的核心载体、 植物分类学 实验室、 城市生态教育 课堂，更是应对 气候变化 的 植物活体基因库 。但此文之前，全球针对植物园的 量化综述 存在明显短板：过往同类研究仅依托 Web of Science 单一数据库、研究时段窄至 1975—2020 年，且只聚焦园林教育单一方向，忽略 生态修复 、 气候适应 、 入侵物种管控 等前沿议题，无法完整呈现植物园研究的全貌。

为弥补这一研究缺口，该研究团队明确了核心探究方向，系统探析 1960—2023 年全球植物园领域论文产出的时序演变规律，厘清主导该领域科研发展的核心学者、研究机构与国家力量，梳理领域内高被引文献聚焦的核心科学命题，并依托 关键词共现网络 挖掘植物园研究领域的经典议题与新兴前沿主题。

2 研究方法：兼顾广度与严谨的文献计量 流程

（ 1 ） 数据源与检索策略

研究选用 Scopus 数据库 作为数据来源，相较于 科学引文数据库（ Web of Science ） ，研究覆盖环境、农林、社科多学科文献，地理覆盖范围更广，自带引文、机构、作者元数据，适配文献计量分析需求。检索 截止于 2024 年 1 月 29 日，检索式限定 标题检索 ，纳入 植物园、树木园、活体植物收藏、植物标本园 等多组同义术语，时间 跨度 1960—2023 年，仅保留 同行评审期刊原创论文 。原始检索 获 2062 篇文献，经过两轮人工筛选剔除无关主题文献，最终得到有效数据集 1340 篇 完整论文。

文献检索与筛选流程图： 展示本研究基于 Scopus 数据库的文献检索、初筛、复筛全流程，清晰呈现无效文献剔除标准与最终有效文献样本量，为研究数据的严谨性与规范性提供支撑。

（ 2 ） 数据清洗与分析工具

为解决 海量文献数据作者姓名、机构名称、关键词书写不统一问题，团队搭配 两套工具 完成标准化处理： 利用 开放精炼工具 （ OpenRefine ） 批量聚类、统一关键词、作者与机构名称，消除 拼写 偏差； 文献计量工具 （ biblioMagika ） 测算 h 指数、 g 指数、 m 指数 三类核心学术影响力指标； 文献可视化工具 （ Biblioshiny ） 绘制 关键词共现网络、主题演化桑基图、主题战略图谱 ，实现 科学图谱可视化 ，同时搭配 Microsoft Excel 完成基础数据整理与统计工作。三类核心计量指标 包括 h 指数（ h-index ） 可同时衡量学者发文量与被引影响力 ， g 指数（ g-index ） 侧重放大高被引论文的权重 ， m 指数（ m-index ） 对比青年学者与资深研究者的学术影响力，规避从业时长评价偏差。

3 六十多 年植物园研究的四大图景

图景 1 发文与被引趋势 ： 持续扩张 的植物园研究版图

1960 至 2023 年，全球植物园 领域 论文 总 量呈 指数级增长 ，尤其 2015 年后产出爆发式增长，这与全球 生物多样性丧失、气候变化 两大环境危机持续升温直接相关，各国科研体系开始重视植物园的 生态缓冲价值 。

【图 2 1960—2023 年植物园领域年度发文量与被引频次变化图】

直观呈现 6 0 多 年间 植物园 学术成果产出规模与学术影响力的时序变化趋势， 尤其是 2015 年后研究热度爆发式增长的核心特征。

增长底层驱动力 ：全球生物多样性丧失、气候危机加剧， 迁地保护 、 生态修复 成为全球共识；植物园兼具活体标本库、长期物候观测平台、公众环境教育载体三重价值，学术关注度持续攀升；城市疗愈园艺、生态旅游、药用植物精油开发等交叉方向持续扩容。

近年被引下滑合理 ： 2021 年后新增大量前沿细分方向论文，发表时间较短，尚未获得学界广泛引用，属于新领域文献普遍存在的 “引用滞后效应”，并非研究质量下降。

图景 2 全球科研力量分布 ： 国家、机构、顶尖学者三足格局

国家层面美国 英国 领跑， 第二方阵紧随

全球发文热力图展现区域科研差距，整体呈现清晰的梯队格局， 美国和英国稳居 第一方阵 ， 其中美国以 195 篇 论文位居全球第一，依托完善的植物园体系，包括纽约植物园、美国国家植物园 等机构，覆盖传粉保护、真菌多样性、公众环境干预多元研究 ， 凭借 成熟的跨学科科研资金体系与公众保护项目，实现了长期稳定的科研产出 。英国 发表 126 篇 论文，总被引 1685 次 ，核心机构为英国邱园 及爱丁堡皇家植物园 ，全球种子库、迁地保护标准制定领域话语权极强。

中、俄 、 巴西 形成 第二梯队 ： 俄罗斯以 99 篇、中国以 92 篇 、 巴西以 64 篇 论文紧随其后， 三 国凭借广袤的国土面积与丰富的特有植物资源，长期深耕植物园领域的迁地保护与植物分类核心研究；印度 （ 33 篇 ） 、澳大利亚 （ 42 篇 ） 以及克罗地亚（ Croatia ）与突尼斯（ Tunisia ） 等国家也凭借自身资源优势 和深度研究 ，构成了该领域的区域次核心科研力量。

机构层面 中国科学院发文最多，俄科学院、英国皇家植物园学术影响力更强

按总发文量排序， 中国科学院 以 63 篇论文位居全球机构榜首，依托 华南植物园、西双版纳植物园 等平台，收集 庞大的 维管植物 开展保育研究；但以总被引、 h 指数衡量学术质量时， 俄罗斯科学院、英国皇家植物园邱园 表现更突出，长期产出高影响力经典综述与物种 保护 实操方案； 巴西里约热内卢联邦农村大学 单篇平均被引达到 11.76 ，跨物种研究成果广受国际引用。

顶尖学者分为两大研究流派

从高产出作者相关数据可以看出，全球植物园研究领域形成了两条成熟的主流研究主线， 迁地保护流派 （ ex-situ conservation school ） 与 植物精油与天然活性物质流派 （ essential oil and natural active substance research school ） 。其中克罗地亚学者 科瓦契奇 （ Sanja Kovačić ） 、英国 BGCI 沙罗克 （ Suzanne Sharrock ） 深耕迁地保护领域，核心研究方向围绕植物园建设、植物迁地保护、 生物多样性 保护 ， Sharrock 单篇论文平均被引高达 20.43 ，是全球迁地保护领域的标杆性学者； 英国雷丁大学分类学家 海伍德 （ Vernon Hilton Heywood ）专注保护区规划、植物保护政策 及植物园规范和药用植物保护应用，产生许多划时代文章 。突尼斯学者 埃莱西 （ Ameur Elaissi ）、 谢姆利 （ Rachid Chemli ） 则聚焦植物资源开发利用，主要研究 精油、百里香属植物、抗菌活性 ，深度挖掘植物园活体植物收藏的药用开发价值 。 除此之外，乌克兰 普拉加塔尔 （ Yuri V. Plugatar ）主攻植物叶片气孔导度 及 光合作用、波兰的部分学者专注于 原生生物 、生物炭土壤改良 等基础研究方向，体现植物园研究高度跨学科特征。

图景 3 关键词共现网络 —— 清晰划分四大研究主题象限

研究依托作者 关键词共现网络 与 主题战略图谱 ，结合 中心度 （ relevance degree，横向，代表领域影响力） 与 密度 （ development degree，纵向，代表主题成熟度） 两大核心维度，将植物园领域所有研究议题划分为四大清晰的主题类型。

植物园领域 核心驱动力 主题 （ Motor Themes，右上） ： 高中心度 + 高密度 ， 包含 入侵物种、生态修复、 迁地保护、树木园 ，研究体系成熟、跨学科关联度高， 持续产生高影响力成果， 是当下 植物园 领域核心创新研究赛道 。

基础横向主题 （ Basic Themes，右下） ： 高中心度、低密度 ， 贯穿全领域但深度不足， 涵盖 生物多样性、植物分类学、气候变化 ，作为植物园研究的底层核心内容，对应全球重大环境议题，应用场景广泛但仍存在大量研究空白，亟待跨学科深化研究 ， 是未来需要重点深耕的方向 。

小众特色主题 （ Niche Themes ，左上） ：高密度、低中心度，细分领域成熟但与主流研究联动弱， 包含 树木、植被、 历史收藏、 民族植物学 ， 专题 研究成果扎实，但与主流保育研究联动性较弱 ， 有待进一步跨领域融合创新，未来需加强与保 护 、气候议题交叉融合 。

新兴 / 衰退主题 （ Emerging or Declining Themes ，左下）：低密度、低中心度， 以 树木园、历史植物收藏 为核心， 涵盖 尚 在起步而 未崛起的新兴方向，也 包含 注度逐步回落的传统研究领域。

植物园科学研究作者关键词共现网络图谱： 以节点和连线可视化各研究关键词的关联强度与共现规律，清晰区分核心热点议题与小众细分议题，直观反映领域研究的知识结构。

图景 4 六十余年 主题演化 的 重心 转变

将 1960—2023 年的 64 年研究历程划分为四个阶段， 以 主题演化桑基图清晰还原 植物园 领域研究议题的迭代变迁过程。

1960—2004 年为学科起步阶段 （ 奠基期 ） ，研究核心聚焦 树木园 、 植物园、 植物区系 与历史 植物收藏，以传统植物分类、植物基础引种研究为主 ，气候变化、生态修复几乎无相关文献。

2005—2014 年是生态保育意识觉醒阶段 （ 转型期 ） ， 保护、生物多样性、气候变化 、 园艺 兴起 成为高频研究关键词，全球生物多样性战略推动迁地保护成为主流，区域热带植物园资源调查大量涌现 ， 植物迁地保护相关研究正式 流行 。

2015—2020 年领域研究全面升级 阶段 （ 扩张期 ） ， 受全球生态危机影响， 气候变化 、 入侵物种 、 物候学 、 精油 爆发，全球变暖带来长期物候观测、外来物种管控需求，药用植物化学开发形成独立分支 ，植物园的气候适应价值得到学界广泛关注与讨论 。

2021—2023 年进入多元融合发展阶段 （ 多元交叉期 ） ， 遗传多样性 、 民族植物学 、 碳储量 、 城市生态服务 成为新增热点，植物园延伸至城市生态、碳中和、原住民植物资源利用等社科交叉领域 ， 让植物园从单一的物种保存库，逐步转型为集科研、文旅、医药研发、公众生态教育于一体的综合性生态科研平台。

1960—2023 年植物园研究主题演化桑基图： 动态展示 64 年间植物园研究关键词、核心议题的迭代迁移与演进脉络，直观呈现学科研究重心的四次阶段性转向与多元化发展趋势。

植物园研究主题战略四象限图谱。 基于中心度与密度双维度，将领域研究主题划分为动力主题、基础主题、小众主题、新兴 / 衰退主题四大象限，精准界定各议题的研究成熟度与行业影响力。

4 研究背后的现实逻辑、价值与局限

（ 1 ） 研究趋势的时代动因

全球植物园研究热度持续攀升，本质是人类生态保护认知不断迭代升级的直观体现，多重时代因素共同推动了领域发展。国际《 全球植物保护战略 》《 植物园保护国际议程 》等全球性生态公约的落地实施，明确了植物园的生态定位，推动各国将植物迁地保护 确立为 植物园核心职能；全球极端气候事件频发的背景下，植物园留存的 500 年 甚至更长远 活体植物 收藏 与长期观测数据，使其成为开展 物候观测 、 植物气候适应性 实验的天然科研实验室；同时伴随城市化快速推进，植物园作为核心 城市绿色基础设施 ，其承载的 生态康养、生态旅游、居民心理健康 等社会生态价值，也逐渐成为学界重点研究方向。

（ 2 ） 多层次研究启示

理论启示 ， 研究完整搭建了植物园领域的 文献计量分析框架 ，通过 h/g/m 多指数组合评估科研影响力，证实植物园学科已从单一植物学分支，演变为融合 环境科学、生态学、农学、社会科学、医药学 等多学科 交叉 ， 自然、文化、艺术和 学科 融合的综合机构 。

实践启示 ， 各国植物园、科研机构可依据图谱找准合作方向：中美俄机构可联合开展跨区域珍稀物种迁地保护；北非、地中海学者的精油药用研究可与东亚民族植物学团队联动；小众树木、植被研究需主动对接气候变化核心议题，提升成果影响力。

社会启示 ， 植物园不止是科研场所，更是面向公众的环境教育载体。相关研究结论可用于制定城市绿地政策、公众自然教育方案，推动全民植物保护意识。

（ 3 ） 研究局限性与未来拓展方向

本次文献计量综述存在四处客观研究局限，也为后续植物园领域研究指明了清晰的优化方向。本次研究仅依托 斯高帕斯数据库（ Scopus database ） 开展数据分析，数据源相对单一，未来可整合 科学引文数据库（ Web of Science ）、中国知网（ CNKI ） 等多平台数据，覆盖多语种、多区域文献，完善研究样本；同时研究检索仅限定文献标题关键词，存在遗漏正文涉及植物园研究、但标题未标注相关术语的优质论文的可能性；在文献筛选上，本次仅纳入同行评审原创期刊论文， 未涵盖 会议论文、专著综述等文献 ，无法全方位覆盖领域全部学术产出；此外，纯量化的文献计量图谱只能呈现研究宏观格局，无法替代文本深度解析，后续可结合 内容分析法、元分析 开展质性研究，弥补量化分析的短板，让研究结论更全面、更精细。

结合领域研究现状与现存空白，本次研究提出五大针对性的未来研究建议，助力植物园领域高质量发展。 （ 1 ） 学界需要持续推动全球跨区域科研协作，补足热带、南半球生物多样性国家研究短板 ， 缩小南北国家植物园科研产出与研究水平的差距，构建全球联动的植物 保护 科研体系； （ 2 ） 重点 拓展高潜力前沿： 气候变化、生态修复、植物遗传多样性、民族药用植物 四大前沿研究赛道，聚焦领域核心创新方向； （ 3 ） 深度融合小众主题， 主动打通 民族植物学、 树木植被 等小众主题与气候变化、生态修复主流植物 保护 研究的学术壁垒，推动细分研究成果融入领域核心发展体系； （ 4 ） 大力推进跨学科融合合作，整合 植物学、环境科学、旅游学、公共卫生学 多领域研究力量，丰富学科研究维度，完善 生态旅游、公众康养、环境教育 相关实证研究，全方位挖掘植物园的生态与社会价值； （ 5 ） 持续拓展植物园社会价值相关研究 ，完善长期物候、种子库、活体种质资源的标准化数据共享体系。

5 结语：植物园 —— 连接人文历史与未来生态的学术桥梁

从古巴比伦阶梯药圃到如今遍布全球、承载百万种活体植物的现代植物园，六十 余 年学术文献轨迹清晰记录人类应对环境危机的思考转变。过去学者只专注植物命名、栽培收藏；如今研究者 立足 植物园的温室、林地与种子库，直面气候变化、物种灭绝、外来生物入侵、城市生态失衡等全球性难题。

这份文献计量图谱 不止于 学术数据统计，更是一段人与自然共生的人文叙事：每一篇论文背后，是各国植物园工作者数十年的种质收集、野外调查、公众科普；每一条兴起的研究主题，都是地球生态向人类发出的信号。未来，唯有打破学科、国界壁垒，以多元交叉视角挖掘植物园的生态、科研、人文价值，才能让这些 “ 活的植物方舟 ” 持续守护全球生物多样性。

扩展阅读

Manan, A., Maruf, A., Ahmi, A., & Hasani, U. O. (2024). Blossoming insights: A bibliometric review of botanical gardens’ research across time (1960–2023). International Journal of Design & Nature and Ecodynamics , 19(6), 2127–2140. https://doi.org/10.18280/ijdne.190629

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主题：植物园