基于渔获物的平均营养级的文献计量分析

丁 琪，陈新军

(1. 上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306；2. 国家远洋渔业工程技术研究中心，上海 201306；3. 大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室，上海 201306；4. 远洋渔业协同创新中心，上海 201306 )



基于渔获物的平均营养级的文献计量分析

丁 琪1, 4，陈新军1, 2, 3, 4

(1. 上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306；2. 国家远洋渔业工程技术研究中心，上海 201306；3. 大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室，上海 201306；4. 远洋渔业协同创新中心，上海 201306 )

摘 要：运用文献计量分析方法，以Web of Science数据库整理获得的157篇文献为研究对象，对基于渔获物的平均营养级研究现状及其趋势进行了较为系统的梳理和分析。结果显示，基于渔获物的平均营养级研究自1998年首次应用以来，其研究成果及应用得到快速发展，研究成果不仅发表于海洋类和生态类主流期刊，一些国际顶尖期刊也对其研究给予了较多关注。许多国家均涉及对基于渔获物的平均营养级的研究工作，并以北美洲和欧洲国家占据主要地位。基于渔获物的平均营养级作为渔业可持续性和群落营养结构指标应用已较为成熟且广泛，同时在水产养殖、气候变化、社会经济等方面也有所应用。分析认为，未来应加大对生产统计数的空间尺度，及基于渔获物的平均营养级的参考点和极限值作为渔业管理的目标与指示指标等方面的研究，同时，把其与渔业可持续发展评价与渔业管理有效结合起来，为渔业资源可持续利用和科学管理提供参考。

关键词：渔获物；平均营养级；文献计量分析；海洋渔业

自19世纪50年代开始，随着捕捞技术的发展和市场需求的扩大，人类开发活动对海洋生态系统的影响不断增强，高强度的捕捞努力量和传统渔业管理的不力等原因导致全球范围内传统经济渔业资源持续衰退甚至衰竭[1-4]。因此，监测海洋生态系统的长期变化趋势从而促使渔业可持续利用已成为目前备受关注的世界性议题[5]。随着人们对渔业资源认识逐步深入，提出了以生态系统为基础的渔业管理方法与模式，但是生态系统健康的概念很难转化为渔业管理政策制定的依据[6]。基于渔获物的平均营养级（MTL，mean trophic level）概念于1998年由Pauly等提出[7]，通过分析营养级值的变化，能够反映出捕捞行为下渔获物种群结构的变化，对了解海洋生态系统结构与功能的变化具有重要指示意义[8]。在2004年《生物多样性公约》部长级会议（Conference of the Parties to the Convention of Biological Diversity）中，基于渔获物的平均营养级（会议称海洋营养指数Marine Trophic Index）被确立为能够直接用来衡量生物多样性水平的8个多样性指标之一[9-10]。

近年来，文献计量分析（Bibliometric Analysis）作为一种可以客观、量化地揭示学术研究发展规律的文献分析工具，已在经济与管理学研究领域中得到广泛运用。所谓文献计量分析，是指以文献信息为研究对象、以文献计量学为理论基础的一种研究方法[11]。该方法强调采用数学与统计方法来考察文献的外部特征，从而描述、评价和预测某一学术领域的研究现状与发展趋势[11]。通过对文献信息进行计量分析，如题名、作者、期刊、年份、文献内容以及国家等，可以定量揭示某一学术领域的发展历程、研究重点以及未来的研究方向。目前，文献计量分析已被看作总结历史研究成果、揭示未来研究趋势的一种重要工具。

本文旨在运用文献计量分析方法对基于渔获物的平均营养级研究的发展脉络进行较为系统的梳理，以便清晰地表明基于渔获物的平均营养级研究的热点方向和不足之处，以期对今后的研究工作有所启示。

1　材料与方法

1.1材料来源

ISI Web of Science是由美国汤姆森科技信息集团（Thomson Scientific）开发的全球最大型的期刊引文索引数据库，被公认为是世界上最权威的科学技术文献索引工具。本研究基于ISI Web of Science文献检索结果，全面地回顾和分析了自1998年基于渔获物的平均营养级概念提出以来，国内外基于渔获物的平均营养级研究的现状与进展。

1.2研究方法

以“Mean trophic level”和“Marine trophic index”为主题词，在ISI Web of Science数据库进行文献检索，检索时间范围为不限。检索到与基于渔获物的平均营养级研究主题相关度较高的文献157 篇，并利用文献计量分析法对这些文献的特征进行统计分析，提取论文题目、作者、发表年份、期刊等有关信息并加以量化。

2　结果与分析

2.1文献类型

基于渔获物的平均营养级研究所涉及的文献仅包括期刊源文献和报告类文献两大类，其中期刊源文献占绝对优势，其比重为94.3％；报告类文献占比重的5.7％。

2.2文献增长规律分析

基于渔获物的平均营养级概念自1998年提出以来，在全球范围内引起广泛的争议和反响，基于渔获物的平均营养级作为生物多样性指标的相关文献总体呈递增趋势，见图1。2008年后，年文献量均在10篇以上，其中由于本研究的统计年份止于2015年4月，导致2015年仅统计到5篇文献。

2.3期刊分布规律分析

分析基于渔获物的平均营养级研究的论文在发表期刊中分布规律，能够了解到该领域研究论文主要集中在哪些核心期刊，可为进一步开展相关研究提供一定的指导。表1统计了发表基于渔获物的平均营养级研究文章最多的前15种期刊。结果显示，这15种期刊发表的有关基于渔获物的平均营养级研究文献数量占该领域文献总数的47.5％。这意味着，在国外拥有相对集中的一些学术期刊关注这一领域的研究。从15种期刊的影响因子来看，有9种期刊影响因子大于2.0。此外，除上述海洋类和生态类期刊外，国际顶尖期刊也发表基于渔获物的平均营养级研究文献，如《Nature》《Science》和《Proceedings of the National Academy of Sciences》等，这说明，国外主流学术界已越来越关注基于渔获物的平均营养级研究。

图1　渔获物平均营养级研究历年发表的文献数量Fig.1 The number of published literature on mean trophic level based on catch during 1998 to 2015

表1　发表渔获物平均营养级研究文章最多期刊（前15名）Table 1 The top 15 journals published on mean trophic level based on catch in the world

2.4研究涉及的国家或地区分布

从基于渔获物的平均营养级研究的国家或地区分布来看（表2），许多国家和地区均涉及对基于渔获物的平均营养级的研究，并以北美洲和欧洲国家占据主要地位。美国长期以来在许多学术研究领域中处于“领头羊”位置，基于渔获物的平均营养级研究亦不例外，美国学者发表的研究文献数量占文献总数的24％。此外，欧洲国家对于基于渔获物的平均营养级研究的兴趣浓厚，前15名的国家和地区中有6个来自欧洲，占文献总数的43％。中国也逐渐开始进行这一领域的相关研究，发表的相关文献数量在所有国家中排在第7位。

表2　发表渔获物平均营养级研究文章最多的国家或地区（前15名）Table 2 The top 15 countries or regions published on mean trophic level based on catch

2.5高被引文献分析

Pauly等[7]的于1998年在Science上发表了“Fishing down marine food webs”一文。他们研究发现，全球渔获物的平均营养级在1950～1994年以0.1/10年的速度下降。基于种群的上岸渔获量与生态系统中的资源量相关的假设，Pauly等[7]的认为渔获物平均营养级的下降表明捕捞使生态系统中食物网的营养级下降，并提出著名的“捕捞降低海洋食物网”（Fishing down marine food webs）观点，即渔获物从长寿命、高营养级的底层食鱼种类逐步向短寿命、低营养级的中上层、无脊椎动物种类转变，生态系统的生物多样性下降，渔业开发方式呈不可持续性[7]。该文也是基于渔获物的平均营养级研究被引次数最高的文献（表3）。将基于渔获物的平均营养级作为渔业可持续性评价指标，是后续最为关注的一个话题，在Pauly等[7]的研究基础上，15篇高被引文献中还有10篇文章聚焦于该研究（表3）。

此外，对渔获物平均营养级的下降机制进行探讨的文章有2篇（表3），且这2篇文章分别发表于国际顶尖期刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》和《Nature》中，被引次数分别排在第二位和第六位。其中，被引次数排第二位的文献“Fishing through marine food webs”对渔获物平均营养级的下降机制进行了探讨，研究发现，存在2种机制使渔获物平均营养级出现下降：（1）当高价值种类的资源出现衰退时，捕捞目标从高价值高营养级种类向低价值低营养级种类转移，即“捕捞降低海洋食物网”；（2）持续增加低营养级种类的捕捞量，并将这种模式称为“捕捞沿着海洋食物网移动”（fishing through marine food webs）。在“捕捞沿着海洋食物网移动”的模式下，尽管渔获物平均营养级呈下降趋势，但高营养级种类资源量仍维持在高水平状态[12]。Essington等[12]对全球48个大海洋生态系统分析认为，“捕捞沿着海洋食物网移动”是造成全球渔获物平均营养级呈下降趋势最常见的模式，在48个大海洋生态系统中，有30个大海洋生态系统MTL呈下降趋势，其中，仅9个大海洋生态系统的高营养级种类捕捞量呈下降趋势，而高营养级种类捕捞量无明显变化或呈明显增加状态的大海洋生态系统占21个。被引次数排在第六位的文献“The trophic fingerprint of marine fisheries”利用生态系统模型模拟不同渔业开发模式下渔获物平均营养级（Catch MTL）与生态系统平均营养级（Ecosystem MTL）的理论关系，并探讨了各大海洋生态系统（LME）基于渔获统计的渔获物平均营养级与基于调查和评估的生态系统平均营养级的变化趋势[13]。

此外，在15篇高被引文献中（表3），有1篇文章探讨了渔获统计数据分类和地理上的过度聚集对MTL的影响，并给出了估算生态系统转换效率TE的一种新方法[14]。有2篇文章利用渔获物平均营养级反应生态系统中群落的营养结构[15-16]（表3）。这说明平均营养级不仅能够用于评估生态系统的资源利用状况和外界干扰程度，还可以揭示系统或群落的营养格局和结构组成特征，是揭示生态系统变化的一个有效且重要的指标。

表3　渔获物平均营养级研究的高被引文献（前15名）Table 3 The top 15 cited articles published on mean trophic level based on catch

续表3（Continued）

2.6高产作者分析

表4总结了基于渔获物的平均营养级研究的代表性作者，国际上对这一领域研究的高产学者包括Pauly D、Coll M、Libralato S和Jennings S等，高产作者之间存在一定的合作，排名前15位的高产作者中，由于Jennings S和Pinnegar J K均任职于英国环境渔业和水产养殖科学中心，所以Jennings S 与Pinnegar J K合作的文献有3篇。高产作者也存在一些跨国合作，如Pauly D（任职于加拿大英属哥伦比亚大学）与Stergiou K（任职于希腊萨洛尼卡大学）合作了1篇文章；Coll M（任职于加拿大达尔豪斯大学）与Libralato S（任职于意大利海洋研究所）合作了2篇文章，并与Tudela S（任职于西班牙国家科研理事会CSIC）合作了4篇文章（表4）。

表4　发表渔获物平均营养级研究文章最多作者（前15名）Table 4 The top 15 authors published on mean trophic level based on catch

2.7研究内容

根据基于渔获物的平均营养级的研究内容，可将其分为4个大类：1）以基于渔获物的平均营养级作为生物多样性指标，来评价某特定海域资源的开发状况；2）利用基于渔获物的平均营养级，来反应生态系统中群落的营养结构；3）对MTL下降机制以及作为评价指标有效性的探讨；4）MTL在其他方面的应用。其中，基于渔获物的平均营养级作为渔业可持续性和群落营养结构指标应用已较为成熟且广泛，这2大类的文献数量（144篇）占总数量的92％。探讨MTL下降机制以及作为评价指标有效性的文章有6篇，除了上文高被引文献中2篇探讨MTL下降机制以及1篇探讨渔获统计数据过度聚集对渔获物平均营养级影响的文章，还包括: 1）“Trophic indicators in fisheries: a call for re-evaluation”的研究了呢，Hornborg等[17]通过对瑞典渔业过去一个世纪的发展历程进行分析，认为考虑实际捕捞量（上岸量+抛弃量）、选择适宜的空间分辨率以及仔细考虑渔业管理影响对利用MTL评价渔业可持续性非常重要；2）“Management implications of fishing up, down, or through the marine food web”论文，Foley[18]对3种渔获物平均营养级下降机制fishing down、fishing through、increase to overfishing下不同的生态影响进行了探讨，并提出了不同下降机制下相应的渔业管理措施；3）“Effect of landings data disaggregation on ecological indicators”了呢，Moutopoulos等[19]对渔获统计数据过度聚集的问题对基于渔获物的平均营养级的影响进行了探讨。上述6篇文章中，5篇文章所在期刊的影响因子在2.6以上（表5）。

基于渔获物的平均营养级作为生物多样性指标，不仅被广泛用于评价捕捞行为对生态系统结构和功能的影响，在评估水产养殖种类平均营养级的变化[20-21]、养殖种类大量逃逸对群落渔获物平均营养级的影响[22]，以及不同环境条件下渔获物平均营养级的变化情况等方面也有所应用[23]。此外，一些学者还分析了社会因素对渔获物平均营养级呈下降趋势的影响，如Levin和Dufault[24]、Naito等[25]均对人类从海洋生态系统中所摄食渔获种类的平均营养级进行分析，其中Levin和Dufault[24]对导致全球海域出现“捕捞降低海洋食物网”现象的社会因素进行分析，研究发现，被人类所摄食渔获种类的平均营养级呈递增趋势；Clausen和York[26]以渔获物平均营养级作为生物多样性指标，分析经济增长、城市化进程、人口数量对海洋生物多样性的影响，研究认为，渔获物平均营养级随着经济、城镇化和人口数量的增长而降低。

表5　渔获物平均营养级下降机制及其他方面研究的文章Table 5 The reducing mechanism of mean trophic level based on catch and other aspects of research articles

3　结语

“基于渔获物的平均营养级”概念提出以来，在全球范围内引起了广泛的争议和反响。在生态系统研究中，对渔获物的调查是研究鱼类群落的主要途径，基于渔获物的平均营养级可以作为多种类渔业的承受力指标，并可用来评价海洋渔业的发展水平，但其可靠性受渔获数据的质量影响较大[14]。尽管已有学者研究认为，提高渔获统计数据的质量能够在很大程度上减小分类和地理上过度聚合对评价过程的影响，增加评估的准确性，但目前国内外仍没有确定适宜的空间精度范围这方面的研究。此外，尽管基于渔获物的平均营养级被广泛用于评价海域资源开发状况和生态系统稳定性，但目前国内外仍未设立特定渔获物平均营养级下降的参考点和极限值以作为渔业管理的目标与指示，因此仍需加大对生态系统动力学方面的研究力度，将基于渔获物平均营养级的渔业可持续性评估与渔业管理有效的结合起来，及时采取有效的管理措施，防止渔业资源的过度衰退。

尽管目前开展基于渔获物的平均营养级研究的国家较多，但从高产作者之间的合作来看，国际合作及科研单位间的合作需要进一步加强。此外，不同国家不同学科研究者的思想碰撞和学术交流，有助于带来其他领域的思考方式、研究技能、文献以及发现，从而更好地激发研究创新。例如，可以从社会角度探讨社会经济因素对渔获物平均营养级下降的影响。最后，本研究主要采用描述性统计和引文分析方法来揭示国内外基于渔获物的平均营养级研究的现状现状，未来的研究可以进一步运用更为复杂的文献计量分析和内容分析方法（如共引分析、共词分析以及合作者网络分析等），更全面、更深刻地阐明渔获物平均营养级研究的现状与发展趋势。

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第一作者：丁琪，女，1990年生，博士，主要研究方向为渔业资源学

Bibliometric study on reviewing mean trophic level based on the catch

DING Qi1,4, CHEN Xin-jun1,2,3,4
(1. College of Marine Sciences，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2. National Engineering Research Center for Oceanic Fisheries，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；3. Key Laboratory of Sustainable Exploitation of Oceanic Fisheries Resources，Ministry of Education，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；4. Collaborative Innovation Center for Distant-water Fisheries，Shanghai 201306，China)

Abstract：In this paper, we use the method of bibliometric analysis to make a systematic study on reviewing the research of mean trophic level based on catch in the world by collecting 157 literature from Database of Web of Science. The results showed that the study on mean trophic level of the catch has developed rapidly since 1998, the documents on mean trophic level of catch were not only derived from popular journals on oceanography and ecology research, but also came from several world’s top academic journals. Besides，many countries had conducted research on mean trophic level of catch, and North America and European countries occupied the dominant position. Moreover，mean trophic level of catch not only had been widely used in assessing fishery sustainability and trophic structure of community，but also been applied in the fields of aquaculture, environmental change，society and economy. In the future，some suggestions include promoting the researches on appropriate spatial scalebook=28,ebook=31of fishery landing data，and specific values of mean trophic level of catch used as management targets and limit targets. Meanwhile，the mean trophic level of catch will be combined with fishery sustainability assessment and fishery management effectively in order to provide a guidance for sustainable exploitation of marine fisheries resources and scientific management.

Key words：Catch；Mean trophic level；Bibliometric analysis；marine fisheries

通信作者：陈新军，男，1967年生，博士，教授，主要研究方向为渔业资源与渔场学，远洋鱿钓渔业。

基金项目：国家自然科学基金(NSFC41276156)；国家863计划(2012AA092303)；上海海洋大学研究生创新能力培养-优秀研究生论文培育计划

收稿日期：2015-11-03

中图分类号：S931

文献标志码：A

文章编号：1673-9159（2016）02-0027-07

doi：10.3969/j.issn.1673-9159.2016.02.005