长江是我国的母亲河，长江流域拥有极其丰富的生物资源，是我国生物多样性最具典型性的区域^[1]。在推动长江经济带发展座谈会上，习近平总书记强调，长江拥有独特的生态系统，是我国重要的生态宝库^[2-3]。国内学者对长江流域生物资源保护及生态环境相关主题进行了大量研究，通过对文献的调研发现，这些研究主要从以下几方面展开：第一从长江流域生态环境角度入手，着重研究生态环境保护与评价、生态修复及其综合管理等^[4-9]；第二是研究长江流域水生生物资源养护与管理、渔业生态保护等^{[2, 10-12]}；第三是研究长江经济带发展及城市化建设中的生态环境评价及其可持续发展^[13-16]；第四是研究水资源配置及水土流失对生态环境的影响等^[17-19]。在所有调研的文献中，学者们基本上都是针对我国长江流域生物资源及生态环境主题中的某一具体问题展开研究并获得相应的结果，未能整体把握该研究主题的研究现状，并揭示其中存在的问题及研究前沿方向。然而，我国长江流域生物资源及生态环境主题所涉及的整体知识构架如何？作者及其机构分布如何？研究热点的动态变化以及其研究前沿有哪些？针对这些问题，现有文献中并未进行较为全面的阐述与剖析。

针对上述提出的问题，本研究采用文献计量学分析方法(Bibliometric Analysis)^[20-22]，以中国知网(CNKI)平台中检索到的我国长江流域生物资源及生态环境为主题的文献数据为样本，利用文献信息可视化软件CiteSpace^[23-25]，对其文献增长趋势及期刊分布进行统计描述，并运用基于关键词共现的聚类知识图谱和突变检测等方法探究我国长江流域生物资源及生态环境的研究热点与前沿，以期能够客观地揭示其研究基础及其发展态势，为推动我国长江大保护、促进长江流域生态环境保护、生态文明建设、生物资源保护及其渔业资源可持续发展提供依据。

1 材料与方法 1.1 数据来源

中国知网(CNKI)平台是目前全球最大、文献资源最为丰富的中文数据库，其文献类型包含了期刊论文、学位论文、会议论文、报纸、专利以及项目成果等。本研究的文献数据来源于中国知网平台中的期刊、学位论文、会议及报纸等数据库，以长江流域生物资源及生态环境，以及其相关主题词进行检索，时间范围为1979年1月1日至2018年12月31日，检索时间为2019年1月21日，检索式为SU=长江AND (SU=生物资源OR SU=生态环境)，获取涉及到我国长江流域生物资源及生态环境研究的所有文献数据为样本，并下载该主题文献的年度发表量、发表期刊、关键词、作者分布以及机构合作等数据。

1.2 分析方法

利用文献信息可视化软件CiteSpace 5.3 R4，基于关键词共现的聚类知识图谱和突变检测等分析方法，统计并描述我国长江流域生物资源及生态环境研究主题文献的年度变化、期刊分布，探究其作者合作、机构合作网络及其研究热点与前沿。

2 结果与分析 2.1 各年度发文量的统计分析

各年度发文数量是衡量一个学科领域科学研究成果的重要指标之一，年度发文量的动态变化可以直接反映研究领域科学研究的量变过程，也能反映研究规模的体量大小。截至2018年12月，CNKI数据库中，检索到1979—2018年间以长江流域生物资源及生态环境为主题的文献记录共计3 431条，去除广告、征文信息、会议宣传等无效记录后，共获得与主题相关的文献记录2 752条，其中，期刊文献为1 800余篇，学位论文为640余篇，会议及报纸等文献为290余篇。对这些文献按年度进行统计分析，结果如图 1所示。由图 1可知，40年间，各年度发文量总体呈现递增趋势，1980年至1997年间，各年度发文量增长缓慢，至1996年达到第一个极大值，发文量为30篇，1997年发文量略有减少；1998年至2015年间，1998、1999年两年发文量急速增长，由1997年的13篇快速增长至1998年90篇及1999年的146篇，之后各年度发文量呈现出小幅的动态波动，基本维持在130篇左右，至2011年达到峰值，发文量为153篇；但在2016年后其发文量呈现激增态势，达到257篇，到2018年达到最大值，为445篇。根据历年发文量的变化趋势，可以将我国长江流域生物资源及生态环境的研究大致分为三个阶段，第一阶段为研究初期，时间为1980年至1997年，我国第一篇研究长江流域生物资源及生态环境的文献是作者林克杰在1980年发表的《白鱀豚的资源现状及其保护问题》^[26]，开启了我国在该主题的研究；第二阶段为研究中期，时间为1998年至2015年，相比于初期阶段发文量大幅增长，分析认为1998年的特大洪灾之后，学者们都关注长江流域的生态环境保护及灾后重建等工作，因而发文量急速增长并持续呈现动态波动状态；第三阶段为研究近期，时间为2016年至今，2016年的发文量急速增长，并在2018年达到了峰值，其主要原因是我国愈加重视对长江流域生物资源及生态环境的保护，并于2014年9月在上海成立了长江流域渔政监督管理办公室，促进长江流域水生生物资源保护、水域生态保护与经济社会发展有机结合及协调推进，开启了长江大保护战略。

2.2 文献作者的统计与分析 2.2.1 作者机构及其合作分析

通过分析我国长江流域生物资源及生态环境研究文献的作者机构，可以了解该研究领域主要科研力量的机构分布情况。表 1统计了发文量排名前20的研究机构及其行政区域分布等信息，其中，发文量最少的机构为22篇，最多为91篇，累计发文量占文献总量的35.19%；发文量排名前20的机构主要分布在我国的湖北武汉、重庆、江苏南京、北京等八个省市，其中湖北武汉7所，重庆4所，江苏南京3所，北京2所，上海、四川成都、江西南昌及陕西杨凌各1所，研究机构主要集中在高校和科研院所。长江水利委员会长江科学院发表的文献量最多(91篇)，其次为重庆大学(87篇)，排名第三的机构为长江水利委员会，其发文量为73篇。通过对各机构涉及的主要研究学科进行分析，各机构在研究长江流域生物资源及生态环境主题中，主要涉及的学科领域为环境、区域经济、农业经济、水产渔业、农业资源与环境等。

在机构间合作方面，我国致力于该主题研究的机构较多，但机构间的合作交流却非常少，不利于该领域的学术交流及发展。合作相对活跃的机构主要为长江科学院、长江流域水资源保护局及长江水利委员会等机构间的合作，以及中国科学院的下属研究机构间与中国科学院大学以及江西省社科院等机构间的合作。

2.2.2 作者及其合作情况分析

利用文献计量学中的普赖斯定律(Price Law)可以确定一个研究领域中的核心作者^[27-29]，普赖斯定律的计算公式为

式中：n_max表示作者的最大发文量；N表示核心作者发文量的临界值，当作者的发文量大于N篇时，该作者即为核心作者。对我国长江流域生物资源及生态环境研究文献的高产作者进行统计可知，长江水利委员会长江科学院学者陈进发表文献最多，其发文量为25篇，由普赖斯定律公式可计算出N值为3.75篇，并获得N≥4篇文献的核心作者共有40位，表 2统计了发文量排名前20的作者发文量及其机构等信息，其中，长江水利委员会长江科学院学者陈进与黄薇等，长江水利委员会学者蔡其华与马建华等，中国科学院水利部水土保持研究所学者彭珂珊等，以及中国科学院南京地理与湖泊研究所学者虞孝感等的研究成果较多，他们对我国在该领域的发展具有绝对影响力，其研究成果对该领域的学科建设也起到了积极地推动作用。

我国长江流域生物资源及生态环境的研究文献的作者合作情况与其机构合作基本一致，作者间合作较少，大部分仅局限于本单位内作者间的相互合作，作者间未形成明显的核心作者群，相对集中的核心作者群为长江水利委员会长江科学院学者陈进与黄薇等，以及中国科学院水利部水土保持研究所学者彭珂珊等。

2.3 期刊分布规律分析

表 3统计了我国长江流域生物资源及生态环境研究主题发表文献最多的前20种期刊，共发表学术论文664篇，占该研究主题期刊文献总量的36.89%，其分布符合布拉福德文献离散定律，即大多数的专业文献集中在少量的专业核心期刊上^[30]。对前20种期刊类型进行分析，有12种期刊为国内核心期刊，文献主要集中在：①水利工程科学方向的期刊上，如人民长江、长江科学院院报、中国水利、中国三峡及水利水电快报等，其中人民长江刊载了117篇相关文献；②环境科学方向，如长江流域资源与环境、环境保护、青海环境及重庆环境科学等；③农业科学方向，其一为基础农业方向，如中国水土保持及水土保持研究等，其二为水产与渔业方向，如中国水产及渔业致富指南；④农业经济学方向，如生态经济、长江技术经济及环境经济等。这些期刊绝大多数为国内核心期刊，在各个学科分类中的排名均较高，在该研究主题范围内的学术影响力是较大的，一定程度上能推动我国学者在研究长江流域生物资源及生态环境领域的发展。

2.4 研究内容的统计与分析 2.4.1 优势学科领域分析

从CNKI平台中的学科分类角度对我国长江流域生物资源及生态环境主题的研究文献进行分析，涉及到的主要学科包括环境科学、区域经济学、水利工程学、农业经济、国民经济、农业资源与环境、生态学、水产渔业以及城市经济等。从文献计量学角度而言，优势学科是指研究文献涉及较多的相关学科。表 4统计了我国长江流域生物资源及生态环境主题研究文献大于50篇的学科及其主要研究机构。发文量大于50篇的学科共有15个，其中优势最为明显的学科为环境科学，其发文量达到1 140余篇，排名第二的学科为区域经济学，其发文量也达到600余篇，第三为水利工程学，其发文量也达到380余篇，第四为农业经济学，其发文量为230余篇；之后的各个学科的发文量与这四个学科相差较大，其中发文量超过100篇的学科有国民经济、农业资源与环境、生态学、水产渔业以及城市经济。由此可知，我国长江流域生物资源及生态环境主题研究的优势学科主要集中在环境科学、区域经济学、水利工程学、农业经济等学科领域，但是在农业资源、水产渔业及生态学等学科领域的研究相对偏少。

由表 4可知，优势学科领域开展研究的机构中，长江水利委员会长江科学院的表现最为突出，其研究的优势学科领域主要为环境科学、水利工程学、农业资源与环境以及生态学等，其次为长江水资源保护科学研究所。武汉大学在区域经济学领域的发文量最多，长江水利委员会水土保持局在农业资源与环境学科领域发文量最多，而华中师范大学与中国水产科学院长江水产研究所分别在生态学及水产渔业领域的发文量最多。

2.4.2 基于关键词共现的研究基础及其热点分析

利用CiteSpace对我国长江流域生物资源及生态环境的关键词进行聚类分析，可发现该研究主题内不同研究议题的构成及其关联情况^[31]。图 2为基于关键词共现的我国长江流域生物资源及生态环境的聚类知识图谱，图中节点(加号)代表关键词，节点大小代表该关键词出现的频次，节点越大，表明该关键词出现的频率越高、影响力越大，节点间的连线表明各关键词之间的共现联系。利用模块性Q值(Modularity Q)和Mean Sihouette值来判断聚类分析的效果，Q值的取值范围为[0, 1]，当Q＞0.3时，其呈现的聚类效果显著^[32]；衡量聚类网络同质性的优劣取决于Silhouette值，该值越接近1，表明聚类网络的同质性越高^[33]，CHEN等^[34]、刘健^[35]及毛建青等^[28]认为当Silhouette值＞0.4时，其聚类是合理的。通过聚类分析，将我国长江流域生物资源及生态环境的研究初期(1980—1997年)、研究中期(1998—2015年)和研究近期(2016—2018年)的热点关键词分别聚类成6类、10类和9类(图 4)，各研究期间的模块性Q值分别为0.508 8、0.467 4和0.643 3，Sihouette值分别为0.470 7、0.392 7和0.57 8，除研究中期的Sihouette值略低于0.4外，其余的模块性Q值与Sihouette值均达到聚类效果显著的取值，表明我国长江流域生物资源及生态环境各研究期间的聚类效果良好。

图 2a为研究初期的关键词共现的聚类知识图谱，共得到47个节点、429条连线。对研究初期的类群进行分析可知，类群#0围绕三峡工程对长江流域，尤其是三峡库区及中、下游地区资源、生态与环境的影响展开研究；类群#1着重研究三峡工程对淹没区和库区附近的资源和生态环境的影响，包括池塘养殖、保护渔业生态环境以及可能面临的各类环境灾害等；类群#2围绕环境影响评价、环境质量评价以及生态环境问题等展开研究，同时开展对长江中下游防洪防涝、珍贵水兽和鱼种生存的影响以及对河口及邻近海域鱼类生产的影响等研究，与类群#0存一定的重叠；类群#3着重围绕长江三角洲地区自然资源、动物生态区、生态环境问题及其可持续发展展开研究；类群#4主要开展关于长江上游的生态林业、农业生态环境以及综合治理等方面的研究；类群#5围绕生态环境恶化、水土流失对国家总体战略规划的影响。在我国长江流域生物资源及生态环境研究初期，研究热点主要集中在三峡工程对长江流域资源和生态环境的影响，以及对环境影响的评价方面。

图 2b为研究中期的关键词共现的聚类知识图谱，共得到453个节点、1 853条连线。对研究中期的类群进行分析可知，类群#0围绕1998年特大洪灾后生态系统与生态环境的恢复与重建、水资源保护、农业资源可持续利用、长江水生生物资源养护与管理等方面开展研究；类群#1围绕长江源区生态环境建设、流域综合治理以及生态保护方面展开研究；类群#2着重分析长江特大洪水的诱发原因及直接经济损失，并探讨江河流域综合治理、生态环境建设、水土保持规划以及水利规划等问题；类群#3围绕健康长江、水害防治、人水和谐、京津冀经济圈以及循环经济等主题展开，着重研究长江流域的生态环境建设与生物多样性保护及经济可持续发展等，与类群#0和#1存在部分重叠；类群#4围绕长江上游地理环境、江河源区、自然保护区、禁伐禁猎区，以及经济鱼类及其繁殖等主题展开，着重研究江河源区自然保护区和江河源头天然林资源保护与可持续发展；类群#5围绕长江流域洪涝灾害、环境恶化、九八抗洪、水土保持与流失以及耕地总量动态平衡等主题展开，与类群#2存在部分重叠；类群#6围绕西部大开发、农业资源开发、生态保护、生态补偿、跨流域调水以及经济发展等主题展开；类群#7着重研究长江流域渔业资源养护与管理、水生生物资源保护与增殖等方面；类群#8围绕三峡库区、科学发展观、生态经济区、城市水土保持、生态环境以及和谐三峡等主题展开，着重研究长江流域及河口的生态环境保护、水害防治、资源开发利用与经济社会发展等方面，与类群#3存在重叠；类群#9围绕长江口及邻近海域表层水体营养盐状况及其对东海生态环境的影响展开研究。

图 2c为研究近期的关键词共现的聚类知识图谱，共得到157个节点、429条连线。对研究近期的类群进行分析可知，类群#0围绕长江经济带、汉江生态经济带、生态行政、生态环境保护以及水资源保护等主题展开，提出大长江保护，并制定相应措施养护和管理长江水生生物资源等；类群#1围绕长江流域、水生生物、生态环境保护、长江经济带以及水资源安全与水资源保护等主题展开，研究内容与类群#0存在重叠；类群#2着重研究长江“绿色廊道”生态环境保护管理机制以及修复长江生态环境等方面，与类群#0、#1均存在一定的重叠；类群#3着重对长江经济带资源与生态环境以及城市群的资源环境承载力评价等，推动长江经济带发展及城市生态文明建设；类群#4围绕三峡库区、生态承载力、长江中游城市群、生态文明建设以及绿色发展等主题展开，注重研究三峡库区生态文明建设以及长江中游城市群的生态文明建设等方面，其中城市群生态文明建设与类群#3存在重叠；类群#5围绕生态环境、生态修复、三峡库区、长江经济带、协调发展度等主题展开，依据国家提出发展新型城镇化的发展理念，研究城市化与生态环境保护与修复的关系，解决城市及城市群发展过程存在的问题；类群#6围绕长江流域、长江经济带、生态环境、生态补偿、三峡城市群及协同发展主题展开，依据划定生态保护红线作为加快生态文明制度建设的重点内容以及《长江经济带发展规划纲要》，着重研究修复长江生态环境，推进长江经济带绿色发展等方面；类群#7着重研究长江水生态环境保护管理、长江流域坝区与湖区的生物资源及生物多样性保护，分析其存在的问题，提出保护管理对策，以促进长江经济带可持续发展；类群#8着重研究流域水环境问题、长江三角洲区域雾霾污染、生态航道及航道承载力，以及三江源区的生态移民等方面，处理好经济发展与生态环境保护的关系，促进长江流域绿色发展，改善生态环境质量，确保全流域生态安全，进而形成人与自然和谐发展的新格局。

根据研究文献的关键词出现频次及中介中心性(Betweenness Centrality)来分析我国长江流域生物资源及生态环境主题的研究热点，需除去意义不明确的关键词。在关键词共现分析中，中介中心性是衡量文献重要程度的主要指标，若关键词的中介中心性越高、且出现频次越多，则表明该关键词在整个研究领域中处于极为重要的地位。表 5为该主题在不同研究时期研究文献高频关键词的统计结果。综合分析图 2和表 5可知，我国长江流域生物资源及生态环境主题研究初期的热点关键词主要有：生态环境、长江流域、长江三峡、地理环境及环境评价等，其中生态环境的节点最大，长江流域的中介中心性最高。我国长江流域生物资源及生态环境主题研究中期的热点关键词主要有：生态环境、长江流域、长江、长江上游、可持续发展、生态环境建设、生态环境保护等，该研究时期中相对活跃的关键词还有生物资源、生物多样性及渔业资源等。我国长江流域生物资源及生态环境主题研究近期的热点关键词主要有：长江经济带、生态环境、长江流域、生态环境保护、绿色发展、生态优先等，同时该研究时期相对活跃的关键词有生态保护、生态文明建设、长江中游城市群、生态补偿及水生生物资源等。

对研究领域的关键词进行突变检测分析，可发现该领域的前沿进展，突现强度(Strength)越高的关键词表明其所受的关注度越高，利用CiteSpace软件的突变检测分析，共获得长江经济带、生态环境建设、绿色发展、长江上游、生态优先、洪涝灾害、生态环境保护、西部大开发、生态屏障、习近平总书记、水土保持、水土流失面积、生态环境以及生态文明等70个突变关键词。结合表 5和突变检测获得的关键词，并分析相关文献后，可归纳出我国长江流域生物资源及生态环境主题共有5个方面的研究热点：(1)围绕长江经济带展开研究，主要包括长江流域城市群生态环境评价与保护、城镇化及其生态文明建设，提倡绿色发展及可持续发展，促进长江流域社会、经济和生态的和谐发展；(2)开展长江三峡与三峡库区的生态环境监测与保护、森林资源养护、水土保持与流失、资源与生态补偿机制研究及其生态环境的可持续发展；(3)开展长江流域自然保护区的生态环境保护与规划、生态保护红线及其生物资源养护与生物多样性保护等；(4)在长江大保护背景下，开展长江水生生物资源与生态环境的保护与修复，以及水生生物资源的合理开发利用的研究，主要包括建立长江水生生物养护的法律法规，加强对生物资源与生态环境影响的评价，建全资源与生态补偿机制以及水资源优化配置等；(5)开展长江源区水电资源开发、水环境保护及其渔业生态环境保护等的研究。对比分析我国长江流域生物资源及生态环境主题的各研究热点的文献可知，它们之间大部分都呈现出相互交叉和融合的现象，并有相当数量的交叉学科的综合性研究文献呈现。

3 讨论与建议 3.1 讨论

通过对中国知网(CNKI)数据库中收录的我国长江流域生物资源及生态环境主题研究文献的统计与分析，可以获得该主题研究的相关特征，整体展现了我国在该主题领域的研究现状和发展态势、研究热点及其前沿。

文献计量学是利用数理统计方法，定量管理文献信息，并研究其结构分布与变化规律，进而探讨科学技术的机构、特征和规律的一门分支学科^[36]，在分析研究现状和发展趋势时，该方法可以客观地剖析文献本身的内在联系，规避文献选择的主观性^[37]，因而被广泛应用于科研及学术评价^[38]等领域中。本研究利用基于Citespace统计的文献计量学方法对我国长江流域生物资源及生态环境主题相关文献的年度动态增长趋势、期刊分布、作者及其机构合作等方面进行分析，得到了该主题研究文献数量总体呈现递增趋势、优势学科领域呈现等都能获得较好的结果，但由于作者和机构分布较为分散，呈现的知识图谱效果不显著。对基于关键词共现的知识图谱进行聚类分析时，研究初期，由于高频词数量较少，可能会导致不能完整地分析该主题涵盖的所有内容，不能准确提炼出其研究热点及研究前沿，需要通过突变检测获得热点关注的关键词，才能准确地分析其研究前沿及热点。

本研究仅通过中国知网(CNKI)数据库中获取我国长江流域生物资源及生态环境主题的中文文献信息，从不同发文量的年度动态分布、作者机构及其合作、研究热点与前沿等方面进行分析，其数据来源较为单一，可能导致获取的文献样本数存在一定的偏差，且我国长江流域生物资源及生态环境主题的研究涉及到的学科面非常广，无法完整阐述涉及到学科的具体变动趋势。因此，在今后的研究中需要增加数据的来源，如结合Web of science或Scopus等代表世界高水平的外文文献样本进行分析，进而获取更为全面的结果。针对我国长江流域生物资源及生态环境主题的研究，获得该主题的多个优势学科，如环境科学、区域经济学、水利工程学、农业经济等，但是在农业资源、水产渔业及生态学等学科领域的研究相对较少，这与我国目前“长江大保护”中关于积极倡导“养护生物资源，促进人与自然和谐发展”为长江流域生物资源保护的基本理念存在一定的差距，因此建议我国各研究机构加大在长江生物资源保护方面的研究投入。通过文献计量学分析，若要进一步提高我国长江流域生物资源及生态环境研究的竞争力，还建议要密切关注国内外相关机构在该领域的研究现状、研究热点及前沿，并加强国内作者间及机构间的科研合作，并积极拓展国际间的科研合作。

3.2 有关建议

为全面做好长江流域生物资源与生态环境保护修复工作，以及长江流域渔业资源的科学养护与管理，提出如下建议：(1)建立基于科学设计的全流域生物资源和环境监测系统。该系统需在充分认识长江流域资源环境、重要种类栖息地分布等基础上进行科学设计，该监测系统应该是长期、稳定、高效及具有适当时空尺度，可用于收集具有代表性的高质量的，可用于评估及管理种群生态系统和环境的数据。(2)建立全流域的生物资源及生态系统的生物数据模型，用于描述量化和预测生物资源及生态系统的时空变化。(3)建立全流域生物资源与生态环境补偿机制，并制定严格的生态环境保护法律，加快构建长江流域生态文明体系，促进流域生态环境保护。(4)发展长江流域渔业资源养护与开发的风险评估决策系统，用于预测对各种不同管理策略的风险评估，以及未来10~15年的发展趋势。(5)发展长江流域科学的渔业资源增殖放流技术体系(包括放流的种类、大小、地点和数量等)以及科学效果的评价方法。(6)发展基于GIS的长江全流域的渔业资源与环境监测和管理决策信息服务系统，该系统可有效整合所有监测数据，重要栖息地分布等，具有空间显示、空间查询、动态预测等功能。(7)开展长江流域渔业资源养护与政策法律研究，根据长江流域渔业资源状况，以及栖息地评价结果，提出长江流域渔业资源养护管理与政策建议，为长江水域的生态安全提供基础支撑。