引言

中华鲟的生活史连接海洋、河口和长江干流，其资源变化与繁殖状况是长江生态保护的重要议题。面向公众的数字科普除了介绍物种形态，还需要解释其数量变化、洄游过程与生存环境。Dahlstrom认为，科学叙事有助于非专业受众理解信息，同时也提醒研究者注意案例是否具有代表性，以及叙事方式是否会影响公众判断。因此，科普内容的叙事安排必须以资料能够证明的范围为限。中华鲟研究记录了捕获量、模型估算数量、繁殖群体数量和幼鱼监测结果。虽然这些资料都涉及数量，但统计对象、调查范围和获取方法并不相同。若把所有数值直接连接成一条连续曲线，读者可能忽略统计方法的差别，并把某一地点或某一时段的记录误解为整个种群的变化。数字科普可以结合图表、地图和水下场景来传递信息。图表适合准确呈现数量关系并保留统计说明，场景则适合展示主体行动、空间位置和环境关系。本文所说的数字场景美术，是指在科普影像或数字展示制作前，对场景节点、环境形态、主体比例和光色层次进行的美术设计。

本文的总研究问题是：在保留资料原有科学含义、不过度解释证据的前提下，如何把中华鲟生态资料转化为具有叙事作用的数字场景美术表达。围绕这一问题，文章考察三方面内容：生态资料怎样成为具体的设计条件，数量与空间关系应由哪些视觉形式表现，以及场景表达怎样避免增加资料中没有的含义。公众观看后的理解程度是否发生变化，不属于本文的论证范围。

本文围绕研究问题开展文献研究和概念分析，资料整理截至2026年8月。检索内容分为三组，分别是中华鲟种群与幼鱼监测、叙事可视化与不确定信息的表达、影视场景与空间叙事。生态文献优先选取能够说明调查对象、资料来源、研究方法以及时间和空间范围的原始研究或近年综述。理论文献则选取提出分析模型、场景观点或实证结果的研究。本文不以文献数量判断整个研究领域是否已经形成共识，而是用相关文献说明框架各步骤的理论来源。

分析时，首先核对资料研究的对象、时间和空间范围、获取方法以及结论的确定程度，再判断资料描述的是数量变化、空间路线、生命阶段、环境条件还是生态风险。随后明确每类资料在科普叙事中需要说明的内容，比较场景、图表和注释各自能够准确保留哪些信息，并检查视觉表达是否增加了原资料没有证明的数量、因果或空间关系。种群数量资料用于说明统计方法怎样限制视觉表现，幼鱼监测资料则用于展示从理解资料到检查表达范围的完整设计过程。

一、研究对象与理论依据

（一）理论依据与概念界定

中华鲟资源研究为本文提供了生态资料基础。已有文献分别说明资源变化、年龄结构估算方法、繁殖群体指标以及幼鱼出现的时间。本文依据这些研究确定需要转化的资料内容，并判断场景表达可以说明到什么程度。

可视化研究提供了把专业资料转化为视觉形式的方法。Munzner的嵌套模型把设计过程分为领域问题、数据与任务、视觉表现和技术实现四个层次，并指出前一层的判断会影响后一层的选择。Brehmer与Munzner进一步从任务目的、执行方式和输入输出三个方面分析可视化任务，这有助于把专业研究问题改写为明确的表达任务。Segel与Heer讨论了作者引导和读者自主探索之间的关系，为安排主画面、图表和补充说明的阅读顺序提供了参考。

空间叙事和场景设计理论说明了生态过程如何转化为空间与环境安排。Roth指出，地点顺序、空间变化和画面之间的连续关系会影响地图叙事的理解。Conlen等认为，场景、灯光、比例和观看视点能够帮助观者理解数据所描述的空间关系。阿弗隆夫妇提出，电影场景可以交代地点、突出关键信息并推动叙事发展。在中华鲟案例中，长江口和干流的标识用于交代地点，幼鱼活动区域和环境层次用于突出信息，降河节点的先后安排用于表现过程。由此，这些理论能够落实为地点、主体、环境和顺序等能够逐项检查的场景设计内容。

框架还需要处理资料本身不能充分证明的内容。Hullman发现，可视化作品 in 传播中可能省略不确定信息。Xiong等通过实验发现，把数据合并到何种程度以及采用哪种图形形式，都会影响受众对因果关系的判断。因此，视觉设计既要准确呈现资料之间的关系，也要避免把同时发生或彼此相关的现象表现成已经得到证明的因果关系。

本文选取的可视化研究说明了如何从专业问题逐步形成视觉方案，但没有直接回答某个生态统计数值能否表现为场景中的鱼群数量。场景设计理论说明了环境在叙事中的作用，却通常不要求设计者逐项标明每个场景要素来自哪类证据。本文在这两类研究之间补充一套连续的检查过程，使统计方法、观察范围和结论的确定程度能够具体影响场景节点、环境造型和信息标注。

可视化研究主要讨论如何用位置、形状和大小等图形要素呈现数据关系，视觉叙事进一步关注信息顺序和观看引导，场景美术还需要组织空间造型、主体比例和环境氛围。本文将科研资料进入场景美术后的这一转换过程称为视觉转译。具体来说，设计者先弄清资料的专业含义和适用范围，再确定它在科普叙事中需要说明什么，最后为不同信息选择场景、图表或注释等表现形式。因此，本文把视觉转译界定为一种面向设计过程的工作概念，专门用于分析中华鲟生态科普场景，不泛指所有视觉传播活动。

（二）中华鲟生态资料的表达难点

中华鲟生态资料首先面临统计口径不一致的问题。捕获量、模型估算数量、繁殖群体数量和幼鱼监测值即使都以“尾”为单位，也不能直接比较。其次，每项结论都有明确的适用范围。某项调查没有监测到自然繁殖，只能说明相应调查范围内缺少记录，不能据此认定自然种群为零。水坝建设、水文变化和种群下降在同一时期出现，可以提示研究者关注它们之间的关系，但不足以单独证明因果。现有资料还涉及年度记录、生命阶段和长期演化等不同时间尺度，不宜放在同一条叙事时间线上。基于这些限制，本文只把进化资料作为背景，重点分析种群数量和幼鱼降河资料。

二、生态信息视觉转译框架

（一）框架结构与判断标准

视觉转译框架包括四个依次进行的步骤，并在全过程加入科学边界审查。第一步是科学语义识别，即弄清资料研究了什么对象、使用了什么指标、来自何种方法、适用于哪些时间和空间范围，以及结论有多大确定性。第二步是叙事功能提取，即明确资料在科普内容中需要说明数量变化、空间路线还是生命阶段。第三步是视觉编码匹配，即根据内容选择场景、图表、符号或标签等表现形式。第四步是信息层级组织，即安排主画面、图注和交互信息的阅读顺序。科学边界审查负责在每一步核对资料来源和证据强度。一旦发现画面增加了资料没有证明的含义，方案就返回前一步修改（图1、表1）。

框架环节	需要判断的内容	形成的设计内容	需要避免的问题
科学语义识别（弄清资料含义）	核对资料对象、范围、方法和确定程度	资料条件说明	混合不同统计方法或扩大局部记录
叙事功能提取（明确说明内容）	确定资料用于说明变化、路线、条件还是风险	叙事任务说明	用个体故事代替种群结论
视觉编码匹配（选择表现形式）	根据数量、方向和环境状态选择不同形式	场景、图表或标签方案	用画面鱼数代替资源量
信息层级组织（安排阅读顺序）	安排主画面、图表、图注和交互信息的分工	信息层次方案	把关键说明隐藏在次要位置
科学边界审查（检查是否过度解释）	核对来源、统计方法、示意处理和因果含义	修改记录	表达的含义超过资料能够证明的范围

本文以Munzner的通用设计层次为基础，把讨论范围缩小到生态科普场景，并增加三项与科学资料有关的要求。设计者需要先把统计方法和观察范围写成明确的设计条件，再区分场景、图表和注释分别承担什么说明任务，最后检查每个环节是否增加了超出资料范围的含义。本文框架与已有模型的主要区别，在于这套贯穿设计过程的资料检查方法。

科学语义识别决定场景可以表现哪些内容。生命阶段限制主体的形态，地理资料限制不同地点之间的关系，监测方法则决定数值能够代表哪些对象。资料没有说明的部分应保留为空白或采用概括性表达，不能为了让画面显得完整而自行补充。

叙事功能提取需要先明确说明目的，再选择表现手段。数量变化通常适合用图表呈现，空间路线和生命阶段可以转化为场景节点与行动方向，环境资料则用于限制场景状态。繁殖群体估算不能直接决定画面中鱼的数量，某一地点的水环境记录也不能代表整条长江。

框架采用五项标准检查设计方案。科学真实性用于确认画面是否保留资料原意，来源可追溯性用于确认数值和判断能否找到具体文献依据。信息可读性检查趋势、方向和状态是否容易辨认，叙事连续性检查地点变化和阶段顺序是否清楚。艺术适度性则检查构图、光色和动态处理是否增加了新的生态含义。若任何一项无法得到明确回答，方案都应返回相应步骤修改。

（二）场景组织需要遵守的资料限制

场景化表达首先要区分图表和环境场景各自承担的信息。图表保留数量大小和统计说明，环境场景呈现位置、方向和行动条件。若设计者直接用画面中逐渐减少的鱼来表现种群下降，观者可能把画面鱼数当成真实数量。图表与场景可以共同说明同一生命过程，但两者所能证明的内容不同。

洄游资料可以整理为生命阶段、空间地点和行动方向。场景先交代长江与海洋的关系，再标出长江口和干流，并区分成鱼溯江与幼鱼降河。只有对理解过程有帮助的地点才需要进入画面。若长距离路线在画面中被压缩，还应注明空间比例为示意，避免观者把相邻画面理解为真实地点彼此相邻。

生命行为适合按照阶段和先后顺序组织。某一年首次和最后一次监测到幼鱼的日期，可分别称为首现时间和终现时间，应当用一个观察时段来呈现。水体环境可以通过颗粒运动、可见距离和光线衰减形成视觉提示，水温、污染物浓度等无法直接看见的信息则宜用数据界面或注释说明。自然水体也可能因为泥沙、水深和季节变化而能见度较低，因此蓝绿色不能固定代表健康，黑暗也不能直接代表污染。

表现生态威胁时，需要区分画面能够看见的现象、生物接触威胁的条件和已经得到研究支持的生物效应。河道结构、船体或悬浮物可以在有资料依据时作为环境要素，化学污染的过程却不能只靠改变水色来表现。若缺少相应的现场资料，宜使用文字或图示解释其作用原理，避免观者把象征性的气氛理解为现场测量结果。

三维场景可以通过主体大小、前后景关系、遮挡和观看视点安排信息主次。如果为了便于辨认而放大中华鲟，应注明画面使用了示意比例。为便于观者阅读，本文把信息分为三个层次。概览层呈现主要方向，解释层说明统计对象和生命阶段，来源层保留研究方法和文献出处。直接影响结论含义的重要说明仍应和主要信息同时出现，不能全部放在最深层。

本文把场景中的内容分为科学事实、示意性概括和艺术处理。科学事实需要注明资料来源、研究对象和适用范围。示意性概括可以压缩地点、简化地形或改变观看比例，但必须保留关键关系，并明确标注为示意。艺术处理可以调整构图、光色和画面节奏，但不能由此增加新的生态结论。置信区间、不同估算方法和没有记录的年份应分别标出，不能合并成一条看似连续的趋势线。如果连线、渐变或事件排列暗示了资料没有证明的关系，应改用断线、分开展示或补充限定说明。

三、中华鲟资料如何转化为场景表达

（一）种群数量资料对场景表达的限制

分析数量资料时，首先要明确这些数值可以说明什么，又不能说明什么。表2选取几组有代表性的记录，用来说明同样以“尾”为单位的数值，可能分别指捕获量、模型估算数量、繁殖群体均值或某一地区的监测数量。

资料时间	数值	数值代表什么	来源
1972至1980年	年均517尾	成体捕获量	文献[1]
1990年前后／2010年	约2200尾／约170尾	年龄结构模型估算数量	文献[5]
1998至2020年	约423、215、39尾	三个时期的繁殖群体均值	文献[2]
2017至2021年	27、20、16、13、15尾	葛洲坝下游疑似中华鲟监测数量	文献[3]

1972至1980年的年均517尾指成体捕获量，不能作为整个种群数量或水下密度。1990年前后约2200尾、2010年约170尾来自年龄结构模型的估算，可以说明该模型计算出的数量变化，但不能据此还原两个时期中华鲟在长江中的具体分布。

1998至2020年的繁殖群体数据是不同时期的平均值，2017至2021年的27、20、16、13、15尾则是葛洲坝下游监测到的疑似中华鲟数量。两类资料虽然时间有重叠，但研究对象不同，不能前后连接成一组连续数据。图表应分别注明统计对象和研究方法。场景中的鱼群数量不能代替资源量，环境危机的表现也需要另有因果证据。

上述分析对场景设计提出三项限制。画面中的鱼数不代表资源量，局部监测记录不代表中华鲟的整体分布，数量曲线也不能直接证明某一危机事件。种群数据更适合放在辅助图表中，用于交代场景叙事的背景和资料范围。

（二）幼鱼降河过程的场景组织与环境表达

本节依据吴建辉等对长江口幼鱼数量、首次出现时间、最后出现时间和年度出现时长的研究，具体分析这些资料怎样影响场景地点、行动方向、主体比例和信息安排。用于前期整理的导图只帮助梳理资料之间的关系，涉及监测结果的判断均以原文献为依据。

表3把2004至2013年和2014至2020年的监测结果分为两个阶段进行整理。表4进一步记录设计者在理解资料、明确说明内容、选择视觉形式和检查表达范围之后，可以形成哪些具体判断。

资料内容	2004至2013年	2014至2020年	适合的表达方式
各年度是否有记录	10年均监测到幼鱼	仅2015、2017年监测到	在时间轴上用断点和标签表示记录中断
幼鱼监测数量	10年14至600尾，累计1790尾	2015年4158尾，2017年652尾	用图表呈现年度差异，不能直接解释为种群恢复
年度监测时段	有记录年份平均78天	2015、2017年分别188、199天	表现年度出现时段，不能画成个体停留轨迹

注：“未监测到”是指相关年度的调查记录中没有发现野生中华鲟幼鱼，不能据此认定自然种群为零。每年最早和最晚监测到幼鱼的日期构成该年度的监测时段，不能理解为同一尾幼鱼在长江口停留的时间。（资料来源：根据吴建辉、陈锦辉、徐嘉楠的表1和图2、图3整理。）

框架环节	对资料的判断	形成的表达选择	需要避免的问题
科学语义识别（弄清资料含义）	记录指监测范围内发现的幼鱼，年度监测时段不是个体轨迹	标明年份、调查范围和记录性质	把未监测到解释为种群为零
叙事功能提取（明确说明内容）	资料能够说明记录中断和幼鱼到达长江口的时间范围	表现一般降河方向、观察区域和年度差异	根据某年高值编写种群恢复情节
视觉编码匹配（选择表现形式）	记录中断适合时间轴，数量适合图表，空间过程适合场景	图表显示数值，场景组织地点和方向	让场景中的鱼数承担统计功能
信息层级组织（安排阅读顺序）	主画面需要保持过程清楚，重要说明也应便于查看	由主画面、图表、标签和来源层分别呈现	把重要说明全部隐藏在最深层
科学边界审查（检查是否过度解释）	依据文献核对研究对象、时间和空间范围	删除连续个体轨迹和精确密度的暗示	在没有对应资料时加入污染物或具体地貌

2014至2020年间，仅2015年和2017年监测到幼鱼，其中2015年的记录值较高。这组资料可以说明不同年份的记录有明显波动，并出现多年未监测到的情况，但不能证明种群已经恢复或持续下降。视觉表达可以用分段时间轴呈现各年监测结果，用明确标签标出未监测到的年份，并把具体数量保留在图表中。

场景可以设置三个承担不同说明任务的部分。首先用简化地图或远景交代长江干流与河口的相对位置，其次用地点标识确定长江口的观察区域，最后用局部水下场景表现幼鱼及其环境。当画面从整体空间转向局部水下环境时，需要提示比例变化。沿途水下地貌若缺少资料依据，应采用概括性表现或不作具体描绘（图2）。

吴建辉等把各年度最早和最晚监测到个体的日期定义为首现时间和终现时间。这两个时间可以确定年度标签和季节范围，但不能连接成同一尾幼鱼的完整行动路线。对于没有监测到幼鱼的年份，也不能只用空旷水域来表现，因为观者可能把空景理解为物种已经消失。

幼鱼形象应依据该生命阶段的形态资料，直接缩小成鱼形象可能使观者误认其生命阶段。若为便于辨认而放大主体，需要注明画面使用了示意比例。设计者可以用行动方向连接不同地点，并通过前景、主体活动区域和远景安排信息主次，但这些构图层次不能被解释为真实的水层分类。

Hu等通过野外样本检测和实验暴露，研究三苯基锡与中华鲟仔鱼畸形之间的关系。这项研究说明，判断污染物是否造成生物效应，需要现场检测和实验等多方面证据。由于该研究不能证明长江口幼鱼在降河阶段存在同类暴露，本文只用它说明污染表现必须有相应资料支持，不把三苯基锡直接写入本节的场景方案。

根据以上分析，主画面用于表现幼鱼的一般降河方向和空间关系，辅助图表呈现各年度的监测数量与记录中断，标签说明观察范围和示意比例，来源层则保留文献出处与研究方法。表4把资料含义、说明任务、视觉形式和需要修改的问题连续记录下来，使设计者能够逐项核对资料如何影响具体的美术决定。

为检查框架能否提出具体的修改意见，本文设置三种可能造成误读的假设性方案，并与经过资料审查后的方案进行对照。该对照只用于说明资料含义怎样影响视觉选择，不用于判断这些误读在实际作品中是否常见。

可能造成误读的表达	观者可能产生的理解	修改方式
把2015年4158尾画成密集鱼群	把监测数量理解为空间密度或种群已经恢复	数值保留在图表中，场景鱼数仅作示意并标明比例
用空旷水域表示未监测到	把调查记录空缺理解为物种已经消失	时间轴保留断点，并用标签说明调查范围
用一尾幼鱼连续经历春季至秋季	把年度首现和终现日期理解为同一个体的行动轨迹	分别呈现年度监测时段和一般降河过程

对照表明，框架能够把统计数值、没有记录的年份和年度时间范围分别安排到图表、场景或注释中，并阻止设计者借助场景添加资料中不存在的数量、空间或个体经历。本文由此确认框架可以提出能够逐项检查的修改意见，但不能据此认定观众的误读已经减少（表5）。

四、讨论与适用边界

两组案例从不同方面说明了框架的作用。种群数量分析明确了场景不能代替哪些统计信息，幼鱼案例展示了时间、空间和环境资料如何影响美术安排，表5则对比可能造成误读的方案和修改方式。与已有模型相比，本文把生态资料的来源、统计方法和适用范围持续带入场景设计，使设计者能够说明某项信息为什么适合放在图表、场景或注释中。

现有分析可以说明框架如何形成设计条件和修改意见，但还不能证明它比其他设计流程更有效，也不能证明公众理解已经改善。该框架主要用于数字科普场景的美术前期。后续研究可以先由生态专业人员审核资料，再设置两组内容相同、形式不同的材料。一组使用文字和表格，另一组使用视觉方案，通过比较受众对统计口径、路线顺序和因果关系的理解，检验视觉表达是否减少旧误读或产生新误读。

五、结论

本文围绕中华鲟科研资料进入数字场景美术的过程，提出四个转换步骤，并在全过程检查表达是否超出资料依据。资料分析得出两项直接结论。第一，捕获量、模型估算数量、繁殖群体均值和局部监测数量采用不同的统计方法，不能连接为同一组连续数据，也不能换算成场景中的鱼群数量。第二，幼鱼年度首现和终现记录可以确定年度监测时段，但不能改写为同一尾幼鱼的行动轨迹。基于这些限制，本文分别用图表呈现数量关系，用场景说明空间过程，用注释交代研究方法和适用范围。

本文把科学事实、示意性概括和艺术处理纳入同一套资料检查过程。图1说明四个步骤如何接受科学资料的限制，图2和表5则具体展示场景地点、画面比例、环境造型和信息标注怎样根据资料进行修改。本文最终形成的是一套用于中华鲟数字科普场景前期设计的分析方法，结论来自文献梳理和案例推演。该方法能否真正减少观众误读，仍需通过生态专业审核、不同作品之间的对照和受众测试加以验证。

参考文献：

1. [1] 孙丽婷,赵峰,张涛,等.中华鲟资源及其遗传多样性研究进展[J].渔业信息与战略,2017,32(02):112-117.
2. [2] 高欣,林鹏程,常涛,等.基于中华鲟繁殖群体数量的长江中、下游生态环境考核指标[J].水生生物学报,2021,45(06):1396-1399.
3. [3] 许兰馨,周亮,危起伟.长江鲟类资源现状及保护[J].水产学报,2023,47(02):62-72.
4. [4] Dahlstrom M F. Using Narratives and Storytelling to Communicate Science with Nonexpert Audiences[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014, 111(04):13614-13620.
5. [5] 王鲁海,黄真理,任家盈,等.基于年龄结构的中华鲟资源量估算方法[J].水产学报,2018,42(08):1263-1272.
6. [6] 吴建辉,陈锦辉,徐嘉楠.自然产卵间断以来中华鲟幼鱼抵达与离开长江口时间及其生长的年际变化观察[J].上海海洋大学学报,2023,32(03):628-636.
7. [7] Munzner T. A Nested Model for Visualization Design and Validation[J]. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2009, 15(06): 921-928.
8. [8] Brehmer M, Munzner T. A Multi-Level Typology of Abstract Visualization Tasks[J]. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2013, 19(12): 2376-2385.
9. [9] Segel E, Heer J. Narrative Visualization: Telling Stories with Data[J].IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2010, 16(06):1139-1148.
10. [10] Roth R E. Cartographic Design as Visual Storytelling: Synthesis and Review of Map-Based Narratives, Genres, and Tropes[J].The Cartographic Journal, 2021, 58(01):83-114.
11. [11] Hullman J. Why Authors Don't Visualize Uncertainty[EB/OL].[2026-08-30].https://arxiv.org/abs/1908.01697.
12. [12] Xiong C, Shapiro J, Hullman J, et al. Illusion of Causality in Visualized Data[J]. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2020, 26(01): 853-862.
13. [13] Conlen M, Heer J, Mushkin H, et al. Cinematic Techniques in Narrative Visualization[EB/OL].[2026-08-30]. https://arxiv.org/abs/2301.03109.
14. [14] Hu J, Zhang Z, Wei Q, et al. Malformations of the Endangered Chinese Sturgeon, Acipenser sinensis, and Its Causal Agent[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2009,106(23):9339-9344.
15. [15] Affron C, Affron M J. Sets in Motion: Art Direction and Film Narrative[M]. New Brunswick: Rutgers University Press, 1995.