基于CNKI 和佰腾的黑水虻文献计量学分析
2022-10-10赵晨晖张怀介黄文静梁嘉麒吴楠
赵晨晖，张怀介，黄文静，梁嘉麒，吴楠
（天津农学院 工程技术学院，天津 300392）
黑水虻，又名亮斑扁角水虻或光亮扁角水虻，是一种双翅目水虻科、腐生性的资源型昆虫。黑水虻生长周期短，繁殖快、食性广泛、食物利用率高、吸收转化率高、抗逆性强、对人类无害，已成为一种重要的饲用资源昆虫[1-3]。近年来，黑水虻幼虫在动物蛋白饲料生产、抗菌肽提取、禽畜粪便、餐厨垃圾等有机废弃物的无害化处理方面得到应用和推广[4-5]。由于黑水虻能够有效实现农业废弃物的资源化利用，且展现出良好的经济效益和生态效益，因而具有较高的开发潜力。
文献计量学是基于文献本身信息，采用数学、统计学等计量方法客观地分析研究文献信息的分布、结构、数量关系等，进而探讨科学技术的某些结构、特征和规律的一门集数学、统计学、文献学于一体的学科[6]。文献计量分析归属于图书情报学研究，可以通过统计学方法定量分析和挖掘某一领域的发展趋势[7-10]。采取理论结合技术的方法，来处理实际问题和科研过程中难题，验证理论的正确性和适用性，着重开展应用性研究是文献计量学领域中一个不可或缺的重要组成部分[11]。在文献计量分析过程中，常用的统计分析工具有SATI3.2、Ucinet 6.186、NetDraw 2.084、Citespace、VOSviewer 等[12]，可以对数据进行去重、分析及可视化处理。近年来，文献计量学发展迅速，研究人员借助文献计量分析方法，客观地对本领域的学术现状与发展趋势进行描述、评价以及预测，为学科发展提供宏观指导[13-15]。本研究基于CNKI和佰腾专利的检索信息，采用文献计量的方法系统整理该领域的相关科技文献与专利成果，着重分析和总结近30年来国内黑水虻相关研究的现状与发展态势，以期为促进黑水虻研究和技术应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 数据来源与采集方法
1.1.1 科技文献采集
以中国知网CNKI 作为文献数据的来源，资源类型勾选“学术期刊、学位论文和会议”。采用高级检索方式，检索式为：（主题＝黑水虻）OR（主题＝亮斑扁角水虻）OR（主题＝光亮扁角水虻），勾选“中英文扩展”。
1.1.2 专利采集
以佰腾网作为专利数据的来源平台，在专利检索系统的“中国专利库”中勾选“发明授权、实用新型、外观设计”。检索格式为所有字段＝“黑水虻”OR 所有字段＝“亮斑扁角水虻”OR所有字段＝“光亮扁角水虻”。
1.1.3 采集时间
CNKI 数据库和佰腾专利检索系统的检索时间段均设置为1990 年1 月1 日至2020 年12 月31日，检索日期为2021 年4 月15 日。
1.2 数据处理
使用WPS 表格11.1，Excel 2010，VOSviewer等软件对检索的数据进行去重、分析及可视化处理。
2 结果与分析
2.1 发文量分析
文章发表数量在一定程度上反映了对某研究领域的重视程度[8]。由CNKI 搜集到的黑水虻相关的有效论文共计1 621 篇。根据年度发文量统计结果（图1）可以看出，在2004 年之前，每年发表的文献量几乎为零；从2005 年开始发文量呈现缓慢上升趋势；2015—2020 年为文章井喷式增长期，总发文量超过1 400 篇，其中英文文献量增长趋势远超中文文献量。目标论文的年度发文量持续增加，且未来有继续增长的趋势，这表明学者们对黑水虻相关领域逐步重视且研究成果日益增多。
图1 文献发表量年度分布
由图2 可以看出，2008 年之前，在CNKI 数据库中没有检测出黑水虻相关的硕士或博士学位论文。自2008 年开始，关于黑水虻的硕士、博士学位论文发表量呈波动式逐步增长趋势，特别是自2016 年开始，硕士学位论文数量迅速增长。其中，华中农业大学、西北农林科技大学和华南农业大学是相关硕、博论文学位授予单位的前3 位。
图2 硕士、博士学位论文文献数量年度分布
2.2 中文文献的作者群及机构分布
表1为CNKI数据库中的中文文献发表数量位居前7 位的作者情况。其中遵义医学院的夏嫱中文文献发表量最多，为19 篇，位居黑水虻研究领域首位。广东省珠海市农业科学研究中心的喻国辉的文献发表量虽然位居第6，但其文献被引用次数最多，总被引次数超过200 次。
表1 CNKI数据库中的中文文献发表数量前7 位的作者
表2 为中文文献发表数量位居前7 位的机构分布情况。华中农业大学关于黑水虻的发文数量最多，达40 篇，位居首位。其次遵义医学院、广东省农业科学院动物科学研究所和华南农业大学的文献发表量均超过20 篇。总被引次数位居第一的是华中农业大学，达到315 次，其余被引次数超过100 次的为遵义医学院、广东省农业科学院动物科学研究所和西北农林科技大学。近年来天津农学院在黑水虻领域也做了大量工作，发文量为12 篇，位居第6，总被引次数为49 次。
表2 CNKI数据库中的中文文献发表数量前7 位的机构
2.3 研究应用热点分析
关键词是对文章内容的主要概括，在一定程度上反映了目前针对黑水虻的研究热点。图3 中节点之间连线的粗细程度表明共词关系的强弱，连线越粗，则共词关系越强。字体和节点越大，则表明该关键词出现的频次越高，中介中心性越强[10]。由图3 可知，中文文献中与“黑水虻”“亮斑扁角水虻”相关的研究热点主要包括黑水虻幼虫、餐厨垃圾、畜禽粪便、抗菌肽和生长性能等。而英文文献中与“black soldier fly（黑水虻）”、“Hermetia illucens（光亮扁角水虻）”相关的研究热点主要包括bioconversion（生物转化），biodiesel（生物柴油），waste management（废弃物处理），animal feed（动物饲料），growth performance（生长性能）和insect meal（虫粉）等。
图3 黑水虻研究热点（a）中文关键词和（b）英文关键词图谱
从2017 到2020 年，在CNKI 的中文数据库中，黑水虻作为搜索关键词是最多的（图4）。从2019年开始，“餐厨垃圾”“畜禽粪便”“黑水虻虫油”“血清生化指标”等关键词开始广泛出现。上述结果表明，黑水虻作为当前热门研究的昆虫之一，在废弃物处理、昆虫蛋白、医药研发以及生物柴油制取等方面具有广阔的应用前景。
图4 2017—2020 年黑水虻中文关键词年度交叉分析图
2.4 载文期刊及学科分类
图5 为CNKI 期刊数据库中的中文文献发表数量位居前7 位的期刊，反映出黑水虻领域研究初步兴起和偏重应用的特点[9]。其中猪业观察、环境昆虫学报、饲料工业和动物营养学报上发文数最多，共发表论文69 篇。
图5 CNKI 数据库中的中文文献发表前7 位的期刊
根据学科分布情况可以看出（图6），黑水虻涉及的学科范围比较广泛，占比最高的学科门类为环境科学与资源利用（占比率超过20%）。其他学科门类，如蚕蜂与野生动物保护、农业基础科学、生物学和畜牧与动物医学的占比均超过10%，表明目前黑水虻的研究及应用偏重于环境和农业生物方面。
图6 黑水虻中文文献按学科划分情况
2.5 经费支撑情况
图7显示了从CNKI检出中文文献的基金来源情况。基金的资助方向以国家自然科学基金和重点研发计划为主；在地方基金中，天津市、广东省及河南省的基金数量较多，表明这些地区对黑水虻领域研究工作的支持力度较大。
图7 CNKI 数据库中检出文献的基金来源
2.6 专利检出情况
2.6.1 中国专利发文量分析
根据佰腾专利检索结果，我国黑水虻相关专利申请始于2008 年，且直到2012 年，都处于增长率较低的阶段（图8）。2014—2017 年发明授权数量明显上升（每年发文量在12～15 件浮动），之后增势减缓（每年发文量少于5 件）。从2016年开始，黑水虻相关的实用新型专利出现明显增长，并于2019 年达到顶峰（166 件）。黑水虻实用新型专利的发文量远远高于发明授权和外观设计的发文量。
图8 中国专利年度发文量
2.6.2 专利申请机构分析
表3 为实用新型专利前5 位专利申请人的情况，其中河南省单位高居第一位，专利数量是第二位单位的2.8 倍左右。
表3 实用新型专利数量排名前5 的申请人
表4 为发明授权前5 位专利申请人的情况。华南农业大学和湖南卢氏环保科技有限公司发明授权数量并列第一，其余专利申请单位也集中在南方地区。可以看出南方地区高校、科研院所及企业在黑水虻发明专利申请数量上占明显优势。
表4 发明授权数量排名前5 的申请人
3 结论
黑水虻领域的文献计量分析结果表明，黑水虻领域研究初步兴起，且偏重应用。在2004 年之前，黑水虻相关文献发表量较低，自2015 年开始，发文量呈快速增长，且未来有继续增长的趋势，表明学者们对黑水虻领域逐步重视且研究成果日益增多。现有文献中，研究工作主要围绕黑水虻的生长发育及其对餐厨垃圾、畜禽粪便等废弃物的生物降解及资源化处理。该领域涉及的学科范围比较广泛，偏重于环境和农业生物方面。黑水虻实用新型专利的发文量远高于发明授权和外观设计的发文量，其中实用新型专利发文量在2019年达到峰值。基金资助方向以国家自然基金和重点研发计划为主，加大其他方向的科研经费支撑将有助于进一步推动黑水虻研究和应用工作的深入开展。
