刘 勤,刘 堃,王 茜,沈映君,余丽萍,高 凌,陆亚男*
(1.中国水产科学研究院东海水产研究所,上海 200090;2.中国国际工程咨询有限公司,北京 100048)
青蟹俗称蝤蛑(浙江)、红鲟(福建)和泥蟹(菲律宾)等,是青蟹属(Scylla)4个种的统称。该属隶属于节肢动物门(Arthropoda)、软甲纲(Malacostraca)、十足目(Decapoda)、梭子蟹科(Portunidae),4个种分别为拟穴青蟹(S.paramamosain)、锯缘青蟹(S.serrata)、榄绿青蟹(S.olivacea)和 紫 螯 青 蟹 (S.tranquebarica)[1-2]。其中,拟穴青蟹作为我国青蟹优势种,是我国重要的海水养殖与捕捞对象,多分布于中国东南沿海海域,其在中国的养殖主产区有福建、广东、广西、江苏和浙江等,在日本、越南及琉球群岛、菲律宾、泰国、印度尼西亚、新西兰、澳大利亚也有分布[2]。
青蟹是海水蟹类养殖的重要品种,青蟹养殖对丰富海水养殖品种,促进区域海水养殖结构调整,改善养殖环境生态条件等均有重要意义,在中国水产养殖中具有举足轻重的地位[3-7]。青蟹适应性强、生长快、个体体型大、肉质鲜美且营养价值丰富,深受人们的喜爱,在亚洲、欧洲、美洲、非洲和澳洲均有大量的消费人群,己成为全球重要的经济渔业种类。近年来,中国青蟹人工养殖产量总体呈上升态势,消费市场总体利好,养殖潜力大,但是产业发展过程中,围绕良种选育、产业技术、配合饲料等方面也存在产业短板[8-14],产业发展尚有较大上升空间[3]。为了解青蟹研究进展,明确中国在青蟹研究领域面临的机会与挑战,本文基于文献计量对青蟹研究态势进行了研究,总结开展青蟹相关研究的主要研究机构、研究动态和学科带头人的研究进展,分析了青蟹研究热点,推断其未来的研究趋势,以期为青蟹产业的绿色发展提供支撑。
在中国,人工养殖青蟹的历史可以追溯到百年前。清朝乾隆年间,浙江三门县泗淋乡岳井村已经开始进行青蟹捕养;民国时期为专门从事青蟹养殖工作更是特设办事处;1890年,在广东省东莞市虎门就已开始青蟹育肥蓄养工作。1954年,汕头市的潮汕海水养殖场建场,次年开始养蟹;至20世纪80年代,青蟹养殖已成为广东沿海地区的重要产业,为解决“种蟹”不足的问题,开展了人工育苗试验工作[15-23]。1984年,中国水产科学研究院东海水产研究所在上海低盐度海区进行了青蟹人工养殖试验,取得了成功,实现了亩产超过250 kg,这也为后来的青蟹产业发展奠定了良好的基础[4]。20世纪90年代末,浙江三门县的涛头村提出实行“种改养”,海南万宁市开始推广“虾蟹混养”技术。进入21世纪后,青蟹产业发展的关注范围更广,包括青蟹基础生物学研究、青蟹养殖模式研究等多方面[11],为了和市场衔接,青蟹品牌建设和质量标准也成为了近年来学者研究的主攻领域。2006年9月,“三门青蟹”被批准成为国家地理标志保护产品。养殖技术的改进、养殖环境和养殖条件的改善、产业结构的调整助推青蟹产业不断发展。2022年7月7日,中国水产科学研究院东海水产研究所马凌波研究员带领的青蟹遗传育种创新团队与宁波市海洋与渔业研究院历经7年合作,选育的首个青蟹新品种“东方1号”通过了农业农村部审定,有力推动了中国青蟹养殖产业的进一步发展[5]。
根据《中国渔业统计年鉴》[6]数据显示,2012—2019年,中国青蟹海水养殖产量逐年上升,2020—2021年,产量有轻微波动,但是一直保持着蟹类海水养殖产量一半以上的贡献率,青蟹养殖总体产业发展势头良好(图1)。2021年,青蟹养殖面积达到241.31 km2,占蟹类海水总养殖面积(526.71 km2)的45.81%;青蟹养殖产量为152 065 t,占蟹类海水养殖总产量(252 655 t)的53.8%。
图1 2012—2021年中国青蟹和蟹类海水养殖产量Fig.1 Mariculture output of Scylla and crabs in China during 2012—2021
在20世纪80年代以前,中国青蟹养殖主要是以育肥(把海区捕获的刚蜕壳的软壳蟹或瘦蟹,经过短期饲养之后,育成肉质饱满的肥蟹)和育红(把海区捕到的性腺未成熟的雌蟹养成性腺饱满的红膏蟹)为主。20世纪90年代以后直到现在,主要是以生态养殖为主,单养青蟹较少。从养殖方式来讲,土池养殖适用范围比较广,适合于育红、单养和混养(蟹鱼混养、蟹虾混养、蟹贝混养和蟹藻混养等),而红树林滩涂围网养殖则更适合于育红和养成(从幼蟹开始养到成蟹)[7-13]。近年来,在稻田、盐碱地等低盐度地区,逐渐开展了青蟹养殖工作,并取得了一定的成果。2019年10月13日,宁波大学海洋学院盐碱地青蟹养殖科研项目分别在河南省兰考县和延津县顺利通过验收,海水蟹成功实现内陆养殖,在全国属于首创[24]。在广大养殖户和科研人员的共同努力下,目前青蟹养殖已经成为中国沿海渔民致富发展的重要支撑产业,如三门青蟹养殖产业的发展更成为支撑三门地区发展的支柱产业[8]。因此,开展青蟹研究对推动沿海地区渔业经济发展,提高养殖渔民的收入意义重大。
2.1.1 普赖斯定律
在本研究中,运用到了普赖斯定律,也就是美国著名的文献计量学家普赖斯在其著名代表作《小科学,大科学》中提出的,在同一主题中,一群高生产能力的作者撰写了半数的论文,发表论文数为M篇以上的作者为杰出科学家,即核心作者,其中为发文量最多作者的发文篇数[25]。通过分析核心作者,并对其主要研究内容进行分析、整理和提取,可以把握文献的主要研究内容和研究趋势。
2.1.2 区域分析法
区域分析法是一种区域规划方法,是全面系统认识一个地区经济发展的特点和地区经济内在联系的重要方法。在本研究中,通过对青蟹养殖主产区的主要分布情况同研究机构统计分析相结合,可以快速提取中国从事青蟹研究排名前几位研究机构的区域分布情况,从而分析各地区的研究特点及研究差异,揭示出该地区青蟹研究中的研究内容,掌握其研究动态。
2.1.3 NoteExpress软件分析法
NoteExpress是北京爱琴海软件公司开发的一款文献管理软件,它集数据检索、文献管理、数据分析、知识发现和写作支持等功能于一身,是中国科研工作者使用最广泛的科研软件之一。NoteExpress支持中国知网(CNKI)、维普、万方等数据库的在线检索,多种格式文献的导入、批量去重,以及文献信息分析。本研究通过该软件提取了中外文青蟹研究文献的关键词,关键词是对一篇研究文献核心内容的浓缩和提炼,能很好地将文章的研究框架、意图、对象、方法和结果显现出来[26],从而通过对关键词的提取来了解青蟹研究的热点。
本研究对于国内青蟹研究的相关文献,选择中国知网中的中国期刊全文数据库。中国知网(CNKI)是目前世界上最大的连续动态更新的中国期刊文献数据库之一,其期刊全文数据库,所含信息量大,更新速度快,可以很好地支撑本文的研究,在专业检索中,设置检索式为SU=‘青蟹’OR SU=‘拟穴青蟹’OR SU=‘锯缘青蟹’OR SU=‘紫螯青蟹’OR SU=‘榄绿青蟹’,检索日期为2022年10月31日,共得到期刊文献1 350篇。经过人工方法筛选,删除与主题不相关的文献后,共得到1 126篇符合要求的期刊文献。
对国外青蟹相关文献的检索选择用Web of ScienceTM核心合集数据库。该数据库是全球获取学术信息的重要数据库,收录了各学科各领域最具权威性和影响力的学术期刊、学术著作和会议论文集等,以“Scylla”OR“Scylla paramamosain”OR“Scylla serrata”OR“Scylla olivacea”OR“Scylla tranquebarica”OR“mud crab”为主题检索词进行检索,检索日期为2022年10月31日,选择文献类型为论文,剔除人物访谈、会议论文等,精炼后共检索出有效论文1 724篇。
通过中外文文献计量分析,利用研究论文发表数量历年分布、核心作者统计分析、研究机构统计分析等,了解全球主要国家在青蟹产业领域内的文献情况,从中揭示青蟹研究领域文献研究现状和特性,预测研究热点和未来趋势。
论文年度载文量即研究论文发表数量能够反映这个研究领域在某一个时间段内的研究动态和趋势[9]。从论文年度载文量分布情况(图2)来看,青蟹研究在CNKI中收录的期刊文献最早始于1956年,是由中国科学院生理生化研究所的盛沛根老师等撰写的《不同来源的核酸原肌球朊的电泳行为及其所含戊醣核酸的核硷组成》,文章分析了自未孕及孕牛子宫平滑肌,猪心心肌,青蟹等横纹肌的核酸原肌球朊中分出的戊醣核酸的平均核硷组成,建立了对核酸蛋白体系的滤纸电泳谱分化染色的方法[10]。
图2 中文研究论文发表数量年度分布图Fig.2 Annual distribution of published Chinese research papers
从青蟹历年研究论文年度载文量看,1956—1984年,中国对青蟹研究处于摸索阶段,论文数都在2篇以下;1985—1999年,基本呈现出稳定上升趋势,特别是1998年,年度论文载文量达到了22篇;进入21世纪以后,随着青蟹养殖环境的改善,养殖技术的提升,养殖产量增长势头明显,相关研究也不断开展,论文年度载文量大幅上升,单年的载文量一度超过了50篇;2011年后年度载文量有所下降,但每年的论文载文量数依然保持在18篇以上。
根据CNKI数据库统计数据,该领域共计1 789名作者,其中有68.7%的作者仅仅撰写了1篇文献,15.5%的作者撰写了2篇文献,作者分布较为分散。其中,李少菁老师以149篇的发文量占据了榜首,是发文量最多的学者。根据普赖斯定律,测算结果显示,M=12.21篇,根据取整原则,说明核心作者的发文量在13篇或者13篇以上(表1)。核心作者主要有:李少菁、王桂忠、叶海辉、乔振国、林琼武、黄辉洋、丁理法、艾春香、马凌波和王春琳等。
表1 青蟹研究领域中文发文量在13篇以上的作者Fig.1 Authors with more than 13 Chinese articles in the field of Scylla research (篇)
截至2022年10月31日,青蟹研究机构排名前20位的单位分别为:厦门大学(202篇)、中国水产科学研究院东海水产研究所(85篇)、上海海洋大学(64篇)、集美大学(55篇)、宁波大学(49篇)、广西海洋研究所(44篇)、浙江省温岭市水产技术推广站(26篇)、中国水产科学研究院南海水产研究所(20篇)、浙江省淡水水产研究所(19篇)、浙江省三门县海洋与渔业局(17篇)、汕头大学(16篇)、浙江大学(16篇)、浙江省三门县水产技术推广站(14篇)、中国海洋大学(13篇)、广东省水产技术推广总站(12篇)、浙江省水产技术推广总站(12篇)、浙江省台州市水产技术推广站(10篇)、浙江省宁波市海洋与渔业研究院(10篇)、福建省水产科学研究所(10篇)和钦州学院(10篇)。
从图3可以看出,浙江省、福建省及上海地区研究机构开展青蟹相关研究较多,发表的文献较多。从研究机构性质来看,大学约占总发文量的60.37%,研究院所约占24.01%,推广站及服务中心的发文量约占总发文量的10.51%,这三者是青蟹研究的主力军。
图3 青蟹中文文献的研究机构发文数量分布图Fig.3 Distribution of the number of Scylla documents issued by research institutions of Chinese documents
将检索到的Web of ScienceTM核心合集数据库文献进行数据清洗,按照区域分析法,根据国别进行分类后发现,中国的总发表数量为1 182篇,占全球期刊发文量的68.56%,稳居榜首;其他国家主要有澳大利亚(179篇)、印度(177篇)、美国(159篇)、马来西亚(158篇)、日本(80篇)、菲律宾(63篇)和泰国(57篇)等。这说明中国青蟹研究领域的国际化程度越来越高,而且起到一定的带动作用,在国际上也越来越活跃。
从发表年度来看,该数据库统计的一篇文献最早追溯到2000年,来自于OSENI M.MILLAMENA等[12]撰 写 的 一 篇 题 名 为《The effects of diets on reproductive performance of eyestalk ablated and intact mud crab Scylla serrata》的文章,文中研究了每日投喂不同饲料对雌性锯缘青蟹繁殖能力的影响。从研究论文年度载文量历年分布情况来看(图4),2001—2009年为摸索阶段,每年论文发表数量在10篇以下且增长缓慢;2010年至今,属于成长阶段,该阶段的论文发表数量明显上升,且每年都保持着较高的增速,2021年年度载文量更是达到了181篇。
图4 外文研究论文发表数量年度分布图Fig.4 Annual distribution of published foreign research papers
通过对Web of ScienceTM核心合集数据库文献进行分析发现,青蟹研究论文发表的相关作者共计198位。其中,马洪雨老师发表文章最多,达到了188篇,占全部文献的10.90%。根据普赖斯定律测算结果显示,M=10.27篇,根据取整原则,认定发文量达到11篇及11篇以上的作者为青蟹研究领域的核心作者候选人。通过对核心作者进行国别统计,按照区域分析法筛选出高产的国家、地区并进行二次统计分析发现,中国目前是累计发表青蟹研究论文数量最多的国家。很明显,中国目前已属于青蟹研究论文的高产地区,在全球居于领先地位。
通过分析发现,国外文献的发表机构主要集中在了中国水产科学研究院(主要包括东海水产研究所、南海水产研究所等)(396篇)、厦门大学(310篇)、汕头大学(263篇)、马来西亚登嘉楼大学(173篇)、宁波大学(171篇)、集美大学(171篇)、上海海洋大学(121篇)、中国科学院(83篇)、东南亚渔业发展中心(70篇)、印度农业研究理事会(45篇)、东京大学(37篇)、詹姆斯·库克大学(32篇)和福建农林大学(31篇)等。可见,在外文文献中,中国水产科学研究院是青蟹研究的重要科研院所之一,在青蟹相关研究中做出了巨大贡献。同时,厦门大学、汕头大学、宁波大学、集美大学和上海海洋大学等也是中国乃至全球青蟹研究的重要力量。
运用NoteExpress软件对提取的1 126篇外文文献和1 724篇中文文献进行分析发现:中文文献中共涵盖了2 064个关键词,词频的前10名分别是大眼幼体、养殖模式、人工育苗、生长、混养技术、卵巢发育、基因克隆、幼体、三门县和配合饲料。其中,大眼幼体、人工育苗、卵巢发育和幼体涉及到了青蟹苗种问题;养殖模式、混养技术涉及到青蟹养殖模式和技术的探讨;生长和基因克隆涉及到基础生物学研究;三门县是青蟹的一个重要产地,也是青蟹研究的一个重要品牌;配合饲料涉及到配合饵料的综合研究。外文文献中共涵盖了204个主题词,词频的前10名分别是动物、甲壳类、氨基酸序列、种系发展史、雌性、节肢动物蛋白质、基因序列、克隆分子、分子序列数据和基因表达谱。外文文献的研究内容主要集中在了青蟹的基础生物学研究方面。中文文献与外文文献相比,中文文献涉及青蟹养殖产业链各个技术环节,而外文文献涉及的领域主要为青蟹的基础生物学研究。
通过对所有文献的梳理,可以看出,中国青蟹研究随着发展历程的推演,目前主要聚焦在以下几个方面。
近年来,随着青蟹养殖规模的不断扩大,蟹苗需求量越来越大。然而养殖苗种出现了品质下降、病害多发等现象,优质健康种苗缺乏,跟不上产业发展的需求。这归结于中国养殖青蟹的苗种仍以野生苗种为主,苗种种质、遗传背景不清,同时中国沿海青蟹苗种的异地调运造成种质资源混杂。开展青蟹基础生物学研究,特别是种质资源的保护、利用和遗传育种工作等具有重要意义[27]。对此,广大科研人员在青蟹基础生物学研究方面开展了大量研究工作,代表性成果主要有:一是在种质资源鉴定与资源调查方面。林琪等[1]和马凌波等[28]分别 采用形态学分析和mtDNA条形码分析证明了青蟹属的4个种间存在明显分化,拟穴青蟹为中国青蟹优势种;二是分子生物学,特别是功能基因研究方面。随着高通量测序技术的发展,青蟹中大量生长、发育和免疫等相关的基因获得挖掘鉴定并开展功能解析研究[2-5,11-20];三是遗传育种研究方面,ZHAO等[29]和WAIHO等[30]构建了拟穴青蟹高密度遗传连锁图谱并发掘了多个生长性状以及性别关联标记,以及ZHAO等[31]完成了首个青蟹染色体基因组图谱,这些为青蟹的精准高效育种奠定了重要基础。另外,针对近年来青蟹养殖产业对抗逆能力强、品质质量高新品种培育方面的需求,微卫星、AFLP、SNP等用于分子辅助育种、QTL定位和构建青蟹遗传连锁图谱的分子标记开发方面也有大量研究[32-38]。
中国青蟹养殖目前主推的是生态养殖,即蟹虾混养、蟹鱼混养、蟹贝混养,红树林区养殖及蟹稻养殖 等[7,11-15,21-23]。生 态 养 殖可 以 根 据 鱼、虾、贝和蟹的不同生态习性,充分利用空间以及天然饵料,在提高经济效益的同时达到良好的生态效益。然而混养的方法也存在着投喂不方便,程序较为繁琐且耗时等缺点[13]。研究者们也不断开展青蟹其他养殖模式的探索,如前面提到的盐碱地等低盐度地区青蟹养殖模式;广东等地学者们积极推进分级养殖模式的探索;室内工厂化养殖也就是“蟹公寓”养殖,也成为目前很多学者研究的方向。其中,“蟹公寓”养殖模式一是有效减少种内斗争和降低养殖风险,二是养殖充分利用空间且可控性强,养殖环境条件得到改善,三是收获方便和快捷,在一定程度上提高了经济收益,成为一种较受欢迎的单养模式[39]。
青蟹养殖模式以粗放为主,养殖配套技术相对落后,养殖过程中病虫害的侵袭,青蟹养殖成活率低等严重限制了产业发展速度。面对养殖中的各种技术问题,专家学者们主要从以下各方面开展了探索。一是育苗技术。苗种是青蟹产业发展的关键环节,现阶段,市场上青蟹供不应求,然而受人工育苗技术影响,苗种供应严重不足,养殖成活率低。虽然中国在青蟹人工育苗技术方面取得了阶段性突破[5],如广东等地实行多季育苗技术并取得了一定成果[13],但离稳定量产还存在差距,目前生产上还主要依赖从海区中捕捞野生苗种进行养殖。然而,野生苗种受个体差异、环境等多方面影响,存在数量和质量不稳定、规格不一致、易携带病菌、产量低等问题,且养殖过程中面临不可预测的病害问题,这些因素导致青蟹海水养殖经济效益普遍较低,限制了青蟹养殖产业的健康发展[20]。研究认为:为使青蟹苗种生产进入产业化,苗种生产单位应通过合理控制育苗密度、使用优质生物饵料等措施生产健壮种苗;在青蟹养殖区应有计划地建立苗种中间培育示范基地,使养殖生产单位及早掌握青蟹稚、幼蟹的培育技术[40]。
二是病害防治技术研究。随着青蟹养殖规模的扩大,病害影响也相应复杂,专家们针对围塘养殖中青蟹容易感染的黄水病、白水病、固着类纤毛虫病、花斑病、黑鳃病、蜕壳不遂症等进行了研究。研究认为面对病害问题应以预防为主,分析形成原因,采取多技术手段救治的策略,并且认为养殖场地得当是成功的关键,选择优良苗种是根本,塘养青蟹冬季越冬准备要充分,饵料选择与品质要有保障,要及时进行清池除害及开展疾病控制[22]。同时,病原的鉴定分析,病害传播、免疫机制等各方面的研究也在不断深入[41-44]。
三是青蟹加工及流通技术研究。青蟹精深加工与保鲜运输是青蟹到达消费者手中前必备的一环,对于青蟹质量、青蟹风味度的保持有着重要作用。然而目前青蟹保鲜运输技术的滞后发展制约着青蟹产业链的延伸,很多学者正在开展生物保鲜剂技术等相关研究[20]。同时,在软硬件大环境支持方面,研究者们也陆续开展了基于大数据的前置仓物流模式的海产品冷链物流体系建设研究,以有效保证海产品的保鲜性和配送时效性,减少不必要的运输成本,更好地满足消费者多元化、个性化的需求[44]。
通过分析文献发现,一直以来,人工配合饲料研究是青蟹饲料研究的热点。通过对青蟹进行天然饵料(贻贝肉、鱿鱼和杂鱼等)、配合饲料以及混合饵料(天然和配合饲料相结合)等不同饵料的投喂比较实验,发现投喂天然和配合饲料相结合的混合饵料更能确保青蟹的生长发育,这为配合饲料的研发和应用以及青蟹产业规模化和产业化发展提供了保障[23],混合饵料的投喂会成为未来配合饵料综合研究的方向。
消费者消费观念的改变,迫切要求青蟹产业发展能够从满足消费者的生存需求转到健康和安全需求上来。如何保障青蟹的风味度与安全性,成为青蟹产业发展闭环中的关键一步[23-24]。目前,青蟹产品形式单一、质量得不到保障,导致青蟹产业整体效益无法进一步提高,同时中国青蟹产业也存在品牌多而知名品牌不多的问题。研究认为:品牌建设不完善在一定程度上制约着青蟹产业的长远发展,因此,品牌产品的自身质量和品牌建设配套体系均是未来青蟹品牌建设和发展的关键[23-45]。
总的来看,青蟹产业的发展不是一蹴而就的,需要循序渐进,一方面需要加大研发力度以解决青蟹产业发展中的技术难点问题,从而提升青蟹产品的产量和质量;另一方面,从全产业链角度,应结合国家渔业发展政策,积极创新发展,开展生态养殖等多种养殖模式探索,打通流通渠道,培育品牌产品,从而进一步推动青蟹产业的健康、绿色和可持续发展,满足消费者日益增长的消费需求。