《Fish and Fisheries》：Global Analysis of Shallow Underwater Fish Observation Research: 70?Years of Progress, Persistent Geographic Biases and a Path Forward
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这篇综述对1953-2023年间1443篇浅水鱼类水下观测（UFObs）研究的文献进行了计量学分析，揭示了该领域70年的知识演变、方法（如UVC、BRUVS、ROV）应用、地理偏见（澳大利亚和美国主导，非洲、东南亚不足）及未来走向，旨在为全球海洋保护和渔业管理提供标准化的数据支持框架。
引言
海洋生态系统正面临过度捕捞、污染、海岸带开发和气候变化的日益严峻的威胁，这凸显了对关键鱼类种群和栖息地进行长期、代表性监测的重要性，以便为管理和政策提供信息。水下鱼类观测（Underwater Fish Observation, UFObs）技术，如水下视觉普查（Underwater Visual Census, UVC）、立体诱饵远程水下视频（stereo-Baited Remote Underwater Video, stereo-BRUV）和遥控潜水器（Remotely Operated Vehicles, ROVs），在维持长期数据收集中发挥着关键作用。尽管技术不断进步，但对这些方法的研究焦点、地理分布及其固有方法学偏见的理解仍存在空白。本研究对1443篇同行评议出版物（1953–2023年）进行了科学计量分析，运用自然语言处理和网络分析来描绘该领域的研究格局。
方法
本研究使用计算平台CorText对UFObs研究格局进行了认知分析。通过系统检索Scopus、Web of Science和Google Scholar等数据库，并应用针对每种UFObs技术定制的查询，构建了文本语料库。最终语料库包含1443篇文档，覆盖70年。分析过程包括术语提取与处理、共词网络构建、聚类与社区检测以及时间演化分析。术语提取产生了501个独特的术语，并基于其在文档摘要中的共现关系构建网络。利用Louvain社区检测算法，识别出相关的主题集群。通过地理编码作者单位信息，分析了研究产出的全球分布与合作网络。时间分析则通过冲积图和冲击图展示了研究主题的演变趋势。
结果
3.1 语料库概述与发表趋势
共分析了1443篇于1953年至2023年间发表的文献。年度出版物数量在1990年代前一直较低且分散，之后稳步增长，2018年达到最高产年份，出版物超过100篇。UVC是最常用的方法（570篇文献），其次是BRUVS（394篇）、ROVs（179篇）、远程水下视频系统（RUVs，121篇）、潜水员操作视频（DOV，93篇）、拖曳视频（TOWV，69篇）和自主水下航行器（AUVs，17篇）。
在地理分布上，研究产出高度集中。澳大利亚的作者单位数量最多（n = 1341），其次为美国（n = 795）、法国（n = 315）、英国（n = 290）和巴西（n = 268）。
3.2 主题结构：知识集群与术语演变
从语料库中提取的501个独特术语被共词网络分析分为15个不同的知识集群。“海洋保护区”集群是术语最多样化的，包含78个节点。“珊瑚礁生态系统”集群虽只有16个节点，但包含了多个高频出现的核心概念节点，如“礁鱼”、“珊瑚礁”、“鱼类群落”和“物种丰富度”，表明该主题研究高度集中在少数核心概念上。
时间分析显示，从2000年代起，研究兴趣趋于集中，如“海洋保护区”、“珊瑚礁生态系统”和“鲨鱼”等术语变得更加突出和一致。同时，一些术语重要性的变化可能反映了语言使用的演变，例如“海洋保护区”使用增加，而“海洋保留区”和“海洋公园”使用减少。
3.3 知识集群与UFObs技术关联
每个知识集群都与特定的观测技术相关联。BRUVS与“海洋保护区”、“鲨鱼、鳐鱼和鳐”以及“大尺度”集群相关联。ROVs和AUVs主要与“海底管道”、“近海和天然气平台”以及“中光带深度”集群相关。UVC与“珊瑚礁生态系统”集群关联最强，另外与“海洋保护区”、“表层水”和“海洋学数据”集群也有联系。拖曳水下视频（TOWV）与栖息地和光照相关主题的研究紧密相连，而远程水下视频系统（RUVs）则主要与海草栖息地、捕食性物种和草食性动物的研究相关。
3.4 观测方法、研究主题的关联及方法使用的时间趋势
利用列联表进一步量化了观测方法与主题集群之间关联的强度和方向。UVC和BRUVS是主题上最独特的方法，BRUVS与鲨鱼相关和保护主题强相关，而UVC与礁鱼和珊瑚礁研究强相关。RUVs、DOV、AUVs和ROVs表现出更广泛或更专业但更弱的主题关联。
方法使用的时间趋势显示，自1990年代达到峰值后，远程水下视频系统（RUVs）的使用稳步下降。相比之下，BRUVS和ROVs自2000年代初以来使用持续增加。
3.5 地理贡献、机构作用与合作网络
国际协作网络分析显示，美国是该领域的领先贡献者，其次是澳大利亚、英国、法国、巴西和南非。最强的研究伙伴关系发生在美国和澳大利亚之间（562次合作），其次是澳大利亚和英国（285次），英国和美国（241次），以及美国和巴西（204次）。
地理演化分析显示，随着时间的推移，贡献国家和机构的多样性不断增加。近年来，巴西和印度尼西亚等国的贡献有所增加，在出版物产出上超过了法国、意大利和南非等传统贡献国。对发达国家与发展中国家贡献的进一步分析显示，发展中国家在2001年后的贡献从平均1.86%增加到13.36%，增长了11.5个百分点（p < 0.001）。2010年后这一趋势加速，发展中国家平均贡献达到17.79%，而在最近5年（2018–2023年）平均达到25.65%，2023年达到峰值34.23%。回归分析证实了每年约0.36个百分点的稳定增长趋势（R2= 0.42, p < 0.001）。
此外，UFObs研究的协作性日益增强，平均每篇论文的作者数量从1950年代的1.00人显著增加到2020年代的4.26人，在70年间增长了326%。
讨论
4.1 从基础探索到应用保护：UFObs研究的主题与协作演化
分析揭示了15个不同的知识集群，反映了UFObs研究的主题演化和跨学科性质。这些集群的出现和构成说明了该领域从早期的生态探索，逐渐转向日益与全球保护和可持续性优先事项相一致的研究。这种主题发展受到研究团体的成熟、观测技术的进步以及资助结构和国际政策框架的影响。
从1950年代到1980年代，UFObs研究以基础生态调查为特征。到1980年代，开始向应用科学过渡。自2000年代初以来，UFObs研究的特点是一个更具凝聚力、协作性更强的全球社区。知识集群如“珊瑚礁生态系统”和“鲨鱼、鳐鱼和鳐”在继续探索生态过程的同时，越来越多地为政策和管理实践提供信息。而“中光带深度”和“海草”等集群则解决了未被充分研究栖息地的知识空白，反映了该领域对新兴挑战的响应能力。
4.2 技术进步与方法学标准化
技术进步极大地扩展了UFObs研究的范围。传统的潜水员主导的UVC仍然是珊瑚礁科学的核心。BRUVS的出现使得对潜水员回避或移动性强的物种进行大范围调查成为可能。无诱饵的远程水下视频系统（RUVs）允许研究人员观察自然栖息地关联和生态过程。ROVs和AUVs已将UFObs扩展到中光带珊瑚礁和管道、海上平台等工业海景。然而，方法学多样性也给跨研究综合带来了挑战，缺乏公认的标准操作规程（SOPs）限制了可比性。国际协作和网络倡议对于实现方法学统一至关重要。
4.3 地理失衡：关键区域的代表性不足
分析揭示了研究产出的显著地理失衡，澳大利亚、美国和英国成为最多产的贡献者。相比之下，非洲、东欧和部分亚洲地区尽管拥有丰富的海洋生态系统和重大的保护挑战，但代表性不足。发展中国家的持续代表性不足不仅反映了资金和基础设施有限，也反映了科学投资和合作中的历史和系统性不平等。然而，时间分析揭示了发展中国家参与的令人鼓舞的趋势，自2001年以来贡献显著增加。尽管如此，相对于其全球人口份额和其水域内的海洋生物多样性程度，发展中国家仍然代表性不足。
这种不平衡对全球海洋可持续性和保护目标具有关键影响。关于当地生态系统的知识空白降低了国际保护倡议的有效性。此外，这种失衡可能导致研究产出代表西方中心视角，优先考虑可能与区域背景不一致的生态框架、方法论和管理方法。为了纠正这些偏见，必须促进公平合作和能力建设倡议，使代表性不足的地区能够主导和贡献研究工作。
4.4 国际合作中的权力动态：对知识生产的影响
UFObs研究中的合作网络主要集中在发达国家，澳大利亚和美国的关键机构成为中心节点。这些网络促进了知识交流和资源共享，但也常常以牺牲代表性不足地区为代价，偏向于已建立的研究团体。这种模式强化了现有的地理偏见，限制了塑造该领域的视角多样性，降低了其制定具有全球相关性保护策略的能力。
尽管多作者出版物已成为常态，但发达国家在作者网络中的持续主导地位表明，仅增加合作并不能保证公平参与或知识共同生产。来自非洲或东南亚等地区的研究人员可能由于资金限制、资源有限或语言障碍而难以进入这些网络。在某些情况下，这种动态助长了“跳伞科学”等提取性实践。通过解决这些根深蒂固的权力动态和促进公平的研究实践，UFObs研究界可以增强其全球知识基础的多样性和包容性。
结论
在过去的70年里，UFObs研究已从本地化的基础研究发展成为一个解决紧迫保护优先事项的全球互联领域。先进技术和国际合作的整合扩大了研究范围，促进了对鱼类种群及其栖息地的更深入理解。本研究强调了这些进步如何促成关键知识集群的出现和主题优先事项的演变，反映了该领域对紧迫生态挑战的响应能力。
尽管取得了进展，但分析揭示了显著的地理和方法学差异，限制了UFObs研究的全球影响，制约了全面理解物种分布和移动、监测和评估保护区及管理区网络的机会。解决这些差异需要有针对性的努力，以增强代表性不足地区的参与，建立监测时间变化的标准方法，并促进公平合作。联合国海洋科学促进可持续发展十年和“30×30”目标等倡议强调了高质量、包容性研究和监测对于为所有尺度的政策和管理策略提供信息的重要性。
UFObs研究的下一阶段应利用新兴技术和跨学科伙伴关系来加速进展并扩大参与。人工智能和计算机视觉为自动物种识别和行为分析提供了变革潜力，可以减少目前限制资源不足地区研究能力的技术障碍。学术机构、政府机构、非政府组织和当地社区之间的跨部门合作可以促进技术转让、能力建设和知识共同生产。建立共享标准化协议、培训资源和分析工具的开放获取平台将进一步促进参与的民主化，并确保UFObs研究在范围和贡献上都真正实现全球化。展望未来，该领域必须利用其集体专业知识来应对这些挑战并加强其全球研究网络。
