趙晨暉，張懷介，黃文靜，梁嘉麒，吳楠

（天津農(nóng)學院 工程技術(shù)學院，天津 300392）

黑水虻，又名亮斑扁角水虻或光亮扁角水虻，是一種雙翅目水虻科、腐生性的資源型昆蟲。黑水虻生長周期短，繁殖快、食性廣泛、食物利用率高、吸收轉(zhuǎn)化率高、抗逆性強、對人類無害，已成為一種重要的飼用資源昆蟲[1-3]。近年來，黑水虻幼蟲在動物蛋白飼料生產(chǎn)、抗菌肽提取、禽畜糞便、餐廚垃圾等有機廢棄物的無害化處理方面得到應用和推廣[4-5]。由于黑水虻能夠有效實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用，且展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，因而具有較高的開發(fā)潛力。

文獻計量學是基于文獻本身信息，采用數(shù)學、統(tǒng)計學等計量方法客觀地分析研究文獻信息的分布、結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系等，進而探討科學技術(shù)的某些結(jié)構(gòu)、特征和規(guī)律的一門集數(shù)學、統(tǒng)計學、文獻學于一體的學科[6]。文獻計量分析歸屬于圖書情報學研究，可以通過統(tǒng)計學方法定量分析和挖掘某一領域的發(fā)展趨勢[7-10]。采取理論結(jié)合技術(shù)的方法，來處理實際問題和科研過程中難題，驗證理論的正確性和適用性，著重開展應用性研究是文獻計量學領域中一個不可或缺的重要組成部分[11]。在文獻計量分析過程中，常用的統(tǒng)計分析工具有SATI3.2、Ucinet 6.186、NetDraw 2.084、Citespace、VOSviewer 等[12]，可以對數(shù)據(jù)進行去重、分析及可視化處理。近年來，文獻計量學發(fā)展迅速，研究人員借助文獻計量分析方法，客觀地對本領域的學術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行描述、評價以及預測，為學科發(fā)展提供宏觀指導[13-15]。本研究基于CNKI和佰騰專利的檢索信息，采用文獻計量的方法系統(tǒng)整理該領域的相關(guān)科技文獻與專利成果，著重分析和總結(jié)近30年來國內(nèi)黑水虻相關(guān)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢，以期為促進黑水虻研究和技術(shù)應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與采集方法

1.1.1 科技文獻采集

以中國知網(wǎng)CNKI 作為文獻數(shù)據(jù)的來源，資源類型勾選“學術(shù)期刊、學位論文和會議”。采用高級檢索方式，檢索式為：（主題＝黑水虻）OR（主題＝亮斑扁角水虻）OR（主題＝光亮扁角水虻），勾選“中英文擴展”。

1.1.2 專利采集

以佰騰網(wǎng)作為專利數(shù)據(jù)的來源平臺，在專利檢索系統(tǒng)的“中國專利庫”中勾選“發(fā)明授權(quán)、實用新型、外觀設計”。檢索格式為所有字段＝“黑水虻”O(jiān)R 所有字段＝“亮斑扁角水虻”O(jiān)R所有字段＝“光亮扁角水虻”。

1.1.3 采集時間

CNKI 數(shù)據(jù)庫和佰騰專利檢索系統(tǒng)的檢索時間段均設置為1990 年1 月1 日至2020 年12 月31日，檢索日期為2021 年4 月15 日。

1.2 數(shù)據(jù)處理

使用WPS 表格11.1，Excel 2010，VOSviewer等軟件對檢索的數(shù)據(jù)進行去重、分析及可視化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量分析

文章發(fā)表數(shù)量在一定程度上反映了對某研究領域的重視程度[8]。由CNKI 搜集到的黑水虻相關(guān)的有效論文共計1 621 篇。根據(jù)年度發(fā)文量統(tǒng)計結(jié)果（圖1）可以看出，在2004 年之前，每年發(fā)表的文獻量幾乎為零；從2005 年開始發(fā)文量呈現(xiàn)緩慢上升趨勢；2015—2020 年為文章井噴式增長期，總發(fā)文量超過1 400 篇，其中英文文獻量增長趨勢遠超中文文獻量。目標論文的年度發(fā)文量持續(xù)增加，且未來有繼續(xù)增長的趨勢，這表明學者們對黑水虻相關(guān)領域逐步重視且研究成果日益增多。

圖1 文獻發(fā)表量年度分布

由圖2 可以看出，2008 年之前，在CNKI 數(shù)據(jù)庫中沒有檢測出黑水虻相關(guān)的碩士或博士學位論文。自2008 年開始，關(guān)于黑水虻的碩士、博士學位論文發(fā)表量呈波動式逐步增長趨勢，特別是自2016 年開始，碩士學位論文數(shù)量迅速增長。其中，華中農(nóng)業(yè)大學、西北農(nóng)林科技大學和華南農(nóng)業(yè)大學是相關(guān)碩、博論文學位授予單位的前3 位。

圖2 碩士、博士學位論文文獻數(shù)量年度分布

2.2 中文文獻的作者群及機構(gòu)分布

表1為CNKI數(shù)據(jù)庫中的中文文獻發(fā)表數(shù)量位居前7 位的作者情況。其中遵義醫(yī)學院的夏嬙中文文獻發(fā)表量最多，為19 篇，位居黑水虻研究領域首位。廣東省珠海市農(nóng)業(yè)科學研究中心的喻國輝的文獻發(fā)表量雖然位居第6，但其文獻被引用次數(shù)最多，總被引次數(shù)超過200 次。

表1 CNKI數(shù)據(jù)庫中的中文文獻發(fā)表數(shù)量前7 位的作者

表2 為中文文獻發(fā)表數(shù)量位居前7 位的機構(gòu)分布情況。華中農(nóng)業(yè)大學關(guān)于黑水虻的發(fā)文數(shù)量最多，達40 篇，位居首位。其次遵義醫(yī)學院、廣東省農(nóng)業(yè)科學院動物科學研究所和華南農(nóng)業(yè)大學的文獻發(fā)表量均超過20 篇?？偙灰螖?shù)位居第一的是華中農(nóng)業(yè)大學，達到315 次，其余被引次數(shù)超過100 次的為遵義醫(yī)學院、廣東省農(nóng)業(yè)科學院動物科學研究所和西北農(nóng)林科技大學。近年來天津農(nóng)學院在黑水虻領域也做了大量工作，發(fā)文量為12 篇，位居第6，總被引次數(shù)為49 次。

表2 CNKI數(shù)據(jù)庫中的中文文獻發(fā)表數(shù)量前7 位的機構(gòu)

2.3 研究應用熱點分析

關(guān)鍵詞是對文章內(nèi)容的主要概括，在一定程度上反映了目前針對黑水虻的研究熱點。圖3 中節(jié)點之間連線的粗細程度表明共詞關(guān)系的強弱，連線越粗，則共詞關(guān)系越強。字體和節(jié)點越大，則表明該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高，中介中心性越強[10]。由圖3 可知，中文文獻中與“黑水虻”“亮斑扁角水虻”相關(guān)的研究熱點主要包括黑水虻幼蟲、餐廚垃圾、畜禽糞便、抗菌肽和生長性能等。而英文文獻中與“black soldier fly（黑水虻）”、“Hermetia illucens（光亮扁角水虻）”相關(guān)的研究熱點主要包括bioconversion（生物轉(zhuǎn)化），biodiesel（生物柴油），waste management（廢棄物處理），animal feed（動物飼料），growth performance（生長性能）和insect meal（蟲粉）等。

圖3 黑水虻研究熱點（a）中文關(guān)鍵詞和（b）英文關(guān)鍵詞圖譜

從2017 到2020 年，在CNKI 的中文數(shù)據(jù)庫中，黑水虻作為搜索關(guān)鍵詞是最多的（圖4）。從2019年開始，“餐廚垃圾”“畜禽糞便”“黑水虻蟲油”“血清生化指標”等關(guān)鍵詞開始廣泛出現(xiàn)。上述結(jié)果表明，黑水虻作為當前熱門研究的昆蟲之一，在廢棄物處理、昆蟲蛋白、醫(yī)藥研發(fā)以及生物柴油制取等方面具有廣闊的應用前景。

圖4 2017—2020 年黑水虻中文關(guān)鍵詞年度交叉分析圖

2.4 載文期刊及學科分類

圖5 為CNKI 期刊數(shù)據(jù)庫中的中文文獻發(fā)表數(shù)量位居前7 位的期刊，反映出黑水虻領域研究初步興起和偏重應用的特點[9]。其中豬業(yè)觀察、環(huán)境昆蟲學報、飼料工業(yè)和動物營養(yǎng)學報上發(fā)文數(shù)最多，共發(fā)表論文69 篇。

圖5 CNKI 數(shù)據(jù)庫中的中文文獻發(fā)表前7 位的期刊

根據(jù)學科分布情況可以看出（圖6），黑水虻涉及的學科范圍比較廣泛，占比最高的學科門類為環(huán)境科學與資源利用（占比率超過20%）。其他學科門類，如蠶蜂與野生動物保護、農(nóng)業(yè)基礎科學、生物學和畜牧與動物醫(yī)學的占比均超過10%，表明目前黑水虻的研究及應用偏重于環(huán)境和農(nóng)業(yè)生物方面。

圖6 黑水虻中文文獻按學科劃分情況

2.5 經(jīng)費支撐情況

圖7顯示了從CNKI檢出中文文獻的基金來源情況?；鸬馁Y助方向以國家自然科學基金和重點研發(fā)計劃為主；在地方基金中，天津市、廣東省及河南省的基金數(shù)量較多，表明這些地區(qū)對黑水虻領域研究工作的支持力度較大。

圖7 CNKI 數(shù)據(jù)庫中檢出文獻的基金來源

2.6 專利檢出情況

2.6.1 中國專利發(fā)文量分析

根據(jù)佰騰專利檢索結(jié)果，我國黑水虻相關(guān)專利申請始于2008 年，且直到2012 年，都處于增長率較低的階段（圖8）。2014—2017 年發(fā)明授權(quán)數(shù)量明顯上升（每年發(fā)文量在12～15 件浮動），之后增勢減緩（每年發(fā)文量少于5 件）。從2016年開始，黑水虻相關(guān)的實用新型專利出現(xiàn)明顯增長，并于2019 年達到頂峰（166 件）。黑水虻實用新型專利的發(fā)文量遠遠高于發(fā)明授權(quán)和外觀設計的發(fā)文量。

圖8 中國專利年度發(fā)文量

2.6.2 專利申請機構(gòu)分析

表3 為實用新型專利前5 位專利申請人的情況，其中河南省單位高居第一位，專利數(shù)量是第二位單位的2.8 倍左右。

表3 實用新型專利數(shù)量排名前5 的申請人

表4 為發(fā)明授權(quán)前5 位專利申請人的情況。華南農(nóng)業(yè)大學和湖南盧氏環(huán)?？萍加邢薰景l(fā)明授權(quán)數(shù)量并列第一，其余專利申請單位也集中在南方地區(qū)。可以看出南方地區(qū)高校、科研院所及企業(yè)在黑水虻發(fā)明專利申請數(shù)量上占明顯優(yōu)勢。

表4 發(fā)明授權(quán)數(shù)量排名前5 的申請人

3 結(jié)論

黑水虻領域的文獻計量分析結(jié)果表明，黑水虻領域研究初步興起，且偏重應用。在2004 年之前，黑水虻相關(guān)文獻發(fā)表量較低，自2015 年開始，發(fā)文量呈快速增長，且未來有繼續(xù)增長的趨勢，表明學者們對黑水虻領域逐步重視且研究成果日益增多?，F(xiàn)有文獻中，研究工作主要圍繞黑水虻的生長發(fā)育及其對餐廚垃圾、畜禽糞便等廢棄物的生物降解及資源化處理。該領域涉及的學科范圍比較廣泛，偏重于環(huán)境和農(nóng)業(yè)生物方面。黑水虻實用新型專利的發(fā)文量遠高于發(fā)明授權(quán)和外觀設計的發(fā)文量，其中實用新型專利發(fā)文量在2019年達到峰值?；鹳Y助方向以國家自然基金和重點研發(fā)計劃為主，加大其他方向的科研經(jīng)費支撐將有助于進一步推動黑水虻研究和應用工作的深入開展。