基于文献计量的黑麂研究热点与趋势分析

路 瑞,胡雪琴,肖地秀,黄志强,2,翟健程,2*

(1.东华理工大学地球科学学院,330013,南昌;2.东华理工大学自然保护地规划研究院,330013,南昌)

0 引言

我国幅员辽阔,自然环境多样,动物资源丰富,其中鹿科动物的种数占世界鹿类总数的40%以上,据记载,獐亚科和麂亚科等小型种绝大部分主产于我国,如白唇鹿、黑麂为我国特有种[1],它们在陆地生态系统中具有重要的生态功能与作用,但长期遭到人类活动干扰,种群和栖息地受到极大影响。因此,系统全面评估特有动物,以小见大,能有效掌握和保护我国鹿科动物资源情况,以便持久发挥其在环境、生态等多方面的有益作用。

黑麂(Muntiacuscrinifrons),属偶蹄目(Artiodactyla)鹿科(Cervidae)麂属(Muntiacus),典型亚热带山地森林物种,为我国特有、国家I级重点保护物种,被《中国脊椎动物红色名录》列为濒危(EN)物种[2],主要分布于浙、赣、皖、闽四省,呈小种群岛屿状分布[3]。近年关于黑麂的研究主要有种群资源[4-5]、栖息地选择[6-7]、食性[8-9]、繁殖[10-11]、遗传多样性[12-13]等。尚缺乏针对黑麂研究成果与文献资料的系统、完整的分析和总结。为进一步准确掌握黑麂的研究态势与方向,本文结合软件与文献计量法,分析黑麂相关研究的时间趋势、空间模式、方法等,探究其研究热点、核心作者及研究机构等内容,以期梳理黑麂研究历程及预测与展望研究趋势,对推动黑麂研究与保护工作提供理论基础。

1 研究方法

系统文献综述(Systematic literature review)是一种系统、明晰和可复制的方法,用于识别确认、评价、综合现有的科学信息[14]。本文借鉴Grant等[15]的研究框架,涉及的具体步骤如下。

搜索:一用Web of Science搜索所有字段Muntiacuscrinifrons,获得30篇文献,其中与黑麂直接有关的文献18篇;二在CNKI通过高级检索,限定主题为黑麂,时间范围截止为2022年10月,获得189篇文献,剔除会议、报纸、图书等文献来源后,获得170篇文献;三是在Google Scholar和Google搜索引擎搜索黑麂和Muntiacuscrinifrons,获得相关与Web of Science、CNKI不重复文献,通过无意义词删除及文献去重等,得到5篇文献。

评估:筛选文献的过程。将搜索到的226篇原始文献按照标题、摘要、内容以及来源四部分筛选出满足综合要求的相关文章。每个阶段的筛选标准和剩余数量如图1所示。

图1 研究框架

整合与分析:综合衍生知识的定性方法有助于探索、解释和呈现所获数据的新视角[16]。利用CiteSpace,由陈超美教授开发,用来挖掘、分析和进行科研文献可视化的分析软件[17],将筛选出的文献以Refworks格式导出,分析黑麂研究的研究热点、核心作者、研究机构等信息。

2 结果与讨论

2.1 时间分布

文献发文量的变化是衡量该领域研究进展的重要指标,一段时间内文献发表情况能体现该研究领域在特定时期的受关注程度和活跃度。20世纪50年代,在浙江宁波与桐庐发现黑麂标本,国内最早研究黑麂的文献发表于1976年,学者在动物毛皮资源调查中发现黑麂的存在,且分析黑麂曾活动在安徽省祁门、休宁、宁国等地[18]。

通过发文量分析,近50年内有关黑麂研究的出版文献量虽有波动,但整体仍呈指数增长趋势,可分为3个阶段(图2)。第1阶段为1976—2000年,平均年发文量仅2.4篇,个别年份还有零发文的现象,增长率浮动较大。该阶段主要研究黑麂分布区与遗传多样性,其原因与物种习性和技术有关。黑麂生性警觉,活动隐秘,且分布范围狭小,不易被发现;受调查手段单一影响,对黑麂宏观的研究较少,注重物种的细胞遗传学探究与繁殖饲养。如黑麂染色体的多态及着丝粒的研究[19]、黑麂的繁殖[20]等。第2阶段为2001—2010年,文献量整体处于线性增长阶段,2006年达到最高峰(20篇)。21世纪以来生物技术产品出现在动物生产、疾病治疗以及饲料的研发中,技术进步推动黑麂调查,注重对黑麂种群基因流、线粒体基因组序列、栖息地利用与食物组成的研究。第3阶段为2011—2022年,发文量参差不齐。重点关注黑麂的本底资源、行为学特征及生境变化,其原因与科技发展有密切相关。2010年后,红外相机技术高性能低成本的发展,促使红外相机广泛应用在野生动物监测中,部分黑麂能够被准确记录到,为更新黑麂具体分布与评价种群多度提供了重要依据。

图2 1976—2022年我国黑麂研究发文数量

2.2 空间分布

自20世纪50年代黑麂被发现,研究区域从浙逐渐扩展到皖、赣、闽、粤、藏5省,除此之外,部分圈养黑麂的省份也成为研究该物种的区域,例如,北京动物园、南京森林警察学院。就研究的具体地点而言,主要集中在自然保护区内。其中,浙江省保护区的研究数量最多(53篇),约占总区域的23%,其次是安徽12%和江西5%,但粤、藏两省文献都仅有1篇,且距今时间较远,其数据的真实性有待进一步验证。对研究地点的规模分析显示,研究区域仅集中在特定保护区内或某一森林公园,未涉及跨省份大范围以及国家级别的研究(图3)。例如,古田山自然保护区[21]、江西武夷山保护区[22]。

图3 黑麂部分分布区及研究点

2.3 作者与机构

利用CiteSpace对作者进行共现图谱分析,得到图4的作者合作网络图谱。图4中,网络节点共269个,连接669次,网络密度0.018 6。每个节点代表1位作者,字体大小代表作者出现的频次,线条数量代表作者之间的合作关系与合作强度,标出名字的节点代表发文量多,在该领域内贡献较大。

表1 发文量排名前10位的黑麂研究领域核心作者

图4 作者合作网络图谱

核心作者群是指在相关领域刊物上发表论文较多,影响较大的作者集合[23],发挥着导向作用。根据普赖斯理论关于核心作者发表论文数公式[24],N=0.747(Nmax)1/2,其中N为核心作者至少应发表的论文数,Nmax为统计年段内最高产作者的论文篇数,当发刊量>N的作者,被称为核心作者。根据统计结果,关于黑麂研究发文最多作者的文献数为19篇,即Nmax=19,取整N=3篇,即定义发文量达到3篇的作者为该领域的核心作者(表1)。

结果表明,核心作者之间存在合作关系,且高发文量的作者主要为国内学者;英文文献的发表大多由国内学者完成,说明该物种的研究具有地域优势。核心作者的合作主要集中在以鲍毅新、葛宝明及吴海龙为中心的科研团队。其中,鲍毅新发文数19篇,为发文篇数最多的作者,在该领域具有较大的影响力,葛宝明与吴海龙次之,都为9篇;核心作者总发文量达到119篇,占总发文量的50.85%,根据核心作者发文量占比超过总发文量的50%即可认定其是稳固的核心作者群[25],从而认为该领域研究已形成稳固的核心作者群。

基于193篇文献进行发文机构可视化(图5),得到研究黑麂领域的机构及合作图谱。从图谱来看,黑麂研究主要在各大高校,其次是科研院所与保护区等管理机构,说明研究机构之间合作率低;从区域角度来看,发文最多的3个机构分别来自浙江省、云南省和安徽省,因当前黑麂仅出现在浙、皖、闽、赣四省,说明黑麂的研究跨越了地域的限制;从发文量来看,浙江师范大学是发文量最多的机构,其次是中国科学院昆明动物研究所和安徽师范大学,同时,不同发文机构的出现,说明针对黑麂的研究领域逐步拓展,方向多样化。

2.4 研究主题

近50年来,黑麂的研究逐渐从形态大小、分布位置、种群资源、活动习性、生境状况等宏观视角向生理生化、基因测序、肠道菌群等微观方向深入。其中,35%的文章关注黑麂基因变化的分析,这与黑麂特殊的存在性有密切关系。一直以来,麂亚科动物的种群关系是研究热点,黑麂作为其中一种,关注小麂、赤麂、黑麂三者的进化关系使得黑麂基因演化研究比例增加;17%的人调查现存的种群数量;11%的人注意到其生境环境问题;10%的文献提到物种出现的大致地点;14%的人涉及对其疾病、食性等相关问题的探究(图6)。

图6 不同主题占比

2.5 方法探究

对大中型兽类的调查,传统的宏观方式是利用物种常出没地区设置样方和样线获取数据,微观方式以业内显微镜观察分析为主。随着科技进步,出现的红外触发相机技术,是指在野外环境无人操作的情况下,红外感应设备对经过的野生动物自动拍摄静态照片和动态影像的技术与方法[26],因高隐蔽性、高准确性、低干扰性、低环境受限性、全天候等优点被广泛应用于野生动物的实时监测。

目前,黑麂的调查方法主要以红外相机监测法为主,样线调查法、业内试验分析法及模型估算辅助开展。其中,约有21%的文章利用业内试验数据分析黑麂DNA、基因流等微观特征;20%的人利用长期红外相机监测的数据研究其分布点、习性和活动接节律;10%的人采用传统样方样线调查,但此方法大约集中在2005年之前使用;4%的人利用模型来评价和预测其生境适宜性与潜在性,涉及的模型有MaxEnt模型、广义可加模型、广义线性模型(图7)。

图7 研究方法占比

2.6 高被引文献分析

高被引论文是指在学术论文中被引频次较高的论文,研究内容又能够反映其所属学科的前沿问题与学者关注热点[27]。1976—2022年高被引频次的黑麂研究文献见表2,最高被引频次的文献是章书声等[28]的《基于红外相机技术的黑麂活动节律》,达103次,基于红外相机技术研究发现黑麂是以晨昏型为主的、冬夏两季活动时间有差异性且日活动时间不均匀的昼行型动物。其次是曹祥荣等人对毛冠鹿、小麂、赤麂和黑麂等麂属亚科动物系统进化关系的研究,达95次,确定了麂亚科动物在鹿科中的进化地位,得出赤麂、小麂和黑麂3者亲缘关系可组成一个并系。这一结果与张海军等人的研究相似。其他学者分别对黑麂的数量、分布以及栖息地现状评价与预测等方面进行研究。

表2 黑麂研究高被引频次文献

2.7 研究热点

研究热点是在一段时间内,有相互联系的、数量较为丰富的一组论文所研究或探讨的主题[29]。关键词是对文章核心内容的提炼和概括,通过关键词共现分析,能够厘清某领域发展趋势,把握该领域的研究现状[30]。在CiteSpace 6.1.R3对193篇文献关键词共现进行可视化,以“keyword”为分析目标,时间跨度为1976年1月—2022年10月,时间切片为1 year,为网络聚类结构清晰,选择Pathfinder模块裁剪。生成节点N=162,连接数E=254,网络密度D=0.019 5的关键词共现图(图8),以及高频复现的关键词(表3)。

表3 黑麂研究高中心性高频关键词

图8 关键词共现图

关键词共现高频词有黑麂、红外相机技术、鹿科动物、麂属、种群动态、基因流、分布区、进化、保护对策。重点围绕某个保护区展开种群数量监测、生境保护、亲缘鉴别及遗传进化展开研究。近50年间我国黑麂研究的关键词,不仅涉及种群数量、食性、习性等宏观方面,随着生物技术的进步,研究也渗入分子生物学领域,包括其基因定位、遗传进化、染色体等微观方面。

在此基础上,进行关键词聚类(图9)与关键词共现时区分析(图10)。一般,由Newman[31]提出的Modularity Q(衡量网络社区结构强度的方法)值与Silhoutt(平均轮廓线)值分别大于0.5与0.3时,认为聚类分析结构为显著[32]。如图9所示,文献聚类分析得到Q=0.675 9,S=0.782聚类结构合理。1976—2022年与黑麂有关的文献主题聚类成9类,编号从#0到#8,数字越大,包含关键词越少。

图9 文献关键词聚类知识图谱

图10 关键词共现时区图

其中,#0聚类、#1聚类、#3聚类研究主题分别是黑麂、鹿角和着丝点。主要研究方向有利用鹿角和皮毛进行定量描述黑麂个体识别、物种基本特性的认识、DNA生物技术了解物种进化和遗传多样性。20世纪90年代,学者已鉴定出黑麂的Y染色体以及麂属物种间的进化关系,确定小麂是较原始的物种,赤麂和黑麂较为近缘,是从类似小麂的祖先演化而来[33-34]。#2聚类、#4聚类、#5聚类主题为种群密度、活动节律和红外相机。21世纪初,伴随生物多样性面临危机,保护生物学兴起,以珍稀濒危物种保护有关的种群密度、分布状况、栖息地质量、保护策略等问题一直是保护生物学中最重要的问题。相比之前,学者更加关注黑麂栖息地选择的季节性变化、保护区内资源分布与保护现状。方宏明[35]对安徽牯牛降自然保护区做过相关研究。李佳等[36]、郭英荣等[37]学者也利用红外相机对不同保护区进行兽类资源监测调查时发现黑麂。#7聚类的研究主题为国家公园,自十八大三中全会提出建立国家公园体制以来到十九大报告提出建立以国家公园为主体的自然保护地体系,明确国家公园的定位与作用后,学者就钱江源国家公园体制试点区现有功能分区与其首要保护对象黑麂的适宜栖息地之间的空间关系进行分析,认为黑麂可作为其分布区域内较少受到人为干扰的森林生态系统的指示性物种[38]。总体来看,有关黑麂的研究已从单一个体生态特性的探索到关注区域种群发展,如今在逐步探索跨区域大范围的监测保护与生态廊道建设。

3 结论与展望

黑麂,特有亚热带山地森林物种,在生态系统和生物多样性保护中发挥着重要作用,其种群的健康状态一定程度上反应区域生态系统的健康状态及我国鹿科对小种群物种的关注度。从整体研究特征上看,以国内学者为研究主体的黑麂研究总体关注度起伏不定,已形成了较稳定的研究团体,尚未引起国外学者较大的重视;主要研究机构之间交流少,存在交流壁垒,且各研究机构的科研能力有很大的提升空间;对黑麂栖息地的探索,侧重小范围内短期研究,缺乏大区域内物种长期生态监测研究;清晰掌握当前黑麂种群数量、生境及出没点,但未考证历史上黑麂存在的真实性及其他区域生存的可能性;从研究方向来看,黑麂涉及主题多样化,黑麂的形态特征、分类分布、种群数量、生境选择、习性食性、活动节律、生理生化等方面,其中关于遗传多样性的研究占据1/3。近年来,关注以国家公园为主体的自然保护地功能分区与黑麂适宜栖息地之间的关系逐渐成为热门。

结合当前黑麂研究现状,建议未来黑麂的研究可从以下几方面展开:1)提升黑麂的国际知名度,吸引更多国内外学者参与黑麂研究,打破黑麂研究的地域优势,多样化、深层次的提供保护方法;2)增进科研机构之间的交流与合作,提高研究成果的质量与共享性;3)加强黑麂野外种群长期动态监测,对黑麂的生境状况进行定期评估,及时合理地调整保护策略;4)维持现有黑麂的保护区内孤立栖息地斑块间的连通性,建立跨省、跨市的大尺度黑麂生境廊道,以便实现黑麂野生种群之间的基因交流与扩散;5)增加对黑麂历史存在位点的考古研究,尝试展开迁地保护,改善黑麂生存状况,扩大其数量。