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蝗虫生防技术文献分析

摘要:摘 要: 本文采用文献计量学技术来分析蝗虫生物防治文献,分析发现相关文献主要集中在近20年;进入21世纪,有关蝗虫生物防治的引文数呈上升趋势,年引文数已经突破3000篇;相关文献主要产自西方发达国家,占比超过50%,其中美英超过30%;相关文献发文量全球
关键词:蝗虫,生防,技术,文献,分析,本文,采用,文献,计量学,技术

  摘    要: 本文采用文献计量学技术来分析蝗虫生物防治文献,分析发现相关文献主要集中在近20年;进入21世纪,有关蝗虫生物防治的引文数呈上升趋势,年引文数已经突破3000篇;相关文献主要产自西方发达国家,占比超过50%,其中美英超过30%;相关文献发文量全球排名前20科研机构和作者有3/4集中在西方国家;在中国,近30年来蝗虫生物防治文献发文量排名前10的科研机构和作者主要来自于高校。蝗虫生物防治文献中排名前20的主题词中“蝗虫天敌”排首位,有关蝗虫天敌为主题的文献占总文献的1/3,被引总频次也占比近1/3,其中又以寄生性天敌的研究为主,占天敌总文献数量的2/3左右。美国、英国和加拿大的相关研究基本覆盖了蝗虫生物防治的各个领域,而我国在蝗虫行为、基因组测序等方面进展很快。被引频次较高的蝗虫生物防治文献主要来自于世界知名的综合性期刊,包含代表性的研究论文或综述。本文的计量分析结果可为蝗虫的绿色防控研发方向提供参考,对于促进我国乃至国际生物治蝗技术的发展和应用,保护生态环境,确保蝗虫的可持续治理具有重要意义。

  关键词: 蝗虫; 计量分析; 生物防治;

  Abstract: The literatures on biological control of grasshoppers and locusts were analyzed with bibliometric technology. The analysis found that these papers were mainly published in the past 20 years, the number of cited literature showed uptrend since 21st century and reached 3000 per year, above 50% of relevant literatures came from developed countries, and more than 30% of these literatures came from USA and UK, top 20 countries or authors of publications on biological control of grasshopper and locust mainly grouped in western countries, top 10 Chinese scientific institutions and scientists of publications on biological control of grasshopper and locust mainly grouped in colleges and universities, natural enemy was the subject of the highest frequency cited in top 20 subjects of publications on biological control of grasshopper and locust, parasitic enemies accounted for 2/3 of relevant literature, the literature from USA, UK and Canada covered all of the field relate to biological control of grasshopper and locust, the research on behavior and genome sequencing of grasshopper and locust has developed rapidly in China. Highly cited papers mainly came from those famous integrated journals, including innovational research papers or literature reviews. We could know research frontier, hot topic and tendency relevant to subject and topic development with bibliometric method, clarify the status and tendency, find the focus of biological control of grasshopper and locust. These results will improve the development and application of the technology for biological control of grasshopper and locust, protect ecological environment and treat sustainably grasshopper and locust for the future.

  Keyword: grasshopper; bibliometric; biocontrol;

  借鉴他人的经验、方法和模式,是蝗虫生物防治研发、创新应遵循的方针之一。因此,适时对蝗虫生物防治文献进行归纳、总结和分析是必要的。关于蝗虫生物防治方面的综述已有多篇,但通过检索国内三大数据库系统(中国知网、万方数据、维普),尚未发现关于采用文献计量学技术对蝗虫生物防治领域进行综合分析的报道。文献计量学,是通过计量方法对相关主题文献进行统计分析的一种方法论[1],诸多学者通过这一方法,研究并明确了相关学科和主题的发展前沿、热点和趋势[2]。

  1、 蝗虫生物防治文献计量分析

  利用Web of Science?(WOS)、CABI、BIOSIS、BCI、ZOOREC等数据库和美国及欧洲专利数据库等检索国内外蝗虫生物防治研究进展的国内外资料(检索年代1900―2018年),部分数据可回溯至1840年。这些数据库包含较全面的蝗虫生物防治现状和进展的中外文资料信息。通过中国知网(CNKI)、万方、维普、WOS和国家知识产权专利数据库等检索本领域的国内文献资料,这些数据库是收录我国国内中文文献较全面的数据库,具有明显的代表性(检索年代主要集中在1941―2018年)。这里采用文献计量学技术对收集到的世界各国有关蝗虫生物防治研发的信息进行了比较全面的概括和分析。

蝗虫生防技术文献分析

  1.1、 相关文献年代、国家、机构和作者分布概况

  1.1.1、 文献年代分布

  检索发现有关蝗虫的文献从1930―2018年达45380篇,其中与蝗虫生物防治相关的文献3217篇,总被引频次44988次。有关蝗虫生物防治文献主要集中在20世纪90年代以来的近20年(图1)。

  图1 蝗虫生物防治文献年代分布
图1 蝗虫生物防治文献年代分布

  Fig. 1 Time distribution of literature on biological control of grasshopper and locust

  进入21世纪,每年有关蝗虫生物防治的引文数量都在1000篇以上,而且呈上升趋势,最近10年的年引文数均超过2000篇,近几年的年引文数已经突破3000篇(图2)。

  1.1.2、 文献的国家、机构和作者分布

  分析发现,有关蝗虫生物防治的文献主要产自西方发达国家,占比超过50%,而发展中国家中中国的发文量最高,占比约10%(表1)。

  研究发现,蝗虫生物防治文献发文量全球排名前20位科研机构有3/4集中在西方国家,其发表的文献占总文献量的近1/4(表2)。

  进一步分析发现,蝗虫生物防治文献发文量全球前10位作者也主要来自于西方国家,只有3位作者是来自于蝗虫发生比较严重的发展中国家(表3)。

  研究发现,近30年来蝗虫生物防治文献发文量中国排名前10位科研机构主要是以高校为主,占中国发文量的50%以上(表4)。

  图2 蝗虫生物防治引文数量年代分布
图2 蝗虫生物防治引文数量年代分布
 

  Fig. 2 Time distribution of quotation on biological control of grasshopper and locust

  表1 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量排名前20位国家或地区(1930―2018)
表1 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量排名前20位国家或地区(1930―2018)

  表2 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量全球排名前20位科研机构(1930―2018)
表2 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量全球排名前20位科研机构(1930―2018)

  表3 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量全球前10位作者(1930―2018)
表3 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量全球前10位作者(1930―2018)

  表4 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量中国排名前10位科研机构(1984―2018)
表4 WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量中国排名前10位科研机构(1984―2018)

  进一步分析蝗虫生物防治文献发文量中国排名前10位作者也主要来自于高校,占发表文献的80%以上,其中以大学从事相关工作的作者较多(表5)。

  表5 1984年至2018年WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量中国排名前10位作者(1984―2018)
表5 1984年至2018年WOS数据库中蝗虫生物防治文献发文量中国排名前10位作者(1984―2018)

  1.2、 文献被引频次最多的主题词

  分析发现,WOS数据库中蝗虫原创性生物防治文献中排名前20的主题词中“蝗虫天敌”被引频次最高,有关蝗虫天敌为主题的文献占总文献的1/3,被引总频次也占比近1/3,其中又以寄生性天敌的研究为主,占天敌总文献数量的2/3左右。另外,有益动物、生物制剂剂型、生态调控等方面的文献也占有重要比重(表6)。

  表6 WOS数据库中蝗虫原创性生物防治文献发文量排名前20的主题词(1930―2018)
表6 WOS数据库中蝗虫原创性生物防治文献发文量排名前20的主题词(1930―2018)

  进一步分析蝗虫生物防治文献发文量较多、投入较大、重视程度较高或蝗虫发生比较严重的国家的蝗虫生物防治文献的主题出现的频次,发现研发主题主要涉及天敌、绿僵菌、微孢子、白僵菌、细菌等有益生物,其中美国、英国和加拿大的研究基本覆盖了蝗虫生物防治的各个领域,而我国近年来在生态控制、免疫机制和基因组测序等方面的基础研究比较重视,有利于快速缩小与世界发达国家在蝗虫生物防治水平之间的差距(表7)。

  1.3、 文献被引频次最多的前20篇论文

  研究发现,根据被引频次最多的前200篇关于蝗虫生物防治文献主要内容分析,其包含的主题包括蝗虫行为、蝗虫病原微生物、蝗虫的捕食性或寄生性动物、天然产物、基因工程、生态调控等方面的研究内容等,这些被引频次较高文献主要来自于世界知名的综合性期刊,包含的是蝗虫生物防治主要领域的代表性的研究论文或综述(表6)。

  2、 蝗虫生防技术文献分析

  2.1、 蝗虫病原微生物

  2.1.1、 蝗虫微孢子

  微孢子是原生动物中最重要昆虫病原,当前已经记载的近300种。根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫微孢子”发文量达420篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是美国农业部草地昆虫试验站;发文量最多的作者是Henry J E,Lange C E和Keeling P J等。被引频次最多的论文是发表在PNAS上的“Microsporidia are related to fungi: evidence from the largest subunit of RNA polymerase II and other proteins”;研究热点集中在动物学、生态环境科学、寄生虫学、流行病学、病理学和昆虫学等几个主题;使用效果最明显的是在草原蝗虫和农田飞蝗的治理方面。

  表7 主要国家蝗虫生物防治文献的主题词出现频次比较(1930―2018)
表7 主要国家蝗虫生物防治文献的主题词出现频次比较(1930―2018)

  注:表中括号内数字代表主题词出现的频次。Note: Numbers in the bracket in the table indicated frequencies of subjects.

  2.1.2、 蝗虫病原真菌

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫病原真菌”发文量842篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是伦敦大学帝国科技学院;发文量最多的作者是Lomer C J,Thomas MB和Prior C等。被引频次最多的论文是发表在Journal Biocontrol Science and Technology上的“Production, formulation and application of the entomopathogenic fungus Beauveria bassianafor insect control: current status”;研究热点集中在生态环境科学、昆虫病原流行病学、真菌生物化学和分子生物学等几个主题;使用效果最明显的是应用在湿地生态系统中的蝗虫治理等方面。

  表8 WOS数据库中蝗虫原创性生物防治文献被引频次排名前20篇论文(1930―2018)
表8 WOS数据库中蝗虫原创性生物防治文献被引频次排名前20篇论文(1930―2018)

  2.1.3、 蝗虫病毒

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫病毒”的发文量达153篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是美国农业部农业研究局;发文量最多的作者是Henry J E,Streett D A和Thomas M B等。被引频次最多的论文是发表在Trends in Ecology & Evolution上的“Thermal biology in insect-parasite interactions”;研究热点集中在环境生态科学、病毒病理学、病毒流行病学、昆虫病理学等几个主题;使用效果最明显的是在运用核型多角体病毒和痘病毒等治理蝗虫方面。

  2.1.4、 蝗虫病原细菌

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫细菌”发文量达207篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是美国农业部农业研究局;发文量最多的作者是Liu S G,Dillon R J和Doumandji-Mitiche B等。被引频次最多的论文是发表在Annual Review of Entomology上的“The gut bacteria of insects: Nonpathogenic interactions”;研究热点集中在环境生态科学、细菌病理学、细菌流行病学、昆虫细菌病理学等几个主题;使用效果最明显的是在运用苏云金杆菌以及有益的肠道共生菌等治理蝗虫方面。

  2.2、 蝗虫天敌动物

  2.2.1 、捕食性天敌昆虫

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫捕食性天敌”发文量达430篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是美国农业部农业科学研究局;发文量最多的作者是Schmitz O J,Joern A和Greathead D J等。被引频次最多的论文是发表在Ecology上的“Behaviorally mediated trophic cascades: Effects of predation risk on food web interactions”;研究热点集中在环境生态科学、捕食性性天敌生物学、流行病学、天敌昆虫学等几个主题;使用效果最明显的是在运用食物网和芫菁的蝗虫治理方面。

  2.2.2 、寄生性天敌昆虫

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“有关蝗虫寄生性天敌昆虫”发文量达81篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是美国农业部农业科学研究局;发文量最多的作者是Johnson D L,Shin S C和Fathipour Y等。被引频次最多的论文是发表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America上的“Coping with crowds: density-dependent disease resistance in desert locusts”;研究热点集中在环境生态科学、寄生性天敌生物学、昆虫与植物之间的关系、天敌昆虫学等几个主题;使用效果最明显的是在运用食物链和寄生蝇的蝗虫治理方面。

  2.2.3、 鸟类

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“鸟类治蝗的研究”发文量达210篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是加拿大农业与食品局;发文量最多的作者是Greathead D J,Recio M R和Seddon P J等。被引频次最多的论文是发表在Ecology上的“Insectivorous Birds Increase Growth of White Oak Through Consumption of Leaf-Chewing Insects”;研究热点集中在环境生态科学、生物多样性保护、鸟类行为科学、传染病学等几个主题;使用效果最明显的是利用鸟类防治荒漠或半荒漠草原蝗虫的治理方面。

  2.2.4 、蜘蛛和螨类

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“利用蜘蛛和螨类防治蝗虫”发文量达122篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是耶鲁大学;发文量最多的作者是Schmitz O J,Joern A和Tahir H M等。被引频次最多的论文是发表在Annual Review of Entomology上的“Omnivory in terrestrial arthropods: Mixing plant and prey diets”;研究热点集中在环境生态科学、植物与蜘蛛、蜘蛛及螨类行为科学、生物多样性保护学等几个主题。

  2.2.5 、蝗虫病原线虫

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫病原线虫”的发文量达157篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是加拿大农业与食品局;发文量最多的作者是Webster J M,Capinera J L和Baker G L等。被引频次最多的论文是发表在Development上的“Cell-interactions control the direction of outgrowth, branching and fasciculation of the HSN axons of Caenorhabditis-elegans”;研究热点集中在环境生态科学、线虫病理学、线虫行为科学、流行病学等几个主题;使用效果最明显的是在利用Mermis nigrescens治理北美、南美、亚洲多种蝗虫的治理方面。

  2.3、 防蝗天然产物

  2.3.1、 蝗虫化学信息物质

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫化学信息物质研究”发文量达46篇。发文量最多的国家是中国;发文量最多的科研机构是中国农业大学;发文量最多的作者是石旺鹏、Maeno Koutaro和Shelby Kent S等。被引频次最多的论文是发表在Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society上的“Pheromones and chemical ecology of locusts”;研究热点集中在环境生态科学、蝗虫行为科学、蝗虫生化分子生物学等几个主题;使用效果最明显的是聚集信息素在沙漠蝗等群集迁移性蝗虫的治理方面。

  2.3.2、 杀蝗微生物的次生代谢产物

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“杀蝗微生物的次生代谢产物”发文量达94篇。发文量最多的国家是法国;发文量最多的科研机构是Institut National de la Recherche Agronomique Inra;发文量最多的作者是Charnley A K,Cherton J C和Vey A等。被引频次最多的论文是发表在PLoS Genetics上的“Genome sequencing and comparative transcriptomics of the model entomopathogenic fungi Metarhizium anisopliae and M. acridum”;研究热点集中在环境生态科学、蝗虫毒理学、蝗虫生化分子生物学、蝗虫病理学等几个主题;使用效果最明显的是白僵菌毒素等在蝗虫的治理方面。

  2.3.3、 杀蝗植物的次生代谢产物

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“杀蝗植物的次生代谢产物”发文量达66篇。发文量最多的国家是德国;发文量最多的科研机构是University of Aberdeen;发文量最多的作者是Mordue E,Jennifer A,和Nasseh O等。被引频次最多的论文是发表在Meeting on Semiochemicals in Integrated Crop Management上的“Actions of azadirachtin, a plant allelochemical, against insects”;研究热点集中在环境生态科学、蝗虫行为科学、化学、植物次生化学物质、生化分子生物学等几个主题;使用效果最明显的是印楝素在沙漠蝗的治理方面。

  2.4、 蝗虫生物防治分子技术

  2.4.1、 杀蝗转基因微生物

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫病原转基因微生物”发文量达27篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是重庆大学;发文量最多的作者是Inglis P W,方卫国和Valadares-Inglis M C等。被引频次最多的论文是发表在Annual Review of Entomology上的“Insect conservation: A synthetic management approach”;研究热点集中在环境生态科学、生物技术应用微生物学、遗传学、生化分子生物学等几个主题;使用效果最明显的是转基因绿僵菌在蝗虫治理方面。

  2.4.2、  全基因组测序

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫病原物和蝗虫基因组测序”发文量达29篇。发文量最多的国家是中国;发文量最多的科研机构是中国科学院;发文量最多的作者是王成树,夏玉先和St Leger R J等。被引频次最多的论文是发表在PLoS Genetics上的“Genome sequencing and comparative transcriptomics of the model entomopathogenic fungi Metarhizium anisopliae and M. acridum”;研究热点集中在蝗虫生化分子生物学、遗传学、环境生态科学和微生物学等几个主题。

  2.4.3、 免疫分子机理

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫免疫作用”发文量达103篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是University of Saskatchewan;发文量最多的作者是Khachatourians G G,夏玉先和Charnley A K等。被引频次最多的论文是发表在Parasitology上的“Invertebrate immunity”;研究热点集中在病理学、流行病学、环境生态科学、动物学、免疫物学等几个主题。

  2.5、 蝗虫综合治理理论和技术

  2.5.1、 生态调控理论和技术

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“蝗虫的生态调控理论和技术”发文量达203篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是美国农业部农业研究局;发文量最多的作者是Lockwood J A,Thomas M B和ST Leger R J等。被引频次最多的论文是发表在Ecology上的“How risky is biological control?”;研究热点集中在环境生态科学、蝗虫行为科学、蝗虫生化分子生物学等几个主题;应用效果最明显的是飞蝗的生态治理方面。

  2.5.2、 生物多样性理论和技术

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“生物多样性与蝗虫治理”发文量达112篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是中国科学院;发文量最多的作者是Samways M J,Schmitz O J和Schmid B等。被引频次最多的论文是发表在Science上的“Effects of predator hunting mode on grassland ecosystem function”;研究热点集中在环境生态科学、生物多样性保护、蝗虫与植物科学、化学生态学和昆虫学等几个主题。

  2.5.3、 生物安全性

  根据对WOS数据库进行检索,发现关于“生物安全与蝗虫”发文量达43篇。发文量最多的国家是美国;发文量最多的科研机构是美国农业部农业研究局;发文量最多的作者是Goettel M S,Lomer C J和Prior C等。被引频次最多的论文是发表在Biological Control上的“Safety of microorganisms intended for pest and plant disease control: a framework for scientific evaluation”;研究热点集中在环境生态科学、植物学、昆虫学、病理学和蝗虫生化分子生物学等几个主题。

  3、 文献分析蝗虫生物防治技术研发应用存在的问题

  文献分析发现,相关蝗虫生物防治文献最主要的都是由西方大国的相关机构发表的,其中美国和英国发表此领域文献最多的2个国家,占全世界发表文献的30%以上,而这些西方国家是受蝗灾威胁较小的地区,也是世界经济发达地区,而遭受蝗灾威胁严重的亚、非、拉国家对蝗虫生物防治的研究反而较少。分析认为出现这种现象的原因可能包括:(1)蝗虫不仅是重大害虫,同时也是比较理想的生物学研究模式生物,发达国家科研投入大,因此开展此领域方面的研究比较多;(2)这些国家开展蝗虫研究较早,研发基础好,对环境和生态友好的防治理论和技术重视程度较高,因此开展生物防治技术研发积累较多;(3)蝗灾发生与否,往往与一个国家或地区的经济发展程度有关,蝗灾频发的地区,其经济条件难以支撑及时开展蝗虫的监测和有效防控,投入研发的经费也非常有限。因此,蝗虫的生物防治理论与技术研究需要国际社会和发达国家的大力支持和协同发展。

  分析发现,发表蝗虫生物防治文献最多的20个研究单位和作者、被引频次最多的20篇文献来源国家、研发机构和作者等中国所占比例偏小,与其农业大国、蝗虫发生大国和科研大国等地位不想称。究其原因主要认为在5个方面:一是我国开展蝗虫生物防治研究较晚;二是我国科学家在国际刊物发表论文主要在上世纪90年代后期;三是我国早期在蝗虫生物防治研究上的投入较少,而在化学防治上的投入较大;四是我国早期不够重视基础研究;五是我国蝗虫研究人员比较缺乏。这些制约了我国有关蝗虫生物防治新理论和新技术的研究。

  分析发现,国际上有关蝗虫生物防治产品及技术的专利较少,而且这些专利技术绝大多数没有形成商品化应用于蝗虫防控实践中,如美国有关“豌豆提取物对蝗虫的控制作用”、“超声波驱虫器”、德国“废气除去地面蝗虫技术”、中国“光照诱导频振落虫式蝗虫激振气吸捕集机”和“一种蝗灾超低空预警系统及其田间蝗虫自动识别方法”等均未有在生产中发挥价值,仅仅有关“蝗虫微孢子制剂技术”等部分微生物制剂近几年开始在生产中大面积示范应用。多种措施在蝗虫综合治理中的应用前景广阔。

  从蝗虫生物防治文献的年代分布来看,主要集中在20世纪90年代以来的20余年,而且近10年来有关蝗虫生物防治的引文数量均在数千篇以上,可见近年来人们对蝗虫的重视程度有所提高,有利于促进世界蝗虫生物防治水平的提升。

  参考文献

  [1] 邱均平. 文献计量学[M]. 北京: 科技文献出版社, 1988.
  [2] 叶深溪, 许为民. 文献计量学在科研评价中的应用进展[J]. 图书馆论坛, 2003, 23(4): 12-14.

    石旺鹏,谭树乾.蝗虫生物防治文献计量分析[J/OL].中国生物防治学报:1-10[2019-05-31].https://doi.org/10.16409/j.cnki.2095-039x.2019.03.015. 转载请注明来源。原文地址:http://www.xzlunwen.com/20190606/1587004.html
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