基于CiteSpace的養(yǎng)殖活動對海洋保護地生態(tài)環(huán)境影響分析

張雪平 宋洪軍 于國旭 趙林林 洪旭光 初建松 張朝暉

摘要：為促進我國海水養(yǎng)殖和海洋生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展，文章選取國內外權威數(shù)據(jù)庫的中英文文獻數(shù)據(jù)，基于CiteSpace工具系統(tǒng)梳理和分析海洋保護地養(yǎng)殖活動研究進展，并結合實際情況進行討論。研究結果表明：海洋保護地養(yǎng)殖活動研究文獻的發(fā)文量較少，但呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，近期英文文獻的發(fā)文量超過中文文獻;中英文文獻的高頻關鍵詞都包含生物多樣性，英文文獻側重于氣候變化和生物群落結構，中文文獻則側重于景觀格局和環(huán)境污染;中英文文獻均高度關注海洋保護地養(yǎng)殖活動的空間分布格局及其對瀕危保護物種的影響，英文文獻已開始關注海洋保護地養(yǎng)殖活動對生態(tài)環(huán)境功能多樣性的積極影響，而中文文獻仍主要關注養(yǎng)殖活動對生態(tài)環(huán)境的負面影響;養(yǎng)殖活動對海洋保護地生態(tài)環(huán)境同時具有正面和負面影響，應進一步開展相關科學研究，同時實施海洋保護地分區(qū)管理、發(fā)展綠色養(yǎng)殖和加強頂層設計。

關鍵詞：海洋保護地;水產(chǎn)養(yǎng)殖;海洋生態(tài)環(huán)境;綠色養(yǎng)殖;文獻聚類

中圖分類號：X36;P76;F326.4文獻標志碼：A文章編號：1005-9857（2022）06-0054-07

Ecological Environment Impact of Aquaculture in Marine Protected Areas Based on CiteSpace

ZHANG Xueping1，2，SONG Hongjun2-3，YU Guoxu4，ZHAO Liniin2-3，HONG Xuguang2，3，CHU Jiansong1，ZHANG Zhaohui2，3

（1.College of Marine Life Sciences，Ocean University of China，Qingdao 266003，China;

2.First Institute of Oceanography，MNR，Qingdao 266061，China;

3.Observation and Research Station of Bohai Strait Eco-Corridor，MNR，Qingdao 266061，China;

4.Changdao National Ocean Park Management Center，Yantai 265800，China）

Abstract：To promote the harmonious and sustainable development of mariculture and marine ecological environmental protection in China，th is paper selected Chinese and English literature data from authoritative databases，composed and analyzed the research progress of aquaculture in marine protected areas based on CiteSpace software，and discussed it according to the actual situation. The results showed that the number of papers on aquaculture in marine protected areas was relatively small but showed a gradual increase，and recently the number of papers in English literature had exceeded that in Chinese literature. The high-frequency keywords in both Chinese and English literature included biodiversity，with the English literature focusing on climate change and biological community structure，and the Chinese literature focusing on landscape pattern and environmental pollution. Both Chinese and English literature paid high attention to the spatial distribution pattern of aquaculture in marine protected areas and its impact on endangered protected species. The English literature had begun to focus on the positive impact of aquaculture on the functional diversity of the ecological environment，while the Chinese literature was still mainly concerned with the negative impact. Aquaculture had both positive and negative impacts on the ecological environment of marine protected areas. Further scientific research should be conducted，along with the implementation of marine protected areas zoning management，development of green cultivation，and strengthening of top-level design.

Keywords：Marine protected area，Aquaculture，Marine ecological environment，Green cultivation，literature cluster

0引言

海水養(yǎng)殖是人類可持續(xù)開發(fā)利用海洋生物資源和沿海地區(qū)發(fā)展海洋經(jīng)濟的重要途徑，也是脅迫近海生態(tài)系統(tǒng)演變的人為因素之一[1]。我國海水養(yǎng)殖業(yè)自20世紀80年代后期快速發(fā)展，養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量多年來高居世界首位[2]。建設海洋保護地（MPA）是海洋生態(tài)環(huán)境保護和管理最為有效的手段之一，對于減少人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)的負面影響發(fā)揮重要作用。2019年《關于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》指出“國家公園和自然保護區(qū)實行分區(qū)管控，原則上核心保護區(qū)內禁止人為活動，一般控制區(qū)內限制人為活動。自然公園原則上按一般控制區(qū)管理，限制人為活動?！别B(yǎng)殖活動作為近海常見的人類活動在海洋保護地廣泛存在，因此科學管理海洋保護地的養(yǎng)殖活動已成為當前海洋生態(tài)環(huán)境保護和管理工作的緊迫任務之一。

對于養(yǎng)殖活動對海洋生態(tài)環(huán)境影響的傳統(tǒng)認識主要集中在負面影響，具體包括圍海養(yǎng)殖帶來的海洋生物棲息地被破壞[3]、投餌養(yǎng)殖帶來的水體污染和富營養(yǎng)化[4]以及養(yǎng)殖生物改變原有生態(tài)系統(tǒng)的生物群落結構[5]等方面。隨著國家逐步加強對海水養(yǎng)殖的科學管理[6]，綠色養(yǎng)殖活動對海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生許多正面影響。一方面，養(yǎng)殖活動可提升海洋生態(tài)系統(tǒng)服務功能[7];另一方面，科學合理的養(yǎng)殖方式可保護海洋生態(tài)環(huán)境，如貝藻類養(yǎng)殖可加強對水體中營養(yǎng)鹽的吸收、減緩富營養(yǎng)化和增強固碳功能[8]，魚類養(yǎng)殖可為其他海洋生物提供棲息場所[9]。聯(lián)合國《生物多樣性公約》秘書處發(fā)布的《全球生物多樣性展望（第五版）》[10]明確指出管理海水養(yǎng)殖和海洋的其他用途，確保其可持續(xù)性。因此，養(yǎng)殖活動與海洋生態(tài)環(huán)境保護并非嚴格的對立面，在海洋保護地也可開展生態(tài)環(huán)境友好的養(yǎng)殖活動。

本研究基于CiteSpace梳理養(yǎng)殖活動對海洋保護地生態(tài)環(huán)境影響的研究進展，并結合實際情況進行討論，以期為我國海洋保護地養(yǎng)殖活動管理提供科學參考。

1數(shù)據(jù)來源和分析方法

本研究的英文文獻數(shù)據(jù)來自Web of Science（WoS）核心數(shù)據(jù)集，以“水產(chǎn)養(yǎng)殖（aquaculture、farming or cultivation）”和“海洋保護地（marine protected area or marine reserve）”為關鍵詞檢索篇名和摘要，從1985年檢索至2020年獲得有關文獻122篇，文獻發(fā)表時間為1996—2020年;中文文獻數(shù)據(jù)來自萬方期刊數(shù)據(jù)庫，以“水產(chǎn)養(yǎng)殖”和“海洋保護地、海洋保護區(qū)或海洋公園”為關鍵詞檢索主題，從1985年檢索至2020年獲得有關文獻107篇，文獻發(fā)表時間為1998-2020年。

CiteSpace是科學文獻數(shù)據(jù)挖掘和信息可視化分析軟件，可通過可視化的手段呈現(xiàn)科學知識的結構、規(guī)律和分布情況，近年來在文獻分析領域被廣泛應用[11]。本研究運用CiteSpace（5.7.R4）的可視化功能分析檢索獲得的中英文文獻，具體包括3個方面。①統(tǒng)計發(fā)文量并探討其變化趨勢：②通過高頻關鍵詞共現(xiàn)分析研究重點;③通過關鍵詞聚類捕捉研究熱點及其發(fā)展過程。參數(shù)設置的原則是盡可能多地分析相關性強的文獻，同時保證網(wǎng)絡圖譜的可讀性[12]。其中，英文文獻選取g指數(shù)k=25的篩選策略和尋徑Pathfinder的剪枝方式，在對每個時間段的圖譜進行剪枝修飾后對網(wǎng)絡圖譜進行剪枝修飾;中文文獻同樣選取g指數(shù)k=25的篩選策略，但不進行圖譜剪枝修飾。

2海洋保護地養(yǎng)殖活動研究文獻的分析結果

2.1發(fā)文量

1985—2020年海洋保護地養(yǎng)殖活動研究文獻的發(fā)文量如圖1所示。

總體來看，海洋保護地養(yǎng)殖活動研究文獻的發(fā)文量較少，但呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。其中，英文文獻的發(fā)文量自2010年后激增，這與2008年世界自然保護聯(lián)盟正式發(fā)布海洋保護地的定義密切相關;中文文獻的發(fā)文量自2005年后迅速增加并維持高位，主要是由于廣東和福建等沿海地區(qū)針對已有的海洋保護地養(yǎng)殖活動開始頻繁的研究和討論。近期英文文獻的發(fā)文量超過中文文獻，表明海洋保護地養(yǎng)殖活動研究越來越受到國際社會的重視。

2.2高頻關鍵詞

在去除通識性高頻關鍵詞后，海洋保護地養(yǎng)殖活動研究文獻的高頻關鍵詞共現(xiàn)圖譜如圖2所示。

由圖2可以看出：英文文獻關注氣候變化、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)等，研究對象包括大西洋鮭、隆頭魚和歐洲鱸等，研究區(qū)域主要集中在地中海和大西洋群島;中文文獻關注景觀格局、生物多樣性、海洋漁業(yè)和海洋生態(tài)系統(tǒng)等，研究對象包括中華白海豚、斑海豹和紅樹林等，研究區(qū)域主要集中在大亞灣、海南島和南麂列島。

海洋保護地養(yǎng)殖活動研究中英文文獻的主要內容既有聯(lián)系又有區(qū)別。例如：高頻關鍵詞都包含生物多樣性，但英文文獻側重于氣候變化和生物群落結構，中文文獻則側重于景觀格局和環(huán)境污染。

2.3關鍵詞聚類

基于高頻關鍵詞共現(xiàn)結果進行關鍵詞聚類分析，可較快速地捕捉相關領域的研究熱點。英文文獻關鍵詞聚類的模塊值Q=0.418 8，平均輪廓值S=0.939 8;中文文獻關鍵詞聚類的模塊值Q=0.466 2，平均輪廓值S=0.961 5。通常認為Q>0.3意味著聚類結構顯著，S>0.5意味著聚類合理可靠，表明中英文文獻的關鍵詞聚類結果均為結構顯著且合理可靠的。聚類主題包括研究方向、關注物種、熱點區(qū)域、生態(tài)環(huán)境影響和研究工具5個類型（表1）。

由表1可以看出，中英文文獻的關鍵詞聚類主題存在差異，但共同點是均高度關注海洋保護地養(yǎng)殖活動的空間分布格局及其對瀕危保護物種的影響。值得一提的是，英文文獻已開始關注海洋保護地養(yǎng)殖活動對生態(tài)環(huán)境功能多樣性的積極影響，而中文文獻仍主要關注海洋保護地養(yǎng)殖活動對生態(tài)環(huán)境的負面影響。

高頻關鍵詞共現(xiàn)圖譜網(wǎng)絡的時間線可闡明研究主題的發(fā)展過程和重要文獻的時間節(jié)點。在英文文獻中，研究初期（2005年前）聚焦于空間管理[13]以及清潔魚類養(yǎng)殖帶來的增益[14];隨著相關研究的進一步發(fā)展（2005-2016年），開始聚焦于關鍵物種保護[15]和相關政策的發(fā)展[16]，并逐步聚焦于半封閉海灣內的海洋保護地與養(yǎng)殖活動的相互影響[17]以及網(wǎng)箱養(yǎng)殖帶來的魚類聚集現(xiàn)象所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境功能多樣性[18];2015年開始運用模型手段探討海洋保護地和養(yǎng)殖活動的規(guī)劃和設計[19]。在中文文獻中，研究初期（2009年前）聚焦于紫貽貝等養(yǎng)殖物種的生長狀況[20]和質量安全[21]以及珠江口海洋保護地養(yǎng)殖活動帶來的水體污染[22];隨著相關研究的進一步發(fā)展（2009-2013年），開始重點關注養(yǎng)殖活動對自然保護區(qū)內中華白海豚的影響[23]以及合理分布海洋保護地的景觀格局和加強土地開發(fā)利用[24]等方面;2012年開始關注濱海濕地養(yǎng)殖活動帶來的生態(tài)環(huán)境污染問題[25]。

3對海洋保護地養(yǎng)殖活動的討論

3.1生態(tài)環(huán)境影響

養(yǎng)殖活動對海洋保護地生態(tài)環(huán)境的影響具有積極的一面。根據(jù)對西班牙地中海海域的研究結果[15]，由于養(yǎng)殖活動增加食物資源，擁有養(yǎng)殖漁場的海洋保護地的寬吻海豚數(shù)量明顯增加;根據(jù)對大西洋Tenerife島附近海域的研究結果[18]，養(yǎng)殖漁場可為野生魚類提供堅固的棲息場所和豐富的餌料，吸引野生魚類甚至珊瑚礁魚類在網(wǎng)箱周圍聚集，該聚集效應使魚類群落物種更加豐富，提升海洋保護地生態(tài)環(huán)境功能多樣性，優(yōu)化海洋保護地生態(tài)系統(tǒng)結構。此外，海洋保護地不僅可為養(yǎng)殖活動提供優(yōu)良的水環(huán)境，而且有利于非目標保護物種種群數(shù)量增多，對養(yǎng)殖活動產(chǎn)生積極影響。例如：挪威海洋保護地的巖梳隆頭魚（清潔魚類）種群數(shù)量增多，可避免養(yǎng)殖漁場的大西洋鮭遭受海虱的感染[26]。

與此同時，養(yǎng)殖活動對海洋保護地生態(tài)環(huán)境也有負面影響。根據(jù)對西班牙地中海海域的研究結果[15]，人類的干擾會使寬吻海豚的數(shù)量下降;根據(jù)對美國國家公園的研究結果[27]，當港海豹繁殖和撫育后代的場所與水產(chǎn)養(yǎng)殖場等人類活動場所相鄰時，港海豹幼崽的生存和生長將受到影響。

因此，積極發(fā)揮養(yǎng)殖活動對海洋保護地生態(tài)環(huán)境的積極作用，同時抑制相關負面影響，是當下海洋保護地管理工作亟須重點考慮的問題之一。

3.2管理措施

3.2.1海洋保護地分區(qū)管理

海洋保護地養(yǎng)殖活動需要科學的空間管理。不少學者提出量化海洋保護地的服務功能，并提出諸多指標與養(yǎng)殖活動的經(jīng)濟效益進行衡量和對比，以顯示海洋保護地是否適宜開展養(yǎng)殖活動[28];在適合養(yǎng)殖的海洋保護地實行分區(qū)管理，指定核心保護區(qū)，并在一般控制區(qū)內開展一定程度的養(yǎng)殖活動，從而分離互不相容的活動和保護海洋生態(tài)系統(tǒng)[29]。目前海洋空間規(guī)劃（MSP）已成為海洋管理的有效手段之一，可在海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎上更加科學合理地將空間分配給多種海洋用途[30]。因此，應健全海洋保護地管理制度體系，通過構建海洋保護地網(wǎng)絡科學管理養(yǎng)殖活動，從而合理開發(fā)利用海洋保護地[31]。

3.2.2發(fā)展綠色養(yǎng)殖

海洋保護地養(yǎng)殖活動需要實現(xiàn)綠色轉型。①養(yǎng)殖物種須以本地物種為主。一方面，可恢復種群數(shù)量，成為維護生物多樣性的有效手段[32];另一方面，可避免養(yǎng)殖物種逃逸造成基因污染或出現(xiàn)傳染病源。此外，養(yǎng)殖物種須與海洋保護地的保護對象相一致，而不能對其產(chǎn)生負面影響。例如：英國普爾港是歐盟遷徙鳥類保護地和歐洲海洋保護地，其養(yǎng)殖物種選擇菲律賓蛤仔，不僅為遷徙鳥類提供大量食物[33]，而且對封閉的海港水體具有凈化作用。②科學把控養(yǎng)殖容量。養(yǎng)殖物種勢必占據(jù)生存空間和消耗食物，會對其他生物產(chǎn)生競爭影響，因此做到養(yǎng)殖容量的最優(yōu)設計須有科學支撐。例如：將水動力模型與生態(tài)模型相結合，利用有機懸浮物動力學理論評估雙殼類水產(chǎn)養(yǎng)殖對有機懸浮物的消耗及其生態(tài)承載力，同時研究不同水動力條件下的雙殼類生態(tài)容量[34];從營養(yǎng)關系下的能量流動入手，運用合適的模型探究最適宜海洋保護地的養(yǎng)殖容量[35]。此外，養(yǎng)殖設備會影響近海水動力交換，對海洋生態(tài)環(huán)境具有復雜的響應機制，因此不同的養(yǎng)殖方式引起的物理作用會使養(yǎng)殖活動產(chǎn)生不同的生態(tài)環(huán)境影響，同樣須結合當?shù)乇尘斑M行科學分析。

3.2.3加強頂層設計

當前我國正在建立以國家公園為主體的自然保護地體系，要求堅持生態(tài)為民和科學利用，加快推進海水養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展[6]，促進產(chǎn)業(yè)轉型升級，推動我國由水產(chǎn)養(yǎng)殖大國向生態(tài)環(huán)境友好的水產(chǎn)養(yǎng)殖強國轉變。因此，國家應出臺相應政策，在科學研究成果的支撐下管理海洋保護地養(yǎng)殖活動。

4結語

本研究從發(fā)文量、高頻關鍵詞和關鍵詞聚類人手，利用CiteSpace分析1985—2020年海洋保護地養(yǎng)殖活動研究文獻，主要得到3點結論。①目前中英文文獻的發(fā)文量均較少，但總體呈增加趨勢;②高頻關鍵詞都包含生物多樣性，英文文獻側重于氣候變化和生物群落結構，中文文獻則側重于景觀格局和環(huán)境污染：③中英文文獻均高度關注海洋保護地養(yǎng)殖活動的空間分布格局及其對瀕危保護物種的影響，英文文獻已開始關注其對生態(tài)環(huán)境功能多樣性的積極影響，中文文獻仍主要關注其對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負面影響?？傮w來看，國內外亟須進一步加強對海洋保護地養(yǎng)殖活動尤其是生態(tài)環(huán)境影響機制的系統(tǒng)研究，從而更好地為相關決策和管理提供科學依據(jù)。

在我國全面推進海洋保護地建設和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的背景下，海洋保護地養(yǎng)殖活動是可行的。為得到“1+1>2”的效果，即實現(xiàn)養(yǎng)殖活動提高海洋保護地的經(jīng)濟效益以及海洋保護地為養(yǎng)殖活動提供優(yōu)良環(huán)境的“雙贏”目標，本研究提出3點建議。①針對養(yǎng)殖活動對海洋保護地生態(tài)環(huán)境的影響繼續(xù)開展大量研究，為海洋保護地養(yǎng)殖活動管理提供科學依據(jù)和技術支撐;②在海洋保護地實施分區(qū)管理，設置不同區(qū)域并制定相應的管理規(guī)定;③選取適宜的養(yǎng)殖品種，科學評估養(yǎng)殖容量，提高海水產(chǎn)品的生態(tài)價值。

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