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        基于文獻計量分析的珊瑚礁研究現(xiàn)狀與熱點

        2019-03-22 03:07:12于小茜徐惠民
        生態(tài)學報 2019年3期
        關鍵詞:珊瑚礁珊瑚文獻

        王 耕,常 暢,于小茜,徐惠民,3

        1 遼寧師范大學城市與環(huán)境學院,大連 116029 2 中國科學院南海海洋研究所,廣州 510301 3 欽州學院海洋學院,欽州 535011

        文獻計量是一種基于數理統(tǒng)計的定量分析方法,它用科學文獻的外在特征作為研究對象,研究文獻的分布結構、數量關系和變化規(guī)律等,在此基礎上探討相關研究的特征和規(guī)律[1- 2],具有顯著的客觀性,定量化,模型化的宏觀研究優(yōu)勢,是一種成熟的文獻分析和信息挖掘方法[3- 5]。文獻計量最早提出于20世紀初期,該方法原本是圖書情報領域的常用統(tǒng)計方法,隨著各個學科領域的不斷發(fā)展,目前文獻計量被越來越多的學科應用,以了解學科的研究狀況、熱點及研究趨勢[6]。如,Takn等[7]用該方法分析了《美國歷史評述》對歷史學領域的貢獻,Tancoigne等[8]用該方法研究了農業(yè)科學中的生態(tài)系統(tǒng)服務的發(fā)展態(tài)勢。

        珊瑚礁是在成百數千年的過程中由無數珊瑚蟲死亡之后的骨骼沉積而形成的。在珊瑚礁里,無數的生物生活在珊瑚礁環(huán)境中,它們構成一個特殊的生態(tài)系統(tǒng),稱珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng),它被稱為海洋的熱帶雨林或熱帶海洋中的綠洲[9- 10]。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)是全球初級生產量最高的生態(tài)系統(tǒng)之一,生物多樣性最為豐富,不僅為各種海洋生物提供了適宜的棲息地,還為人類提供食物、藥物資源,增加漁業(yè)和旅游業(yè)的收入,保護海岸免受波浪沖擊[11- 13]。然而近50年以來,由于全球氣候變化,海洋酸化和人類的不合理活動,導致全球珊瑚礁整體呈加速退化的趨勢[14]。1998年,由于全球氣溫升高,導致全球約16%的珊瑚礁破壞[15- 16]。2013年世界珊瑚礁大會報告稱亞洲珊瑚大三角地區(qū)85%的珊瑚礁正在受到過度開發(fā)、海洋污染和過度捕撈等人類不合理活動的威脅[17]。就個別地區(qū)而言,大堡礁珊瑚礁覆蓋率從1985年的28%大幅下降到2012年的13.8%;南海三亞鹿回頭岸礁覆蓋率從1960年的80%—90%下降到2009年的12%[18]。目前,我國南海已有70%的珊瑚完全退化,珊瑚礁荒漠化現(xiàn)象日趨嚴重,迫切需要全球的共同關注與保護。由此,為探求珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展,維護健康的珊瑚礁海岸關鍵區(qū),有必要對當前的珊瑚研究進行統(tǒng)計分析。

        1 數據來源與研究方法

        有關國際的研究,本文以WEB OF SCIENCE 數據庫中的WEB OF SCIENCETM核心合集為數據源,檢索文獻中含有“coral”,文獻類型為ARTICLE的文獻,搜索年份限制在2017年之前(包含2017年),并在檢索結果中篩選出與生態(tài)環(huán)境相關的文獻,最后得出9585條符合條件的結果。關于國內的研究,本文采用中國期刊全文數據庫(CNKI)中主題為“珊瑚”并與生態(tài)環(huán)境有關的論文為數據源,(由于在CNKI中搜索的以“珊瑚”為主題的論文涉及到人文社會科學、醫(yī)學、工程地質等諸多領域,所以將論文限制在生態(tài)環(huán)境方面)搜索年份限制在2017年之前(包含2017年),篩選出共計730篇珊瑚相關文獻。

        分別將已選的9585篇國際文獻題錄和730篇國內文獻題錄導入Bibexcel中,導出文獻的高頻關鍵詞,合并其中的近義詞、同義詞。國際文獻篩選出詞頻大于50的關鍵詞共計64個,國內文獻篩選出詞頻大于10的關鍵詞47個。利用Bibexcel將國際文獻中導出的64個高頻關鍵詞生成64×64的共詞矩陣,將國內文獻中導出的47個高頻關鍵詞生成47×47的共詞矩陣,分別導入到Ucinet中生成 ##h文件,再用Netdraw做出國際與國內珊瑚研究高頻關鍵詞共現(xiàn)網絡可視圖完成共詞分析。分別將兩個共詞矩陣導入SPSS,分析得出系統(tǒng)聚類分析樹狀圖,對關鍵詞進行聚類分析。

        2 結果分析

        2.1 珊瑚相關論文發(fā)文統(tǒng)計

        在WEB OF SCIENCE數據庫中檢索的9585篇以“coral”為主題詞的文獻每年發(fā)布數量如圖1所示。由圖1可以看出,雖然個別年份有所回落,文獻數量整體上呈逐年上升趨勢。研究可以分為兩個階段,第一階段(1990年以前),文獻數量較少,珊瑚研究處于萌芽時期;第二階段(1991至今),珊瑚文獻開始驟增,這說明國際上針對于珊瑚的重視大致開始于此時,推測是由于1991年冷戰(zhàn)結束,世界各國開始將目光投放在除軍事政治之外的領域,對海洋方面的研究有所傾向。

        圖1 國際上有關珊瑚在生態(tài)環(huán)境領域的論文各年份分布數目Fig.1 Number of articles about coral in ecological environment in each year in global

        在CNKI中檢索的730篇主題為“珊瑚”并與生態(tài)環(huán)境有關的文獻每年發(fā)布數量如圖2所示。由圖2可以看出,隨著時間的推移,文獻的數量大體上呈上升趨勢,尤其自1994年以來文獻數量呈加速增長趨勢。有關珊瑚的研究大體可分為四個階段,第一階段(1959—1990年)初步探索階段,文獻數量不多,說明關于珊瑚在生態(tài)環(huán)境領域的重要性還未引起太多專家學者的重視;第二階段(1991—2000年)發(fā)展萌芽階段,相比于第一階段,文獻數量有所增長,主要是由于《聯(lián)合國海洋法公約》于1994年末生效,我國加強了對海上天然資源的管理、污染處理,專家學者們開始重視,促使相關研究增加;第三階段(2001—2007年)波動增長階段,在這期間國家“十二五”計劃出臺了《國家海洋事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,強調了海洋事業(yè)的重要意義;第四階段(2008年至今)穩(wěn)步增長階段,這段時間推測是由于經濟發(fā)展,人類活動頻繁,污染加重,以及旅游業(yè)的發(fā)展給沿海珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)帶來的直接壓力,導致珊瑚礁退化所造成的負面影響開始顯現(xiàn),專家學者們開始重視,研究數量增加。綜合來看國際和國內的珊瑚研究均是從20世紀90年代開始走向成熟,但國內要略遲于國際。圖2中2017年論文數量較少,推測是由于統(tǒng)計數量時一些論文還未發(fā)表造成的。

        圖2 國內有關珊瑚在生態(tài)環(huán)境領域的論文各年份分布數目Fig.2 Number of articles about coral in ecological environment in each year in domestic

        2.2 高頻關鍵詞分析

        關鍵詞是對文章的高度概括和精煉,提煉出多篇文章中的高頻關鍵詞一定程度上可以代表該領域的研究熱點[4,19]。利用Bibexcel將從WEB OF SCIENCE數據庫中提取高頻關鍵詞如表1和CNKI中提取的高頻關鍵詞如表2。根據表1可以看出國際上有關珊瑚的研究的出現(xiàn)最多的關鍵詞為coral reefs(珊瑚礁)和corals(珊瑚),其次是coral bleaching(珊瑚白化),climate change(氣候變化),recruitment(珊瑚幼蟲),Symbiodinium(共生藻)等。由此分析得出國際上珊瑚研究熱點是關于珊瑚礁的退化原因,比較側重珊瑚白化的研究;珊瑚白化對造礁能力的影響等。根據表2,可以看出在我國的珊瑚研究領域中,珊瑚礁是出現(xiàn)頻次最多的關鍵詞,是學科研究的核心,次核心關鍵詞為造礁珊瑚,造礁石珊瑚,珊瑚,潿洲島。由此可見國內則更傾向于對造礁珊瑚研究,以尋求增加珊瑚礁覆蓋面積,從而改善海洋生態(tài)環(huán)境。透過這些高頻關鍵詞,可以看出國內外針對于珊瑚的研究多集中在珊瑚礁上,這與當前珊瑚礁的嚴重退化形勢息息相關,無論是國內還是國外珊瑚礁都是學者們的研究重點。

        2.3 高頻關鍵詞的共現(xiàn)分析

        共詞分析法是文獻計量方法的一種,通過對某個學科領域的研究主題或方向的關鍵詞共同出現(xiàn)在同一篇文獻中的情況進行分析,以此判斷該領域中各個方向或主題間的關系[20- 22]。該方法最早出現(xiàn)在20世紀70年代中后期,目前廣泛應用于多個研究領域,探索各領域或學科的研究現(xiàn)狀與熱點,探究其歷史發(fā)展脈絡[23]。將共詞分析法與社會網絡分析軟件結合,即可生成社會網絡分析圖,將共詞分析結果可視化,從而清晰地展示出某個研究領域中哪些關鍵詞常放在一起研究,共現(xiàn)次數越多,程度就越高,也就是該領域的研究熱點。

        表1 國際高頻關鍵詞及其詞出現(xiàn)頻次

        本文利用Bibexcel軟件將國際文獻中提取的64個關鍵詞及其出現(xiàn)頻次得出64×64的共詞矩陣,國內文獻提取的47個關鍵詞及詞頻生成47×47共詞矩陣,分別導入到Ucinet軟件中生成 ##h文件,再用Netdraw繪制出高頻詞共現(xiàn)網絡可視圖如圖3和圖4,完成共詞分析。網絡圖中,每個節(jié)點代表一個關鍵詞,節(jié)點越大,說明該關鍵詞與其他詞共現(xiàn)的次數越多,節(jié)點間的連線表示兩詞的共現(xiàn)情況,線條越粗表示這兩詞之間共現(xiàn)次數越多[24]。節(jié)點小的,與節(jié)點連線較細的并不代表研究次數少,只能說明它與網絡視圖中的其他詞共現(xiàn)次數少。

        表2 國內高頻關鍵詞及其詞出現(xiàn)頻次

        圖3 國際珊瑚研究高頻關鍵詞共現(xiàn)網絡可視圖Fig.3 Co-occurance netview of key words from coral studies in global

        通過圖3可以看出,coral reefs(珊瑚礁),corals(珊瑚),climate change(氣候變化),sedimentation(沉積),coral disease(珊瑚疾病)等詞所代表的節(jié)點較大,說明這幾個詞與其他關鍵詞共現(xiàn)次數多,一定程度上可以視為國際上珊瑚的研究熱點。64個關鍵詞之間關系緊密,各節(jié)點間的連線縱橫交錯,交織成網。雖然某些連線略粗于其他連線,但具體是代表哪兩詞的關系難以從圖上清晰地看出。

        由于國際與國內檢索到的相關文獻數量相差懸殊,故高頻關鍵詞之間的共現(xiàn)次數相差較大,導致國內關鍵詞共現(xiàn)網絡圖中節(jié)點間連線的密度明顯小于國際。由圖4可以看出,生態(tài)系統(tǒng),熱帶海洋,漁業(yè)廳,岸礁等關鍵詞在珊瑚文獻中與其他關鍵詞共現(xiàn)的次數較多,但由于國內的相關文獻數量較少,共現(xiàn)次數多的關鍵詞不一定能準確代表該研究領域內的研究熱點。圖4中南海和珊瑚白化、熱帶海洋和氣候變化、氣候變化和全球變化、珊瑚礁和生態(tài)系統(tǒng)等,這些關鍵詞之間的連線較粗,也就是它們兩兩之間的共現(xiàn)次數較多,說明以它們兩兩為研究對象的文獻較多,兩詞在研究領域內的關系較緊密。

        圖4 國內珊瑚研究高頻關鍵詞共現(xiàn)網絡可視圖Fig.4 Co-occurance netview of key words from coral studies in domestic

        2.4 高頻關鍵詞的聚類分析

        聚類分析也是文獻計量的常見方法,在統(tǒng)計學中是研究“物以類聚”問題的多元統(tǒng)計分析方法。聚類分析的基本思想是將每個關鍵詞看成一類,而后按照事先選定的方法計算聚類統(tǒng)計量,并把最近的兩類合并,然后重新計算每一類間的距離,繼續(xù)把距離最近的兩類合并[25- 26],如此重復,直到最后各個關鍵詞都歸為設定的類數中,從而判斷出關鍵詞之間的親疏關系[27]。分類結果中,同一類別內部的個體有較大的相似性,而與不同類別中的個體相比則有一定的差異性。本文使用SPSS中的系統(tǒng)聚類分析,分別對國際文獻中提取的64個關鍵詞和國內文獻中提取的47個關鍵詞進行聚類分析,分別得出系統(tǒng)聚類樹狀圖如圖5和圖6,以及高頻關鍵詞別被分成四個群集如表3和表4。

        表3 國際珊瑚研究關鍵詞聚類群體劃分

        圖5 國際關鍵詞系統(tǒng)聚類分析樹狀圖Fig.5 Tree diagram of hierachical cluster analysis of key words in global

        圖6 國內關鍵詞系統(tǒng)聚類分析樹狀圖Fig.6 Tree diagram of hierachical cluster analysis of key words in domestic

        通過對國際珊瑚研究關鍵詞的聚類群體劃分,由表3可以看出,群集1囊括了對國際珊瑚研究中的諸多方面,大多是一些針對特定地區(qū),或針對珊瑚的某些特殊品種的研究,如Great Barrier Reef(大堡礁),Indian Ocean(印度洋),Red Sea(紅海)等,Acropora(鹿角珊瑚),Porites(濱珊瑚)等。還涉及在珊瑚生長過程中的諸多影響因素,如algae(藻類),eutrophication(富營養(yǎng)化),sea surface temperature(海面溫度)等。群集2中涉及的主要是與珊瑚白化以及珊瑚共生藻相關的研究。珊瑚的共生藻——蟲黃藻與珊瑚的生長密切相關,當活體珊瑚由于溫度變化或污染等原因導致蟲黃藻死亡或失去體內的蟲黃藻,便會產生珊瑚白化[28- 31]。群集3中主要是對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)內部的各類組分,環(huán)境因子的研究,如coral reef fishes(珊瑚礁魚類),ocean acidification(海洋酸化),temperature(溫度)等。群集4是針對于氣候變化對珊瑚礁影響的研究。近些年來氣候變化及一系列極端天氣帶來的影響愈加受到專家學者們的關注,海水的升溫和降溫,海平面的下降等都將對位于淺海的珊瑚礁產生負面影響。

        通過對國內珊瑚研究關鍵詞的聚類群體劃分,由表4可以看出,群集1主要研究珊瑚以及珊瑚礁構成的生態(tài)系統(tǒng)與海洋環(huán)境的關聯(lián)與影響。群集2主要研究海洋公園、海洋環(huán)保、旅游等人類活動對珊瑚和珊瑚礁的影響,尤其是對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的影響。我國南海處在熱帶海洋地區(qū),適合珊瑚生長,尤其是三亞鹿回頭、亞龍灣,廣西潿洲島和南沙、西沙群島是我國專家學者的主要研究對象。群集3 研究的是影響珊瑚的氣候因子,氣候變化會引起各種珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中各種生物量的變化從而改變珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的結構。群集4的研究包括全球變化和熱帶海洋,或者說是海平面變化對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響。

        根據國際國內的高頻關鍵詞聚類分析的四個群集,國內外珊瑚研究有一定相似性。首先國內外都有關于珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)和與珊瑚相關的環(huán)境因子的研究;都有關于氣候變化對珊瑚礁影響研究等。二者不同的是:國際著重研究珊瑚白化等使珊瑚礁退化的原因,而國內更重視珊瑚礁造礁能力與人類活動對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響,由此看出,國際上對珊瑚的退化研究優(yōu)于國內,所以國內在探究珊瑚造礁能力的同時還要借鑒國外,挖掘珊瑚退化的各種原因,從根本上解決珊瑚退化問題。

        表4 國內珊瑚研究關鍵詞聚類群體劃分

        3 結論

        (1)國際上對珊瑚的研究大致可以1991年為界分為兩個階段,1991年之后進入成熟發(fā)展時期。國內可分為4個階段:初步探索階段,發(fā)展萌芽階段,波動增長階段,穩(wěn)步增長階段。綜合來看,不論是國內還是國外,研究數量都是自20世紀90年代底開始大體呈逐年上升趨勢,這與近些年來珊瑚礁退化,海洋生態(tài)環(huán)境惡化有關。

        (2)國際上有關珊瑚的研究的出現(xiàn)最多的關鍵詞為coral reefs,corals,coral bleaching,climate change等,我國的珊瑚研究中出現(xiàn)頻次最多的關鍵詞為珊瑚礁,造礁珊瑚,造礁石珊瑚等,這說明國外對珊瑚的研究更傾向于探究珊瑚礁退化的原因,而國內則以提高珊瑚礁的造礁能力為研究熱點。

        (3)根據高頻關鍵網絡詞共現(xiàn)網絡可視圖看出,國際研究中關鍵詞coral reefs,corals,climate change,sedimentation等詞所代表的節(jié)點較大說明它們與其他關鍵詞一起研究的次數較多,這些詞一定程度上也可視為當前的研究熱點。

        (4)從國際國內的高頻關鍵詞聚類分析結果來看,國際著重研究珊瑚白化等使珊瑚礁退化的原因,而國內更重視珊瑚礁造礁能力與氣候變化和人類活動對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響。國際上對珊瑚的退化的研究優(yōu)于國內,所以國內在以后的研究中應增加對珊瑚退化問題的研究,從源頭上解決退化問題。

        綜上所述,珊瑚礁是目前國內外的有關珊瑚在生態(tài)環(huán)境領域的研究的重點,但國內外的研究各有側重,國外對珊瑚的研究以珊瑚礁退化為研究熱點,而國內則以提高珊瑚礁的造礁能力為研究熱點。這也折射出當前全世界珊瑚礁形勢不容樂觀,各種自然因素和人為因素在推動著珊瑚礁的退化,珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)亟待修復,因此,國內外未來的研究會傾向于珊瑚修復或幫助珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)自行恢復。本文存在的不足:由于資源有限,國際文獻尚未收集到1989年之前的相關文獻,導致分析不夠全面。本文從CNKI上搜索“珊瑚”為主題的文獻,由于CNKI不能準確地篩選出生態(tài)環(huán)境領域的文獻,所以采用手動篩選,可能會有漏選或錯選,使篩選結果不夠準確。

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