科技与出版, 2026, 45(7): 65-74 doi:

融媒之光

公民科学数据驱动的科普出版知识图谱智能建构与应用——以生态环境领域为例

高泽晋1, 陈浩龙2

1. 北京航空航天大学人文与社会科学高等研究院,100191,北京

2. 暨南大学新闻与传播学院,511436,广州

Intelligent Construction and Application of Citizen-Science-Data-Driven Knowledge Graphs for Popular Science Publishing: The Case of the Ecological Domain

GAO Zejin1, CHEN Haolong2

1. Institute for Advanced Studies in Humanities and Social Sciences, Beihang University, 100191, Beijing, China

2. School of Journalism and Communication, Jinan University, 511436, Guangzhou, China

基金资助: 国家自然科学基金委青年科学基金项目“基于多元特征的双目与IMU融合的稠密SLAM研究”的阶段性成果.  62202468

Abstract

Citizen science data, generated through large-scale public participation in scientific observation, holds unique potential for popular science publishing in both scale and engagement. Yet its heterogeneity in scientific credibility and knowledge organization renders direct transformation into qualified content problematic. This paper focuses on citizen science data in the ecological domain, systematically examining its applicability and proposing an integration framework. The paper first establishes a principled two-tier classification: "verified scientific data," sourced from structured projects with standardized protocols and expert validation, and "individual narratives pending verification," encompassing personal observations, emotional experiences, and aesthetic reflections. The former can serve as core sources of scientific facts; the latter should only enter publishing as contextual material and empathy triggers—not as scientific knowledge entities. This stratified approach, essential for maintaining scientific integrity, constitutes the epistemological foundation for all subsequent technical design. Building on this classification, the paper systematically compares research-oriented and popular science publishing knowledge graphs, revealing essential differences across objectives, target users, knowledge granularity, verification mechanisms, and product forms. A central insight emerges: a popular science publishing knowledge graph is not a simplified version of its research counterpart, but an entirely new artifact with its own design philosophy and product logic. Accordingly, a five-layer architecture is proposed—comprising data source, knowledge extraction, knowledge fusion, schema, and storage/service layers—to be led by publishing institutions through multi-party collaboration. At the technical core lie two carefully designed mechanisms. The first is a multi-dimensional credibility scoring model evaluating each knowledge unit along four weighted dimensions: source authority, cross-validation strength, spatiotemporal consistency, and user historical reliability, producing a quantifiable score that drives differentiated review workflows. The second is an "event-mediated mapping" mechanism for narrative association, whereby individual narratives are abstracted into event nodes carrying temporal, spatial, and emotional attributes before being precisely linked to verified scientific entities. This design maintains an arm's-length relationship between narrative material and scientific fact, while a front-end source visualization further safeguards against conflating verified knowledge with personal experience. The paper further elaborates four core capabilities—relational organization, evolutionary reasoning, hierarchical representation, and narrative expression—and devises four corresponding intelligent publishing models: dynamic iteration, precision matching, immersive narration, and cross-media derivation. Three specific risks are identified—narrative impoverishment, spurious correlation inference, and audience cognitive fragmentation—with targeted countermeasures embedded within a dual technical-institutional safeguard mechanism. As a prospective theoretical exploration, the proposed technical pathways remain conceptual, their feasibility and viability awaiting empirical validation through prototype development and industry collaboration. Future work will extend the framework to other citizen science-intensive domains such as astronomy and climate science. The framework's core value lies in providing a systematic, discussable, and revisable reference for the data-driven transformation of popular science publishing.

Keywords: popular science publishing ; knowledge graph ; citizen science data ; credibility assessment ; ecological domain

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高泽晋, 陈浩龙. 公民科学数据驱动的科普出版知识图谱智能建构与应用——以生态环境领域为例. 科技与出版[J], 2026, 45(7): 65-74 doi:

GAO Zejin, CHEN Haolong. Intelligent Construction and Application of Citizen-Science-Data-Driven Knowledge Graphs for Popular Science Publishing: The Case of the Ecological Domain. Science-Technology & Publication[J], 2026, 45(7): 65-74 doi:

科普出版是提升全民科学素养、传播科学精神的重要载体。近年来,公众阅读习惯与审美偏好转变,其对可视化、故事化、交互式内容的需求日益强劲。据开卷数据统计,2024年附带AR/VR互动、音视频扩展内容的科普百科类图书码洋占比同比增长显著,增速远高于纯纸质科普书[1];以图文并茂的自然观察笔记、亲子互动式科普套装为代表的体验式科普读物亦持续热销,成为拉动科普图书市场增长的重要品类[2]。然而,传统科普出版长期依赖专家作者与编辑的线性创作模式,供给端存在内容更新慢、表现形式单一、知识服务个性化不足等结构性短板,供需矛盾日益突出。

公民科学作为一种新兴科研范式,通过动员普通公众参与数据收集、观测记录乃至问题分析,形成了规模空前的公民科学数据[3]。这些数据中既有经科研项目规整的、质量较高的科学观测记录,也有海量个体化、情感化的民间叙事。伴随出版业的业态从内容驱动加速向数据驱动转型[4],如何从这座“数据富矿”中安全、高效地提取有效信息,并将其转化为兼具科学规范与阅读吸引力的科普出版物,是出版行业面临的重大课题。

近年来,AI出版依托人工智能技术的突破,逐步发展为以智能技术为核心、融合并拓展传统出版形态的新型模式[5]。知识图谱作为以图结构表示知识、建模万物关联的语义网络,能有效组织碎片化信息[6];大语言模型、计算机视觉等AI技术则可自动化地从多模态数据中抽取知识并辅助图谱构建。然而,现有科研领域已建成的知识图谱,如欧盟OpenBiodiv及PlantConnectome,以服务学术研究为核心目标,普遍存在术语高度专业化、叙事素材缺失、缺乏面向大众的出版接口等适配性缺陷,难以直接满足科普出版兼顾科学严谨性与公众可读性的双重需求。

市场对高附加值科普产品的旺盛需求,呼唤的并非更多孤立的爆款产品,而是一套能够系统化、高效率地整合科学知识与生动故事的内容生产基础设施。这正是知识图谱所擅长的领域:它为人类创作者与编辑提供一个可调用、可关联、可定制的“知识+故事”双原料中央厨房,而非替代其叙事才华。基于此,本文以探索性视角聚焦生态科普领域,首先对公民科学数据的科普出版适用性进行再甄别,进而将研究重心集中于面向科普出版的知识图谱,系统探讨其与科研知识图谱的范式差异、构建机制、核心能力与衍生出版模式,旨在为科普出版的数据驱动转型提供前瞻性理论框架。

1 科普出版的转型需求与数据源的再审视

1.1 科普出版市场的供需错配与技术机遇

当前,我国科普图书市场整体保持稳健,但深层次的供需错配问题日益显现。在需求侧,读者对科普内容的需求已从“是什么”的百科式知识陈列,升级为“为什么”和“怎么样”的探究式学习,对视觉化呈现、故事化叙事和交互式体验抱有更高期待。开卷数据显示,以图解、手绘、多媒体扩展为特色的科普图书近年来增速明显高于市场平均水平。在供给侧,传统科普出版仍高度依赖少数专家作者的个体知识积累与文字表达,出版周期常以年为单位计算。从选题策划、资料收集、专家审读到编辑加工,一部严肃的生态类科普图鉴的生产耗时三至五年是常态。这种“手工业生产”与市场对内容广度、深度、时效性及个性化的需求之间,形成了尖锐的矛盾。

面对这一困局,人工智能与知识工程技术的成熟为科普出版提供了突围的可能。其中,知识图谱技术尤为值得关注:它能将分散、异构的知识单元编织为可导航、可推理的语义网络,并支持对同一知识体系进行多层级、多媒介的柔性输出。这不仅有望大幅提升科普内容的生产效率,更可能催生全新的出版产品形态,推动从单一纸质图书向“一次构建、多元输出”的融合出版产品体系转型。

1.2 公民科学数据的类型、价值与出版适用性再甄别

公民科学数据是一座潜在的“数据富矿”,但并非所有的公民科学数据都天然适用于科普出版。要理性地利用这一资源,首先须对不同类型的公民科学数据加以区分,明确各自的出版价值与使用边界。

依据公众参与科研的深度,公民科学可划分为合约型、贡献型、协作型、共创型与同行型五种模式[7]。其中,贡献型与协作型项目通常由专业科研机构发起,公众按预设的标准化规程采集和提交数据,数据质量较高且已通过初步科学验证。例如,上海市“貉口普查”项目由林业部门牵头,900余名志愿者在统一培训后按网格化方案完成社区貉种群分布数据采集,其数据本身即为一项规范的科研产出,相关结果被纳入2023年实施的《上海市野生动物保护条例》[8]。又如,在深圳中华白海豚保护项目中,公众通过专用小程序上传个体识别照片,经平台AI初筛与专家快速复核后即可归入合规数据库。目前iDOLPHIN平台已积累3 187头中华白海豚的37 727张背鳍照片及其对应GPS位点[9]。这类数据可被称为“经验证的科学数据”,具备较高的科学可信度,经适当语义化加工后,有潜力成为科普出版物中科学知识实体的重要来源。

然而,更多源于日常生活的公民科学数据则呈现出截然不同的面貌。浙江退休教师沈锦潮七年拍摄400余种鸟类并在社交媒体分享观测故事,他不仅记录鸟类行为,还曾救助坠落的戴胜幼鸟,并每年制作科普展板开展爱鸟周宣传[10],江苏市民曾毅峰夫妇将观鸟心得与古典诗词相结合进行创作,创作内容先发布于微信公众号后集结成《飞鸟相与还》一书[11]。这些内容融合了个人观测、情感体验与审美感悟,是珍贵的个体叙事。但在科学出版的意义上,它们不能等同于“科学知识”本身。因为叙事必然融入讲述者的主观判断与情感倾向,观测记录的科学准确性亦缺乏系统验证:因兴奋而高估某种罕见鸟类的出现频率或将偶然的迷鸟误判为本地留鸟,均属常见情形[12]。若未经验证便将这类叙事作为科学事实呈现,存在显著的知识失真风险。

基于以上分析,本文提出一个根本性的区分原则:公民科学数据在进入科普出版流程之前,须被清晰划分为两个层次:第一层为“经验证的科学数据”,可作为知识图谱中科学事实的核心来源;第二层为“待甄别的个体叙事”,不能直接作为科学知识实体,只能作为经标识的情境化素材和共情触发点,通过“叙事保留层”与科学事实建立关联。后续关于AI语义化重构与知识图谱构建的全部讨论,均建立在这一分层基础之上。正是这一分层机制,构成了本方案区别于对一切公民观测“来者不拒”式处理的根本特征。

1.3 传统科普出版流程的痛点解剖——以《中国昆虫生态大图鉴》为例

在引入AI与知识图谱之前,有必要对传统科普出版流程的效率瓶颈和质量管控难点进行细致剖析。本文选取重庆大学出版社出版的《中国昆虫生态大图鉴》作为典型案例,该书既是公民科学数据(昆虫学家与生态摄影师供稿)参与科普出版的代表性成果,也集中体现了传统科普出版模式的优势与局限。本节关于该书出版流程、编撰机制与内容特征等的分析,均依据重庆市科学技术奖项目申报公示材料及该书正式出版文本中的序言、凡例及编后记等辅文内容梳理而成。

该书的出版流程可分解为七个环节:征稿与初筛→物种鉴定与分类→真实性交叉验证→科学描述撰写→三审三校→版式设计与排版→印制发行。全书共收录2 200余张生态照片及近千种中国昆虫物种,项目从组稿到成书历时五年,参与编撰与鉴定的专家、摄影师共计百余人,是国内传统科普出版模式下具有代表性的大型项目[13]。结合其公开的编撰实践与成品形态,可将传统科普出版流程的痛点归纳如下。

第一,图片初筛依赖人工执行,存在效率问题与主观偏差。该书图片素材来源于全国范围内生态摄影师与昆虫爱好者的分散投稿,投稿基数远大于最终收录的2 200余幅成品图片。在传统出版的技术条件下,图片初筛工作需由编辑团队人工逐张完成,核查维度涵盖画面清晰度、构图完整性与物种可辨识度等。结合项目历时周期与素材规模来看,纯人工初筛模式不仅需要占用较长的工作周期,且筛选效果高度依赖编辑的个人经验与专业判断,容易存在主观偏差。第二,物种鉴定依赖稀缺专业资源,成为拖长出版周期的效率瓶颈。昆虫纲物种数量庞大、类群繁多,多数小众类群的准确鉴定高度依赖细分领域的分类学专家,专业鉴定供给具有天然的稀缺性。该书虽集结了国内众多分类学专家共同参与,鉴定范围覆盖了较广的类群,但鉴定工作仍需由对应类群的专家分别完成。就项目从启动到出版的五年全周期与跨地域的协作模式而言,专家资源的稀缺性与碎片化的时间分配,使得物种鉴定环节的进度管控难度较高;不同专家的鉴定意见汇总与分歧协调,也需要额外的人工统筹成本,这是在传统科普出版周期中面临的一大不可控难题。

第三,传统科普出版模式的线性特征难以挖掘图鉴数据隐含的深层知识关联。按生物分类系统编排图文条目是图鉴类科普图书的固有专业体例,是保障其工具书检索属性与科学严谨性的标准范式,本身并不属于出版流程的缺陷。但在传统纸质科普出版的静态、线性呈现框架下,知识组织难以突破单物种条目的边界。物种间的捕食、拟态、共生等生态关联,地理分布与气候、植被等环境因子的耦合关系,以及物候动态变化等复杂信息,均无法通过固定版式实现网络化、关联化呈现,只能以碎片化形态割裂分布于不同条目之中,海量图文素材的知识价值未能得到充分挖掘与释放。这并非图鉴编纂本身的缺陷,而是纸质媒介物理边界对知识网络化表达的结构性限制。

第四,传统科普出版的内容生产范式限制了多元叙事的表达空间,造成叙事性与情感连接不足的问题。在重庆市科学技术奖项目申报公示材料中,该书编者呼吁希望“能感染读者,唤起他们对大自然的感情,体验生命的尊贵和独特,引导广大读者爱护昆虫、爱护自然、爱护生态”[14],体现了该书的价值取向。同时,以专业化的物种形态、习性、分布描述为文字核心,是图鉴类图书保障内容科学性与权威性的必要内容属性。这并非内容生产层面的缺陷,但在传统科普出版的内容生产路径中,编撰重心高度聚焦于科学信息的准确传达,内容生产范式相对固化,难以在保障专业严谨性的同时迎合当下大众科普轻量化、场景化、情感化的阅读需求,更缺乏观测者的第一人称叙事和现场感,与当下读者对“有温度的科普”的期待存在落差。

综上,《中国昆虫生态大图鉴》的案例清晰表明:依托专家协作与人工编审的传统科普出版模式,能够产出权威性强、质量精良的科普工具书,但该模式在内容生产效率、成本管控、知识组织深度与叙事表现力等方面已面临瓶颈。而应用AI语义化重构与知识图谱技术的意义,恰恰在于突破上述传统模式的局限并创造价值。下文的全部讨论,将围绕如何优化这些具体环节展开。

2 破局困境的技术关键:构建面向科普出版的知识图谱

破解科普出版转型困境的关键,不在于加快文本生成速度,而在于引入一种全新的知识组织与输出范式,即知识图谱。需要回答的是:面向科普出版的知识图谱与现有科研知识图谱有何根本不同?应由谁主导构建?核心优势何在?关键技术环节如何设计?

2.1 知识图谱:从科研工具到出版产品的范式转换

近年来,知识图谱在生态科研领域进展显著。欧盟OpenBiodiv通过语义技术整合了五千余篇学术论文中的数据和大量分类学处理记录,实现了生物多样性知识的开放出版与互操作[15];PlantConnectome借助大语言模型从7.1万余篇植物生物学文献中解析出近500万条生物实体间功能关联,整体准确率超过85% [16]。这些科研知识图谱以服务学术研究为核心目标:使用高度专业化的术语体系,强调数据的完整性与可复现性,服务用户为领域专家,输出形式为论文、数据集或API。

当目光转向科普出版时,对知识图谱的需求发生了根本变化。目标用户从专家变为普通公众,核心需求从“支持科研发现”转变为“促进公众理解与欣赏”。这要求知识图谱在多个维度进行范式转换,如下表所示。

这一对比揭示了一个核心洞见:面向科普出版的知识图谱并非科研图谱的简化版或通俗版,而是一个拥有独立设计哲学、目标函数和产品逻辑的新事物。其构建主体须是深谙内容价值与读者需求的出版机构,但出版机构无需独立完成全部技术搭建。一个务实的模式是“出版机构主导、多方协作”:出版社作为需求定义者、本体框架设计者、内容质量把控者和最终产品运营者,联合AI技术公司或高校实验室完成知识抽取、图谱搭建与系统运维,同时引入科学共同体作为数据源与审核方。这一分工使出版机构得以扬长避短,将核心竞争力聚焦于“科学知识向科普产品的转化”这一关键环节。

表 1   科研知识图谱与科普出版知识图谱的差异比较

对比维度科研知识图谱科普出版知识图谱
核心目标支持学术发现与数据验证支持公众理解、探索与叙事体验
目标用户科研人员普通读者、科普爱好者、青少年
知识粒度细粒度、高专业性多层级、可弹性伸缩(从基础到进阶)
内容结构纯科学事实与数据记录科学事实+经标识的个体叙事素材
验证机制同行评议、数据交叉验证可信度分级、来源追溯、专家抽样复核
更新频率跟随研究进展,周期不定动态更新,吸纳实时公民科学数据
产品形态论文、数据库、API增强型电子书、交互式百科、沉浸式故事地图
构建主体科研机构/数据平台主导出版机构主导需求与策划,联合技术方共建

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2.2 “出版机构主导、多方协作”的知识图谱五层架构

基于上述角色定位,本文提出面向科普出版的知识图谱五层架构,作为将理论进行工程化的参考框架。

(1)数据源层:整合多类合规数据,包括贡献型/协作型公民科学项目的“经验证数据”、权威科研数据库(如GBIF、CNKI)、权威百科知识库、出版机构自有历史科普文献,以及经筛选和标识的“公民科学个体叙事素材库”。出版机构负责制定数据准入标准。

(2)知识抽取层:由技术协作方利用大语言模型、计算机视觉等AI技术,从多模态数据中自动抽取关键实体(物种、地点、时间、行为等)及其关系,生成标准化的SPO(主体—谓词—客体)三元组。对个体叙事素材,增设“叙事保留”通道,将原始口语化文本完整存档,并抽取情感标记、场景关键词等辅助标签。基于提示词工程的ChatExtract框架已在非结构化观测记录提取中达到91.6%的精确度[17],为这一层的可行性提供了初步佐证。

(3)知识融合层:通过实体对齐、属性融合与冲突消解,消除多源数据间的冗余与矛盾。此层引入多维可信度评分机制,这是整个架构承上启下的关键设计(详见2.3)。

(4)图谱模式层:这是知识图谱的“骨架”。由出版机构编辑与领域专家合作,参考相关分类标准自上而下定义物种、栖息地、行为、生态关系等核心本体类别,同时从实际数据中自下而上挖掘高频新兴概念,形成兼顾规范性与扩展性的本体框架。

(5)知识存储与服务层:采用图数据库存储三元组,提供标准化的知识查询、推理与叙事关联接口。此层建立基于增量学习的动态更新机制[18],用户每一次内容消费、知识纠错或反馈,均可反向更新图谱中的实体关系与置信度权重,形成“观测→知识→内容→观测”的递归闭环,使公众从内容的被动接收者转变为知识生态的共同构建者。

2.3 关键技术设计:可信度评分与叙事关联

2.3.1 多维可信度评分机制

可信度评分机制旨在为知识图谱中的每一条知识单元赋予可量化的置信度,以驱动差异化的审核与使用策略。本文提出一个四维加权模型作为参考框架。

每条SPO三元组的初始置信度评分(Credibility Score,取值范围0—1)由以下四个维度加权计算:数据源权威性(权重0.4,该维度下不同来源的评分系数分别为:GBIF等权威数据库0.9,经培训的贡献型项目志愿者首次提交0.7,未经培训的公众首次提交0.5)、交叉验证强度(权重0.3,同一观测被3个以上独立用户以照片交叉证实时得分显著提升,孤立观测则得分降低)、时空一致性(权重0.2,观测时间是否处于目标物种已知物候期内、观测地点是否处于已知分布区内,超出范围则自动标记为异常)、用户历史信誉(权重0.1,基于该用户历史数据的审核通过率,采用贝叶斯方法动态更新)。

当综合评分低于预设阈值(如0.6)时,该知识单元被标记为“待复核”,强制进入人工审核队列;高于阈值的数据可自动流转至下一环节。编辑的职能由此从逐条验证转变为规则校准与边缘案例(即置信度处于阈值附近、需人工裁决的模糊情形)处理,审核效率有望实现指数级提升。该框架借鉴了图神经网络中基于节点间信誉传播的异常检测思路[19],并针对公民科学数据常见的稀疏性问题设计了基于物种分布模型的先验补充机制:当本地观测数据不足时,系统参考更大尺度的物种分布模型给出保守的先验估计,避免因数据稀疏而误判有效观测。

2.3.2 叙事关联机制

叙事素材与科学知识的关联,是科普出版知识图谱最具创新性的能力,也是最需精细设计的环节。本文提出以下“事件中介映射”的方案。

叙事素材并非直接与科学实体关联,而是通过“事件”(Event)这一中间节点间接映射。具体而言,一个公民科学家的观测故事,如“退休教师沈锦潮记录戴胜育雏”,经AI语义化重构后,首先被抽象为一个“事件”节点,该节点携带的属性包括时间戳、地理坐标、行为类型、情感标记(如“惊喜”“关切”)以及原始文本的完整存档链接。随后,该事件节点再与图谱中已被验证的科学实体建立精确的语义关联:通过“hasSubject”关系指向物种节点“戴胜(Upupa epops)”,通过“occurredAt”关系指向地点节点“浙江省某市”。

这一设计带来三重好处:其一,叙事素材与科学事实始终保持“一臂之距”,科学事实的权威性不受个体叙事主观性的干扰;其二,当读者调取某一物种的“叙事增强”内容时,系统返回的是一个由“物种—事件—叙事者—情绪”构成的微型知识子图,叙事上下文始终锚定在科学事实之上;其三,同一事件节点可同时关联多个科学实体(如关联物种、栖息地类型、气候条件),实现叙事的跨主题复用。

2.3.3 “来源可视化”的防误导设计

“科学事实+个体叙事”的双轨表达与出版传统中的“正文+花絮”模式有本质区别。传统模式下,二者是编纂者主观选择的松散并置;本方案中,二者通过知识图谱中的“事件”节点建立了可计算、可追溯、可更新的显式语义关联。为防范沉浸式叙事中科学事实与个体故事边界被模糊的风险,系统在前端交互层面引入“来源可视化”设计:任何一段叙事素材呈现时,其边缘均带有清晰的数据来源图标与置信度色标:绿色代表经多重验证的科学共识,橙色代表公民科学家的个人观测记录。这一设计旨在通过“元数据透明”培养读者区分科学事实与个人经验的信息素养,这本身就是一种更高层次的科普。

2.4 科普出版知识图谱的“四维”核心能力

区别于通用大语言模型的黑箱式统计学习,科普出版知识图谱的核心优势在于其显式、可解释、可追溯的知识组织与表达能力,具体体现在以下四个维度。

一是关联性知识组织能力,可实现从“点状信息”到“网状认知”的拓展。针对传统线性文本难以呈现物种间、物种与环境间的复杂关联的问题,知识图谱以显式三元组编码知识,如“戴胜,属于,犀鸟目”“戴胜,取食行为,地面探啄”“戴胜,分布地,奥林匹克森林公园”等。读者可以顺着图谱的关联路径自主探索,逐步厘清物种的分类定位、生态位、伴生物种与分布网络等。这种可探索、可验证的关联关系,打破了单本书、单篇文章的知识边界,把零散孤立的知识点编织成了立体的认知地图。

二是演化性知识推理能力,可完成从“静态快照”到“动态过程”的活化。鉴于时间深度是公民科学数据的核心价值之一,知识图谱可为每条知识关联打上时间戳,从而模拟和展示生态现象的长期变化过程,如自动生成“某地区鸟类多样性十年变化”“北京雨燕年度迁徙路线动态模拟”等可视化内容,使科普出版物能够呈现自然世界的演化过程,而非仅提供孤立的静态插图。

三是层级性知识表示能力,可搭建从“平铺事实”到“概念阶梯”的升维。面对认知水平存在差异的受众,同一知识图谱可依托清晰的本体层级(如生物→动物→鸟类→戴胜)支持知识的“按需伸缩”:初学者可以只了解“戴胜的外形与叫声”这类基础信息,进阶读者则可深入探索“戴胜在鸟类系统发育树中的演化位置”等细节知识,真正实现“一次构建、多端适配”的规模化、个性化内容生产。

四是叙事性知识表达能力,可推动科普内容从“冰冷知识点”到“有温度的具身故事”的跃迁。这也是科普出版知识图谱区别于科研图谱的独特能力所在。通过“事件中介映射”机制,知识图谱将公民科学家的第一人称观测记录、现场照片和情感体悟作为独立节点,与对应的科学实体精确映射,并在前端通过“来源可视化”明确区分知识类型。比如当读者探索“戴胜的繁殖行为”时,知识图谱不仅能返回“每年4—6月繁殖、每窝产卵5—9枚”的标准化知识,还能同步关联退休教师沈锦潮的育雏故事及各地爱好者上传的戴胜筑巢视频等内容。这种“权威科学事实+情境化个体叙事”的双轨融合表达,既兼顾了内容的科学严谨性与人文温度,也精准回应了当下读者对“有温度的科普”的需求。

2.5 以图谱为枢纽的智能出版模式及其产品化路径

出版融合需以实践为根基、用整体性思维实现技术与业态的深度融合[20]。以具备上述四维能力的知识图谱为中枢,科普出版可衍生四种智能模式,各自通向明确的产品形态。

(1)动态迭代模式。依托图谱的增量学习与实时数据接入能力持续自动更新,产品形态可为动态更新的区域生态年度报告电子书(如《上海城市野生动物动态年度报告》)或实时物种分布热点地图小程序,即时捕捉罕见物种出没、异常生态事件等热点并多渠道推送,实现数据到出版物的零时差转化。

(2)精准匹配模式。通过知识图谱深度解析用户阅读行为与知识水平,构建动态认知画像,依托图推理实现同类物种、生态关联、认知进阶、地理位置四维精准推荐。产品形态可为内置智能导览功能的交互式图鉴App(如“中国昆虫图鉴”),兼具工具书与个性化自然导师的双重角色。

(3)沉浸叙事模式。以“情境化”作为AI赋能出版业的关键路径[21],将科学事实与个体叙事有机编织,开发交互式漫游工具与游戏化脚本。读者可“进入”中华白海豚的迁徙旅程,沿途遇见基于真实观测数据的环境事件,阅读不同公民科学家在当地记录的故事。最终产品可为基于真实科学数据的生态探索叙事游戏或互动纪录片。

(4)跨媒介衍生模式。以知识图谱为统一内容中枢,实现“一次构建、多元输出”,为纸质图书提供专业素材,为数字产品衍生交互组件、播客脚本、短视频文案,并为AR/VR沉浸式场景提供底层知识支撑。同一套知识图谱可同时支撑权威纸质图鉴、亲子自然教育App、博物馆大屏互动展项和线上VR观鸟课程,极大提升科普内容生产效率与传播覆盖面。

3 风险挑战与应对措施

AI语义化重构与知识图谱在科普出版中的应用,除面临数据安全、算法偏见等通用技术风险外,还存在与公民科学数据特性及科普出版使命紧密相关的三项特有风险。本文主张构建“技术—制度”双重保障机制,在事前预防、事中控制与事后追溯三个环节同步着力。

3.1 语义化重构中的叙事贫化风险与“双轨”内容策略

在标准化抽取个体叙事以生成知识单元的过程中,AI必然过滤掉大量情感表达、场景细节和个人感悟,过度标准化可能使科普内容丧失人文温度,沦为干瘪的事实堆砌,背离科普出版的传播目标。对此,本文提出“双轨”内容策略:在技术架构上严格执行“科学事实”与“个体叙事”的分层存储与关联(见2.3中叙事关联机制),个体叙事不被强行“提纯”为科学知识,而是作为独立的情感素材库完整保留;在内容输出端,为读者提供“标准化知识”与“叙事增强”两种阅读模式,或在一屏中同时呈现严谨的知识卡片与生动的观测者故事。此外,AI应被专门训练以识别和标记高情感价值的叙事片段,供编辑在选题策划时优先选用,在效率与温度之间求得平衡。

需要说明的是,本文所提出的“可信度分级驱动的半自动审核”并非对现行“三审三校”制度的替代,而是嵌入其流程前端的技术补充:AI承担的是海量数据的初筛与预标注工作,有争议或低置信度的内容仍须进入人工三审环节,终审权始终掌握在具有出版专业资格的责任编辑手中。这一设计意在将人力从重复性核查中解放出来,而非架空既有的质量保障机制。

3.2 伪关联过度推断风险与置信度阈值机制

知识图谱的关联推理能力若缺乏约束,可能将在数据中挖掘出的相关性误判为因果关系。例如,将“某公民科学家多次在A地观测到戴胜觅食”泛化为“戴胜偏好A地生境”,忽略观测努力造成的样本偏差。对此,须在算法层面建立严格的关联置信度阈值机制:仅当共现频次、时空一致性、用户历史信誉等多维指标综合评分超过阈值时,方可将某一关联标记为“强关联”并使之进入推荐或出版流程。所有基于推理生成的科普内容均须明确标注关联强度与证据来源(如“基于2023年237条有效观测记录,戴胜在此区域被报告的概率较高”),严禁使用绝对化、未经证实的因果表述。同时,设立独立的“因果审核”专家小组,对图谱自动推断的重要关联进行定期抽样复核,形成“算法初筛+专家确认”的双重验证闭环。

3.3 受众认知割裂风险与跃迁激励机制

知识图谱的层级性表示旨在支撑多层次科普,但基于用户行为的推荐算法可能将初级读者锁定在浅层概念、将高级读者限定在专业深水区,形成“认知茧房”。为此,须在推荐算法中引入认知跃迁激励机制:系统应有意识地小比例推送比用户当前认知水平略高(如包含约15%—20%新概念)的内容,温和地拓展其知识边界。用户界面应提供显性的“认知深度”调节控件,允许读者随时手动选择探索层级。编辑亦应定期策划跨越认知层级的专题,如从引人入胜的个体故事切入,逐步引导读者深入背后的生态学原理与系统分类知识,实现有引导的认知进阶。

4 结语:智能时代科普出版的发展向度

在公民科学与人工智能交汇的时代节点,科普出版正站在转型的十字路口。本文审慎地探索了一条可行路径:首先,通过建立“经验证的科学数据”与“待甄别的个体叙事”的分层机制,为安全利用公民科学数据厘清了前提;其次,以面向科普出版的知识图谱为研究核心,在辨析其与科研知识图谱范式差异的基础上,提出出版机构主导需求、多方协作构建的五层架构,并对可信度评分与叙事关联两个关键技术环节给出了可操作的设计框架;进而,论证了该图谱在关联性、演化性、层级性和叙事性四个维度的核心能力,据此构想了动态迭代、精准匹配、沉浸叙事和跨媒衍生四类智能出版模式;最后,针对叙事贫化、伪关联和受众认知割裂等原生风险,提出了“技术—制度”双重保障机制。

需要明确的是,本文系前瞻性的理论探索,所提技术路径与出版模式尚处于理论构想阶段。文中所提知识图谱架构与智能出版模式在工程实践中尚无完整落地的案例可供对标,技术细节的可行性、经济成本以及出版机构的技术人才储备条件,均有待通过原型系统开发与产业合作实践加以检验。这一框架的核心价值在于为探索数据驱动转型的科普出版界提供一个系统性、可讨论、可修正的参照坐标。未来研究可沿三个方向推进:其一,与出版机构、技术开发方及公民科学平台合作,开发最小可行原型系统(MVP),在真实出版项目中对可信度评分与叙事关联机制进行实证检验;其二,通过用户实验探究“科学事实+个体叙事”双轨策略对读者知识获取、情感投入及信息素养的实际影响;其三,探索将本框架从生态领域推广至天文、气候等其他公民科学活跃领域的可能性与适配性调整。

这一探索方向彰显了科普出版精准化、智能化、大众化的必然趋势。它指向一个“科学严谨”与“人文温度”和谐共生的未来——在那里,严谨的知识不再被高高在上地冰冷陈列,而是与无数个体真实的自然体验交织在一起,成为公众探索世界、理解世界、热爱世界的一个个鲜活入口,让科学精神以可亲可感的方式融入社会文化的肌理。

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