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基于文献计量学与知识图谱的中华绒螯蟹研究进展与趋势分析

2022-04-16钟梅英蒋永年蒲应燕

农业工程学报 2022年3期
关键词:图谱文献中华

钟梅英,郭 亚,胡 凯,蒋永年,蒲应燕

(1. 江南大学物联网工程学院,“轻工过程先进控制”教育部重点实验室,无锡 214122;2. 江苏中农物联网技术有限公司,宜兴 214200;3. 北京农学院经济管理学院,北京 102206)

0 引 言

中华绒螯蟹()俗称大闸蟹,是中国传统名贵水产品之一,具有较高的经济价值。近年来,随着人们消费水平的不断提升,中华绒螯蟹作为深受消费者喜爱的水产品之一,其在水产品市场中占有的份额正在稳步上升,行业也正蓬勃迅速地发展。其中,以苏州的阳澄湖大闸蟹最为出名。除了高经济价值之外,中华绒螯蟹还具有较好的药用价值和营养价值,其含有丰富的维生素A,能够促进生长、延缓衰老、增强抵抗力等。为此,不少学者从水产养殖、食品科学、免疫学和基因工程等多个方面对中华绒螯蟹进行了详细的研究。例如,溶解氧含量、氨氮含量等外界环境因素对水产品养殖影响的研究,中华绒螯蟹不同部位的蟹肉香气品质的研究,中华绒螯蟹的抗氧化能力和免疫性研究等。文献检索表明,已经有针对盐度对中华绒螯蟹的影响、产地鉴别、营养学等方面的综述论文发表,但缺少世界范围的文献计量学与知识图谱研究,科研人员难以迅速地从整体上了解中华绒螯蟹领域的研究热点与动态。因此,从科学研究的角度出发,全面了解中华绒螯蟹研究领域的整体研究现状以及今后的研究发展趋势对于该产业研究与发展至关重要。

近年来,随着技术的发展,科学计量学的研究方法逐渐从简单的数理统计方法演变为各种计量指标以及一些可视化的操作软件形成的科学知识图谱。其中最重要的便是对社会学中社会网络分析方法的研究和运用,包括共词网络、共被引网络和共同作者网络等。这些分析方法不仅可以帮助有效地可视化某个领域,还能获得一些与传统的综述性文章截然不同的见解。如今,在一些快速发展的研究领域已经进行了许多相应的文献数据驱动的分析,例如食品安全、遥感技术、运输地理学和智慧农业等。一方面,通过一些科学计量学指标的排名,能够帮助科研人员分析该领域的整体趋势,例如,该领域内活跃的国家、机构、期刊和科研人员情况等;另一方面,通过科学计量学中的网络分析方法,帮助科研人员分析这些领域内的特定研究方向,例如,建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)、数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)等。因此,本研究将通过一些科学计量学的指标分析中华绒螯蟹相关领域内的情况,并通过知识图谱的方法来进一步研究该领域整体的研究前沿和热点,以期指导科研人员进行相关研究。

1 材料与方法

1.1 数据来源

科学知识图谱的形成需要拥有大量文献的数据库作为支撑。本研究选择科学引文数据库(Web of Science,WoS)的核心合集(Web of Science Core Collection)数据库以及中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)数据集作为检索数据库。WoS数据集的索引选用其中最为常用的科学引文索引扩展(Science Citation Index Expanded, SCI-E)和社会科学引文索引(Social Sciences Citation Index, SSCI),中国知网(CNKI)数据集的索引则选用科学引文索引(Science Citation Index,SCI)、工程索引(Engineering Index, EI)、北大核心、中文社会科学引文索引(Chinese Social Sciences Citation Index, CSSCI)以及中国科学引文数据库(Chinese Science Citation Database, CSCD)。

WoS数据集具体的检索条件如下:

主题:“中华绒螯蟹”(Mitten crab or)或“河蟹”(River crab)或“大闸蟹”(Chinese mitten crab or Hairy crab)

文献类型:(ARTICLE)

时间跨度:1991年1月1日—2020年2月24日

索引:SCI-EXPANDED,SSCI

检索于2020年2月24日进行,最终获得了2 541条检索记录。每条检索记录都包含了作者、机构、期刊、国家/地区、关键词、摘要、引文和引用的参考文献的名称等主要数据信息。

CNKI数据集具体的检索条件如下:

主题:“中华绒螯蟹”或“河蟹”或“大闸蟹”

时间范围:1991—2020年(出版年度)

文献类型:期刊

来源类别:SCI,EI,北大核心,CSSCI,CSCD

最终获得了3 035条检索记录。每条检索记录都包含了作者、机构、期刊、关键词和摘要等主要数据信息。本研究在这些数据的基础上进行了科学计量分析。

1.2 数据指标

在科学计量学中,有许多用于快速概括科学研究的某些特征或者属性的指标。本研究采用Eugene Garfield开发的文献计量软件HistCite中使用的本地总引用分数(Total Local Citation Score, TLCS)和全球总引用分数(Total Global Citation Score, TGCS),用于衡量国家、机构、期刊或者作者的总体影响力。其中,TLCS是在给定数据集中论文或作者的文章被引次数,表示当前领域内的认可度;而TGCS是在整个WoS数据库中的文章被引次数,表示所有学科的认可度。通常来说,TLCS的值远小于TGCS的值。

1.3 基于知识图谱的方法

与数字评价指标相类似,科学计量学中知识图谱的方法也有较为悠久的历史。通过文献中某些信息之间的相互关联,使用可视化操作软件绘制成直观的科学知识图谱,能够快速了解该领域的发展趋势。

本研究主要采用共词网络、共被引网络、共同作者网络、期刊双图叠加分析以及时间线图谱等知识图谱方法对中华绒螯蟹相关领域进行全面地分析。其中,共词网络通过统计某一领域中所有文章关键词的出现频率和共词关系能够快速分析该领域内研究的热点;共同作者网络是一种快速了解研究领域作者动态的有效方法,能够弥补共词网络中遗漏的一些关于活跃作者以及作者如何参与社交网络的详细信息;共被引网络是由参考文献之间的共现关系生成的一种比较重要的网络,分析后能够对该领域内不同主题重要性有深刻的见解;期刊双图叠加分析能够根据文献所发表的期刊在基础学科图上的分布以及相互引用情况来直观地分析某领域内期刊之间的引用关系,进而揭示领域内的学科交叉情况;而时间线图谱则同时包含聚类标签与时间因素,能够直观地给出某个领域内研究热点以及每个聚类簇代表的研究方向随时间的演变结果,弥补了其他知识图谱在时间线演变上的不足。

2 结果与分析

2.1 基于WoS数据库的研究领域基本统计结果

2.1.1 出版物年产量分析

图1展示了在WoS数据库内中华绒螯蟹研究领域中出版物的年产量变化以及TLCS和TGCS值的波动情况。

图1 中华绒螯蟹研究领域出版物年产量统计图Fig.1 Statistical results of the annual output for publications in the Eriocheir sinensis research area

从图1中可以看出,1991-2020年期间,中华绒螯蟹相关研究领域的出版物数量整体呈上升趋势,并且除2020年外,图中每年的TGCS值均比TLCS值大得多,这表明中华绒螯蟹的相关研究是一个活跃的研究领域,并且这一领域的出版物对所有学科都有较大的影响。TLCS曲线在1995年、1998年、2001年、2003年和2007年出现峰值,说明了这些年份的出版物十分经典,在领域内的认可度较高。同时,TGCS曲线在1995年、1998年、2003年和2007年、2010年和2013年出现峰值,说明了这些年份的出版物对所有学科都产生了相对较大的影响,对提高该领域在整个科学领域的声誉有较大的贡献。此外,TGCS曲线在2013年后开始不断下降,可能与近年来的出版物需要足够的时间来获得引文有关。并且相比于TGCS曲线,TLCS曲线的下降速度较慢,这意味着出版物在特定领域中的被引用时间比在整个科学领域中的被引用时间要长得多。

2.1.2 活跃的国家和机构分析

国家和机构是所有科研人员进行科学研究的重要背景,但不同的国家和机构在不同领域的研究存在一定的差异。为了能够更好地分析各国在中华绒螯蟹相关领域的研究情况,对搜集到的WoS文献记录进行分类整理,最终得到研究活跃度排名前十的国家和机构。结果如表1所示。

表1 中华绒螯蟹研究领域活跃度排名前十的国家和机构Table 1 Top 10 active countries and institutions in the research area of Eriocheir sinensis

从表1中可以看出,中国和美国是在中华绒螯蟹相关领域中最为活跃的国家,不但发表的文章数量多,而且在TLCS和TGCS排名中也都位列前茅。其中,中国和美国分别在TLCS排名和TGCS排名中位列第一,这表明中国在中华绒螯蟹研究领域内的认可度较高,而美国在该领域则是学科的认可度较高。通过相应文献的查阅,可以发现事实上的确如此,在领域内的高被引论文有两篇均来自中国。在平均本地总引用分数这一栏中,一些国家虽然发表文章的数量较少,但他们的平均TLCS较高。例如,德国虽然总的发表出版物数只有83篇,但这些文章的平均本地总引用分数为5.530,排名第一,说明德国在该领域内的文献平均被引量最高。通过对相应的83篇文献进行分析,发现这与一些相对较高的被引文献和作者有一定的关系。Anger曾于1991年在该领域内发表了一篇关于温度和盐度对中华绒螯蟹幼体发育影响的文章,获得了在该领域2 541篇文献中共67篇文献的引用。另外5篇被引量超过20的文章中有3篇也与该作者相关,主要研究中华绒螯蟹的幼体发育以及盐度暴露的影响,而其他2篇被引量超过20的文章则来自于Horst Onken,主要研究中华绒螯蟹的鳃。

此外,从研究活跃的机构来看,前十名活跃的机构中有8个机构来自中国,这也说明了中国在该方面的研究起到了主导地位。其中,中国科学院不仅发表文章的数量最多,TLCS和TGCS排名也都位列第一,这表明了中国科学院在中华绒螯蟹相关领域的研究中占有重要的地位。南京师范大学平均本地总引用分数排名很高,说明了该机构发表的文章平均影响程度较高。

为了探究中国机构在该领域活跃的原因,本研究结合了联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO, https://www.fao.org/fishery/statistics/global-production/zh)中的养殖数据,在表2中展示了近10年来中华绒螯蟹平均养殖产量的全球分布情况。可以清晰地看出,中国作为中华绒螯蟹的主产国,平均每年养殖约75万t中华绒螯蟹,远远大于其他国家的养殖量,相关研究机构可以较为容易地获取到研究原材料。因此,国家机构在该研究领域的活跃度与研究原材料的养殖分布情况密切相关。

表2 2010-2019年全球中华绒螯蟹年均养殖产量分布表Table 2 Global distribution of average annual aquaculture production of Eriocheir sinensis from 2010 to 2019

2.2 基于WoS的知识图谱分析

2.2.1 共词网络和共被引网络分析

为快速地了解该领域的研究热点情况,生成了中华绒螯蟹研究领域的共词网络,结果如图2所示。

图2 基于WoS的中华绒螯蟹研究领域的共词网络Fig.2 Co-word network in the research area of Eriocheir sinensis based on WoS

图2中随着密度图中的颜色从红色到黄色,从黄色到绿色,关键词出现的频率逐渐降低。可以清晰地看出,该领域内的热点词汇包括“中华绒螯蟹()”“十足动物(decapoda)”“生长(growth)”“短尾派(brachyura)”“先天性免疫(innate immunity)”“岸蟹(carcinus-maenas)”“蓝蟹(callinectes-sapidus)”“切萨皮克湾(chesapeake bay)”“河口(estuary)”等。可以看出,该领域内针对中华绒螯蟹、岸蟹和蓝蟹的研究较多,对于中华绒螯蟹的研究的核心内容与该物种的先天免疫系统有关,在切萨皮克湾或河口进行的相关研究可能较多。

除了关键词外,引用的参考文献中同样存在大量的信息。为了能够了解中华绒螯蟹相关领域内被引用的参考文献,构建了与共词网络类似的共被引网络,结果如图3所示。

图3 基于WoS的中华绒螯蟹研究领域的共被引网络Fig.3 Co-citation network in the research area of Eriocheir sinensis based on WoS

从图3中可以清晰地看出,共被引网络主要分为深蓝、浅蓝、紫色、黄色、红色和绿色6个簇。该领域中每个簇中被广泛引用的经典文献分别如下所示:1)深蓝:主题为“免疫学或微生物研究”的经典引用文献主要关于“分析相对基因表达数据”“无脊椎动物中的前酚氧化酶激活系统”“中华绒螯蟹中的酚氧化酶原”“血细胞和肝胰腺表达序列标记分析发现免疫基因”“华绒螯蟹螺旋体形态与震颤病的关系”等。2)浅蓝:主题为“生物信息学或自然生物技术”的经典引用文献,主要关于“功能基因组学研究中用于注释、可视化和分析的通用工具”“没有参考基因组的RNA-Seq数据的全长转录组组装”等。3)紫色:主题为“食品化学或水产养殖”的经典引用文献主要关于“中华绒螯蟹的组成特征和营养品质”“中华绒螯蟹肉中的非挥发性增味剂”“一种从动物组织中分离和纯化总脂质的简单方法”“日粮n-3 HUFA水平和DHA/EPA比例对中华绒螯蟹生长,存活和渗透胁迫耐性的影响”等。4)黄色:主题为“生物化学或生物学”的经典引用文献主要关于“利用蛋白质-染料结合原理快速灵敏地定量蛋白质的微克数量”“甲壳动物的渗透调节”“用Folin苯酚试剂进行蛋白质测量”“中华绒螯蟹离体灌流鳃中的Na +通量”等。5)红色:主题为“水生生物学或生态或核酸研究”的经典引用文献主要关于“中国中华绒螯蟹在欧洲大陆的扩散”“温度和盐度对中华绒螯蟹幼体发育的影响”“生物入侵的模式和过程:旧金山湾的中华绒螯蟹”“CLUSTAL W:通过序列加权,特定位置的空位罚分和权重矩阵选择,提高逐步进行多序列比对的灵敏度”等。6)绿色:主题为“海洋科学”的经典引用文献主要关于“切萨皮克湾河口下蓝蟹和表皮鱼类的行会结构和觅食影响”“弗吉尼亚州约克河上部署的蓝蟹的每日,每月和年度沉降模式”“蓝蟹对海草草甸和潮汐沼泽小溪的利用”“蓝蟹进入切萨皮克湾的运动”等。

2.2.2 期刊双图叠加分析

期刊双图叠加分析能够直观地看到某领域内期刊之间的引用关系,揭示中华绒螯蟹领域内的学科交叉情况,结果如图4所示。

图4 基于WoS的中华绒螯蟹研究领域的期刊双图叠加分析图Fig.4 Dual-map overlay analysis of journals in the research area of Eriocheir sinensis based on WoS

从图4中可以清晰地看出,中华绒螯蟹领域的主要发表期刊主要分布于3号学科:生态学、地球学、海洋学和4号学科:分子学、生物学、免疫学,而被引期刊主要分布于10号领域:植物学、生态学、动物学和8号学科:分子学、生物学、遗传学中,说明这4个学科领域是中华绒螯蟹领域内重点研究的学科领域。其中,3号生态海洋学和4号生物免疫学领域文章的主要引用均来自8号生物分子遗传学的文章,说明在中华绒螯蟹领域中,生物分子遗传学研究十分重要,提供了主要的学科支撑。同时,10号动植物生态学领域文章也是3号生态海洋学领域的基础前提。

2.2.3 时间线图谱分析

时间线图谱分析能够直观地给出领域内研究热点随时间的变化趋势,结果如表3和图5所示。

表3 基于WoS的中华绒螯蟹研究领域知识图谱聚类表Table 3 Clustering table of the knowledge map of Eriocheir sinensis research field based on WoS

图5 基于WoS的中华绒螯蟹研究领域的时间线图谱Fig.5 Timeline map of the research field of Eriocheir sinensis based on WoS

从表3和图5中可以看出,中华绒螯蟹领域内共有18个聚类簇且所有聚类的轮廓系数均大于0.8,表明每个聚类中文章具有高度一致性和相似性。其中,从每个簇在时间线上的变化情况可以看出,“鳃上皮”主题从1985年左右成为一个研究主题,在1995年左右出现了一篇影响力较大的文章,之后研究热度不断减弱至2000年左右研究热度消退,可能是一个过时的研究主题。而红黄色区域的节点表示文章近10年被引用频次较高,可以看出近几年的热度最高的研究主题为“转录组分析”和“营养品质”,得到了大量文章的引用,其次是“C-型凝集素”“蟹螺原体”“抗脂多糖因子”“个体发育阶段”“淡水蟹”等研究主题。

2.3 基于CNKI的知识图谱分析

2.3.1 共词网络分析

通过2.1节活跃的国家和机构的分析不难发现,中国作为中华绒螯蟹的主产国以及研究领域中最活跃的国家,在该领域中占据着十分重要的研究地位。而大部分中国科学家的文章均会被中国知网(CNKI)数据库收录,因此,有必要通过对中国知网数据库的知识图谱研究来进一步分析该领域的研究现状。其中,共词网络的分析结果如图6所示。

图6 基于CNKI的中华绒螯蟹研究领域的共词网络Fig.6 Co-word network in the research area of Eriocheir sinensis based on CNKI

从图6中可以看出,中国学者在该领域的研究热点词汇主要集中在3个方面。一是对于中华绒螯蟹自身的研究,以词语“中华绒螯蟹”为研究中心,包括中华绒螯蟹的肝胰腺、脂肪酸组成、生长性能、营养成分、性腺发育和性早熟等研究方向;二是中华绒螯蟹育苗的研究,以词语“河蟹”和“大眼幼体”为研究中心,包括人工育苗、幼体培育、胚胎发育以及生态环境、水质等对其的影响等研究方向;三是中华绒螯蟹的养殖模式探索,以词语“河蟹养殖”为研究中心,包括饲料选择、稻蟹共作、生态养殖、病害防治等研究方向。

2.3.2 共同作者网络分析

为了能够更深入地了解该领域内中国各科研人员之间的合作关系和研究情况,文章建立了共同作者网络,并对其进行聚簇分类,结果如图7和表4所示。

图7 基于CNKI的中华绒螯蟹研究领域的共同作者网络分析Fig.7 Co-author network in the research area of Eriocheir sinensis based on CNKI

表4 中华绒螯蟹研究领域知识图谱聚类表Table 4 Clustering table of the knowledge map of Eriocheir sinensis research field

从图7和表4中可以看出,中国学者基于CNKI的共同作者网络中共有13个聚簇类。在2001—2005时间段内,中国学者主要研究的内容集中在“四倍体”研究中,主要的研究学者有陈立侨、堵南山;2006—2010时间段内,主要研究内容偏向“类立克次体”“基因表达”等;2011—2015时间段内,研究内容则主要偏向“性腺发育”“生态养殖”和“盐度”等方面,并且从聚类大小来看,“性腺发育”和“生态养殖”是中国学者在该领域研究最多且比较重要的两个方向。其中,作者成永旭和吴旭干在“性腺发育”方面发表的文献数量最多,“生态养殖”方面则是作者王武和马旭洲;2016—2020时间段内,只有一个新的研究主题,即“电子鼻”研究,说明在未来的研究中,中华绒螯的风味研究可能是一个新兴的研究方向。

3 讨 论

本研究以Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection)数据库和中国知网(CNKI)数据库的文献为数据集,分别检索得到了1991-2020年间的中华绒螯蟹相关研究领域核心期刊的2 541条和3 035条检索记录,以此为依据分析了中华绒螯蟹领域内的整体研究情况。

从每年发表的文献数量及其引文数量来看,该领域整体呈现上升趋势,说明该领域正在蓬勃地发展,且不断地出现一些新的研究与发现,这与科技发展以来,研究领域内整体科研人员的不断增加以及科学技术的不断进步有一定的联系。从活跃的国家和机构分析来看,中国的文章总数量和本地总引用分数(TLCS)均位于首位,美国次之,而全球总引用分数(TGCS)则是美国位于首位,中国次之,且两者均远超其他国家。但在平均总引用分数(AVG-TLCS)排名从高到低则分别是德国、比利时和英国,中国和美国的排名分别位于第5和第6位。对于文章总数量、TLCS排名和TGCS排名来说,这可能与中国与美国的国家整体综合实力较强且科研人员相对较多有关,其大部分科学研究都均走在世界前列,因此,在该领域内发表文章的数量与质量也均相对靠前。另外,由于中国本身就是中华绒螯蟹的主产国,其养殖量和食用量也远超其他国家,因而中国科研人员不仅能够容易地取得大量的试验原料,而且其在养殖方法、营养品质等方面的研究能够结合实际,为实际生产做出指导建议,具有较大的实用价值。同时,这也是最活跃的前10所科研机构中有8所都来自中国的原因。而对AVG-TLCS排名来说,德国、比利时和英国等国家自身几乎没有中华绒螯蟹的养殖,对其进行研究的人员相对较少,文章数量也相对较少,但这并不影响这些国家中对中华绒螯蟹非常感兴趣的一些研究者对其进行研究。例如,结果中提到的两位德国科学家Klaus Anger和Horst Onken,发表的相关文章涵盖了德国在该领域内被引量超过20的所有高被引文献。

在基于WoS和基于CNKI的网络分析中,基于WoS数据库的研究主要从宏观角度,看到了世界范围内中华绒螯蟹研究领域的整体情况,而基于CNKI数据库的研究则从中国作为中华绒螯蟹的主产国和研究主力国出发,进一步研究该领域在中国的整体研究情况。从结果中不难发现,该领域内整体关于中华绒螯蟹的研究热点主要集中在基因表达、免疫反应等生物信息学研究、生长性能、营养品质分析等生物化学研究以及人工育苗、病虫害防治、养殖模式等养殖方面的研究等。且近10年的热点研究方向主要集中于性腺发育、生态养殖、营养品质以及盐度影响等。其中,2016—2020年间CNKI文献数据分析得到新兴的研究方向电子鼻属于一种识别气味的电子系统,主要用于中华绒螯蟹的风味分析,实质上也属于营养品质研究。

为了进一步分析该领域的最新研究情况,本研究还另外人工查阅了近两年中国知网(CNKI)中核心期刊(包括SCI、EI、北大核心、CSSCI和CSCD)的文献,得到300篇左右相关文献。查阅后发现,对于营养品质来说,不同水域、养殖模式以及性别的中华绒螯蟹的矿物质、氨基酸和胆固醇等营养品质组成均不同,且其风味中关键挥发性风味物质也存在一定的差异。但对于造成不同养殖环境或模式下蟹肉营养品质及其风味差异的原因及其具体影响机制尚不明确,还需要更进一步的研究。对于盐度影响来说,提高环境盐度能促进肝胰脏中总脂质和中性脂质的积累,改变成体中华绒螯蟹的脂肪酸谱,尤其是长期盐度适应后的肝胰脏,而性腺和肌肉中的脂肪酸谱则相对不易受盐度变化的影响。并且除了盐度因素的影响外,温度、溶解氧等因素的影响研究也十分重要。但上述因素对不同发育阶段中华绒螯蟹的影响差异及其具体影响过程尚不明确,有待进一步研究。

对于个体发育和生态养殖来说,饲料中含有不同的物质会对中华绒螯蟹的各方面性能产生不同的影响。例如,饲料中含有氧化鱼油、多氯联苯、-伴大豆球蛋白或大豆球蛋白等均会对中华绒螯蟹产生不同程度的负面影响。而饲料中添加谷胱甘肽补充剂、复方中草药、淫羊藿苷、酵母提取物等对中华绒螯蟹的生长、抗氧化及非特异性免疫能力等各方面均有益处。同时,中华绒螯蟹的病虫害防治也是研究的重点。由于病原体、寄生虫、竞争天敌以及环境污染均会对中华绒螯蟹的养殖造成经济损失,例如,中华绒螯蟹的震颤病、肝胰腺坏死综合征、弗氏柠檬酸杆菌感染、重金属(镉、汞)污染等,养殖户有时会采用一些化学药物对其进行防控。但研究表明,一些化学除虫剂的成分同样会对中华绒螯蟹产生毒性作用,损害其抗氧化活性与免疫防御能力,从而增加螃蟹死亡率。另外,一些药物也可能存在污染,造成非靶向水生生物慢性毒性和内分泌紊乱。因此,研究这些物质对中华绒螯蟹的生长、抗氧化能力、免疫反应等的作用机制对病害的监测、防治和管理十分重要,但中华绒螯蟹流行病病原体的发病机制与环境、化学农药以及药物等诱因的具体关系还需要进一步的研究。

此外,中华绒螯蟹中的微量元素的含量水平与食品安全息息相关,螃蟹体内积蓄的抗生素残留、化学杀虫剂残留、重金属残留等均会对人类的健康产生威胁。因此,水产品质量安全评估与监测研究具有重要的意义,但水体理化性质如何影响有害物质在水体中的生物转化过程及其与具体残留量的关系尚不明确。随着科学技术的不断发展,中华绒螯蟹产品质量的无损检测研究可能是未来研究的重点。同时,已有研究提出并证明了采取水稻-螃蟹耦合共作系统是一种较好的代替养殖方案,不但可以实现食品生产系统之间的协同增效,提高螃蟹和水稻产量,而且不会造成严重的饲料氮积累与化学试剂污染,保证农业生产的可持续性和经济可行性。因此,规划一种能在水陆两系统间营养、公平、环境友好等方面取得权衡的整体粮食体系方案,探索更多的化肥农药减施技术,构建环境友好且因地制宜的中华绒螯蟹生态养殖系统是大势所趋。

在未来的研究中,随着物联网技术的不断发展,农业生产不断走向智能化、高效化与绿色化,中华绒螯蟹作为一种具有较高食用量和高营养价值的水产品,其研究也必然会朝着生态化、数字化、无人化的方向发展,逐步建立健康养殖、生态循环养殖以及智慧渔业等系统,但科学计量学知识图谱并没有反映出这方面的大量内容,这可能与关于农业信息化的文章相对较少和部分工程研究缺乏实际应用有关。

4 结 论

1)以“中华绒螯蟹”为主题,搜索科学引文数据库(Web of Science, WoS)和中国知网(China National Knowledge Infrastructure, CNKI)得到相关的文献数据集。通过本地总引用分数(Total Local Citation Score, TLCS)、全球总引用分数(Total Global Citation Score, TGCS)和平均本地总引用分数(Average Total Local Citation Score,AVG-TLCS)等指标对中华绒螯蟹相关研究领域的整体出版刊物情况以及研究活跃的国家和机构进行了分析,发现该领域的出版物数量整体呈上升趋势,是一个活跃的研究领域。其中,最活跃的国家包括中国、美国、巴西和澳大利亚,且最活跃的机构大部分来自中国,包括中国科学院、华东师范大学、上海海洋大学和南京师范大学等。

2)通过共词网络、共被引网络、共同作者网络、期刊双图叠加分析、时间线图谱等分析方法对该领域内的研究热点和研究分布情况进行了系统性的文献计量学分析与知识图谱研究。揭示了中华绒螯蟹领域如今的整体发展情况,指出过去30年间发展历程中,其研究主要集中在基因表达、免疫反应等生物信息学研究,生长性能、营养成分分析等生物化学研究以及人工育苗、病虫害防治、养殖模式等生态养殖研究。其中,引用文献主要分布在免疫学与微生物学、生物信息学与自然生物技术、食品化学与水产养殖、生物化学与生物学、水生生物学与生态与核酸、海洋科学这6个领域。生物学、分子和遗传学的研究提供了该领域的主要学科支撑,大量研究论文的引用都来自这3个学科。且近10年来,转录组分析、营养品质、生态养殖、幼体发育、盐度影响等研究课题被大量文章引用,是该领域内近10年的研究热点。

通过人工阅读总结近2年中国知网(CNKI)中核心以上的近300篇相关文献,更进一步指出中华绒螯蟹的营养品质、生态养殖、病虫害防治以及水产品质量安全等是今后研究的研究重点,并且随着物联网技术的不断发展,未来会朝着生态化、数字化、智能化的方向发展。

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