孫曉杰,鄒怡,郭晨輝
1. 太原師范學(xué)院,山西 晉中 030619;2. 西交利物浦大學(xué),江蘇 蘇州 215123;3. 山西省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和應(yīng)急保障中心,山西 太原 030027
研究植物與昆蟲相互關(guān)系一直是生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的重要問題,也是現(xiàn)今學(xué)科交叉領(lǐng)域中一個(gè)活躍的部分(欽俊德,1987)1-2。植物與昆蟲是陸地生物群落中最為重要的組成部分,從化石的證據(jù)來推斷,它們至少在3億多年前就已經(jīng)生活在一起,在不同地域建立起密切的生物群落(張紅玉,2005)。植物與昆蟲關(guān)系的研究歷史較長(zhǎng),早在兩百多年前,傳粉昆蟲與花作為植物與昆蟲關(guān)系的范例引起了人們的普遍關(guān)注,達(dá)爾文認(rèn)識(shí)到被子植物能夠在白堊紀(jì)晚期發(fā)展起來是與昆蟲傳粉活動(dòng)密不可分的(張紅玉,2005;李敏等,2018355-357)。近一個(gè)半世紀(jì)前,荷蘭學(xué)者Kirby et al.(1863)描述了植食性昆蟲與寄主植物的關(guān)系;法國(guó)學(xué)者 Fabre在1886年開展的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,昆蟲具有植物學(xué)本性,一定的昆蟲種類選擇特定的植物作為食物(陳筱卿,2017);德國(guó)學(xué)者Stahl et al.(1888)發(fā)現(xiàn)植物具有化學(xué)抗蟲性,能夠抵抗昆蟲的啃食。關(guān)于植物與昆蟲相互作用機(jī)制的研究始于 20世紀(jì)初,但在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)只引起了少數(shù)生物學(xué)家的關(guān)注,直至半個(gè)多世紀(jì)之前,動(dòng)物學(xué)家才開始對(duì)昆蟲和植物關(guān)系進(jìn)行因果分析,一些新的機(jī)制和理論逐漸被發(fā)現(xiàn)(欽俊德,1995;李敏等,20181)。
同時(shí)期相比,雖然中國(guó)人民很早在生產(chǎn)實(shí)踐和對(duì)自然界的觀察中已注意到了植物與昆蟲的密切關(guān)系(欽俊德,1987)2-4,但系統(tǒng)的研究起步較晚,開始于20世紀(jì)20年代初(陳世驤等,1959)。自新中國(guó)成立以來,昆蟲學(xué)得到了迅速發(fā)展,植物與昆蟲關(guān)系的研究也有了顯著進(jìn)展,相關(guān)學(xué)科如森林昆蟲學(xué)、農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)、昆蟲生態(tài)學(xué)等內(nèi)容得到積淀與充實(shí)(陳世驤等,1959)。植物與昆蟲的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,兩者的相互作用是在多重因素共同影響下產(chǎn)生的,相關(guān)研究已涉及到生物學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)方面,有關(guān)研究資料日益增多,發(fā)表的論文以每年千篇的數(shù)量增加,對(duì)此需要加以匯集整理使其系統(tǒng)化。目前雖然中國(guó)學(xué)者傾向于將相關(guān)論文發(fā)表在國(guó)外期刊上,但自始至終國(guó)內(nèi)期刊仍是本領(lǐng)域科研成果的主陣地。隨著國(guó)內(nèi)期刊開展植物與昆蟲關(guān)系的研究日益增多,系統(tǒng)梳理本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)期刊論文是極其必要的,這將有助于中國(guó)學(xué)者認(rèn)識(shí)現(xiàn)有知識(shí)框架及開拓新的研究方向。
本文借助Citespace文獻(xiàn)計(jì)量軟件及CNKI的網(wǎng)頁(yè)檢索功能,對(duì) 1953—2020年發(fā)表在國(guó)內(nèi)期刊中的植物與昆蟲關(guān)系論文研究成果進(jìn)行可視化分析和其他表征分析,以期把握國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表植物與昆蟲關(guān)系研究成果的最新動(dòng)態(tài),厘清和總結(jié)植物與昆蟲關(guān)系這一領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)期刊的研究進(jìn)展、熱點(diǎn)和不足,為本領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供參考,同時(shí)為推動(dòng)中國(guó)學(xué)者將本領(lǐng)域的科研成果發(fā)表在國(guó)內(nèi)期刊上,提高國(guó)內(nèi)期刊質(zhì)量和影響力奠定基礎(chǔ)。
中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)是目前全國(guó)收錄核心期刊最多、收錄年限最長(zhǎng)、使用次數(shù)最頻,并在國(guó)內(nèi)具有極高代表性的綜合性學(xué)術(shù)信息資源庫(kù)(蔣鴻標(biāo),2015)。本研究基于CNKI中的核心合集數(shù)據(jù)庫(kù),選擇1953—2020年,檢索截止時(shí)間為2021年1月15日的文獻(xiàn)作為數(shù)據(jù)源,使用高級(jí)檢索,檢索主題包括“昆蟲”、“害蟲”、“動(dòng)物”、“植物”、“植被”、“農(nóng)作物”,勾選同義詞擴(kuò)展后對(duì)檢索到的結(jié)果進(jìn)行文獻(xiàn)標(biāo)題和摘要查閱,去除報(bào)告、會(huì)議及不相關(guān)文獻(xiàn)(欽俊德,1987)12-35等記錄后,共計(jì)獲取1747條有效記錄。
所搜集的有效文獻(xiàn)以Refworks和Excel格式導(dǎo)出后,使用 Origion(2016)、CiteSpace(5.7.R5)和VOSviewer(Version 1.6.16)軟件對(duì)學(xué)術(shù)論文的發(fā)表時(shí)間、期刊、關(guān)鍵詞進(jìn)行綜合分析和可視化處理,直觀地掌握植物與昆蟲關(guān)系研究在國(guó)內(nèi)期刊中的年度發(fā)文量、期刊分布、關(guān)鍵詞時(shí)間動(dòng)態(tài)、研究熱點(diǎn)時(shí)間變化、關(guān)鍵詞突現(xiàn)性,獲取植物與昆蟲關(guān)系領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)期刊中的研究現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)及研究不足。
由CNKI搜集到的研究植物與昆蟲關(guān)系的有效論文共1747篇,論文發(fā)表時(shí)間始于1953年,由年度發(fā)文量統(tǒng)計(jì)得到圖 1。文獻(xiàn)發(fā)文量的變化是衡量該領(lǐng)域研究進(jìn)展的重要指標(biāo)(劉光陽(yáng),2017),由圖1可知,在國(guó)內(nèi)期刊中關(guān)于植物與昆蟲關(guān)系研究的發(fā)文數(shù)量呈上升趨勢(shì),趨勢(shì)大致分為4個(gè)重要階段:起步期(1953—1979年),增長(zhǎng)期(1980—2012年),衰減期(2013—2016年)及恢復(fù)期(2017—2020年)。
圖1 1953—2020年間的年度發(fā)文數(shù)量Figure 1 Changes of the numbers of publications between 1953 and 2020
在 1953—1979年間,植物與昆蟲關(guān)系的研究較為零散,統(tǒng)計(jì)發(fā)表論文 22篇,年均發(fā)文數(shù)量不足5篇,本領(lǐng)域研究的關(guān)注度較弱,屬于起步階段。1980—2012年發(fā)文量逐漸增加,共發(fā)表論文 1034篇,占總量的 59.19%。該階段論文發(fā)表數(shù)量經(jīng)過20年的緩慢增長(zhǎng)后,于2000年開始出現(xiàn)快速增長(zhǎng),2012年發(fā)表101篇,達(dá)到最高峰。這一時(shí)期內(nèi)植物與昆蟲關(guān)系研究有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,表明本研究領(lǐng)域已引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注,知識(shí)領(lǐng)域與研究視野得到了拓寬和深入。2013—2016年,論文發(fā)表數(shù)量顯著下降,共發(fā)表論文315篇。2017—2020年發(fā)文量再次恢復(fù)到增長(zhǎng)期的峰值水平,4年共發(fā)表376篇論文,年均發(fā)文量高達(dá)94篇,由此推測(cè),隨著研究的不斷深入,植物與昆蟲關(guān)系將向成熟的領(lǐng)域發(fā)展。
對(duì) 1747篇論文的所屬期刊進(jìn)行分析,結(jié)果見圖2。發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量≥10篇的期刊有38種,占總期刊364種的10.44%,38種期刊共發(fā)表988篇植物與昆蟲關(guān)系研究文獻(xiàn),占總數(shù)量的56.55%;發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量<10篇的期刊共有 326種,占總期刊數(shù)的89.56%,326種期刊發(fā)文總量?jī)H為759篇,占總數(shù)的43.45%。收錄該研究領(lǐng)域的論文數(shù)量≥30篇的9種期刊,按發(fā)文篇數(shù)依次遞減排序?yàn)椋骸稇?yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)》>《昆蟲學(xué)報(bào)》>《環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào)》>《生態(tài)學(xué)報(bào)》>《生態(tài)學(xué)雜志》>《植物保護(hù)》>《安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)》>《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》>《植物保護(hù)學(xué)報(bào)》。目前,國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表的植物與昆蟲關(guān)系研究論文集中在少數(shù)期刊上發(fā)表,并偏向于發(fā)表在昆蟲領(lǐng)域研究的期刊上,表明國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的學(xué)者大多是以昆蟲為主體開展相關(guān)研究。
圖2 植物與昆蟲關(guān)系研究成果刊載期刊分布Figure 2 Distribution of journals published in research on the relationships between plants and insects
為了描繪國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表的植物與昆蟲關(guān)系研究?jī)?nèi)容隨時(shí)間的變化關(guān)系,分析本領(lǐng)域研究的發(fā)展脈絡(luò),在關(guān)鍵詞共線圖的基礎(chǔ)上,采用 CiteSpace軟件中的“Timezone”功能生成關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)分布視圖(圖3)。由圖3可知,出現(xiàn)頻數(shù)較高的關(guān)鍵詞有寄主植物(133次)、植食性昆蟲(67次)、昆蟲(60次)、行為反應(yīng)(59次)、傳粉昆蟲(58次)、棉鈴蟲和植物揮發(fā)物(45次)。
圖3 關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)分布視圖Figure 3 The timezone view of keywords
基于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)的植物與昆蟲關(guān)系研究早期主要集中在“寄主植物”、“植食性昆蟲”和“傳粉昆蟲”方面,并且這3方面的研究?jī)?nèi)容得到持續(xù)發(fā)展,為本領(lǐng)域的研究奠定了基礎(chǔ)。在 1993—2013年間,植物與昆蟲關(guān)系的研究得到了全面、快速的發(fā)展,各關(guān)鍵詞關(guān)聯(lián)較為緊密,構(gòu)成了植物與昆蟲關(guān)系領(lǐng)域的理論內(nèi)核,包括:針對(duì)棉鈴蟲和小菜蛾、煙粉虱和西花薊馬等農(nóng)業(yè)害蟲開展專項(xiàng)研究,通過開展生物防治、植物抗蟲性、提取植物揮發(fā)物等研究來解決害蟲侵害問題。土地利用變化導(dǎo)致的植被環(huán)境的變化引起的昆蟲多樣性降低和群落結(jié)構(gòu)的改變,以及維持群落動(dòng)態(tài)平衡及維護(hù)昆蟲的捕食和傳粉功能得到廣泛關(guān)注。使用物理或化學(xué)的方法分析昆蟲和植物體中揮發(fā)物質(zhì)、解毒酶、乙酰膽堿酯酶、消化酶等的變化,用以研究植物如何抵御害蟲侵害及昆蟲如何專性選擇寄生或取食的植物類群,成為目前研究的熱點(diǎn)問題。2014—2020年間,國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表的論文中具有較高影響力的研究成果偏少,研究領(lǐng)域內(nèi)的新興研究方向發(fā)展較為緩慢,研究?jī)?nèi)容以原有方向?yàn)橹鳌?/p>
總體而言,隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展,該領(lǐng)域的研究也在不斷擴(kuò)展和深入,從記錄傳粉、植食性昆蟲和寄主植物種類數(shù)量和分布特點(diǎn)到分析昆蟲和植物體生理生化結(jié)構(gòu),從分析植物與昆蟲的相互影響到系統(tǒng)研究二者相互作用的機(jī)制,從宏觀分析區(qū)域昆蟲多樣性與植物種類互作的生態(tài)關(guān)系,轉(zhuǎn)向微觀研究植物與昆蟲互作的物化機(jī)理,利用物理、化學(xué)、基因組學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法綜合研究植物與昆蟲的相互作用,也將理論研究結(jié)果運(yùn)用到生物防治和植物受粉等生產(chǎn)實(shí)踐上。
2.4.1 植物與昆蟲關(guān)系研究熱點(diǎn)
由于關(guān)鍵詞之間并非獨(dú)立呈現(xiàn),通常會(huì)存在一定的相關(guān)性。通 CiteSpace軟件對(duì) 1953—2020年CNKI收錄昆蟲與植物關(guān)系研究論文的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析,剔除圖譜中的小聚類模塊并做相應(yīng)調(diào)整,用LLR算法計(jì)算,進(jìn)行時(shí)間軸聚類分析,得出該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)時(shí)間軸(圖4)。
圖4 植物與昆蟲關(guān)系研究熱點(diǎn)時(shí)間軸Figure 4 Relationships between plants and insects research frontier analysis
由圖4可知,國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表的植物與昆蟲關(guān)系研究?jī)?nèi)容被分成10類研究熱點(diǎn)問題:聚類0(#0)主要關(guān)注昆蟲的取食行為,研究不同理化處理后的植物對(duì)農(nóng)林害蟲等植食性昆蟲取食行為的影響,此類研究起步較晚平均時(shí)間為 2010年,屬于快速增長(zhǎng)期所開展的研究,是植物與昆蟲關(guān)系領(lǐng)域重要的研究方向,具有穩(wěn)定的應(yīng)用研究前景。聚類1(#1)的研究主要關(guān)注訪花昆蟲,該類研究時(shí)間較長(zhǎng),具有較多的研究方向,自 1958年(B.B.波波夫等,1958)至今,學(xué)者在昆蟲的傳粉功能、傳粉昆蟲和植物的協(xié)同進(jìn)化、農(nóng)業(yè)景觀對(duì)傳粉昆蟲群落的影響等方面開展了植物與訪花昆蟲關(guān)系的研究,結(jié)合研究熱點(diǎn)時(shí)間軸圖譜來看,此聚類有較多中心程度突出的節(jié)點(diǎn),出現(xiàn)在整個(gè)研究歷程中,反映出國(guó)內(nèi)學(xué)者圍繞訪花昆蟲這一主題在植物與昆蟲關(guān)系領(lǐng)域中開展了廣泛的研究。聚類 2(#2)主要關(guān)注植物化學(xué)成分與昆蟲趨性選擇、寄主搜尋行為、防御反應(yīng)、觸角電位等的作用關(guān)系,屬于植物與昆蟲關(guān)系領(lǐng)域研究增長(zhǎng)期開展的方向,聚類涉及到的關(guān)鍵內(nèi)容比較清晰。聚類 3(#3)與聚類 6(#6)的研究較早,是起步期的主要方向。隨著植物與昆蟲關(guān)系研究的不斷深入,在寄主植物和植食性昆蟲方面的研究越來越細(xì)化,到發(fā)展期之后隨著新的實(shí)驗(yàn)手段和研究方法的出現(xiàn),對(duì)二者概括性的研究成果逐漸減少,對(duì)詳細(xì)問題進(jìn)行的研究較多,#3和#6在發(fā)展期出現(xiàn)了較多的突現(xiàn)點(diǎn)。聚類 4(#4)和聚類 5(#5)主要研究入侵植物(如豚草和飛機(jī)草)對(duì)昆蟲生理和群落穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響,相關(guān)內(nèi)容主要和恢復(fù)生態(tài)學(xué)有關(guān),旨要為生態(tài)管理提供建議,兩類研究在2000年后關(guān)注度逐漸減少。聚類7(#7)主要關(guān)注昆蟲取食導(dǎo)致的機(jī)械損傷誘導(dǎo)的植物防御反應(yīng)。聚類 8(#8)和聚類 9(#9)的研究起步較晚,目前聚類程度較低,但基因工程和生態(tài)控制已經(jīng)成為較為關(guān)鍵和標(biāo)志性的研究方向。
2.4.2 植物與昆蟲關(guān)系研究的發(fā)展變化
關(guān)鍵詞的突現(xiàn)分析,可以反映階段內(nèi)研究者所關(guān)注的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)(Wu et al.,2020)。通過CiteSpace軟件中自帶的Burstness分析功能,對(duì)植物與昆蟲關(guān)系研究領(lǐng)域相關(guān)論文的關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)探測(cè),得到關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜(圖5)。圖中突現(xiàn)部分用紅色符號(hào)“┅”表示,Strength代表18個(gè)使用頻次較高關(guān)鍵詞突變的強(qiáng)度,強(qiáng)度越高表示關(guān)鍵詞在其研究領(lǐng)域相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)影響越大(李杰等,2017)。依據(jù)圖 5分析,突現(xiàn)時(shí)間較早的詞是“植食性昆蟲”,在開展本領(lǐng)域研究的早期階段,植物與植食性昆蟲相互作用受到較多關(guān)注,以解決植物蟲害等問題;中期階段,關(guān)鍵詞“繁育系統(tǒng)”和“西花薊馬”突現(xiàn)強(qiáng)度較高,植物的繁育系統(tǒng)和入侵物種西花薊馬逐漸成為研究的前沿方向,這一時(shí)期開展了豐富的植物與昆蟲的協(xié)同進(jìn)化、物種適應(yīng)性及傳粉者種類和訪花頻率對(duì)植物傳粉的影響等進(jìn)化生物學(xué)方面的研究工作。同時(shí),為防控西花薊馬對(duì)農(nóng)作物的危害,全面系統(tǒng)研究了西花薊馬全球性入侵生物學(xué)和生態(tài)學(xué)。突現(xiàn)時(shí)間較近的關(guān)鍵詞包括“保護(hù)酶”、“植物揮發(fā)物”、“營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)”和“訪花行為”,近年來較為關(guān)注的研究為分析植物揮發(fā)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和次級(jí)代謝產(chǎn)物等對(duì)昆蟲體內(nèi)保護(hù)酶、解毒酶及訪花行為等生理生化過程的影響。由此判斷,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,該領(lǐng)域的研究也在不斷深入,目前國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表了較多關(guān)于植物與昆蟲相互作用機(jī)制的研究成果。同時(shí),跟隨當(dāng)下出現(xiàn)的一些生態(tài)問題也會(huì)具有較多針對(duì)性的研究,如棉鈴蟲、煙粉虱和西花薊馬等植食性昆蟲爆發(fā)后對(duì)農(nóng)作物的影響;隨著農(nóng)業(yè)集約化經(jīng)營(yíng),土地利用變化導(dǎo)致的訪花昆蟲行為變化對(duì)農(nóng)作物授粉的影響等。
圖5 植物與昆蟲關(guān)系研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜Figure 5 Keywords with the strongest citation bursts of the researches of relationships between plants and insects
通過年度發(fā)文量統(tǒng)計(jì)分析,國(guó)內(nèi)期刊在植物與昆蟲關(guān)系領(lǐng)域中發(fā)文數(shù)量總體呈上升趨勢(shì),經(jīng)歷了起步期、增長(zhǎng)期、衰減期及恢復(fù)期4個(gè)階段。起步期階段發(fā)文總量較少,相關(guān)研究主要依靠試驗(yàn)方法來分析植物與昆蟲相互作用現(xiàn)象的物理和化學(xué)機(jī)制(欽俊德,1987)6-10,利用電生理技術(shù)和微量化學(xué)分析技術(shù)研究植物次生代謝產(chǎn)物與昆蟲激素及細(xì)胞酶的相互影響(何靜波等,1980;管致和,1980;謝麟閣,1983),相關(guān)知識(shí)的積累為后續(xù)擴(kuò)大研究奠定了基礎(chǔ)。增長(zhǎng)期階段有關(guān)植物與昆蟲關(guān)系的研究工作大量增加,由于分子生物學(xué)的迅速發(fā)展,對(duì)于植物與昆蟲的相互作用分析著眼于細(xì)胞和分子水平的機(jī)理(欽俊德,1995),針對(duì)蟲害誘導(dǎo)的植物防御反應(yīng)、揮發(fā)物質(zhì)誘發(fā)昆蟲的傳粉行為、運(yùn)用基因工程技術(shù)提高植物的抗蟲性性等方面開展了大量研究(婁永根等,2000;杜家緯,2001;王繼磊等,2010)。衰減期階段發(fā)文量明顯減少,分析原因認(rèn)為,經(jīng)過 30多年的深入探索,植物與昆蟲關(guān)系的研究已進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)較高的層面,提高了后續(xù)研究的門檻,學(xué)者囿于研究問題、研究對(duì)象、研究方法等原因,減少了對(duì)本領(lǐng)域的研究,轉(zhuǎn)至開展植物或昆蟲個(gè)體性狀和行為等方面的研究;或受限于出版社重視發(fā)表論文的質(zhì)量,嚴(yán)格把關(guān)刊文數(shù)量,總體導(dǎo)致發(fā)文量下降?;謴?fù)期階段年平均發(fā)文量回歸到增長(zhǎng)期水平,在原有研究基礎(chǔ)上,學(xué)者對(duì)區(qū)域尺度下植被環(huán)境影響昆蟲生理生態(tài)程度展開了較多的探討,分析了氣候變化和土地利用方式的改變對(duì)訪花昆蟲、植食性昆蟲和捕食性昆蟲等的生物學(xué)特性、活動(dòng)規(guī)律、行為反應(yīng)、種群動(dòng)態(tài)等的影響(吳昊等,2019;楊云鶴等,2019;陳燕婷等,2020;黃未末等,2020;施雨含等,2021),相關(guān)研究將會(huì)成為未來的重要方向,研究成果對(duì)揭示全球變化條件下植物與昆蟲之間的相互作用機(jī)制,完善和豐富植物與昆蟲關(guān)系理論具有重要的意義。
國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表了較多關(guān)于植物與植食性昆蟲的相互作用的研究成果(王靜靜等,2021;鐘志偉等,2021),但相比于此,針對(duì)植物與傳粉昆蟲互作的研究還較為匱乏。傳粉昆蟲的研究在中國(guó)雖已取得了長(zhǎng)足發(fā)展,但由于傳粉昆蟲資源調(diào)查工作力度不夠,對(duì)其生物學(xué)和生態(tài)學(xué)缺乏系統(tǒng)研究(鐘志偉等,2021)。國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表了較多植物花的特征與傳粉昆蟲行為關(guān)系的內(nèi)容,傳粉昆蟲的研究類群多為膜翅目如蜂類,相關(guān)研究多在野外開展,研究方法以觀察法或錄像記錄法為主,室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究數(shù)量較少。分析原因認(rèn)為,一方面是由于植物花的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及其較大的變異程度、氣味、開花樣式、開花時(shí)間和雌雄異熟,同時(shí)昆蟲的外部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部系統(tǒng)和微觀結(jié)構(gòu)等因素均會(huì)為研究植物與傳粉昆蟲的關(guān)系增大難度(官昭瑛等,2005;龔燕兵等,2007)。另一方面,長(zhǎng)期的野外觀察和記錄需要大量時(shí)間、精力和足夠的資金來支持,在許多時(shí)候難以兼顧。
雖然本領(lǐng)域約30%的研究成果發(fā)表在以昆蟲命名的雜志上(圖2),但詞頻共現(xiàn)分析統(tǒng)計(jì)顯示頻次最多的關(guān)鍵詞是寄主植物(圖3)。絕大多數(shù)種類的昆蟲以植物作為寄主,很多農(nóng)業(yè)作物是昆蟲取食和產(chǎn)卵的對(duì)象,農(nóng)業(yè)害蟲造成的農(nóng)作物生長(zhǎng)緩慢或植株枯死成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因子(吳孔明等,2009),鑒于化學(xué)農(nóng)藥帶來的抗藥性、環(huán)境污染等問題,生物防治研究成為農(nóng)業(yè)害蟲防治中的重要研究課題。學(xué)者們圍繞農(nóng)作物為主的寄主植物開展了大量研究,構(gòu)成“寄主植物”一詞成為頻次最多的關(guān)鍵詞,同時(shí)“棉花”、“水稻”、“玉米”、“菜豆”等農(nóng)作物也成為高頻關(guān)鍵詞,通過利用植物防御酶、次級(jí)代謝產(chǎn)物、抗蟲基因等來抵御植食性昆蟲,如棉鈴蟲、煙粉虱和蝗蟲等農(nóng)業(yè)害蟲。目前中國(guó)從事農(nóng)業(yè)昆蟲研究的人員約有 5000人,農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)家們通過系統(tǒng)闡明害蟲災(zāi)變機(jī)制、建立早期監(jiān)測(cè)預(yù)警體系和基于農(nóng)業(yè)防治和生物防治等方法的持續(xù)治理理論技術(shù)體系,在農(nóng)業(yè)害蟲生物防治方面取得了具有重要影響的科研成果,發(fā)表了大量的研究論文(吳孔明,2010;陸宴輝等,2017)。
關(guān)鍵詞作為學(xué)術(shù)論文研究熱點(diǎn)的高度概括,是論文的核心和精髓,指示著學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),依據(jù)關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)分布視圖可以了解不同時(shí)期研究熱點(diǎn)變化。通過對(duì)CNKI收錄文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行時(shí)間動(dòng)態(tài)分析(圖3),了解到植物與昆蟲關(guān)系研究是在對(duì)寄主植物、植食性昆蟲和傳粉昆蟲相關(guān)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,之后經(jīng)過大約5年(1987—1992年)時(shí)間的知識(shí)累積和整合(趙善歡等,1985;丁巖欽,1993;王琛柱等,1993;王啟坤,1993),以及研究技術(shù)和方法的提升(管致和,1992),于1993年開始出現(xiàn)大量的突現(xiàn)詞和高頻詞,表明分析植物與昆蟲關(guān)系成為生物學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn),研究對(duì)象和實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法層出不盡,研究方向不斷擴(kuò)展。在2000—2012年間的快速發(fā)展階段,“行為反應(yīng)”和“植物揮發(fā)物”突現(xiàn)性較大,是該階段植物與昆蟲關(guān)系研究的主要方向,基于早期對(duì)“昆蟲”、“植物次生物質(zhì)”、“觸角點(diǎn)位”、“抗蟲性”等多方面的分析,為開展植物揮發(fā)物對(duì)昆蟲行為影響的實(shí)驗(yàn)研究(肖春等,2000;李繼泉等,2003)及后續(xù)深入剖析植物與昆蟲相互作用奠定了理論基礎(chǔ)(李典謨等,1996)。自2012年后發(fā)文量明顯降低,雖然在最近3年(2017—2020)發(fā)文量有所回升,但未出現(xiàn)突現(xiàn)性較強(qiáng)的關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)。近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念及國(guó)家戰(zhàn)略對(duì)生態(tài)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域研究的多方位導(dǎo)向(于貴瑞等,2021),開展的植物與昆蟲關(guān)系研究方向也較為分散,本研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞在不斷變化,導(dǎo)致關(guān)鍵詞的頻次均比較少,因此新興熱點(diǎn)研究方向還需要更為深入的探索。除此之外,由于過度推崇SCI/SSCI論文地位,導(dǎo)致科研工作者發(fā)表中文權(quán)威核心期刊論文的意愿降低(蔡基剛,2021),具有重要影響的研究成果或高頻關(guān)鍵詞未納入到依據(jù)CNKI為數(shù)據(jù)庫(kù)分析出來的關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)分布視圖中。
隨著學(xué)者們?cè)谥参锱c昆蟲關(guān)系領(lǐng)域中開展越來越多的研究,研究方向上出現(xiàn)了較多的轉(zhuǎn)變,相應(yīng)地本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)也不斷變化。生物學(xué)家最早在植食性昆蟲對(duì)寄主植物的識(shí)別過程和選擇機(jī)制方面開展了科學(xué)性研究,后續(xù)植物與昆蟲關(guān)系研究開始受到農(nóng)學(xué)家、昆蟲學(xué)家、生態(tài)學(xué)家等的關(guān)注,在農(nóng)作物與植食性昆蟲的抗性作用、寄主植物對(duì)昆蟲行為的影響、昆蟲取食作用與植物多樣性的關(guān)系等方面進(jìn)行了分析,較多新的機(jī)制逐漸被探索出來(李敏等,2018)1-346。植物與昆蟲關(guān)系的研究涉及到生物學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)方面,伴隨著生物學(xué)的快速發(fā)展,尤其是在生物化學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)方面,同時(shí)分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)學(xué)者們更深入的理解到植物與昆蟲的關(guān)系,可以在基因?qū)用孀粉欀参锱c昆蟲相互作用的機(jī)制(戴華國(guó)等,2002;徐麗萍等,2018)。植物與昆蟲的關(guān)系是極其復(fù)雜的,雖然已開展較多的研究,但仍是生物學(xué)的前沿研究領(lǐng)域。目前在植食性昆蟲對(duì)農(nóng)作物的蟲害作用方面已經(jīng)獲得較多研究成果和經(jīng)濟(jì)效益,如基因工程在抗蟲植物的應(yīng)用以及對(duì)害蟲實(shí)施生態(tài)控制等,相比于此,對(duì)于植物與傳粉昆蟲作用關(guān)系的研究還主要以分析植物訪花昆蟲行為為主,在此方向上需要深入關(guān)注。根據(jù)對(duì)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的文獻(xiàn)分析,有關(guān)外界環(huán)境如氣候環(huán)境、土壤環(huán)境、水質(zhì)環(huán)境等因素對(duì)植物與昆蟲關(guān)系影響研究的論文相對(duì)較少,環(huán)境變化會(huì)引起動(dòng)植物生理生化反應(yīng),必將會(huì)影響動(dòng)植物的相互作用,發(fā)表與此有關(guān)的核心論文將對(duì)國(guó)內(nèi)學(xué)者開展中國(guó)動(dòng)植物應(yīng)對(duì)全球變化的策略以及保護(hù)生物多樣性研究等具有重要推動(dòng)作用。
本研究基于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù),應(yīng)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)植物與昆蟲關(guān)系這一領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表的論文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,由于本文檢索主題詞的設(shè)定,文獻(xiàn)信息收集時(shí)可能會(huì)遺漏以植物或昆蟲屬、種名發(fā)表的文章。但是,本研究可以呈現(xiàn)植物與昆蟲關(guān)系領(lǐng)域的研究成果在國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表的基本現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)。從分析結(jié)果可以得出國(guó)內(nèi)期刊中關(guān)于植物與昆蟲關(guān)系研究的發(fā)文數(shù)量呈上升趨勢(shì),趨勢(shì)大致分為起步期、增長(zhǎng)期、衰減期和恢復(fù)期4個(gè)階段;CNKI收錄的植物和昆蟲關(guān)系研究成果集中發(fā)表在昆蟲學(xué)領(lǐng)域的期刊上,關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率最高的是“寄主植物”,說明寄主植物與昆蟲的相互作用是昆蟲學(xué)領(lǐng)域投入較多精力的研究?jī)?nèi)容;國(guó)內(nèi)期刊對(duì)植物與昆蟲關(guān)系研究熱點(diǎn)主要集中在植物對(duì)昆蟲取食行為的影響、植物與訪花昆蟲的相互作用、植物和昆蟲相互作用過程中誘導(dǎo)的動(dòng)植物行為變化及組織結(jié)構(gòu)的生理生化反應(yīng);近些年的關(guān)鍵詞突現(xiàn)性較低,創(chuàng)新性和突破性的研究熱點(diǎn)較少,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,基因工程和生態(tài)控制已成為較為關(guān)鍵和標(biāo)志性的研究方向;目前,國(guó)內(nèi)期刊發(fā)表植物揮發(fā)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、保護(hù)酶及昆蟲的訪花行為等方面的研究成果較少,相關(guān)論文有待國(guó)內(nèi)學(xué)者增加。
生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)2022年1期