基于文獻計量的黑麂研究熱點與趨勢分析

路 瑞,胡雪琴,肖地秀,黃志強,2,翟健程,2*

(1.東華理工大學地球科學學院,330013,南昌;2.東華理工大學自然保護地規劃研究院,330013,南昌)

0 引言

我國幅員遼闊,自然環境多樣,動物資源豐富,其中鹿科動物的種數占世界鹿類總數的40%以上,據記載,獐亞科和麂亞科等小型種絕大部分主產于我國,如白唇鹿、黑麂為我國特有種[1],它們在陸地生態系統中具有重要的生態功能與作用,但長期遭到人類活動干擾,種群和棲息地受到極大影響。因此,系統全面評估特有動物,以小見大,能有效掌握和保護我國鹿科動物資源情況,以便持久發揮其在環境、生態等多方面的有益作用。

黑麂(Muntiacuscrinifrons),屬偶蹄目(Artiodactyla)鹿科(Cervidae)麂屬(Muntiacus),典型亞熱帶山地森林物種,為我國特有、國家I級重點保護物種,被《中國脊椎動物紅色名錄》列為瀕危(EN)物種[2],主要分布于浙、贛、皖、閩四省,呈小種群島嶼狀分布[3]。近年關于黑麂的研究主要有種群資源[4-5]、棲息地選擇[6-7]、食性[8-9]、繁殖[10-11]、遺傳多樣性[12-13]等。尚缺乏針對黑麂研究成果與文獻資料的系統、完整的分析和總結。為進一步準確掌握黑麂的研究態勢與方向,本文結合軟件與文獻計量法,分析黑麂相關研究的時間趨勢、空間模式、方法等,探究其研究熱點、核心作者及研究機構等內容,以期梳理黑麂研究歷程及預測與展望研究趨勢,對推動黑麂研究與保護工作提供理論基礎。

1 研究方法

系統文獻綜述(Systematic literature review)是一種系統、明晰和可復制的方法,用于識別確認、評價、綜合現有的科學信息[14]。本文借鑒Grant等[15]的研究框架,涉及的具體步驟如下。

搜索:一用Web of Science搜索所有字段Muntiacuscrinifrons,獲得30篇文獻,其中與黑麂直接有關的文獻18篇;二在CNKI通過高級檢索,限定主題為黑麂,時間范圍截止為2022年10月,獲得189篇文獻,剔除會議、報紙、圖書等文獻來源后,獲得170篇文獻;三是在Google Scholar和Google搜索引擎搜索黑麂和Muntiacuscrinifrons,獲得相關與Web of Science、CNKI不重復文獻,通過無意義詞刪除及文獻去重等,得到5篇文獻。

評估:篩選文獻的過程。將搜索到的226篇原始文獻按照標題、摘要、內容以及來源四部分篩選出滿足綜合要求的相關文章。每個階段的篩選標準和剩余數量如圖1所示。

圖1 研究框架

整合與分析:綜合衍生知識的定性方法有助于探索、解釋和呈現所獲數據的新視角[16]。利用CiteSpace,由陳超美教授開發,用來挖掘、分析和進行科研文獻可視化的分析軟件[17],將篩選出的文獻以Refworks格式導出,分析黑麂研究的研究熱點、核心作者、研究機構等信息。

2 結果與討論

2.1 時間分布

文獻發文量的變化是衡量該領域研究進展的重要指標,一段時間內文獻發表情況能體現該研究領域在特定時期的受關注程度和活躍度。20世紀50年代,在浙江寧波與桐廬發現黑麂標本,國內最早研究黑麂的文獻發表于1976年,學者在動物毛皮資源調查中發現黑麂的存在,且分析黑麂曾活動在安徽省祁門、休寧、寧國等地[18]。

通過發文量分析,近50年內有關黑麂研究的出版文獻量雖有波動,但整體仍呈指數增長趨勢,可分為3個階段(圖2)。第1階段為1976—2000年,平均年發文量僅2.4篇,個別年份還有零發文的現象,增長率浮動較大。該階段主要研究黑麂分布區與遺傳多樣性,其原因與物種習性和技術有關。黑麂生性警覺,活動隱秘,且分布范圍狹小,不易被發現;受調查手段單一影響,對黑麂宏觀的研究較少,注重物種的細胞遺傳學探究與繁殖飼養。如黑麂染色體的多態及著絲粒的研究[19]、黑麂的繁殖[20]等。第2階段為2001—2010年,文獻量整體處于線性增長階段,2006年達到最高峰(20篇)。21世紀以來生物技術產品出現在動物生產、疾病治療以及飼料的研發中,技術進步推動黑麂調查,注重對黑麂種群基因流、線粒體基因組序列、棲息地利用與食物組成的研究。第3階段為2011—2022年,發文量參差不齊。重點關注黑麂的本底資源、行為學特征及生境變化,其原因與科技發展有密切相關。2010年后,紅外相機技術高性能低成本的發展,促使紅外相機廣泛應用在野生動物監測中,部分黑麂能夠被準確記錄到,為更新黑麂具體分布與評價種群多度提供了重要依據。

圖2 1976—2022年我國黑麂研究發文數量

2.2 空間分布

自20世紀50年代黑麂被發現,研究區域從浙逐漸擴展到皖、贛、閩、粵、藏5省,除此之外,部分圈養黑麂的省份也成為研究該物種的區域,例如,北京動物園、南京森林警察學院。就研究的具體地點而言,主要集中在自然保護區內。其中,浙江省保護區的研究數量最多(53篇),約占總區域的23%,其次是安徽12%和江西5%,但粵、藏兩省文獻都僅有1篇,且距今時間較遠,其數據的真實性有待進一步驗證。對研究地點的規模分析顯示,研究區域僅集中在特定保護區內或某一森林公園,未涉及跨省份大范圍以及國家級別的研究(圖3)。例如,古田山自然保護區[21]、江西武夷山保護區[22]。

圖3 黑麂部分分布區及研究點

2.3 作者與機構

利用CiteSpace對作者進行共現圖譜分析,得到圖4的作者合作網絡圖譜。圖4中,網絡節點共269個,連接669次,網絡密度0.018 6。每個節點代表1位作者,字體大小代表作者出現的頻次,線條數量代表作者之間的合作關系與合作強度,標出名字的節點代表發文量多,在該領域內貢獻較大。

表1 發文量排名前10位的黑麂研究領域核心作者

圖4 作者合作網絡圖譜

核心作者群是指在相關領域刊物上發表論文較多,影響較大的作者集合[23],發揮著導向作用。根據普賴斯理論關于核心作者發表論文數公式[24],N=0.747(Nmax)1/2,其中N為核心作者至少應發表的論文數,Nmax為統計年段內最高產作者的論文篇數,當發刊量>N的作者,被稱為核心作者。根據統計結果,關于黑麂研究發文最多作者的文獻數為19篇,即Nmax=19,取整N=3篇,即定義發文量達到3篇的作者為該領域的核心作者(表1)。

結果表明,核心作者之間存在合作關系,且高發文量的作者主要為國內學者;英文文獻的發表大多由國內學者完成,說明該物種的研究具有地域優勢。核心作者的合作主要集中在以鮑毅新、葛寶明及吳海龍為中心的科研團隊。其中,鮑毅新發文數19篇,為發文篇數最多的作者,在該領域具有較大的影響力,葛寶明與吳海龍次之,都為9篇;核心作者總發文量達到119篇,占總發文量的50.85%,根據核心作者發文量占比超過總發文量的50%即可認定其是穩固的核心作者群[25],從而認為該領域研究已形成穩固的核心作者群。

基于193篇文獻進行發文機構可視化(圖5),得到研究黑麂領域的機構及合作圖譜。從圖譜來看,黑麂研究主要在各大高校,其次是科研院所與保護區等管理機構,說明研究機構之間合作率低;從區域角度來看,發文最多的3個機構分別來自浙江省、云南省和安徽省,因當前黑麂僅出現在浙、皖、閩、贛四省,說明黑麂的研究跨越了地域的限制;從發文量來看,浙江師范大學是發文量最多的機構,其次是中國科學院昆明動物研究所和安徽師范大學,同時,不同發文機構的出現,說明針對黑麂的研究領域逐步拓展,方向多樣化。

2.4 研究主題

近50年來,黑麂的研究逐漸從形態大小、分布位置、種群資源、活動習性、生境狀況等宏觀視角向生理生化、基因測序、腸道菌群等微觀方向深入。其中,35%的文章關注黑麂基因變化的分析,這與黑麂特殊的存在性有密切關系。一直以來,麂亞科動物的種群關系是研究熱點,黑麂作為其中一種,關注小麂、赤麂、黑麂三者的進化關系使得黑麂基因演化研究比例增加;17%的人調查現存的種群數量;11%的人注意到其生境環境問題;10%的文獻提到物種出現的大致地點;14%的人涉及對其疾病、食性等相關問題的探究(圖6)。

圖6 不同主題占比

2.5 方法探究

對大中型獸類的調查,傳統的宏觀方式是利用物種常出沒地區設置樣方和樣線獲取數據,微觀方式以業內顯微鏡觀察分析為主。隨著科技進步,出現的紅外觸發相機技術,是指在野外環境無人操作的情況下,紅外感應設備對經過的野生動物自動拍攝靜態照片和動態影像的技術與方法[26],因高隱蔽性、高準確性、低干擾性、低環境受限性、全天候等優點被廣泛應用于野生動物的實時監測。

目前,黑麂的調查方法主要以紅外相機監測法為主,樣線調查法、業內試驗分析法及模型估算輔助開展。其中,約有21%的文章利用業內試驗數據分析黑麂DNA、基因流等微觀特征;20%的人利用長期紅外相機監測的數據研究其分布點、習性和活動接節律;10%的人采用傳統樣方樣線調查,但此方法大約集中在2005年之前使用;4%的人利用模型來評價和預測其生境適宜性與潛在性,涉及的模型有MaxEnt模型、廣義可加模型、廣義線性模型(圖7)。

圖7 研究方法占比

2.6 高被引文獻分析

高被引論文是指在學術論文中被引頻次較高的論文,研究內容又能夠反映其所屬學科的前沿問題與學者關注熱點[27]。1976—2022年高被引頻次的黑麂研究文獻見表2,最高被引頻次的文獻是章書聲等[28]的《基于紅外相機技術的黑麂活動節律》,達103次,基于紅外相機技術研究發現黑麂是以晨昏型為主的、冬夏兩季活動時間有差異性且日活動時間不均勻的晝行型動物。其次是曹祥榮等人對毛冠鹿、小麂、赤麂和黑麂等麂屬亞科動物系統進化關系的研究,達95次,確定了麂亞科動物在鹿科中的進化地位,得出赤麂、小麂和黑麂3者親緣關系可組成一個并系。這一結果與張海軍等人的研究相似。其他學者分別對黑麂的數量、分布以及棲息地現狀評價與預測等方面進行研究。

表2 黑麂研究高被引頻次文獻

2.7 研究熱點

研究熱點是在一段時間內,有相互聯系的、數量較為豐富的一組論文所研究或探討的主題[29]。關鍵詞是對文章核心內容的提煉和概括,通過關鍵詞共現分析,能夠厘清某領域發展趨勢,把握該領域的研究現狀[30]。在CiteSpace 6.1.R3對193篇文獻關鍵詞共現進行可視化,以“keyword”為分析目標,時間跨度為1976年1月—2022年10月,時間切片為1 year,為網絡聚類結構清晰,選擇Pathfinder模塊裁剪。生成節點N=162,連接數E=254,網絡密度D=0.019 5的關鍵詞共現圖(圖8),以及高頻復現的關鍵詞(表3)。

表3 黑麂研究高中心性高頻關鍵詞

圖8 關鍵詞共現圖

關鍵詞共現高頻詞有黑麂、紅外相機技術、鹿科動物、麂屬、種群動態、基因流、分布區、進化、保護對策。重點圍繞某個保護區展開種群數量監測、生境保護、親緣鑒別及遺傳進化展開研究。近50年間我國黑麂研究的關鍵詞,不僅涉及種群數量、食性、習性等宏觀方面,隨著生物技術的進步,研究也滲入分子生物學領域,包括其基因定位、遺傳進化、染色體等微觀方面。

在此基礎上,進行關鍵詞聚類(圖9)與關鍵詞共現時區分析(圖10)。一般,由Newman[31]提出的Modularity Q(衡量網絡社區結構強度的方法)值與Silhoutt(平均輪廓線)值分別大于0.5與0.3時,認為聚類分析結構為顯著[32]。如圖9所示,文獻聚類分析得到Q=0.675 9,S=0.782聚類結構合理。1976—2022年與黑麂有關的文獻主題聚類成9類,編號從#0到#8,數字越大,包含關鍵詞越少。

圖9 文獻關鍵詞聚類知識圖譜

圖10 關鍵詞共現時區圖

其中,#0聚類、#1聚類、#3聚類研究主題分別是黑麂、鹿角和著絲點。主要研究方向有利用鹿角和皮毛進行定量描述黑麂個體識別、物種基本特性的認識、DNA生物技術了解物種進化和遺傳多樣性。20世紀90年代,學者已鑒定出黑麂的Y染色體以及麂屬物種間的進化關系,確定小麂是較原始的物種,赤麂和黑麂較為近緣,是從類似小麂的祖先演化而來[33-34]。#2聚類、#4聚類、#5聚類主題為種群密度、活動節律和紅外相機。21世紀初,伴隨生物多樣性面臨危機,保護生物學興起,以珍稀瀕危物種保護有關的種群密度、分布狀況、棲息地質量、保護策略等問題一直是保護生物學中最重要的問題。相比之前,學者更加關注黑麂棲息地選擇的季節性變化、保護區內資源分布與保護現狀。方宏明[35]對安徽牯牛降自然保護區做過相關研究。李佳等[36]、郭英榮等[37]學者也利用紅外相機對不同保護區進行獸類資源監測調查時發現黑麂。#7聚類的研究主題為國家公園,自十八大三中全會提出建立國家公園體制以來到十九大報告提出建立以國家公園為主體的自然保護地體系,明確國家公園的定位與作用后,學者就錢江源國家公園體制試點區現有功能分區與其首要保護對象黑麂的適宜棲息地之間的空間關系進行分析,認為黑麂可作為其分布區域內較少受到人為干擾的森林生態系統的指示性物種[38]。總體來看,有關黑麂的研究已從單一個體生態特性的探索到關注區域種群發展,如今在逐步探索跨區域大范圍的監測保護與生態廊道建設。

3 結論與展望

黑麂,特有亞熱帶山地森林物種,在生態系統和生物多樣性保護中發揮著重要作用,其種群的健康狀態一定程度上反應區域生態系統的健康狀態及我國鹿科對小種群物種的關注度。從整體研究特征上看,以國內學者為研究主體的黑麂研究總體關注度起伏不定,已形成了較穩定的研究團體,尚未引起國外學者較大的重視;主要研究機構之間交流少,存在交流壁壘,且各研究機構的科研能力有很大的提升空間;對黑麂棲息地的探索,側重小范圍內短期研究,缺乏大區域內物種長期生態監測研究;清晰掌握當前黑麂種群數量、生境及出沒點,但未考證歷史上黑麂存在的真實性及其他區域生存的可能性;從研究方向來看,黑麂涉及主題多樣化,黑麂的形態特征、分類分布、種群數量、生境選擇、習性食性、活動節律、生理生化等方面,其中關于遺傳多樣性的研究占據1/3。近年來,關注以國家公園為主體的自然保護地功能分區與黑麂適宜棲息地之間的關系逐漸成為熱門。

結合當前黑麂研究現狀,建議未來黑麂的研究可從以下幾方面展開:1)提升黑麂的國際知名度,吸引更多國內外學者參與黑麂研究,打破黑麂研究的地域優勢,多樣化、深層次的提供保護方法;2)增進科研機構之間的交流與合作,提高研究成果的質量與共享性;3)加強黑麂野外種群長期動態監測,對黑麂的生境狀況進行定期評估,及時合理地調整保護策略;4)維持現有黑麂的保護區內孤立棲息地斑塊間的連通性,建立跨省、跨市的大尺度黑麂生境廊道,以便實現黑麂野生種群之間的基因交流與擴散;5)增加對黑麂歷史存在位點的考古研究,嘗試展開遷地保護,改善黑麂生存狀況,擴大其數量。