孫一然，李雅婷，李錦銘，陳國忠，趙 英，張 雪，李冬麗

（1.魯東大學資源與環(huán)境工程學院，山東煙臺 264025；2.魯東大學生命科學學院，山東煙臺 264025）

黑水虻（Hermetia illucens L.）為雙翅目水虻科扁角水虻屬昆蟲，以餐廚垃圾（Li 等，2022）和畜禽糞便（Newton 等，2005）等有機廢棄物為食，幼蟲階段表現(xiàn)出卓越的生態(tài)功能，轉(zhuǎn)化后得到的蟲體營養(yǎng)價值豐富，可作為高品質(zhì)蛋白飼料或高值生物柴油（Kim 等，2021）；得到的蟲糞沙可作為有機肥或土壤調(diào)理劑施加于農(nóng)田（張志劍等，2020）。因其生長迅速、營養(yǎng)豐富、食譜廣泛等優(yōu)點，目前已應用于蛋白昆蟲飼養(yǎng)、廢棄物資源化處理等領(lǐng)域，且具備較高的開發(fā)潛力。

文獻計量分析最早由Pritchard（1969）提出，用于分析科學研究文獻，客觀揭示重要主題和熱點問題。當前具有典型代表的可視化軟件包括Citespace 與VOSviewer。其中，CiteSpace 作為可視化科學文獻引用網(wǎng)絡(luò)的強大工具，為文獻計量分析發(fā)展研究趨勢創(chuàng)造條件；而VOSviewer 能直觀了解研究領(lǐng)域，結(jié)合多維度可視化展示關(guān)鍵詞理解科研文獻。

目前，對黑水虻領(lǐng)域的研究型論文和綜述成果不斷增多，而對其進行的文獻計量分析僅局限于Web of Science（Liu 等，2023）、CNKI（郎慧林等，2023）和佰騰（趙晨暉等，2022 ；李天昊等，2017）等單一數(shù)據(jù)庫或單一可視化軟件的研究，或檢索數(shù)據(jù)仍停留在5 年前（李天昊等，2017）。基于現(xiàn)狀，本文借助VOSviewer、CiteSpace、SCImago Graphica 可視化軟件，以Web of Science和CNKI 為核心資源數(shù)據(jù)庫進行文獻計量學定量分析，擬以圖形化的方式展現(xiàn)該領(lǐng)域的復雜網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，涵蓋該領(lǐng)域2010—2022 年以來的發(fā)文屬性及前沿熱點內(nèi)容，在探討了該領(lǐng)域豐碩研究成果的基礎(chǔ)上旨在為將來學者的研究提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 以Web of Science 核心合集數(shù)據(jù)庫（WoSCC）和中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)來源，檢索時間為2023 年7 月5 日，檢索時間段為2010 年1 月1 日至2022 年12 月31 日，分析2010—2022 年有關(guān)于黑水虻領(lǐng)域的文獻。主題詞Topic=“ Black soldier fly” or “ Hermetia illucens L.”為檢索式，最終檢索出的文獻數(shù)量為1300 篇。CNKI 數(shù)據(jù)庫采用高級檢索的方式，以“黑水虻”or “亮斑扁角水虻”為篇名，勾選“中英文拓展”選項，共檢索到727 篇。

1.2 分析方法 采用文獻計量法，基于WoSCC和CNKI 數(shù)據(jù)庫利用Citespace 6.2.R4 可視化分析黑水虻領(lǐng)域的研究機構(gòu)/ 作者及發(fā)展趨勢的知識圖譜；利用VOSviewer 軟件進行黑水虻關(guān)鍵詞的研究熱點聚類分析，同時借助數(shù)據(jù)可視化軟件SCImago Graphica 進行國家間科研力量分布分析。利用Origin2021 軟件對檢索文件進行發(fā)文量分析，圖1 總結(jié)了對黑水虻領(lǐng)域進行分析的基本路線。

圖1 黑水虻領(lǐng)域文獻計量分析的基本路線

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文分析 發(fā)文量能反映領(lǐng)域內(nèi)學術(shù)研究的動態(tài)變化及發(fā)展趨勢，同時也反映某時段內(nèi)該領(lǐng)域的研究熱點（翟紆潤等，2022）。第一篇關(guān)于黑水虻的報道是Copello 于1926 年發(fā)表于《Revista de la Sociedad Entomológica Argentina》的文章，詳細介紹了黑水虻的習性和生物學性狀，直到21 世紀相關(guān)研究開始呈現(xiàn)指數(shù)增長。如圖2 可知，2016 年以前關(guān)于黑水虻研究處于起步階段，中英文發(fā)文量均＜20 篇，自2016 年起發(fā)文量呈現(xiàn)分水嶺式走向，WoSCC 核心數(shù)據(jù)庫中英文發(fā)文量呈快速增長態(tài)勢，在2022 年達到最高峰363篇；CNKI 數(shù)據(jù)庫中，中文發(fā)文數(shù)量出現(xiàn)突發(fā)性增長，后呈現(xiàn)平穩(wěn)增長態(tài)勢，2022 年達到132 篇。由此可見，自2016 年以來，黑水虻相關(guān)研究得到國內(nèi)外的重點關(guān)注，發(fā)文數(shù)量逐年提升。

圖2 2010—2022 年在WoSCC 和CNKI 數(shù)據(jù)庫中與黑水虻相關(guān)論文發(fā)文量

2.2 國家間科研力量分布 國家發(fā)文量可以反映各國家在黑水虻應用領(lǐng)域的科技實力，進一步探索國際各國在該領(lǐng)域的合作關(guān)系（趙珂藝等，2023）。由圖3 可知，檢索共得到36 個國家發(fā)表了與黑水虻相關(guān)研究的文章。其中美國和中國發(fā)文量位居前列；從合作關(guān)系看，美國分別與中國、埃及、巴基斯坦的合作關(guān)系最為密切，與意大利、加拿大等國家也建立了聯(lián)系，其余國家間的合作根據(jù)連線的深淺呈零星狀分布。

圖3 2010—2022 年黑水虻領(lǐng)域文章產(chǎn)出國之間的合作

2.3 研究機構(gòu)/ 作者的分布與合作 研究機構(gòu)的分布與合作能反映出近年來該領(lǐng)域主要團體機構(gòu)的科研實力及影響力（康飛等，2021）。如圖4A和4B 所示，機構(gòu)字號及所在橢圓越大，表明該機構(gòu)發(fā)文量越多，連線越粗表明合作關(guān)系越密切。得克薩斯農(nóng)工大學與其他機構(gòu)的連線最多，聯(lián)系廣泛，與華中農(nóng)業(yè)大學合作最密切。值得注意的是，在圖4B 中華中農(nóng)業(yè)大學與廣州無兩生物科技有限公司等國內(nèi)機構(gòu)合作，表明除高校和科研院所外，實體企業(yè)也逐漸進入黑水虻領(lǐng)域進行深度研究。

圖4 2010—2022 年WoSCC 和CNKI 數(shù)據(jù)庫機構(gòu)和作者的合作關(guān)系

圖5 2010-2022 年基于WoSCC 數(shù)據(jù)庫（A）和CNKI 數(shù)據(jù)庫（B）的關(guān)鍵詞聚類分析

通過對國內(nèi)外發(fā)文學者的圖譜分析，利于辨識影響力較大、較權(quán)威的科研人員。由圖4C 和4D 可知，在國際學者中，Tomberlin Jeffery K 的發(fā)文量最高，表明其在黑水虻研究領(lǐng)域更為權(quán)威。中國學者中，喻子牛教授是國內(nèi)黑水虻研究的先驅(qū)者。合作關(guān)系圖中國內(nèi)研究團隊大致分為4 個集群，包括華中農(nóng)業(yè)大學喻子牛、鄭龍玉、蔡珉敏在內(nèi)的張吉斌教授領(lǐng)銜團隊；李楚君、朱劍鋒、胡斌在內(nèi)的胡文峰教授集群、黃燕華、王國霞、胡俊茹、莫文艷作者集群以及安新城、喻國輝、夏嬙、廖業(yè)、陳遠鳳在內(nèi)的作者集群，集群內(nèi)部聯(lián)系密切。喻國輝作者集群、張吉斌教授團隊所代表的圓圈呈深色，說明其在2010—2017 年產(chǎn)出較多，是國內(nèi)早期開始研究黑水虻的領(lǐng)導者；而胡文峰作者集群、黃燕華作者集群呈淺色，說明其在2018—2022 年為國內(nèi)黑水虻研究領(lǐng)域后起之秀。

2.4 研究熱點分析 關(guān)鍵詞是對文章主題的高度概括與集合（陳悅等，2015），利用VOSviewer軟件對關(guān)鍵詞進行聚類特征分析，可為該領(lǐng)域主要研究內(nèi)容及發(fā)展趨勢提供參考。利用中英文數(shù)據(jù)庫分別繪制關(guān)鍵詞聚類分析圖，通過綜合分析得出黑水虻領(lǐng)域的關(guān)鍵熱點：英文①、⑤類集群的Amino-acids、Larvae meal、Chitosan 及中文①、⑥、⑧類集群中的昆蟲蛋白、血清生化指標、魚粉等關(guān)鍵詞表明首要關(guān)注黑水虻蟲體作為高蛋白原料應用于動物飼料和水產(chǎn)養(yǎng)殖研究。英文②類集群的Heavy metal、gut microbiota、Antimicrobial peptide 及中文④類集群的產(chǎn)業(yè)化養(yǎng)殖、抗菌活性、重金屬遷移等關(guān)鍵詞說明主要關(guān)注黑水虻體內(nèi)腸道微生態(tài)及基質(zhì)中重金屬在幼蟲體內(nèi)遷移轉(zhuǎn)化研究。英文③類集群Animal manure、Frass、Composting 及中文⑤類集群離散元、有機肥等關(guān)鍵詞表明這一層級主要聚焦黑水虻生物轉(zhuǎn)化有機廢棄物及產(chǎn)生的副產(chǎn)物的利用效果。英文④類集群的Propagate、Temperature、Life history 及中文⑦類集群的碳氮比等關(guān)鍵詞表明主要關(guān)注黑水虻生活史及幼蟲生長影響。英文⑥類集群的Biodiesel、Biofuel 及中文⑥類集群的黑水虻油等關(guān)鍵詞表明這一層級關(guān)注利用黑水虻轉(zhuǎn)化生物柴油的研究。

3 總結(jié)與展望

當前，國內(nèi)外在黑水虻領(lǐng)域的研究已處于發(fā)展階段，把控好未來發(fā)展方向有利于推進其蓬勃發(fā)展。綜合以上研究結(jié)果及水虻與微生物研究與應用國際研討會的主旨，前沿方向主要聚焦在以下方面：

（1）加強黑水虻品種選育和改良提高研究。張吉斌教授提出要著力培育優(yōu)質(zhì)黑水虻品系，建立成熟的水虻微生物共生平臺，利用功能微生物提高黑水虻全產(chǎn)業(yè)鏈效率。

（2）加強水虻及微生物對城市及農(nóng)村有機垃圾的高效降解研究及應用。浙江蘇省農(nóng)業(yè)科學院葉小梅研究員關(guān)注了在生產(chǎn)規(guī)模下黑水虻幼蟲轉(zhuǎn)化雞糞過程中氨氣和溫室氣體排放特征的研究。

（3）加速水虻行業(yè)的機械化、智能化及信息化建設(shè)。劉玉升教授認為，以水虻為中心的多昆蟲協(xié)同產(chǎn)業(yè)離不開機械化工業(yè)的輔助加持。

（4）關(guān)注水虻在畜禽蛋白質(zhì)的飼料安全及產(chǎn)品多元化發(fā)展。解綬啟教授指出，黑水虻作為優(yōu)質(zhì)的昆蟲蛋白來源，在水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料原料開發(fā)方面具有很強的應用潛力。黃燕華教授團隊利用多種動物模型進行安全性評價試驗，表明黑水虻幼蟲可作為畜禽飼料和水產(chǎn)飼料。

研究結(jié)果及研討會召開促進了水虻產(chǎn)業(yè)的交流與合作，為實現(xiàn)環(huán)境優(yōu)美、生活幸福的美好愿景提供積極生態(tài)價值。