新烟碱类农药毒性研究逐渐转向这些课题

摘自：《环境科学研究》2024年7月

题目：基于文献计量学的新烟碱类农药毒性研究进展

作者：王啸宇，张亚辉，张瑾，陶勇，梁宏仪

近年来我国对新污染物治理的关注度持续上升，新烟碱类农药作为众多新污染物中的一个小分支，在全球的高使用量以及特有的毒性，使得其在环境介质中广泛存在并对生态系统甚至人类造成潜在风险，因此了解该领域的研究进展和热点演变至关重要。

本文旨在运用文献计量学手段，对Web of Science(WoS)数据库收录的新烟碱类农药毒性相关文献进行全面分析。对2000—2023年来该领域的发展状况和研究热点做出总结，以期为今后新烟碱类农药相关研究提供参考。

全球对粮食和高产作物的需求不断增加，促进了农药的研发与推广。自1980年开发市售以来，新烟碱类农药逐步取代了传统杀虫剂(如有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂等)，成为全球应用最广泛的农药之一。其中最具代表性的是第一代氯代烟碱型杀虫剂吡虫啉(Imidacloprid，IMI)、烯啶虫胺(Nitenpyram，NIT)、啶虫脒(Acetamiprid，ACE)和噻虫啉(Thiacloprid，THA)，第二代硫代烟碱型杀虫剂噻虫嗪(Thiamethoxam，THM)和噻虫胺(Clothianidin，CLO)，以及第三代四氢呋喃烟碱型杀虫剂呋虫胺(Dinotefuran，DIN)。当前，新烟碱类农药的使用量约占世界杀虫剂使用总量的1/4，远超其他类别杀虫剂。作为当今全球最大的一类仿生合成杀虫剂，新烟碱类农药具有对脊椎动物毒性低、对昆虫毒性大、使用灵活、具有内吸活性等优点。

然而，多年以来新烟碱类农药的广泛应用，及其较强的水溶性、内吸性和持久性等特点使得其在多种环境介质中普遍存在，对人类和生态系统造成有害影响。为此多个国家和组织对部分新烟碱类农药的环境风险进行再评价，并根据评估结果颁布限制使用令或禁令。2012年，我国工业和信息化部发布了IMI和ACE的生产指南，以规范新烟碱类农药的使用。2013年7月，我国农业部农药检定所召开新烟碱类农药风险分析研讨会，探讨了新烟碱类农药的具体管理方案。2013年5月24日欧盟委员会发布公报，自12月1日起开始实行为期2年的新烟碱类农药限制令，禁止将含有IMI、CLO和THM的植物保护产品用于种子处理与土壤处理。巴西、加拿大等国家也对新烟碱类农药实行了不同程度的限制使用。2018年4月欧盟禁止在户外施用对蜜蜂有害的3种新烟碱类农药(IMI、CLO和THM)。2021年8月26日，美国环境保护局发布了3种新烟碱类农药(IMI、CLO和THM)的生物评估草案(BEs)，建议通过降低申请率和限制申请时间来降低其风险。2022年11月16日，我国农业农村部发布《到2025年化学农药减量化行动方案》，进一步推进化学农药减量化，为新污染物治理做出积极贡献。

由图1可见2000—2023年，新烟碱类农药毒性相关文献整体上呈稳步增长趋势，从2000年仅4篇的年发文量，到2012年年发文量超过50篇，2022年达最高值(272篇)，文献引用量在2019—2021年迅速增加，且自2019年起，每年的文献被引次数均高于5000次，这表明全球对新烟碱类农药毒性的关注度越来越高。

在新烟碱类农药毒性研究领域，全球共87个国家发表了相关文献，但发文量超过10篇的仅有35个，这表明一半以上的国家尚未在该领域进行深入研究。2000—2023年发文量排名前30位的国家之间的合作网络如图3所示，其中发文量前5位的国家分别为中国(576篇)、美国(456篇)、巴西(146篇)、英国(114篇)和法国(113篇)，中国发文量占总发文量的28.00%，远超其他国家，这体现了中国对新烟碱类农药毒性研究的显著贡献和高度关注。截至2023年，我国已登记新烟碱类农药产品近3000种，约占全国登记农药总量的16.2%，这一庞大的基数为相关研究提供了丰富的实践背景和深刻的现实需求。在国际合作研究方面，中美之间合作强度最高，两国在新烟碱类农药毒性研究领域开展了广泛的交流与合作，共同推动了该领域的进步。此外，大多数国家之间都建立了合作关系，形成了多元化的研究网络。

发文量排名前30位的机构合作图谱如图4所示。由图4可见，中国农业科学研究院是发文量(91篇)最多的机构，其与中国农业大学之间合作强度最高，体现出研究所与高校之间良好的合作关系，并展现出一定的学科优势。各研究机构间的广泛合作表明，当前学术研究不仅关注自身成果，还高度注重机构间的学术交流与合作。

研究热点

关键词是文献计量学研究的重要指标，可以在一定程度上展现研究结构与热点。2000—2023年检索到的2057篇文献中共得到7388个关键词，删除无意义的关键词、合并意思相同的关键词后得到7292个关键词，在VOSviewer中进行关键词共现可视化，选择阈值50次进行聚类分析，得到聚类视图(见图5)，其中包含5个聚类53个关键词(见表4)。

表4新烟碱类农药毒性研究领域高频关键词聚类信息

聚类一：新烟碱类农药独特的作用机制使得其不仅对害虫产生毒性效应，还会对非靶标生物产生影响。

聚类二：新烟碱类农药及其代谢产物在各种环境介质(如土壤和水体等)中存在残留。

聚类三：新烟碱类农药对蜜蜂等传粉昆虫，具有显著的致死或亚致死影响。

聚类四：新烟碱类农药在环境中的暴露对无脊椎动物产生了慢性毒性效应。

聚类五：新烟碱类农药的毒性机制在分子层面的研究主要集中在DNA损伤和氧化应激等方面。

研究热点演化趋势

关键词突现图谱可以显示热点随时间的变化情况，从而分析研究演化趋势。突现强度最高的25个关键词如图6所示。

新烟碱类农药的毒性研究热点经历了从基础生物学机制(如″烟碱乙酰胆碱受体″)到生态影响(如″生物多样性″″环境风险″)的转变，早期研究集中在神经生物学层面，特别是与烟碱乙酰胆碱受体的相互作用，反映了新烟碱类农药作用的分子基础。

随着时间的推移，研究焦点逐渐转向了新烟碱类农药对非靶标生物的影响，包括″蜜蜂″″水生无脊椎动物″和″鱼类″等。2010年以后，研究人员开始更加关注新烟碱类农药对对生态环境的整体影响，如″生物防治″″天敌″以及″蜂群崩溃综合症″等问题，这表明研究者逐渐认识到新烟碱类农药不仅对靶标害虫有影响，还可能对整个生态系统的稳定性和功能产生深远的影响。随着对新烟碱类农药潜在危害认识的加深，″风险评估″″管理″和″环境风险″成为了研究的重要组成部分，反映了研究者和决策者对农药使用的安全性评价和管理策略的关注。近年来，研究开始关注农药的慢性暴露效应，如″慢性暴露″″环境归趋″，这表明研究者正在探索农药在环境中长期积累的后果，以及对生物长期健康的影响。