基于CiteSpace的养殖活动对海洋保护地生态环境影响分析

张雪平 宋洪军 于国旭 赵林林 洪旭光 初建松 张朝晖

摘要：為促进我国海水养殖和海洋生态环境保护的协调可持续发展，文章选取国内外权威数据库的中英文文献数据，基于CiteSpace工具系统梳理和分析海洋保护地养殖活动研究进展，并结合实际情况进行讨论。研究结果表明：海洋保护地养殖活动研究文献的发文量较少，但呈现逐渐增加的趋势，近期英文文献的发文量超过中文文献;中英文文献的高频关键词都包含生物多样性，英文文献侧重于气候变化和生物群落结构，中文文献则侧重于景观格局和环境污染;中英文文献均高度关注海洋保护地养殖活动的空间分布格局及其对濒危保护物种的影响，英文文献已开始关注海洋保护地养殖活动对生态环境功能多样性的积极影响，而中文文献仍主要关注养殖活动对生态环境的负面影响;养殖活动对海洋保护地生态环境同时具有正面和负面影响，应进一步开展相关科学研究，同时实施海洋保护地分区管理、发展绿色养殖和加强顶层设计。

关键词：海洋保护地;水产养殖;海洋生态环境;绿色养殖;文献聚类

中图分类号：X36;P76;F326.4文献标志码：A文章编号：1005-9857（2022）06-0054-07

Ecological Environment Impact of Aquaculture in Marine Protected Areas Based on CiteSpace

ZHANG Xueping1，2，SONG Hongjun2-3，YU Guoxu4，ZHAO Liniin2-3，HONG Xuguang2，3，CHU Jiansong1，ZHANG Zhaohui2，3

（1.College of Marine Life Sciences，Ocean University of China，Qingdao 266003，China;

2.First Institute of Oceanography，MNR，Qingdao 266061，China;

3.Observation and Research Station of Bohai Strait Eco-Corridor，MNR，Qingdao 266061，China;

4.Changdao National Ocean Park Management Center，Yantai 265800，China）

Abstract：To promote the harmonious and sustainable development of mariculture and marine ecological environmental protection in China，th is paper selected Chinese and English literature data from authoritative databases，composed and analyzed the research progress of aquaculture in marine protected areas based on CiteSpace software，and discussed it according to the actual situation. The results showed that the number of papers on aquaculture in marine protected areas was relatively small but showed a gradual increase，and recently the number of papers in English literature had exceeded that in Chinese literature. The high-frequency keywords in both Chinese and English literature included biodiversity，with the English literature focusing on climate change and biological community structure，and the Chinese literature focusing on landscape pattern and environmental pollution. Both Chinese and English literature paid high attention to the spatial distribution pattern of aquaculture in marine protected areas and its impact on endangered protected species. The English literature had begun to focus on the positive impact of aquaculture on the functional diversity of the ecological environment，while the Chinese literature was still mainly concerned with the negative impact. Aquaculture had both positive and negative impacts on the ecological environment of marine protected areas. Further scientific research should be conducted，along with the implementation of marine protected areas zoning management，development of green cultivation，and strengthening of top-level design.

Keywords：Marine protected area，Aquaculture，Marine ecological environment，Green cultivation，literature cluster

0引言

海水养殖是人类可持续开发利用海洋生物资源和沿海地区发展海洋经济的重要途径，也是胁迫近海生态系统演变的人为因素之一[1]。我国海水养殖业自20世纪80年代后期快速发展，养殖面积和产量多年来高居世界首位[2]。建设海洋保护地（MPA）是海洋生态环境保护和管理最为有效的手段之一，对于减少人类活动对海洋生态系统的负面影响发挥重要作用。2019年《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》指出“国家公园和自然保护区实行分区管控，原则上核心保护区内禁止人为活动，一般控制区内限制人为活动。自然公园原则上按一般控制区管理，限制人为活动。”养殖活动作为近海常见的人类活动在海洋保护地广泛存在，因此科学管理海洋保护地的养殖活动已成为当前海洋生态环境保护和管理工作的紧迫任务之一。

对于养殖活动对海洋生态环境影响的传统认识主要集中在负面影响，具体包括围海养殖带来的海洋生物栖息地被破坏[3]、投饵养殖带来的水体污染和富营养化[4]以及养殖生物改变原有生态系统的生物群落结构[5]等方面。随着国家逐步加强对海水养殖的科学管理[6]，绿色养殖活动对海洋生态环境产生许多正面影响。一方面，养殖活动可提升海洋生态系统服务功能[7];另一方面，科学合理的养殖方式可保护海洋生态环境，如贝藻类养殖可加强对水体中营养盐的吸收、减缓富营养化和增强固碳功能[8]，鱼类养殖可为其他海洋生物提供栖息场所[9]。联合国《生物多样性公约》秘书处发布的《全球生物多样性展望（第五版）》[10]明确指出管理海水养殖和海洋的其他用途，确保其可持续性。因此，养殖活动与海洋生态环境保护并非严格的对立面，在海洋保护地也可开展生态环境友好的养殖活动。

本研究基于CiteSpace梳理养殖活动对海洋保护地生态环境影响的研究进展，并结合实际情况进行讨论，以期为我国海洋保护地养殖活动管理提供科学参考。

1数据来源和分析方法

本研究的英文文献数据来自Web of Science（WoS）核心数据集，以“水产养殖（aquaculture、farming or cultivation）”和“海洋保护地（marine protected area or marine reserve）”为关键词检索篇名和摘要，从1985年检索至2020年获得有关文献122篇，文献发表时间为1996—2020年;中文文献数据来自万方期刊数据库，以“水产养殖”和“海洋保护地、海洋保护区或海洋公园”为关键词检索主题，从1985年检索至2020年获得有关文献107篇，文献发表时间为1998-2020年。

CiteSpace是科学文献数据挖掘和信息可视化分析软件，可通过可视化的手段呈现科学知识的结构、规律和分布情况，近年来在文献分析领域被广泛应用[11]。本研究运用CiteSpace（5.7.R4）的可视化功能分析检索获得的中英文文献，具体包括3个方面。①统计发文量并探讨其变化趋势：②通过高频关键词共现分析研究重点;③通过关键词聚类捕捉研究热点及其发展过程。参数设置的原则是尽可能多地分析相关性强的文献，同时保证网络图谱的可读性[12]。其中，英文文献选取g指数k=25的筛选策略和寻径Pathfinder的剪枝方式，在对每个时间段的图谱进行剪枝修饰后对网络图谱进行剪枝修饰;中文文献同样选取g指数k=25的筛选策略，但不进行图谱剪枝修饰。

2海洋保护地养殖活动研究文献的分析结果

2.1发文量

1985—2020年海洋保护地养殖活动研究文献的发文量如图1所示。

总体来看，海洋保护地养殖活动研究文献的发文量较少，但呈现逐渐增加的趋势。其中，英文文献的发文量自2010年后激增，这与2008年世界自然保护联盟正式发布海洋保护地的定义密切相关;中文文献的发文量自2005年后迅速增加并维持高位，主要是由于广东和福建等沿海地区针对已有的海洋保护地养殖活动开始频繁的研究和讨论。近期英文文献的发文量超过中文文献，表明海洋保护地养殖活动研究越来越受到国际社会的重视。

2.2高频关键词

在去除通识性高频关键词后，海洋保护地养殖活动研究文献的高频关键词共现图谱如图2所示。

由图2可以看出：英文文献关注气候变化、生物多样性和生态系统等，研究对象包括大西洋鲑、隆头鱼和欧洲鲈等，研究区域主要集中在地中海和大西洋群岛;中文文献关注景观格局、生物多样性、海洋渔业和海洋生态系统等，研究对象包括中华白海豚、斑海豹和红树林等，研究区域主要集中在大亚湾、海南岛和南麂列岛。

海洋保護地养殖活动研究中英文文献的主要内容既有联系又有区别。例如：高频关键词都包含生物多样性，但英文文献侧重于气候变化和生物群落结构，中文文献则侧重于景观格局和环境污染。

2.3关键词聚类

基于高频关键词共现结果进行关键词聚类分析，可较快速地捕捉相关领域的研究热点。英文文献关键词聚类的模块值Q=0.418 8，平均轮廓值S=0.939 8;中文文献关键词聚类的模块值Q=0.466 2，平均轮廓值S=0.961 5。通常认为Q>0.3意味着聚类结构显著，S>0.5意味着聚类合理可靠，表明中英文文献的关键词聚类结果均为结构显著且合理可靠的。聚类主题包括研究方向、关注物种、热点区域、生态环境影响和研究工具5个类型（表1）。

由表1可以看出，中英文文献的关键词聚类主题存在差异，但共同点是均高度关注海洋保护地养殖活动的空间分布格局及其对濒危保护物种的影响。值得一提的是，英文文献已开始关注海洋保护地养殖活动对生态环境功能多样性的积极影响，而中文文献仍主要关注海洋保护地养殖活动对生态环境的负面影响。

高频关键词共现图谱网络的时间线可阐明研究主题的发展过程和重要文献的时间节点。在英文文献中，研究初期（2005年前）聚焦于空间管理[13]以及清洁鱼类养殖带来的增益[14];随着相关研究的进一步发展（2005-2016年），开始聚焦于关键物种保护[15]和相关政策的发展[16]，并逐步聚焦于半封闭海湾内的海洋保护地与养殖活动的相互影响[17]以及网箱养殖带来的鱼类聚集现象所产生的生态环境功能多样性[18];2015年开始运用模型手段探讨海洋保护地和养殖活动的规划和设计[19]。在中文文献中，研究初期（2009年前）聚焦于紫贻贝等养殖物种的生长状况[20]和质量安全[21]以及珠江口海洋保护地养殖活动带来的水体污染[22];随着相关研究的进一步发展（2009-2013年），开始重点关注养殖活动对自然保护区内中华白海豚的影响[23]以及合理分布海洋保护地的景观格局和加强土地开发利用[24]等方面;2012年开始关注滨海湿地养殖活动带来的生态环境污染問题[25]。

3对海洋保护地养殖活动的讨论

3.1生态环境影响

养殖活动对海洋保护地生态环境的影响具有积极的一面。根据对西班牙地中海海域的研究结果[15]，由于养殖活动增加食物资源，拥有养殖渔场的海洋保护地的宽吻海豚数量明显增加;根据对大西洋Tenerife岛附近海域的研究结果[18]，养殖渔场可为野生鱼类提供坚固的栖息场所和丰富的饵料，吸引野生鱼类甚至珊瑚礁鱼类在网箱周围聚集，该聚集效应使鱼类群落物种更加丰富，提升海洋保护地生态环境功能多样性，优化海洋保护地生态系统结构。此外，海洋保护地不仅可为养殖活动提供优良的水环境，而且有利于非目标保护物种种群数量增多，对养殖活动产生积极影响。例如：挪威海洋保护地的岩梳隆头鱼（清洁鱼类）种群数量增多，可避免养殖渔场的大西洋鲑遭受海虱的感染[26]。

与此同时，养殖活动对海洋保护地生态环境也有负面影响。根据对西班牙地中海海域的研究结果[15]，人类的干扰会使宽吻海豚的数量下降;根据对美国国家公园的研究结果[27]，当港海豹繁殖和抚育后代的场所与水产养殖场等人类活动场所相邻时，港海豹幼崽的生存和生长将受到影响。

因此，积极发挥养殖活动对海洋保护地生态环境的积极作用，同时抑制相关负面影响，是当下海洋保护地管理工作亟须重点考虑的问题之一。

3.2管理措施

3.2.1海洋保护地分区管理

海洋保护地养殖活动需要科学的空间管理。不少学者提出量化海洋保护地的服务功能，并提出诸多指标与养殖活动的经济效益进行衡量和对比，以显示海洋保护地是否适宜开展养殖活动[28];在适合养殖的海洋保护地实行分区管理，指定核心保护区，并在一般控制区内开展一定程度的养殖活动，从而分离互不相容的活动和保护海洋生态系统[29]。目前海洋空间规划（MSP）已成为海洋管理的有效手段之一，可在海洋生态系统的基础上更加科学合理地将空间分配给多种海洋用途[30]。因此，应健全海洋保护地管理制度体系，通过构建海洋保护地网络科学管理养殖活动，从而合理开发利用海洋保护地[31]。

3.2.2发展绿色养殖

海洋保护地养殖活动需要实现绿色转型。①养殖物种须以本地物种为主。一方面，可恢复种群数量，成为维护生物多样性的有效手段[32];另一方面，可避免养殖物种逃逸造成基因污染或出现传染病源。此外，养殖物种须与海洋保护地的保护对象相一致，而不能对其产生负面影响。例如：英国普尔港是欧盟迁徙鸟类保护地和欧洲海洋保护地，其养殖物种选择菲律宾蛤仔，不仅为迁徙鸟类提供大量食物[33]，而且对封闭的海港水体具有净化作用。②科学把控养殖容量。养殖物种势必占据生存空间和消耗食物，会对其他生物产生竞争影响，因此做到养殖容量的最优设计须有科学支撑。例如：将水动力模型与生态模型相结合，利用有机悬浮物动力学理论评估双壳类水产养殖对有机悬浮物的消耗及其生态承载力，同时研究不同水动力条件下的双壳类生态容量[34];从营养关系下的能量流动入手，运用合适的模型探究最适宜海洋保护地的养殖容量[35]。此外，养殖设备会影响近海水动力交换，对海洋生态环境具有复杂的响应机制，因此不同的养殖方式引起的物理作用会使养殖活动产生不同的生态环境影响，同样须结合当地背景进行科学分析。

3.2.3加强顶层设计

当前我国正在建立以国家公园为主体的自然保护地体系，要求坚持生态为民和科学利用，加快推进海水养殖业绿色发展[6]，促进产业转型升级，推动我国由水产养殖大国向生态环境友好的水产养殖强国转变。因此，国家应出台相应政策，在科学研究成果的支撑下管理海洋保护地养殖活动。

4结语

本研究从发文量、高频关键词和关键词聚类人手，利用CiteSpace分析1985—2020年海洋保护地养殖活动研究文献，主要得到3点结论。①目前中英文文献的发文量均较少，但总体呈增加趋势;②高频关键词都包含生物多样性，英文文献侧重于气候变化和生物群落结构，中文文献则侧重于景观格局和环境污染：③中英文文献均高度关注海洋保护地养殖活动的空间分布格局及其对濒危保护物种的影响，英文文献已开始关注其对生态环境功能多样性的积极影响，中文文献仍主要关注其对生态环境产生的负面影响。总体来看，国内外亟须进一步加强对海洋保护地养殖活动尤其是生态环境影响机制的系统研究，从而更好地为相关决策和管理提供科学依据。

在我国全面推进海洋保护地建设和水产养殖业绿色发展的背景下，海洋保护地养殖活动是可行的。为得到“1+1>2”的效果，即实现养殖活动提高海洋保护地的经济效益以及海洋保护地为养殖活动提供优良环境的“双赢”目标，本研究提出3点建议。①针对养殖活动对海洋保护地生态环境的影响继续开展大量研究，为海洋保护地养殖活动管理提供科学依据和技术支撑;②在海洋保护地实施分区管理，设置不同区域并制定相应的管理规定;③选取适宜的养殖品种，科学评估养殖容量，提高海水产品的生态价值。

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