趙振方,胡貫宇,2,4,5,6,7,陳新軍,3,4,5,6,7,梁佳偉,方 舟,4,5,6,7
(1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,上海201306;2.同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200092;3.海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過程功能實(shí)驗(yàn)室,青島國家海洋科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266237;4.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201306;5.國家遠(yuǎn)洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心,上海 201306;6.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大洋漁業(yè)開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201306;7.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大洋漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站,上海 201306)
海洋生物的攝食研究是描述海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)。海洋生物的攝食生態(tài)揭示了海洋食物網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu),承載了食物網(wǎng)絕大部分的物質(zhì)和能量流動[1]。研究攝食生態(tài)的傳統(tǒng)方法為胃含物分析法[2-7],早在20世紀(jì)初,REED[8]就已經(jīng)對胃含物分析法做出詳細(xì)闡述。但由于傳統(tǒng)的胃含物分析僅能反映生物48 h甚至24 h內(nèi)的攝食狀況,對研究海洋生物長時間的攝食情況幫助甚少。隨后,肌肉脂肪酸分析法[9-14]、穩(wěn)定同位素分析法[2,15-19]和DNA序列分析方法[20-23]等系列方法被應(yīng)用到海洋生物攝食生態(tài)的研究中。在國內(nèi)研究領(lǐng)域中,竇碩增[24]、李云凱等[25]先后就海洋動物攝食生態(tài)的研究方法做了詳細(xì)闡述。除此之外,在Web of Science核心數(shù)據(jù)庫以“marine”和“feeding ecology”為主題詞同時標(biāo)題中包含“review”進(jìn)行檢索,共檢索到51篇有關(guān)海洋生物攝食生態(tài)的文章。對這些文章進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),雖然有關(guān)海洋生物攝食生態(tài)的綜述已有較為詳細(xì)的介紹,但這些綜述僅從某種研究方法或者某種魚類入手,并不能全面的闡述海洋生態(tài)攝食生態(tài)的整體研究趨勢、研究熱點(diǎn)變化等內(nèi)容。例如,SABIR[26]綜述了阿拉伯灣索科特拉鸕鶿(Socotra Cormorants)的繁殖生物學(xué)、攝食生態(tài)學(xué)以及運(yùn)動生態(tài)學(xué)。BERGERON[27]于1997年總結(jié)了核酸技術(shù)在魚類及浮游生物攝食生態(tài)學(xué)中的進(jìn)展。
為此,本研究利用CiteSpaceV軟件,從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度出發(fā),分析1995年以來海洋生物攝食生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢及研究熱點(diǎn),以期為我國海洋生物攝食生態(tài)學(xué)研究提供參考。
研究的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)均來自 Web of Science(WOS)期刊引文數(shù)據(jù)庫的Web of Science核心合集,以“marine”和“feeding ecology”為主題進(jìn)行檢索,時間范圍為1995年到2020年,截止到2020年10月5日,通過去重、排除不相關(guān)文獻(xiàn),最終得到2 866條文獻(xiàn)記錄。提取搜索結(jié)果中的文獻(xiàn)年發(fā)表量、被引頻次、機(jī)構(gòu)、作者、關(guān)鍵詞等進(jìn)行分析。
CiteSpace是陳超美教授使用JAVA語言開發(fā)的科學(xué)文獻(xiàn)可視化分析工具[28],適用于多元、分時、動態(tài)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析,繪制領(lǐng)域發(fā)展的知識圖譜,直接展現(xiàn)某領(lǐng)域的信息全景,識別某一領(lǐng)域的關(guān)鍵文獻(xiàn)、熱點(diǎn)研究和前沿方向。本文基于可視化分析、關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜、關(guān)鍵詞突變檢測等分析方法,對文獻(xiàn)年變化量、期刊分布、作者合作、國家機(jī)構(gòu)合作、研究熱點(diǎn)變化進(jìn)行基本描述。軟件基礎(chǔ)設(shè)置:時間跨度1995年至2020年;單個時間分區(qū)長度為1年;以top50為單個年份檢索閾值;采用最小回歸樹算法。分別使用“Keyword”、“Author”、“Institution”、“Category”參數(shù)進(jìn)行關(guān)鍵詞、作者、機(jī)構(gòu)、優(yōu)勢學(xué)科可視化分析。評價(jià)聚類圖譜效果有兩個關(guān)鍵指標(biāo):聚類模塊指數(shù)(modularity Q)即Q值、聚類輪廓指數(shù)(mean silhouette)即S值。Q值取值區(qū)間為[0,1],一般認(rèn)為Q>0.3意味著聚類結(jié)構(gòu)顯著;S值取值區(qū)間也為[0,1],一般認(rèn)為S>0.5聚類就是合理的,S>0.7意味著聚類是令人信服的[29]。
2.1.1 文獻(xiàn)量年變化統(tǒng)計(jì)
各年度發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量是衡量科學(xué)研究成果的重要指標(biāo)之一,年度文獻(xiàn)量的動態(tài)變化可以直接反映研究領(lǐng)域科學(xué)研究的量變過程,在一定程度上也能反映研究規(guī)模的大小。截至2020年10月5日,WOS核心合集數(shù)據(jù)庫中,1995—2020年以“marine”和“feeding ecology”為主題的研究文獻(xiàn)共計(jì)為2 866篇,對這些文獻(xiàn)按年度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果如圖1所示,26年間,各年度文獻(xiàn)量總體呈現(xiàn)波動上升趨勢。
圖1 1995—2020年海洋生物攝食生態(tài)研究歷年文獻(xiàn)量變化趨勢圖Fig.1 Annual distribution of literatures on marine organism feeding ecology during 1995—2020
從1995年到2001年有關(guān)海洋生物攝食生態(tài)方面的研究呈現(xiàn)平緩增加趨勢,而2002年有一明顯增勢,增加量為15篇。2005到2009年這5年間,發(fā)文量呈現(xiàn)明顯的波動,但總體上仍然處于上升趨勢。2010年到2013年發(fā)文量持續(xù)增加。文獻(xiàn)量增加最明顯的一年為2015年,比2014年多出46篇。此外,2018年發(fā)文量達(dá)到25年來的最高值234篇。
2.1.2 文獻(xiàn)被引情況統(tǒng)計(jì)
在WOS核心合集中,研究海洋生物攝食生態(tài)的文獻(xiàn)總計(jì)被引用81 900余次,篇均被引頻次達(dá)到29次,單篇最高被引頻次為1 107次,施引文獻(xiàn)達(dá)到54 940余篇,高引用次數(shù)指數(shù)(hindex)達(dá)到115。除去2020年,文獻(xiàn)被引頻次呈現(xiàn)出逐年上升趨勢(圖2)。被引頻次指標(biāo)是衡量科研論文發(fā)表之后產(chǎn)生的學(xué)術(shù)影響力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,根據(jù)上述分析可知,該領(lǐng)域研究文獻(xiàn)的科研影響力及國際關(guān)注度基本上處于逐年上升的狀態(tài)。
圖2 1995—2020年海洋生物攝食生態(tài)文獻(xiàn)被引情況的年度變化趨勢圖Fig.2 Annual distribution of citation on marine organism feeding ecology during 1995—2020
2.1.3 期刊分布規(guī)律
本研究統(tǒng)計(jì)了文獻(xiàn)量發(fā)表排名前20的期刊,根據(jù)檢索結(jié)果,海洋生物攝食生態(tài)論文分布在528種期刊中。發(fā)表數(shù)量排名前20名的期刊論文總數(shù)占到了44.04%,其中有16種期刊的影響因子都在2.0以上,影響因子最高的期刊為Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences。僅就發(fā)文量的角度而言,Marine Ecology Progress Series為研究海洋生物攝食生態(tài)最為熱門的期刊。此外,這20種期刊中包含了Marine Ecology Progress Series、 Oecologia、Environmental Biology of Fishes、Marine Pollution Bulletin等生態(tài)學(xué)期刊,Marine Biology、Polar Biology、Hydrobiologia、Frontiers in Marine Science等生物學(xué)期刊,Journal of Fish Biology、ICES Journal of Marine Science等農(nóng)林科學(xué)期刊,以及PLoSOne這種綜合類期刊(表1)。由此可見,有關(guān)海洋生物攝食生態(tài)方面的研究涉及多領(lǐng)域和多學(xué)科。
表1 文獻(xiàn)量排名前20的期刊統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of top 20 journals in article number of marine organism feeding ecology
2.2.1 機(jī)構(gòu)與國家合作分析
檢索的文獻(xiàn)共涉及611所機(jī)構(gòu),文獻(xiàn)發(fā)表量排名前15的機(jī)構(gòu)中,美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)和馬德里材料研究所(CSIC)排名前兩位,累計(jì)發(fā)文量均超過80篇,其次是巴塞羅那大學(xué)(University of Barcelona)、法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)和拉羅謝爾大學(xué)(University La Rochelle)(表2)。此外,15所機(jī)構(gòu)累計(jì)文獻(xiàn)發(fā)表量占總文獻(xiàn)量的30.68% ,并主要分布在美國、西班牙、法國、澳大利亞、葡萄牙等7個國家中,其中美國、法國、西班牙占比最高。機(jī)構(gòu)間國際合作方面,各個機(jī)構(gòu)之間,尤其是發(fā)文量較多的機(jī)構(gòu)之間存在較為緊密的聯(lián)系(圖3)。
圖3 機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析圖譜Fig.3 Analysis map of institutional cooperation network
表2 海洋生物攝食生態(tài)論文發(fā)文數(shù)量前15位機(jī)構(gòu)排名Tab.2 Statistics of top 15 institutions in article number of marine organism feeding ecology
2.2.2 作者合作分析
在海洋生物攝食生態(tài)的研究中共涉及到826名作者,分別來自84個國家或地區(qū)。其中,法國的CHEREL Y發(fā)文量最多為49篇,其次是FISK A的26篇和NAVARRO J的23篇。在發(fā)文量排名前十的作者中,3名作者來自西班牙,法國和加拿大各兩名(表3)。
表3 論文發(fā)表數(shù)量前10位作者Tab.3 Statistics of top 10 authors in article number
2.3.1 優(yōu)勢學(xué)科的統(tǒng)計(jì)與分析
優(yōu)勢學(xué)科是指研究文獻(xiàn)涉及最多的學(xué)科領(lǐng)域。表4基于CiteSpace“Category”參數(shù)統(tǒng)計(jì)了文獻(xiàn)數(shù)量大于50的學(xué)科領(lǐng)域,共計(jì)15門學(xué)科,包括海洋淡水生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、海洋學(xué)、環(huán)境科學(xué)等。海洋淡水生物學(xué)(Marine Freshwater Biology)占比最高,為49.23%。排名前三的學(xué)科分別是海洋淡水生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、海洋學(xué),這3門學(xué)科發(fā)文量都超過700篇,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他學(xué)科。由此可見海洋淡水生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、海洋學(xué)為研究海洋生物攝食生態(tài)的優(yōu)勢學(xué)科。此外,表4在統(tǒng)計(jì)各個學(xué)科文章數(shù)量的同時,也統(tǒng)計(jì)了其主要的研究機(jī)構(gòu)。其中法國國家科學(xué)研究中心和NOAA對排名前三的學(xué)科貢獻(xiàn)都極為突出,其次是加利福尼亞大學(xué),其在生態(tài)學(xué)和海洋學(xué)方面發(fā)文量較多。
表4 研究文獻(xiàn)的優(yōu)勢學(xué)科統(tǒng)計(jì)表(文獻(xiàn)數(shù)量>50篇)Tab.4 Statistics of dominant discipline in research document(document number>50)
2.3.2 關(guān)鍵詞詞頻及突變檢測分析
對樣本文獻(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞(頻次≥100次)進(jìn)行知識圖譜的繪制,得到的可視化圖譜共包含386個節(jié)點(diǎn)和2 041條連線(圖4)。Q 值=0.678 8,說明該圖譜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是合理的,S值=0.877,說明該圖譜的聚類結(jié)果是合理且令人信服的,能夠代表海洋生物攝食生態(tài)的研究熱點(diǎn)主題。出現(xiàn)頻次最高的關(guān)鍵詞為生態(tài)學(xué),其次為攝食生態(tài)學(xué)、攝食(表5)。從關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看,穩(wěn)定同位素分析法為攝食生態(tài)方向研究使用最為頻繁的方法。
圖4 海洋生物攝食生態(tài)領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞知識圖譜Fig.4 Knowledge map of high-frequency keywords in marine organism feeding ecology
表5 海洋生物攝食生態(tài)高頻關(guān)鍵詞列表Tab.5 Statistics of high-frequency keywords in marine organism feeding ecology
本文基于CiteSpaceV繪制了1995到2020年的關(guān)鍵詞突變圖譜(表6),從表6中可以看出,30年來突變強(qiáng)度最強(qiáng)的15個關(guān)鍵詞基本上處于1995到2010年間,說明這15年是海洋生物攝食生態(tài)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)顯著變化的時間段。
表6 Top15突變關(guān)鍵詞表Tab.6 Top 15 keywords with the strongest citation bursts
突變強(qiáng)度最高的關(guān)鍵詞為“化學(xué)防御”,指借助于分泌有毒的或難聞的化學(xué)物質(zhì)達(dá)到防御目的[30],結(jié)合突變關(guān)鍵詞“捕食”“化學(xué)生態(tài)學(xué)”可以推斷出此階段主要研究方向?yàn)椴煌锓N間的化學(xué)生態(tài)學(xué)。BECERRO等[30]于1997年研究地中海底棲生物化學(xué)介導(dǎo)的相互作用時發(fā)現(xiàn),結(jié)殼海綿(Crambe crambe)能夠在生物和種群水平上調(diào)節(jié)生物活性物質(zhì)的產(chǎn)生,以適應(yīng)不同的環(huán)境和生理?xiàng)l件,不同物種的空間競爭成為解釋生物活性物質(zhì)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的變異的一個關(guān)鍵因素。同年,CHANAS等[31]研究發(fā)現(xiàn),海綿屬(Agelas)的海綿動物對魚類捕食者具有共同的化學(xué)防御。由此可見,海洋生物攝食生態(tài)的前期研究更多關(guān)注于物種本身的生理特性以及不同物種之間的相互捕食競爭。
在此之后,有關(guān)“橈足類”、“端足目”、“水蚤”、“小型底棲動物”等小個體生物的研究逐漸成為新的研究熱點(diǎn),此階段的研究多圍繞甲殼類動物是否能作為更高營養(yǎng)級物種的獵物而展開。2009年,WOODS[32]通過養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)并測定端足目脂肪酸的方法指出,端足目含有豐富的多不飽和脂肪酸,是許多海洋有鰭魚類的食物的重要組成部分。FORT等[33]利用穩(wěn)定同位素法證明無論在白天還是夜間橈足類都可被小海雀等海鳥在上層水面大量捕獲。除此之外,通過建立生物能量學(xué)模型,估算出格陵蘭南部小海雀一天可消耗3 600~7 200 t橈足類生物。結(jié)合關(guān)鍵詞時區(qū)分布圖(圖5)可以發(fā)現(xiàn),與過往的研究不同,2000年后以脂肪酸和穩(wěn)定同位素為主的較高技術(shù)含量的方法逐漸被應(yīng)用于海洋生物攝食生態(tài)的研究中,這說明定量分析可以更好地應(yīng)用到海洋生物攝食生態(tài)的研究中。
2010年之后,“海洋生態(tài)系統(tǒng)”、“環(huán)境改變”等關(guān)鍵詞突變強(qiáng)度增強(qiáng)。在此期間,研究海洋生物自身食物網(wǎng)的同時,外部環(huán)境變化對其攝食的影響逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。PANSCH等[34]在2018年采用一種新型的接近自然的室外中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)方法,研究了連續(xù)的熱浪對溫帶海岸大型動物攝食的影響。此外,PAIVA等[35]則利用血液穩(wěn)定同位素的方法探究了北大西洋不同海洋環(huán)境下的科里氏海鷗(Calonectris diomedea)的攝食生態(tài)學(xué)。除此之外,海洋污染對生物攝食產(chǎn)生的影響同樣備受關(guān)注。DANTAS等[36]利用胃含物分析法研究了亞熱帶海岸河口系統(tǒng)中古里海鯰(Genidens genidens)對塑料碎片的攝取情況,研究表明攝入塑料可能會嚴(yán)重影響海鯰的身體狀況。BESTLEY等[37]于2020年綜述了持久性有機(jī)污染物、塑料污染、石油污染等對海洋哺乳動物的攝食影響,尤其是持久性有機(jī)污染物會隨著食物網(wǎng)從低營養(yǎng)級的物種向更高營養(yǎng)級的物種富集。由此可見,因?yàn)椴粩嘧兓暮Q罄砘h(huán)境和日益嚴(yán)重的海洋污染,海洋生物攝食生態(tài)學(xué)研究正不斷偏向于外部環(huán)境因素,并更多看重生態(tài)環(huán)境的改變在整個海洋食物網(wǎng)之中的影響。
2.3.3 研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢
本文利用CiteSpace繪制了1995年以來有關(guān)攝食生態(tài)方向的關(guān)鍵詞時間段分布圖,將1995到2020年的關(guān)鍵詞分為7個時間段(圖5)。
圖5 關(guān)鍵詞時間段分布圖Fig.5 Keyword time zone distribution map
1995—1998 年:關(guān) 鍵 詞 主 要 為 feeding ecology、diet、food web等。主要關(guān)注海洋生物攝食與自身行為之間的關(guān)系。除此之外,海洋捕食者也開始出現(xiàn)在海洋生物的攝食生態(tài)的研究中。早在1995年GILLANDERS[38]就根據(jù)時間、地點(diǎn)等不同尺度來分析綠藍(lán)唇魚(Achoerodus viridis)的攝食特征。此階段的攝食研究僅使用胃含物分析法,研究手段相對單一,僅能對較短時間范圍內(nèi)的攝食狀況進(jìn)行分析,存在一定的偶然性。
1999—2002年:關(guān)鍵詞主要為stable isotope、marine mammal等。這段時期穩(wěn)定同位素技術(shù)已被應(yīng)用到海洋生物攝食生態(tài)的研究中,海洋生物攝食生態(tài)的研究方法已經(jīng)從簡單的胃含物分析過渡到胃含物分析和穩(wěn)定同位素結(jié)合的階段[39]。與此同時,由于棲息地的破壞、海水的污染、外來生物的入侵、過度捕撈等原因,一些海洋哺乳動物(鯊魚、海豚等)的數(shù)量急劇減少,因此,海洋哺乳動物的攝食生態(tài)開始被學(xué)者關(guān)注[40]。通過穩(wěn)定同位素分析,可以更好地對攝食進(jìn)行定量分析,但此階段穩(wěn)定同位素技術(shù)并未成熟且費(fèi)用較高,胃含物分析法仍是最主要的研究方法。
2003—2006年:關(guān)鍵詞主要為fatty acid、trophic ecology等。在此時期,海洋生物攝食生態(tài)的研究主要聚焦于營養(yǎng)生態(tài)方向,利用脂肪酸研究海洋生物攝食生態(tài)也逐漸被使用[41]。2004年加拿大學(xué)者IVERSON等[42]首次利用脂肪酸來分析海豹的食物組成,為以后研究海洋生物攝食生態(tài)提供了新的方法。在此之前,攝食生態(tài)研究往往只對生物攝食的具體食物進(jìn)行鑒別,而隨著穩(wěn)定同位素技術(shù)的成熟以及脂肪酸分析的應(yīng)用,研究內(nèi)容逐漸轉(zhuǎn)向探究生物營養(yǎng)級。
2007—2010年:關(guān)鍵詞主要為shark、trophic position、marine predator等。在此階段研究者關(guān)注較多的是海洋捕食者對其他海洋動物攝食的影響。除此之外,營養(yǎng)生態(tài)位也被首次提出并得到廣泛關(guān)注。2011年,HUSSEY等[43]研究發(fā)現(xiàn),鯊魚的營養(yǎng)位隨體形的增加而增加,但與小鯊魚相比,大型暗斑鯊的營養(yǎng)位較低。除此之外,高等捕食者對海洋生態(tài)系統(tǒng)的多個組成部分的影響不同,而這些組成部分又因物種和性別的差異變得更加復(fù)雜。
2011—2014 年:關(guān) 鍵 詞 主 要 為 dolphin、consequence、niche等。這個時期物種生態(tài)位被廣泛關(guān)注,其含義為生態(tài)系統(tǒng)中某生物生存所必須的生境最小閾值。結(jié)合dolphin、consequence等關(guān)鍵詞,不難分析出此時期學(xué)者們對瀕臨滅絕的生物關(guān)注增加,并且更加關(guān)注某些生物減少對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的后果。KISZKA等[44]于2015年研究發(fā)現(xiàn),遠(yuǎn)洋生物的生態(tài)位寬度要遠(yuǎn)高于沿岸生物,而底棲生物的生態(tài)位寬度相對更窄。2014年GAVRILCHUK等[45]研究指出,在底棲魚類資源由于捕撈原因衰退之后,長須鯨(Balaenoptera physalus)及座頭鯨(Megaptera novaeangliae)體內(nèi)15N含量有所上升,即高等海洋捕食者開始捕食營養(yǎng)水平更高的食物。
2015—2018年:關(guān)鍵詞主要為king george island、mixing model等。此時期更多關(guān)注混合模型在攝食生態(tài)中的應(yīng)用。此外,喬治王島成為此時期的高頻關(guān)鍵詞,有關(guān)南極海域的研究逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注的主題。2017年,NEL等[6]利用貝葉斯混合模型研究發(fā)現(xiàn),由于潮汐變化導(dǎo)致黃帶平鯛(Rhabdosargus holubi)攝食位置發(fā)生上下浮動,最終使得黃帶平鯛生態(tài)位寬度增加。ZENTENO等[46]利用碳氮穩(wěn)定同位素比率與貝葉斯多元混合模型探究了喬治王島附近海域底層生物的營養(yǎng)來源,并揭示了在全球氣候不斷變化的今天,初級生產(chǎn)者已經(jīng)成為此海域底層生物的主要食物來源。
2019—2020年:關(guān)鍵詞主要為pollution、microbiome等。近2年來,有關(guān)海洋污染的文章出現(xiàn)頻率增加。ANDRADES等[47]于2019年探究了海龜(Chelonia mydas)的攝食行為與塑料攝取之間的關(guān)系,并推測由于目前在海洋中發(fā)現(xiàn)的廣泛塑料污染,可能對各種海洋動物構(gòu)成威脅。與此同時,群落生態(tài)學(xué)(community ecology)被應(yīng)用到海洋生物攝食生態(tài)的研究當(dāng)中,它是研究群落與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué),如CARASSOU等[48]利用胃含物分析和肌肉穩(wěn)定同位素的方法探究了阿曼海底層魚類群落攝食的季節(jié)變化。
自1995年以來,有關(guān)海洋生物攝食生態(tài)的研究穩(wěn)步發(fā)展。但1995年到2005年這些年間發(fā)展較為緩慢,海洋生物攝食生態(tài)的研究迅速發(fā)展階段始于2006年(圖1),隨后雖有波動,但總體上是以更快的速度發(fā)展。
對全球范圍內(nèi)相關(guān)研究進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),美國在海洋生物攝食生態(tài)方面的研究居于領(lǐng)先地位,不論是發(fā)文量還是發(fā)文中心性都穩(wěn)居首位,是該研究領(lǐng)域的主要力量。就研究單位而言,美國國家海洋與大氣管理局、馬德里材料科學(xué)研究所、巴塞羅那大學(xué)、法國國家科學(xué)研究中心、拉羅謝爾大學(xué)、加拿大海洋漁業(yè)局以及英國南極調(diào)查局是目前海洋生物攝食生態(tài)研究方向的主要研究力量。此外,自1995年 以來,形成了以CHEREL Y、FISK A等為主要力量的作者團(tuán)體,但在近五年涌現(xiàn)了不少新興作者,反映出海洋生物攝食生態(tài)方向具有廣闊的研究前景。海洋生物攝食生態(tài)的研究涉及到多領(lǐng)域、多學(xué)科,形成了多學(xué)科交叉的現(xiàn)狀,由此促進(jìn)了不同研究領(lǐng)域的學(xué)者相互交流,逐漸使之成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。除此之外,中國與美國、西班牙等歐美國家的差距依然很大,與中國學(xué)者合作的作者或機(jī)構(gòu)多屬埃及、沙特阿拉伯等發(fā)展中國家。
對于研究內(nèi)容而言,無論是研究初期化學(xué)防御在物種競爭中的作用,還是21世紀(jì)初期對小個體生物的研究,研究熱點(diǎn)雖然發(fā)生變化,但仍然是從生物自身的角度出發(fā)。而進(jìn)入2010年之后,由于更加多變的海洋環(huán)境以及混合模型的應(yīng)用,外部環(huán)境因子的綜合作用對海洋生物攝食的影響成為新的熱點(diǎn)。若將2010年之前的研究熱點(diǎn)歸納為生物內(nèi)部因子,而進(jìn)入2010年之后,研究熱點(diǎn)逐漸傾向于外部環(huán)境因子。近些年來,由于石油開發(fā)、工廠排污、海洋捕撈等造成的海洋污染,有機(jī)污染物、重金屬、微塑料等海洋污染物對海洋生物營養(yǎng)生態(tài)的影響成為現(xiàn)階段的海洋生物攝食生態(tài)學(xué)研究的熱門內(nèi)容。另一方面,對于研究手段而言,研究初期主要熱門方法為傳統(tǒng)胃含物分析法。而進(jìn)入21世紀(jì),穩(wěn)定同位素及脂肪酸分析法逐漸成為主流補(bǔ)充手段。近些年來,隨著DNA基因庫的不斷完善、DNA測序成本的降低,DNA序列分析法已成為胃含物分析法主要的補(bǔ)充手段之一。
本研究基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度對海洋生物攝食生態(tài)的研究趨勢進(jìn)行分析,但受限于數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)數(shù)量,僅對1995年之后研究熱點(diǎn)的變化進(jìn)行了分析。本研究是對整個海洋生物的攝食生態(tài)的研究熱點(diǎn)進(jìn)行研究,在分析某一物種時可能會有略微差別,后續(xù)可以繼續(xù)細(xì)化不同物種之間的研究。此外,海洋生物攝食生態(tài)的研究涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域,從不同學(xué)科角度進(jìn)行分析其研究熱點(diǎn)也是未來可以補(bǔ)充的內(nèi)容。
另一方面,由于近些年來的全球氣候變化以及過度開發(fā)等人類活動,氣候變化以及海洋污染對海洋生物攝食的影響的研究成為新的熱點(diǎn)。根據(jù)關(guān)鍵詞來看,高等捕食者始終是熱門的研究內(nèi)容。使用混合模型,在傳統(tǒng)胃含物分析法的基礎(chǔ)上結(jié)合DNA序列分析法、穩(wěn)定同位素分析法、特征脂肪酸分析法等分析方法仍是未來幾年海洋生物攝食生態(tài)學(xué)的主要研究方法。此外,胃腸道微生物的檢測、特定化合物(氨基酸)穩(wěn)定同位素分析是未來一段時間內(nèi)對以上方法的有力補(bǔ)充。然而在對生物進(jìn)行攝食分析時,僅僅使用某一種研究手段得出的結(jié)果偶然性較強(qiáng),在國內(nèi)研究中,使用多種手段結(jié)合進(jìn)行攝食分析的研究仍然較少,在后續(xù)研究中應(yīng)根據(jù)研究側(cè)重點(diǎn)選擇多種手段進(jìn)行綜合分析,形成互補(bǔ),以求更為準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)果。除此之外,與我國合作的國家多為發(fā)展中國家,以后應(yīng)增加與歐美發(fā)達(dá)國家的交流,學(xué)習(xí)更加前沿的研究方法。最后,由于近些年來世界各國對南極生物資源的不斷開發(fā),隨著羅斯海海洋保護(hù)區(qū)的建立、南極洲其他海區(qū)海洋保護(hù)區(qū)的構(gòu)建提案不斷推進(jìn),為了更好地養(yǎng)護(hù)與利用南極生物資源,南大洋仍是未來研究的熱門海域。