水生旗舰物种在保护优先区选择中的应用：科学计量分析揭示全球趋势与空白

《Water Biology and Security》：Use of aquatic organisms as flagship species in selecting priority areas for conservation

本研究针对水生生物在保护优先区选择中作为旗舰物种的应用进行科学计量分析，系统梳理了1997-2024年间400篇文献。研究发现全球研究存在明显地理和分类偏见，海洋生态系统和脊椎动物（特别是硬骨鱼类和哺乳类）占主导地位，而淡水生态系统和无脊椎动物等关键类群被忽视。研究强调需要采用更全面的方法，整合多种旗舰物种和先进技术，以促进水生生态系统的有效保护。

　　

在全球生物多样性丧失加剧的背景下，利用旗舰物种（flagship species）促进保护已成为关键策略。然而，这种选择往往忽视生态、社会和文化标准，限制了保护工作的有效性。水生环境尤其被低估，经常使用陆生生物群进行评估，其特性和需求与水生生态系统的具体要求并不完全一致。为此，研究人员开展了一项科学计量分析，旨在绘制关于使用水生生物作为旗舰物种来选择保护优先区的科学文献图谱，突出全球趋势和空白。

这项研究发表在《Water Biology and Security》上，分析了从Scopus和Web of Science数据库中获取的1997年至2024年间发表的400篇文章。通过严谨的文献检索、数据整合与清理流程，研究人员对文献的时空分布、研究区域保护级别、使用的旗舰物种分类学组成及其特征、栖息水生生态系统类型以及研究方法等七个关键问题进行了深入探讨。

为开展此项科学计量研究，研究人员主要应用了以下几个关键技术方法：首先，基于同义词策略在Scopus和Web of Science数据库中进行系统性文献检索；其次，利用RStudio软件进行数据整合、清理和去重，并应用Bibliometrix/Biblioshiny包进行数据分析；再者，对纳入文献的信息进行分类和编码，涉及研究区域的保护级别、旗舰物种的特征以及研究方法等多个维度；最后，采用相关性分析和可视化技术（如 choropleth 地图、直方图和频率图）来呈现和分析数据趋势。

3.1. 科学出版物的时间分布

研究发现，关于使用水生生物作为旗舰物种的出版物数量随时间呈现显著增长趋势，年份与出版物数量之间存在强正相关关系（r = 0.920）。其发展可分为三个阶段：1997-2006年为初始阶段，年产出量极低；2007-2016年为逐步增长期；2015年后进入快速增长阶段，并在2021年达到峰值（46篇）。这种增长与全球保护政策的推进、对水生栖息地退化的担忧以及技术进步密切相关。

3.2. 研究区域的地理分布

澳大利亚（n = 49）是研究最多的国家，其次是巴西（n = 34）和美国（n = 33）。澳大利亚的领先地位归因于其丰富的生物多样性、强大的研究基础设施和积极的保护政策。巴西的研究反映了其巨大的水生生物多样性和生态系统的社会经济重要性，但也面临结构性挑战。美国则凭借其先进的研究基础设施和成熟的保护政策位列前三。然而，这种分布也凸显了全球科学文献中存在的地理不平等。

3.3. 研究区域的保护级别

分析显示，研究主要集中在海洋/沿海保护区（43.75%）和未受保护的自然区域（42.50%）。而保护区（6.50%）、国家公园（4.75%）、庇护所（1.75%）和私人保护区（0.75%）等传统上与正式保护相关的区域研究比例显著较低。这表明努力集中在海洋和沿海环境，可能由其高可见度和经济重要性驱动，同时也反映了对脆弱且面临人为压力的未保护区域的关注。

3.4. 研究最多的水生生物

超过70%的研究集中在脊索动物门（Chordata），其中硬骨鱼纲（Actinopterygii，43.58%）和哺乳纲（Mammalia，20.18%）占比最高。相比之下，节肢动物门（Arthropoda，8.42%）、刺胞动物门（Cnidaria）和软体动物门（Mollusca，各5.55%）等门类的研究频率较低。这反映了保护研究中长期存在的对具有魅力的大型脊椎动物的分类学偏见，忽视了其他生态功能重要的类群。

3.5. 所描述旗舰物种的特征

“保护状况”（57.17%）是提及最多的特征，表明科学界和环境管理者优先考虑受威胁物种作为旗舰物种。“魅力和象征价值”（15.80%）位居第二，强调了具有高视觉或象征吸引力的物种在社会意识中的作用。其他特征，如“生态学和功能”（7.90%）、“特有性和独特性”（4.37%）、“经济和文化价值”（3.74%）等使用频率较低，表明这些维度在旗舰物种选择中尚未被充分利用。

3.6. 所选物种栖息的水生生态系统类型

研究发现明显偏向海洋生态系统（58.63%），而河流（16.78%）、湖泊（4.96%）和溪流（4.26%）等淡水生态系统尽管至关重要，但其代表性不足。这种差异反映了对更具可见度和魅力环境的历史和科学偏见，同时也与全球可持续发展目标（SDGs）的侧重点有关，例如SDG 14明确优先保护海洋和海洋，而淡水生物多样性没有专门的目标。

3.7. 研究中使用的方法

“丰度和密度”（39.04%）以及“监测和观察”（38.32%）方法占主导地位，反映了保护研究中传统和描述性方法的普遍性。相比之下，“建模”（8.56%）、“遗传学和系统发育学”（6.95%）和“人种学方法”（3.03%）等方法使用频率较低。这表明在采用更先进的方法来预测未来影响、理解遗传恢复力以及整合当地知识方面存在潜在局限。

该研究揭示了在利用水生生物作为保护旗舰物种方面，全球科学界兴趣日益增长，但也指出了显著的趋势、地理和分类学空白以及关键的研究领域挑战。尽管过去几十年科学产出的增加显示了在该领域理解和应用方面的进步，但结果也强调了重大挑战，例如研究主要集中在海洋环境，淡水生态系统代表性不足，以及对有魅力的脊椎动物的关注远超过其他分类群。

研究结论强调，需要平衡不同水生生态系统和类群的研究工作，采用更全面的视角，将生物多样性和生态系统服务整合到保护规划中。同时，需要优先考虑生物多样性高且脆弱的、地理上代表性不足的区域。整合先进方法（如遗传分析、预测建模）以及增加使用不太可见但生态关键的物种，可以填补现有空白，促进更具包容性和有效的保护方法。此外，当地社区的参与、传统知识的融入以及全社会的 engagement 对于使保护工作与社会经济和文化需求保持一致至关重要。

综上所述，使用水生生物作为旗舰物种不仅是公众和政治动员的有力工具，也是实现全球目标（如可持续发展目标和爱知目标）的战略路径。然而，这种方法的成功取决于协调行动，结合科学、治理和社会参与，将水生生态系统的保护巩固为全球优先事项。这项研究为未来的保护策略提供了重要的科学依据和方向指引。