趙晨暉，張懷介，黃文靜，梁嘉麒，吳楠

（天津農(nóng)學(xué)院 工程技術(shù)學(xué)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(qiáng)、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(jī)廢棄物的無害化處理方面得到應(yīng)用和推廣[4-5]。由于黑水虻能夠有效實(shí)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(jì)效益和生態(tài)效益，因而具有較高的開發(fā)潛力。

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)是基于文獻(xiàn)本身信息，采用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等計(jì)量方法客觀地分析研究文獻(xiàn)信息的分布、結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系等，進(jìn)而探討科學(xué)技術(shù)的某些結(jié)構(gòu)、特征和規(guī)律的一門集數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、文獻(xiàn)學(xué)于一體的學(xué)科[6]。文獻(xiàn)計(jì)量分析歸屬于圖書情報(bào)學(xué)研究，可以通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法定量分析和挖掘某一領(lǐng)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(shí)際問題和科研過程中難題，驗(yàn)證理論的正確性和適用性，著重開展應(yīng)用性研究是文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)不可或缺的重要組成部分[11]。在文獻(xiàn)計(jì)量分析過程中，常用的統(tǒng)計(jì)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(jìn)行去重、分析及可視化處理。近年來，文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)發(fā)展迅速，研究人員借助文獻(xiàn)計(jì)量分析方法，客觀地對本領(lǐng)域的學(xué)術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行描述、評價(jià)以及預(yù)測，為學(xué)科發(fā)展提供宏觀指導(dǎo)[13-15]。本研究基于CNKI和佰騰專利的檢索信息，采用文獻(xiàn)計(jì)量的方法系統(tǒng)整理該領(lǐng)域的相關(guān)科技文獻(xiàn)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(jìn)黑水虻研究和技術(shù)應(yīng)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(xiàn)采集

以中國知網(wǎng)CNKI 作為文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的來源，資源類型勾選“學(xué)術(shù)期刊、學(xué)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(kuò)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(shí)用新型、外觀設(shè)計(jì)”。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(shí)間

CNKI 數(shù)據(jù)庫和佰騰專利檢索系統(tǒng)的檢索時(shí)間段均設(shè)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(jìn)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(lǐng)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(jì)1 621 篇。根據(jù)年度發(fā)文量統(tǒng)計(jì)結(jié)果（圖1）可以看出，在2004 年之前，每年發(fā)表的文獻(xiàn)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(xiàn)量增長趨勢遠(yuǎn)超中文文獻(xiàn)量。目標(biāo)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(xué)者們對黑水虻相關(guān)領(lǐng)域逐步重視且研究成果日益增多。

圖1 文獻(xiàn)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(xué)位論文。自2008 年開始，關(guān)于黑水虻的碩士、博士學(xué)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(xué)位論文數(shù)量迅速增長。其中，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)是相關(guān)碩、博論文學(xué)位授予單位的前3 位。

圖2 碩士、博士學(xué)位論文文獻(xiàn)數(shù)量年度分布

2.2 中文文獻(xiàn)的作者群及機(jī)構(gòu)分布

表1為CNKI數(shù)據(jù)庫中的中文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量位居前7 位的作者情況。其中遵義醫(yī)學(xué)院的夏嬙中文文獻(xiàn)發(fā)表量最多，為19 篇，位居黑水虻研究領(lǐng)域首位。廣東省珠海市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心的喻國輝的文獻(xiàn)發(fā)表量雖然位居第6，但其文獻(xiàn)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(xiàn)發(fā)表數(shù)量前7 位的作者

表2 為中文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量位居前7 位的機(jī)構(gòu)分布情況。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)關(guān)于黑水虻的發(fā)文數(shù)量最多，達(dá)40 篇，位居首位。其次遵義醫(yī)學(xué)院、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物科學(xué)研究所和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的文獻(xiàn)發(fā)表量均超過20 篇。總被引次數(shù)位居第一的是華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，達(dá)到315 次，其余被引次數(shù)超過100 次的為遵義醫(yī)學(xué)院、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物科學(xué)研究所和西北農(nóng)林科技大學(xué)。近年來天津農(nóng)學(xué)院在黑水虻領(lǐng)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(xiàn)發(fā)表數(shù)量前7 位的機(jī)構(gòu)

2.3 研究應(yīng)用熱點(diǎn)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(diǎn)。圖3 中節(jié)點(diǎn)之間連線的粗細(xì)程度表明共詞關(guān)系的強(qiáng)弱，連線越粗，則共詞關(guān)系越強(qiáng)。字體和節(jié)點(diǎn)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(qiáng)[10]。由圖3 可知，中文文獻(xiàn)中與“黑水虻”“亮斑扁角水虻”相關(guān)的研究熱點(diǎn)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(xiàn)中與“black soldier fly（黑水虻）”、“Hermetia illucens（光亮扁角水虻）”相關(guān)的研究熱點(diǎn)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(diǎn)（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(biāo)”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(dāng)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(yīng)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(xué)科分類

圖5 為CNKI 期刊數(shù)據(jù)庫中的中文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量位居前7 位的期刊，反映出黑水虻領(lǐng)域研究初步興起和偏重應(yīng)用的特點(diǎn)[9]。其中豬業(yè)觀察、環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào)、飼料工業(yè)和動物營養(yǎng)學(xué)報(bào)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(xiàn)發(fā)表前7 位的期刊

根據(jù)學(xué)科分布情況可以看出（圖6），黑水虻涉及的學(xué)科范圍比較廣泛，占比最高的學(xué)科門類為環(huán)境科學(xué)與資源利用（占比率超過20%）。其他學(xué)科門類，如蠶蜂與野生動物保護(hù)、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)、生物學(xué)和畜牧與動物醫(yī)學(xué)的占比均超過10%，表明目前黑水虻的研究及應(yīng)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(xiàn)按學(xué)科劃分情況

2.5 經(jīng)費(fèi)支撐情況

圖7顯示了從CNKI檢出中文文獻(xiàn)的基金來源情況?；鸬馁Y助方向以國家自然科學(xué)基金和重點(diǎn)研發(fā)計(jì)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(lǐng)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(xiàn)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(shí)用新型專利出現(xiàn)明顯增長，并于2019 年達(dá)到頂峰（166 件）。黑水虻實(shí)用新型專利的發(fā)文量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)明授權(quán)和外觀設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)分析

表3 為實(shí)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(shí)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(xué)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)?？梢钥闯瞿戏降貐^(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(lǐng)域的文獻(xiàn)計(jì)量分析結(jié)果表明，黑水虻領(lǐng)域研究初步興起，且偏重應(yīng)用。在2004 年之前，黑水虻相關(guān)文獻(xiàn)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(xué)者們對黑水虻領(lǐng)域逐步重視且研究成果日益增多。現(xiàn)有文獻(xiàn)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(lǐng)域涉及的學(xué)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(shí)用新型專利的發(fā)文量遠(yuǎn)高于發(fā)明授權(quán)和外觀設(shè)計(jì)的發(fā)文量，其中實(shí)用新型專利發(fā)文量在2019年達(dá)到峰值?；鹳Y助方向以國家自然基金和重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃為主，加大其他方向的科研經(jīng)費(fèi)支撐將有助于進(jìn)一步推動黑水虻研究和應(yīng)用工作的深入開展。