國際兒童青少年體力活動研究的特征與前沿熱點解析(1987-2017)
——基于ISI Web of ScienceTM的文獻計量可視化研究

張 健,孫 輝,張建華,劉振鐸

體力活動是指人體所有骨骼參與的運動,主要包括休閑鍛煉活動、社區活動、居家活動、交通活動及與個體職業相關的活動[1]。隨著現代社會生產與生活方式的改變,生產效率的提高,人類個體在日常生活中身體靜止與活動的時間比例,及能量攝入與耗散之間的比例呈上升趨勢,由此導致的人類健康問題不斷增多[2-3]。世界衛生組織(WHO)提出,體力活動不足是導致人類死亡的第4位因素[4]。與成人的超重、肥胖癥類似,兒童青少年群體的超重、肥胖癥已成為國際公共健康領域的嚴重威脅之一。國際兒童青少年超重、肥胖癥的盛行,及來自不同國家、社會組織、家庭對這一人類發展問題的多維度積極關注,致使世界各國參與研究的人數及科研成果總量呈快速增長態勢。基于此,筆者對近30年來國際兒童青少年體力活動研究的特征及其前沿熱點進行梳理,以期為我國研究兒童青少年體力活動參與,有效預防、干預兒童青少年超重、肥胖等流行病提供參考與幫助。

1 數據來源與研究工具

1.1 數據來源

數據來源于Web of Science核心合集(Web of ScienceTM)的SCI、SSCI以及 A&HCI數據庫。檢索主題詞為“兒童青少年體力活動”,檢索結果呈現類型為“Article”,語種為“English”,并以#1“physical activit*or sport*activit*or sport*participate*or physical Exercise*or physical participat*or sport*exercise*or physical education”與#2“primary school children or child*or Teenagers or young boys and girls or teen-agers or youngsters or pre-school child*or adolescent*or youth or young adult*”為主題詞,對1987-2017年國際兒童青少年體力活動研究的相關成果進行檢索,并對缺少摘要、關鍵詞、參考文獻以及出版物信息的文獻進行篩除,最終得到3 211篇文獻作為研究數據。檢索時間為2018年3月14日。

1.2 研究工具

借助CiteSpace V軟件對該文獻作者、關鍵詞、研究機構、被引頻次等特征信息進行重組,精確追蹤與分析這一領域的研究熱點與動態演進歷程。

2 研究結果與分析

2.1 國際兒童青少年體力活動研究的特征

2.1.1 近30年國際兒童青少年體力活動研究成果的時間序列特征

兒童青少年體力活動一直是體育學、醫學、心理學以及兒科醫學領域的專家、學者所關注的重要研究內容。相關研究成果早在20世紀80年代初就已浮現,尤其是21世紀以后,兒童青少年體力活動研究受到學術界的密切關注,研究成果量呈高速增長態勢,近10年間該主題已成為國際公共健康領域的研究熱點與焦點。在1987-1995年間,參與兒童青少年體力活動研究的相關學者均是從實驗心理學、社會學、人口學以及體育科學等學科視角,對兒童青少年群體的運動動機、認知與運動參與[5],健康體適能[6],人種、年齡與運動能力分級[7-8],運動強度與心率、血壓等生理學指標的監測與控制[9]等領域開展相關研究。1996年以上領域的成果量出現大幅增長,隨后在2003年之前的7年間每年相關文獻產出量基本保持穩定。該階段的發文量、參與研究的學者、機構和國家與第一階段相比增速較快,參與研究的國家由之前的1個增長到14個,成果產出量排在前3的國家依次是美國(99篇)、澳大利亞(15篇)、英國(13篇)。進入國際兒童青少年體力活動研究的第3階段(2003-2017年),以上國家在該領域的科研產量依舊位列前3位(美國1 010篇、澳大利亞408篇、英國381篇),表明以美國為首的3個國家一直引領著國際兒童青少年體力活動研究的前進方向。該階段是國際兒童青少年體力活動研究的深化期與突破期,相關研究的廣度和深度不斷擴展,表現最明顯的是多學科知識在研究過程中的綜合運用,以及研究成果呈現形式上的融合、交叉與互補。

2.1.2 參與兒童青少年體力活動研究的國家特征

CiteSpace V運行數據顯示,在過去的30年間全球共有64個國家進行了324次科研互動。國際科研合作一直是兒童青少年體力活動研究領域的顯著特征,伴隨著全球化進程的加速,科研人才跨國流動以及信息、資源獲取與共享渠道的便捷化,國際科研合作的比較優勢愈加明顯。美國、澳大利亞和英國3個國家的科研產出量,占該領域64個參與國家全部成果的61.29%,在以成果量排名前20位的國家中,僅英國、美國、西班牙、挪威、芬蘭和蘇格蘭6個國家的成果中心性高于0.1,說明在過去的30年內,由于研究方向穩定、理論指引作用與實踐應用價值較高,以上國家與國際上其它國家在研究思路、實驗方法以及論證邏輯等方面形成了相對密切的聯系,在該領域內一直保持著領先地位。但同時,希臘(0.15)卻與上述國家形成了鮮明的對比,雖然其成果產量底,但影響力卻排在全球的第2位,這主要是因為其成果作為國際兒童青少年體力活動研究領域內的高被引論文,主導著該領域的發展方向。保加利亞和新加坡的成果中心性緊跟希臘躋身世界前5名,盡管保加利亞在近30年內僅產出4篇論文,但是該成果卻在兒童青少年體力活動研究領域有著極高的理論與實踐應用價值。

2.1.3 參與國際兒童青少年體力活動研究的作者群特征

分析某一領域特定時間段內科研工作者的研究成果數量與被引用次數,是全面衡量其科研潛力及社會貢獻廣度與深度的主要方法。筆者對近30年來國際兒童青少年體力活動研究領域內相關學者的發文量(前10位)及其中心性進行排序,發現除Andersen(48篇、0.14)與 Reilly(37篇、0.13)以外的8位研究者其成果量與中心性并不存在正向線性關系,說明該群體雖然成果量較高,但研究方向、領域較為寬泛,尚未形成固定的主題與研究范式。相反,Andersen與Reilly不僅發文量排名較高,且成果的中心性均大于0.1,說明兩者的成果與該領域其他研究者的研究成果在研究背景、實驗方法、研究主題與論證邏輯等方面存在較為密切的聯系,體現出兩位學者的科研成果對該領域內相關研究機構和研究者的同類或相關研究具有引導和借鑒價值。

成果的被引次數是衡量作者對相關研究領域學術貢獻大小的指標之一。通過對1987-2017年國際兒童青少年體力活動研究領域的高被引作者進行統計,發現Pate(發文49篇、被引608次、中心值0.12)、Ekelund(49 篇、395 次、0.05)、Reilly(37篇、347次、0.04)與 Tremblay(49 篇、344 次、0.03)不僅在該領域的成果產量突出,同時其成果的被引用次數與中心性較高,是國際兒童青少年體力活動領域的高產出、高影響力學者。

2.1.4 參與國際兒童青少年體力活動研究的機構特征

國際兒童青少年體力活動研究領域的科研機構共有3類,分別是大學的科研院所、社會科研機構以及部分商業公司。統計數據顯示,作為科研機構重要組成部分的全球196所科研院校(占總數的82%),成為近30年國際兒童青少年體力活動領域的研究主體。國際兒童青少年體力活動研究的前10位高產機構均是來自美國、澳大利亞、英國與加拿大的知名大學,美國共有5所大學位列其中,成果產出量占本研究數據樣本總量的21.08%(表1),充分體現出近30年美國高等教育機構對世界兒童青少年體力活動研究的顯著貢獻。美國、加拿大、英國的高等教育研究機構在該領域的學術地位與影響力主導著研究的前進方向,并間接引導著國際兒童青少年體力活動研究機構的跨國合作與學科交叉。其中美國的相關研究機構分別從兒童青少年個體的身體成分與健康體適能,預防疾病和肥胖的自身生理生化機制及社區體力活動環境建成與影響因素,個體性別、體力活動參與意識等內外兩個維度開展研究。英國的布里斯托大學與劍橋大學雖然在該領域的成果產出量國際排名第6、8位,但是橫向比較不同國家研究機構相關成果的中心性,發現這兩所大學所關注的高強度體力活動運動損傷與久坐風險應對[10]、心率及能量耗散監控[11]等研究主題仍是該領域的研究熱點。布里斯托大學與澳大利亞的迪肯大學在兒童青少年體力活動能量攝入與耗散以及體成分變化研究領域存在研究交叉[12-13],同時迪肯大學與加拿大的渥太華大學則在兒童青少年體力活動宏觀、中觀和微觀三層次評價指標體系的構建,及兒童青少年身體主成分隨運動強度、頻率的改變而動態變化等研究領域存在研究成果的融合與多學科研究的交叉[14-15]。

表1 國際兒童青少年體力活動研究高產機構信息(前10位)Table 1 Information of major contributing organizations in physical activity research for children&adolescents(Top10)

2.1.5 刊載國際兒童青少年體力活動研究成果的主要期刊特征

美國是全球兒童青少年體力活動研究成果產出最多的國家,同時也是創辦該領域核心期刊數量最多的國家(131種)。1987-2017年國際兒童青少年體力活動領域的文獻來源出版物共223種,其成果載文量排在前10位的刊物主要是由美國、英國和澳大利亞國內的商業公司和研究機構創刊,英國的《體力活動與健康雜志》在近30年間載文196篇排在各種出版物之首(表2),該雜志是運動醫學與康復領域內的跨學科期刊,主要刊載人體運動與身體健康相互作用的機制與深層機理等相關主題的研究成果[16]。

表2 1987-2017年國際兒童青少年體力活動研究文獻來源出版物信息表(刊文量前10位)Table 2 List of source journals in physical activity research for children&adolescents in 1987-2017(Top10)

美國的《兒科醫學》與《醫學與運動科學》雜志,英國的《運動營養與體力活動國際雜志》,以及澳大利亞《體育科學與運動醫學雜志》的影響因子均在4.2以上,充分顯示出以上期刊在國際兒童青少年體力活動研究領域的權威性。《兒科醫學》雜志是美國科學院兒科醫生學會 (American Academy of Pediatrics,AAP)創辦的專業醫學學術雜志,主要報道世界兒科醫學領域的最新臨床研究與進展,并致力于兒童體力活動與健康促進相關研究成果的推廣與普及,是兒科領域影響因子最高的學術刊物,同時也是對兒童青少年體力活動研究具有基礎支撐作用的權威醫學類刊物(5-IF=6.476),2017年被其他高質量兒科雜志所引用的文章為28 316篇,被引用率在所有科學期刊中位居前2%[17]。

2.1.6 國際兒童青少年體力活動研究的期刊共被引特征

對國際兒童青少年體力活動研究領域進行期刊共被引分析,可以歸納得出近30年國際兒童青少年體力活動研究的前期知識基礎分布與學科支撐,同時也有利于提煉出該研究領域的學科體系與知識框架。對CiteSpace V后臺輸出數據進行統計整理,得到1987-2017年國際兒童青少年體力活動研究領域高被引與高中心性期刊信息(均為Top10),兩者進行對比發現美國的Medicine and Science in Sports and Exercise(IF=4.141),Pediatrics(IF=5.705),Preventive Medicine(IF=3.434)與Research Quarterly for Exercise and Sport(IF=1.815)4種雜志是高頻次共引期刊,同時也是高中心性共引期刊,以上期刊刊載的相關研究成果對引領國際兒童青少年體力活動領域的基礎研究創新、集成研究創新以及研究熱點的走向具有重要意義。從共被引期刊的學科門類進行審視,發現高頻次被引期刊主要涉及醫學(9種、90%)與社會學(1種、10%)2個一級學科門類,而高中心性共引期刊主要由醫學類(8種、80%)、社會學類(1種、10%)、綜合類(1種、10%)期刊組成。通過對國際兒童青少年體力活動研究領域的高中心性和高頻次共引期刊進行排序并歸納其地域分布,發現美國在該領域相關研究成果中的被引期刊以及高中心性共引期刊數量占絕對優勢,說明美國醫學領域內運動科學、兒科學、內科學、營養學、人體內分泌與代謝,及社會學領域里的心理學等相關研究,一方面為提升國際兒童青少年體力活動研究的廣度與深度提供了多學科交叉與融合的知識支撐,另一方面則從質性研究與量化研究方法論的角度為國際兒童青少年體力活動研究的實驗設計、過程邏輯論證、測量量表的選擇與修正、數據采集與分析、研究結果的推導與驗證等維度提供了可供借鑒的顯性研究范式。

2.2 國際兒童青少年體力活動領域的研究熱點

探究一個研究領域的熱點與最新進展,必然要對作為該領域研究成果知識基礎的相關參考文獻進行梳理,在歸納、分析的基礎上找到前期經典文獻對后續研究的影響與貢獻[18]。運行CiteSpace V并結合輸出數據得到高頻次(頻次〉80)的共被引文獻信息(表3)。數據顯示,國際兒童青少年體力活動研究領域內的11篇高頻次共被引研究成果全部產于本世紀初(2000-2012年),學科間的交叉與研究成果的相互引用為近20年國際兒童青少年體力活動研究提供了知識支撐與試驗方法上的借鑒。在引導國際兒童青少年體力活動研究前沿走向的同時,也加速了該領域相關研究成果的更新速度。

表3 1987-2017年兒童青少年體力活動研究高頻次共被引文獻信息表(頻次〉80)Table 3 Information of high-frequency co-cited references in 1987-2017(frequency〉80)

對國際兒童青少年體力活動研究領域高頻次(頻次〉80)共被引文獻的文本內容進行梳理、歸納,發現該領域高被引文獻的研究重點及關注點主要集中于以下4個方面。

2.2.1 國際兒童青少年體力活動水平、模式及其對個體自身健康益處的系統評估

Janssen等[19]通過運用高血脂、高血壓、代謝綜合癥、肥胖、骨密度、抑郁與傷害共7項健康評估指標,對5～17歲兒童和青少年的體力活動與健康益處進行全面地系統評估。結果顯示,體力活動與個體健康之間存在正向遷移關系,即使是適度的體力活動也可以對患有肥胖癥的高危兒童青少年個體產生健康益處。而以有氧運動為主的體力活動對人體的健康益處最大,中等運動強度則是對個體健康產生積極影響的最低強度要求。體力活動對兒童青少年個體的某些健康益處可以通過平均每天30 min的身體鍛煉予以獲得,但為了保證5～17歲兒童青少年的正常發育及身體健康,其每天的體力活動累積時間至少應保持在60 min左右,而中等強度的體力活動時間應達數小時。有研究發現兒童青少年在堅持有氧運動的同時,仍需適時增加對促進肌肉增長和提高骨骼密度有顯著效果的中、高強度體力活動,且該強度的身體鍛煉頻率以每周3次為宜。此外,相關研究同樣證實了體力活動對兒童青少年體重超重預防與肥胖癥干預[20],運動技能的掌握與改進策略[21],以及認知技能發展與心理、心血管健康[22]等方面的積極效應。

2.2.2 運用監測器、加速度計以及切點預測兒童青少年體力活動

加速度計與監測器是國際上用于兒童青少年體力活動流行病學研究的可行且準確的實驗儀器。美國2003-2004年國民健康和營養調查數據顯示,男性比女性在體力活動參與方面表現得更為活躍,兒童(6～11歲)與青少年(12～19歲)群體的體力活動參與率隨著年齡的增加呈現出顯著下降趨勢,在這個復雜多階段概率樣本的橫斷面研究中,僅有42%的兒童達到了每天60 min的體力活動量,而在青少年群體中達到這一標準的人數僅占8%,成年人(20歲以上)每天堅持進行30 min體力活動的人數則不到該群體總人數的5%。以上是對體力活動進行加速度計客觀統計與自我報告主觀測量之后,得到的關于性別和年齡活動模式的定性結果。但由于前者統計的運動量遠低于后者的實際體力活動量,因此在臨床實踐、公共衛生項目設計和評價以及流行病學研究中,必須將個體自我報告的體力活動量認真考慮并統計在內。Trost等[23]通過采用間接熱量法測試206名5～15歲兒童青少年受試者在不同運動方式中的能量耗散,準確評估了兒童青少年在12項標準化活動中身體能量耗散的5個獨立 ActiGraph 切點(FT、PU、TR、MT、EV)的分類精度與準確性。評估結果顯示 EV(Evenson)和 FT(Freedson/Trost)切割點對于中度至劇烈強度的體力活動(ROC-AUC=0.90)表現出明顯更好的分類準確性。僅有EV(Evenson)切分點為所有4個級別的體力活動強度提供了可接受的分類準確性,并在所有年齡段的兒童青少年體力活動能量耗散評估方面表現良好。EV ActiGraph分割點是目前國際上通用的評估兒童青少年群體在久坐、輕度、中度和劇烈強度體力活動中的最佳加速度計切點。

2.2.3 兒童青少年體力活動、久坐時間與心血管疾病、超重以及肥胖癥的相關性研究

Cole等[24]通過國際性體重變化橫斷面研究,對巴西、英國、香港、荷蘭、新加坡和美國共6個國家(地區)兒童青少年(男97 876人,女94 851人)的體重指數進行調查,推算出國際上2～19歲兒童青少年超重(5% ～8%)及肥胖(0.1% ～4%)的患病率。肥胖一直是美國公眾關注的主要問題,1980年至2002年間,20歲及以上的成年人肥胖患病率增加了1倍,6至19歲的兒童和青少年超重患病率增加了2倍[25]。1999-2004年美國兒童和青少年超重率和男性成年人肥胖率顯著增加,相反,美國女性成年人的總體肥胖率卻保持平穩[26],說明美國兒童青少年的總體超重患病率在持續增加,成年人中男性肥胖患病率增加的同時女性則總體保持平穩。在體力活動與兒童青少年心血管疾病預防以及干預效果的相關性研究方面,Ekelund等[27]運用Meta分析法對1998-2009年國際兒童成長數據庫(ICAD)中20 871名兒童青少年(4～18歲)的14項測試指標的原始數據進行分析,發現兒童青少年中、高強度的體力活動(MVPA)與心血管代謝風險因子之間存在較高的相關性,而久坐時間與心血管代謝風險因子之間并不相關。通過對來自丹麥、愛沙尼亞和葡萄牙的1 732名學齡兒童青少年的體力活動與心血管疾病危險因素進行評估,發現預防心血管疾病的有效體力活動強度至少應高于目前國際兒童青少年體力活動指南中的規定強度,于是Andersen等[25]建議兒童青少年每天至少進行1 h以上的中、高強度體力活動,才能有效預防心血管疾病。該主題的相關研究成果主要借助醫學領域的循證醫學研究方法,對體力活動與兒童青少年超重、肥胖以及心血管患病的相關性開展實證研究,研究成果的可信度高,是兒童青少年體力活動領域后續研究重點關注并被高頻引用的基礎性文獻。

2.2.4 影響兒童青少年與成人參與體力活動的相關因素研究

美國[28]、澳大利亞[29]等發達國家曾一度將有效增加居民規律性體力活動的參與率作為促進國民健康的首要任務。因干預措施在改變影響兒童青少年與成人個體參與體力活動的潛在變量方面最為有效,故研究影響體力活動的“決定因素”或“相關因素”是設計相關干預政策與方案的重要前提條件。相關研究顯示,兒童青少年與成人的體力活動參與率及鍛煉強度與多個領域的因素有關[30]。Sallis等[31]對影響體力活動參與的40個兒童相關變量以及48個青少年相關變量進行綜合評估,發現性別(男性)、父母超重狀態、體力活動偏好與意圖、感知障礙(反向)、之前的體力活動頻率、健康飲食、運動設施的規劃與使用及戶外活動時間等變量與兒童體力活動密切相關,而與青少年體力活動密切相關的變量有性別(男性)種族(白人)、年齡(反向)、感知覺能力、抑郁(反向)、之前的體力活動強度與頻率、社區體育、周末與放學后久坐時間(反)、父母支持與幫助以及參與鍛煉機會的多少。通過對1998-2000年間發表的與體力活動(包括鍛煉和鍛煉依從性)相關的研究成果進行回顧,發現婚姻狀況、肥胖、吸煙、缺乏運動時間、過去的鍛煉行為及環境變量與成年人的體力活動參與率密切相關。家庭、社區和學校體育環境是構成兒童青少年體力活動的環境的主體[32],Trost等[33]認為后續體力活動研究將更加注重環境因素,并運用生態學與環境學的相關理論與方法詮釋不同人群體力活動參與的相關性,在依賴橫斷面研究的基礎上,仍需進行縱向干預研究,以利于準確量化兒童青少年及成人體力活動的參與率與相關因素的因果關系。

3 結語

(1)參與國際兒童青少年體力活動研究的國家主要以美國、澳大利亞和英國等西方發達國家為主,這些國家的高等院校是承擔兒童青少年體力活動研究的主要機構,相關成果的研究內容較為廣泛,且與醫學、社會學等其他學科存在明顯的學科交叉。隨著研究深度與廣度的不斷擴展,科研機構進行跨國合作的頻率以及成果產出量呈上升趨勢。

(2)國際兒童青少年體力活動領域的研究熱點隨時間不斷變化,相關成果呈現出研究視角廣、研究方法新、實證研究與邏輯論證綜合運用的基本特征。不同時期的研究熱點始終與所處的社會背景相結合,且具有一定的實踐指向性和鮮明的時代訴求。

(3)1987-2017年國際兒童青少年體力活動研究始終圍繞著兒童青少年超重、肥胖癥的預防與干預展開,具體包括超重、肥胖兒童青少年身心健康與體力活動強度閾值的測量與評估、久坐行為、體力活動不足與超重、肥胖癥的相關性,體力活動與超重、肥胖兒童青少年心血管疾病的預防與治療等方面。