長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

邰志娟，陳慶紅，張 睿，黃利亞，樸龍國，劉 利

(長白山科學(xué)研究院，吉林安圖 133613)

長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

邰志娟，陳慶紅，張 睿，黃利亞，樸龍國，劉 利

(長白山科學(xué)研究院，吉林安圖 133613)

長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫錄入野生植物共1046種，有照片的874種。內(nèi)容包括植物基本信息、經(jīng)濟(jì)利用信息、分類系統(tǒng)研究信息和植物圖像信息，以及與數(shù)據(jù)庫建設(shè)和服務(wù)有關(guān)的程序軟件。

長白山；顯花植物；數(shù)據(jù)庫

長白山是世界上保存最完整的典型自然綜合體，是歐亞大陸北半部山地森林生態(tài)系統(tǒng)的典型代表，從山麓到山頂水平距離50余公里，高差2000余米，植被呈明顯的垂直分布，呈現(xiàn)出闊葉林帶、針闊混交林帶、針葉林帶、岳樺林帶和高山苔原5個(gè)垂直分布帶，這在世界上都是罕見的。長白山是地球同緯度地帶生物多樣性最豐富的區(qū)域，是中國北方生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵性區(qū)域。作為天然物種基因庫和吉林省的天然生態(tài)屏障，長白山具有十分重要的科研價(jià)值，在國際上也有重要影響。

長白山自然保護(hù)區(qū)位于吉林省東南部，東南隔圖們江、鴨綠江，與朝鮮毗鄰，生物資源十分豐富，其中野生植物資源有2639種、4亞種、198變種、46變型，野生動(dòng)物1586種、10亞種。長白山區(qū)獨(dú)特的地理位置和豐富的植物資源，為長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建提供了雄厚的基礎(chǔ)。此數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建旨在對長白山區(qū)植物調(diào)查研究和信息積累進(jìn)行總結(jié)，并為植物科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)利用、園林建設(shè)、生態(tài)旅游、科普教育、環(huán)境和植物保護(hù)服務(wù)。數(shù)據(jù)庫建庫內(nèi)容包括植物基本信息、經(jīng)濟(jì)利用信息、分類系統(tǒng)研究信息和植物圖像信息，以及與數(shù)據(jù)庫建設(shè)和服務(wù)有關(guān)的程序軟件。

1 長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的目的和意義

1.1 目的

1.1.1 保護(hù)豐富的長白山野生植物資源

長白山區(qū)的野生植物資源比較豐富，其目、種、屬比較齊全，種群面積分布也較大，具有很大的資源優(yōu)勢和重要的經(jīng)濟(jì)與科學(xué)研究價(jià)值。多年來，受到國內(nèi)外許多專家學(xué)者的高度關(guān)注，并且每年都有眾多的大專院校學(xué)生來長白山進(jìn)行植物野外實(shí)習(xí)及標(biāo)本采集。因此構(gòu)建一個(gè)包含彩色植物照片、植物形態(tài)特征、分布、用途等信息的長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫，既能夠快捷、方便地對長白山野生植物資源了解與研究，同時(shí)也避免人力和物力的浪費(fèi)，對自然資源保護(hù)具有極為重要的意義。

1.1.2 長白山顯花植物急需植物信息系統(tǒng)的互通與聯(lián)合

目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)在植物學(xué)研究上的應(yīng)用越來越廣泛，極大地促進(jìn)了植物學(xué)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)在植物學(xué)科的應(yīng)用主要包括植物多樣性信息系統(tǒng)、植物管理信息系統(tǒng)和植物識別信息系統(tǒng)，這些應(yīng)用都離不開數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。不同的單位根據(jù)不同的需要構(gòu)建植物數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建的方法和形式都有所不同，這實(shí)際上限制了各種植物信息系統(tǒng)之間的互通和聯(lián)合。構(gòu)建一個(gè)存儲信息量大和查詢效率高的長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫，能夠方便各種植物信息系統(tǒng)之間的互通和聯(lián)合，充分利用現(xiàn)有的植物信息系統(tǒng)資源。

1.2 意義

(1)長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，必將對長白山自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)起到積極的促進(jìn)作用，使保護(hù)區(qū)對野生植物的研究進(jìn)入現(xiàn)代數(shù)據(jù)化的科學(xué)管理階段，使對長白山自然保護(hù)區(qū)的野生植物資源保護(hù)的管理模式上一個(gè)新的臺階。(2)有利于保護(hù)區(qū)對野生植物保護(hù)工作的開展，為保護(hù)站管理工作提供詳細(xì)的科學(xué)數(shù)據(jù)資料，為了解長白山野生植物種類的分布與生長環(huán)境提供具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值的重要資料。(3)數(shù)據(jù)庫包涵的內(nèi)容涉及方方面面，既是原有零星資料的匯總，也是最新資料的體現(xiàn)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。(4)數(shù)據(jù)庫圖文并茂、便于操作，可檢索、點(diǎn)擊瀏覽、查閱等。更可貴的是可以不斷地修改和補(bǔ)充，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。(5)極大地方便了學(xué)生的野外實(shí)習(xí)，得到了師生的好評。

2 長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫的主要內(nèi)容

通過該項(xiàng)目的研究工作，可以對作為相對獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)存在的長白山國家級自然保護(hù)區(qū)的野生植物的生態(tài)學(xué)信息進(jìn)行收集整理和技術(shù)處理，并掌握保護(hù)區(qū)內(nèi)及區(qū)外部分野生植物分布規(guī)律及分布范圍，從而給長白山野生植物研究提供可靠的數(shù)據(jù)來源以及真實(shí)的實(shí)物圖像。

2.1 數(shù)據(jù)庫的植物基本信息

本數(shù)據(jù)庫錄入有文字的野生植物1046種，有野外拍攝彩色植物照片的874種，錄入照片1200張，文字50余萬字。(長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫名錄略)

2.2 數(shù)據(jù)庫的分類系統(tǒng)研究信息

數(shù)據(jù)庫植物物種信息主要包括以下內(nèi)容：(1)種類名稱：中文名、俗名、拉丁學(xué)名。(2)分類階元：綱、目、科、屬。(3)保護(hù)級別：國內(nèi)級別。(4)形態(tài)描述：科特征、屬特征、種特征。(5)生境分布：闊葉林、針闊混交林、針葉林、岳樺林、高山苔原；縣、省等。(6)繁殖方法：有性繁殖、無性繁殖。(7)經(jīng)濟(jì)意義：材用、藥用、食用、觀賞等。

2.3 數(shù)據(jù)庫的經(jīng)濟(jì)利用信息

(1)存儲于計(jì)算機(jī)硬盤中的數(shù)據(jù)文件，可以用移動(dòng)硬盤、光盤形式轉(zhuǎn)存；可以真接輸出所選定的數(shù)據(jù)；可以網(wǎng)站的形式發(fā)布到Internet上。(2)網(wǎng)站式數(shù)據(jù)庫，可介紹長白山自然概況和長白山的垂直分布帶。(3)已建成的網(wǎng)站式數(shù)據(jù)庫，可對物種的中文名和拉丁名進(jìn)行檢索，支持精細(xì)和模糊檢索。(4)已建成的數(shù)據(jù)庫包含多種數(shù)據(jù)類型，如數(shù)字、文本、圖像等，可方便地轉(zhuǎn)換成可以進(jìn)行計(jì)算操作的數(shù)據(jù)類型。(5)已建成的數(shù)據(jù)庫，具備隨時(shí)添加、修改所需要的字段等后續(xù)性調(diào)整功能。

3 長白山顯花植物物種信息資料的來源

3.1 已公開發(fā)表的信息資料

查閱大量相關(guān)學(xué)術(shù)期刊、專著等文獻(xiàn)，如《東北植物檢索表》《遼寧植物志》《中國植物志》《中國長白山植物資源志》等。

3.2 研究人員掌握的有關(guān)信息資料

項(xiàng)目課題組成員均是長白山科學(xué)研究院研究人員，其中兩位主持人(研究員)為在長白山生活了50多年、從事科研工作也有30多年之久的老科學(xué)工作者。他們深愛著長白山的一草一木，有著豐富的科研工作經(jīng)驗(yàn)，對長白山野生植物的分類研究都有一定的造詣和很高的學(xué)術(shù)水準(zhǔn)，多次被國內(nèi)大專院校聘任為客座教授。近年來，因科研工作的需要，他們已精通生物攝影，為許多書籍和著作提供有價(jià)值的照片，受到國內(nèi)外專家、學(xué)者的一致好評。這些年來，他們走遍了長白山區(qū)的每一個(gè)角落，拍攝的照片有幾萬張，記錄長白山野生植物近千種?；诂F(xiàn)有的豐富圖片資料，以及對長白山野生植物分類的精確研究，構(gòu)建一個(gè)長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫，可以填補(bǔ)長白山自然保護(hù)區(qū)野生植物資源研究的空白。

3.3 野外調(diào)查的信息資料

本課題組成員歷盡艱難險(xiǎn)阻，走遍了長白山國家級自然保護(hù)區(qū)的每一個(gè)角落，以長白山國家級自然保護(hù)區(qū)的8個(gè)保護(hù)站(白山站、白河站、頭道站、頭西站、池西站、維東站、峰嶺站、橫山站)為主，周圍延伸到琿春、通化、長白、集安一帶，進(jìn)行野外拍攝；調(diào)查每一個(gè)物種的生境特點(diǎn)以及闊葉林帶、針闊混交林帶、針葉林帶、岳樺林帶和高山苔原5個(gè)垂直分布帶植物的分布種類、數(shù)量及物種特征。

4 長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫主要技術(shù)指標(biāo)

4.1 數(shù)據(jù)收集

應(yīng)用植物形態(tài)分類學(xué)方法，對所拍攝的874種長白山野生植物彩色照片進(jìn)行系統(tǒng)的形態(tài)分類鑒定，加之野外調(diào)查的數(shù)據(jù)和資料收集，獲得了有價(jià)值的物種信息。在對物種調(diào)查和項(xiàng)目涉及的資料收集過程中，重點(diǎn)突出不同物種或同一物種在不同植被分布垂直帶內(nèi)的生態(tài)信息。在資料收集和補(bǔ)充調(diào)查時(shí)，均按為滿足計(jì)算機(jī)錄入而設(shè)置的表格來填寫，信息量近20條目。通過整理，獲得了比較滿意的可用結(jié)果。

4.2 GPS應(yīng)用

確定長白山區(qū)各垂直植被分布帶的界限、類型、植物分布等數(shù)據(jù)。通過GPS系統(tǒng)的應(yīng)用，針對長白山區(qū)野生植物地理分布及生態(tài)分布等情況，建立了較詳細(xì)的信息管理系統(tǒng)。

4.3 數(shù)據(jù)庫建立、錄入

利用網(wǎng)站快車軟件，完成網(wǎng)站式數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建、填充、檢索、調(diào)用。其中的主要方法有：(1)使用網(wǎng)站快車軟件構(gòu)建網(wǎng)站式數(shù)據(jù)庫，并錄入原始數(shù)據(jù)，包括文本、數(shù)字、邏輯等類型數(shù)據(jù)，可通過窗體和表單對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、調(diào)用、增改及查尋。使用圖形、圖像編輯系統(tǒng)，對所有野生植物圖像進(jìn)行相應(yīng)的編輯處理，包括圖像插入位置、圖幅大小、圖像色彩調(diào)整等，并錄入所有研究圖像信息。(2)可將數(shù)據(jù)庫的整體或任意部分轉(zhuǎn)入Excel和Access等軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。(3)可利用數(shù)據(jù)共享，通過Internet向世界提供最新研究成果。(4)為便于普通用戶使用本數(shù)據(jù)庫，特提供包含各種植物詳細(xì)信息的Word文檔，以便數(shù)據(jù)庫能更充分地被加以利用。

5 結(jié)語

長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫屬于新技術(shù)開發(fā)研究范疇，實(shí)施該項(xiàng)目研究的社會(huì)效益是顯著的。(1)能夠較全面地掌握長白山自然保護(hù)區(qū)及周邊野生植物的相關(guān)資料和生態(tài)信息。(2)能夠?qū)﹂L白山自然保護(hù)區(qū)野生植物的生態(tài)意義作更科學(xué)、更準(zhǔn)確的評價(jià)。(3)該課題既提供了所收錄的長白山野生植物的較全面的物種信息，又提供了原色、原始、原創(chuàng)的野生植物照片，為長白山野生植物的研究及大專院校學(xué)生實(shí)習(xí)提供了非常有價(jià)值的數(shù)據(jù)，為將來申報(bào) “世界自然文化遺產(chǎn)”提供了大量的第一手資料。(4)該課題研究成果，不但可以作為全面、詳盡、可靠的生態(tài)學(xué)研究素材，而且其數(shù)據(jù)處理結(jié)果本身就極具理論高度。(5)該課題的完成能夠?qū)ξ覈渌匀槐Ｗo(hù)區(qū)的相關(guān)工作起到示范和指導(dǎo)作用，開創(chuàng)研究這一領(lǐng)域的先河，并拉近了與世界野生植物研究水平的差距。

除上述社會(huì)效益外，長白山顯花植物數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建亦具備間接的經(jīng)濟(jì)效益，避免了國內(nèi)關(guān)于長白山野生植物研究中數(shù)據(jù)收集的重復(fù)勞動(dòng)，較大程度上節(jié)省了人力、物力和財(cái)力。

[1]傅沛云.東北植物檢索表[M].2版.北京:科學(xué)出版社,1995.

[2]周繇.中國長白山植物資源志[M].北京:中國林業(yè)出版社,2010.

[3]王紹先.長白山保護(hù)開發(fā)區(qū)生物資源[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2007.

[4]陳霞,王紹先,王振國.長白山保護(hù)開發(fā)區(qū)生物多樣性保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展[M].長春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,2010.

On the Construction of Database of Phanerogam in Changbai Mountain

TAI Zhi-juan, CHEN Qing-hong, ZHANG Rui, HUANG Li-ya, PIAO Long-guo, LIU Li

(Changbai Mountain Academy of Sciences, Antu Jilin 133613, China)

There are 1,046 kinds of wild plants in the database of phanerogam in Changbai Mountain, and there are 874 kinds of wild plants with photos. The content covers the basic information, the economic use, the classification information, the photos, and some software related to the database construction and services.

Changbai Mountain; phanerogam; database

2014-08-27

邰志娟(1969- )，女，山東諸城人，長白山科學(xué)研究院高級工程師，從事植物學(xué)研究。

黃利亞(1971- )，女，黑龍江富裕人，高級工程師，從事植物學(xué)研究。

Q94-3

A

2095-7602(2014)06-0075-03