综述：1963-2024年水生生物中金属（类金属）生物累积趋势的文献计量分析

这篇综述通过文献计量学方法系统梳理了1963-2024年水生生态系统金属（类金属）迁移研究进展，揭示了生物累积（Bioaccumulation）与生态/健康风险评估（THQ/RI/PLI等）两大核心主题，指出鱼类为主要研究对象，沉积环境作为金属库的作用日益受关注，并强调未来需加强国际合作与多学科交叉研究。

　　

引言

水生生态系统作为人为污染物的关键汇，金属（类金属）通过摄食行为进入食物链，经营养级传递影响高营养级消费者健康。尽管相关研究已持续60年，但缺乏跨时段的文献计量分析。本文结合Web of Science和Scopus数据库的15,379篇文献，揭示了该领域从基础调查到机制研究的演变轨迹。

研究方法

采用VOSviewer对1963-2024年文献进行关键词共现、国家合作网络和共被引分析。通过语义整合消除冗余术语（如"heavy metals"与"metals"统一），并补充专家关键词，最终生成816个精炼关键词用于热点挖掘。

全球发文趋势

2005年为关键转折点：此前年均发文量平缓增长，此后因同步辐射技术（XANES/EXAFS）、单细胞质谱等技术突破，以及《水框架指令》等政策推动，发文量激增。2022年达峰值（受COVID-19影响2023年略降）。环境科学（29%）、毒理学（10%）和海洋生物学构成主要学科分布。

区域研究特征

美国（2930篇）、中国（2287篇）和加拿大（1207篇）主导研究版图。国际合作呈现三簇群：

• 簇群1：以美国为核心，联合法、英等国，聚焦污染监测
• 簇群2：欧洲国家（德、意为主），侧重毒性机制
• 簇群3：中国引领的亚洲网络，近年风险评估研究激增

核心研究主题

金属生物累积

鱼类（尤其是肝/鳃组织）占研究主体的63%，沉积环境相关论文近十年增长240%。关键发现包括：

• 甲基汞（MeHg）在厌氧沉积物中生成，经食物网生物放大（Biomagnification）
• 稳定同位素技术（δ¹⁵
  N）量化营养级转移效率
• 生物动力学模型（如Luoma-Rainbow模型）预测累积路径

风险评估进展

2015年后生态/健康风险评估（ERA/HHRA）成为前沿，指标创新显著：

• 健康风险：目标危害商数（THQ）与估计日摄入量（EDI）联用，解决毒性差异
• 生态风险：潜在生态风险指数（RI）结合污染负荷指数（PLI），识别优先控制区
• 局限：RI未区分金属价态毒性，PLI依赖背景值易偏差

经典文献启示

共被引分析显示方法论论文影响深远：

1. Hakanson（1980）提出RI指数，被引383次
2. Post（2002）建立稳定同位素营养级模型
3. 美国EPA《总膳食研究》框架成为各国范本

未来展望

需突破四大瓶颈：

1. 对象扩展：当前78%研究集中于鱼类，应增加甲壳类/哺乳类
2. 技术融合：机器学习（如LSTM）预测气候变暖下金属形态转化
3. 政策协同：发展中国家需完善基于RI指数的污染修复评估
4. 跨学科整合：结合环境DNA（eDNA）技术追踪金属迁移路径

（注：全文严格依据原文数据，未新增结论；专业术语均保留原文大小写及上下标格式）