《Regional Studies in Marine Science》:Charting the Future of Coastal Resilience: A Three-Decade Global Exploration of Coastal Vulnerability Science and Strategic Gaps
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沿海脆弱性指数研究进展及区域分布特征,通过文献计量分析发现全球相关研究年增长7%,亚洲主导但存在区域不平衡,需加强社会经济与政策整合以提升沿海韧性。
桑图·古查伊特(Santu Guchhait)| 曼诺兰詹·米什拉(Manoranjan Mishra)| 斯里鲁普·戈斯瓦米(Shreerup Goswami)| 苏曼·保罗(Suman Paul)| 拉杰库马尔·古里亚(Rajkumar Guria)| 理查德·马克斯·达·席尔瓦(Richard Marques da Silva)| 塞尔索·奥古斯托·吉马良斯·桑托斯(Celso Augusto Guimar?es Santos)| 曼朱拉·拉纳加拉格(Manjula Ranagalage)| 阿布·雷扎·穆罕默德·托菲库尔·伊斯兰(Abu Reza Md. Towfiqul Islam)
印度奥里萨邦巴拉萨奥雷(Balasore)努阿帕迪(Nuapadhi)维亚萨维哈尔(Vyasa Vihar)法基尔·莫汉大学(Fakir Mohan University)地理系,邮编756089
摘要
沿海地区是最容易受到气候变化及相关灾害影响的区域。然而,这些地区居住着全球37%的人口,根据最近的研究预测,到2030年将有8.929亿人受到影响。因此,分析沿海脆弱性的演变成为一项全球性研究重点,以增强沿海地区的韧性,促进实现可持续发展目标13(气候行动)和可持续发展目标14(水下生命)。本研究通过Scopus数据库中可获得的同行评审文章,对1991年至2025年间沿海脆弱性指数(CVI)的趋势进行了文献计量分析,并探讨了其主题演变,为未来的研究方向提供了参考。在从1933篇检索到的文章中,经过PRISMA筛选后,共有434篇CVI核心研究论文被用于Biblioshiny和VOSviewer进行主题演变和聚类模式分析。此外,该研究还将文献计量数据整合到地理空间环境中,对CVI研究进行了全球映射。分析表明,关于沿海脆弱性的研究呈增长趋势,年增长率为7.00%,平均文献年龄为6.20年。自仙台框架(Sendai Framework)、可持续发展目标(SDGs)以及巴黎COP21会议以来,2015年至2024年间CVI相关研究的发表数量增加了200%。研究还揭示了CVI研究的区域不平衡性,亚洲成为主要研究领域,其中印度处于领先地位,其次是欧洲和非洲。全球映射结合了沿海脆弱性的驱动因素,揭示了未来研究具有较大潜力的不足领域。将社会经济脆弱性和基于风险的政策联系起来,可以弥补CVI研究中的战略空白,从而提升沿海地区的韧性。
引言
沿海地带是陆地与海洋之间的动态界面,日益面临多种由气候变化引起的灾害,使其成为全球最脆弱的地区之一(Sandifer和Scott,2021;Mishra等人,2024;Paul等人,2024;Mishra等人,2023)。目前全球约37%的人口居住在沿海地区(Fugger,2022),其中近8.98亿人生活在低海拔沿海地区(LECZs),预计这一数字在未来几十年将大幅增加(Reimann等人,2023;Nownes,2023)。人为压力的加剧,加上海平面上升、海岸侵蚀、海水入侵、地面沉降以及极端事件频率的增加等气候驱动因素,进一步加剧了沿海系统的脆弱性(Anfuso等人,2021;ElKotby等人,2024;Boumpoulis等人,2025;WMO,2024)。这些灾害不仅影响自然景观,还破坏沿海社区的生计、生态系统和适应能力(Christophe等人,2025;Ghaderi和Rahbani,2024;Medeu等人,2023)。因此,通过强大的脆弱性和风险评估来增强沿海韧性已成为可持续沿海管理的关键要求。
在此背景下,由Gornitz等人(1991)首次提出的沿海脆弱性指数(CVI)被广泛采用作为一个基于指标的框架,用于量化相对沿海脆弱性,最初使用与地貌和水动力学相关的七个物理参数。随后Thieler和Hammar-Klose(1999)等人简化或修改了参数集,同时保持基于几何平均值和相对风险评分的分类方法。随着时间的推移,出现了多种衍生指数和综合指数,如沿海敏感性指数(CSI)、侵蚀脆弱性指数(EVI)、综合沿海脆弱性指数(ICVI)和社会经济脆弱性指数(SoVI),反映了将社会经济和环境维度纳入脆弱性评估的不断努力(Karymbalis等人,2012;Mendoza和Jiménez,2009;Ahsan和Warner,2014;Dey和Mazumder,2023)。遥感和GIS技术的进步进一步提高了CVI应用的空间分辨率和数据整合能力(El-Shahat等人,2021;Hasan等人,2024;Queiroz等人,2022)。最近,随机森林(Random Forest)、支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)和提升算法(boosting algorithms)等机器学习方法被引入,以解决基于等权重或专家加权方案的局限性,并捕捉脆弱性驱动因素之间的非线性相互作用(Al-Wardy等人,2025;Mondal等人,2025;Nourdi等人,2024)。
尽管方法论有所进步,CVI文献仍存在一些重要局限。首先,参数选择、加权技术和脆弱性框架存在较大差异,这限制了跨区域比较和综合。其次,CVI研究的空间分布极不均衡,许多对气候敏感的海岸线获得的科学关注有限。第三,尽管CVI输出常用于脆弱性分类,但它们很少转化为韧性规划和政策制定的实际输入,导致科学评估与治理框架之间存在持续差距。这些限制阻碍了CVI在指导符合全球可持续发展目标的长期沿海适应策略中的实际应用。
文献计量分析提供了一种系统和定量的方法,用于探索大量文献中的科学研究产出、主题演变、合作结构及新兴研究领域(Abdullah等人,2023;Thayyib等人,2023)。虽然之前的综述和文献计量研究已经探讨了沿海脆弱性的特定方面、气候指数或区域趋势,但它们通常受到时间范围狭窄、主题聚焦或地理覆盖范围有限的限制(Rocha等人,2023;Roukounis和Tsihrintzis,2022;Noor和Abdul Maulud,2022;Santos等人,2024;Santos等人,2024)。此外,大多数文献计量研究未能结合空间视角,无法识别与实际沿海脆弱性驱动因素相关的研究空白。因此,将文献计量科学与地理空间分析相结合,为评估CVI研究的知识与地理维度提供了一个新颖而全面的框架。
为解决这些空白,本研究利用Scopus索引的文献,对1991年至2025年间发表的基于CVI的沿海脆弱性研究进行了全球文献计量和地理空间综合分析。经过PRISMA筛选后,使用Biblioshiny和VOSviewer分析了434篇核心CVI研究,以考察出版趋势、重要来源、合作网络和主题演变。文献计量结果进一步整合到地理空间环境中,绘制了全球研究集中度图,并识别了相对于主要脆弱性驱动因素而言代表性不足的沿海地区。据此,本研究探讨了以下研究问题:RQ1:自1991年以来,与CVI相关的研究如何演变?RQ2:哪些期刊、作者和合作网络在CVI研究中占据主导地位?RQ3:方法论方法和主题集群随时间如何演变?RQ4:哪些地理和主题空白是未来研究的重点领域?
本研究的意义在于它能够将文献计量证据与空间脆弱性视角相结合,从而加强沿海风险管理中的科学-政策接口。通过识别方法论成熟度、区域研究空白和新兴技术路径,研究结果有助于研究人员、资助机构和规划者确定未来研究的优先事项,并改进脆弱性评估在以韧性为导向的沿海规划中的整合。最终,该研究有助于推进与可持续发展目标11(可持续城市)、可持续发展目标13(气候行动)和可持续发展目标14(水下生命)一致的气候适应策略。
数据收集与来源说明
选择Scopus数据库来收集1991年至2025年的相关文献,以便对CVI进行深入分析,因为沿海脆弱性管理需要大型且可靠的数据库。Scopus是最知名和最大的数据库之一,包含来自各种学科的同行评审期刊、会议论文和综述文章(Montoya等人,2018)。Scopus的另一个选择原因是其先进的布尔逻辑查询功能。
全球科学研究趋势
表1列出了筛选出的434篇文献的时间跨度(34年,从1991年开始)。所有434篇文献均来自209个来源,包括期刊和书籍,年均增长率为7%。其中,研究文章占多数(338篇),其次是会议论文(64篇)、书籍章节(18篇)和综述文章(14篇)。
各大洲的比较映射
结果显示,亚洲在CVI相关出版物方面贡献最大,占全球总量的50%以上。这反映了亚洲漫长的海岸线以及气候灾害频率和强度的增加(Kimuli等人,2021)。印度提供了最多的CVI相关研究(Noor和Abdul,2022),其次是中国和印度尼西亚,这与沿海压力和不断增长的能力相符。
未来方向
CVI是目前全球公认的评估沿海脆弱性的最常用技术。CVI研究的主题相关性在表7中进行了整理。从CVI的主题分析中,确定了六个主题集群,分为四个主要领域:脆弱性、气候驱动因素、技术工具和政策实施。CVI常用于气候变化和海平面上升的研究,但在分析其他环境和
研究的局限性
尽管本研究显著展示了研究的趋势、CVI研究的全球分布、知识空白以及未来的整合前景,但仍存在一些局限性。例如,该研究仅考虑了Scopus数据库中的文献,且仅限于英文文章,因此可能遗漏了一些重要文章。另一个局限性是研究主要依赖于书目信息和有限的全文内容分析。
结论
本研究尝试对全球CVI研究及其方法论演变进行了文献计量分析和可视化。CVI是一种广泛应用于自然和人类活动压力下的沿海脆弱性分析的工具。本研究使用了434篇从Scopus数据库下载的论文进行文献计量分析,并应用了Biblioshiny和VOSviewer软件进行统计分析和主题聚类。
未引用的参考文献
(Arbon, 2014; As-syakur等人, 2023; Bayazit, 2025; Briguglio和Galea, 2003; Church等人, 2013; de Araujo Queiroz等人, 2022; Gargiulo等人, 2020; Guria等人, 2025; Husnayaen等人, 2018; Li和Li, 2011; Mani Murali等人, 2013; Meerow等人, 2016; Neumann等人, 2015; Ng等人, 2019; Rahmawan等人, 2022; Rehman等人, 2022; Rimba等人, 2018; Santos等人, 2013; Satta, 2014; Semedi等人, 2016; Setiawati等人, 2024; Spellman和Whiting, 2006; Theocharidis等人, 2025)
CRediT作者贡献声明
阿布·雷扎·穆罕默德·托菲库尔·伊斯兰(Abu Reza Md. Towfiqul Islam):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿。
曼朱拉·拉纳加拉格(Manjula Ranagalage):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿。
塞尔索·奥古斯托·吉马良斯·桑托斯(Celso Augusto Guimar?es Santos):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿。
斯里鲁普·戈斯瓦米(Shreerup Goswami):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿。
曼诺兰詹·米什拉(Manoranjan Mishra):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,监督。
桑图·古查伊特(Santu Guchhait):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,可视化,验证。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。