長(zhǎng)白山野生經(jīng)濟(jì)植物數(shù)據(jù)庫(kù)建立與應(yīng)用研究

姚 雷，李 華，王 瑩，趙 宏

(1.延邊林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 延吉 133001；2.延邊林業(yè)規(guī)劃院，吉林 延吉 133001)

長(zhǎng)白山位于吉林省東南，東經(jīng)100°10′～100°20′，北緯40°10′～100°20′。是歐亞大陸東側(cè)的最高山，是我國(guó)著名的休火山，海拔2 744 m，雄峙于我國(guó)東北的東南部。是圖們江、鴨綠江、松花江三江之源。其地域?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)區(qū)，春季多風(fēng)干燥，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季涼爽宜人，冬季寒冷漫長(zhǎng)。年平均氣溫4.3℃，最高溫度37 ℃，最低溫帶-40 ℃。1980年列入聯(lián)合國(guó)國(guó)際生物圈保護(hù)區(qū)。長(zhǎng)白山擁有保護(hù)完好的大片的原始森林。植物種類繁多，有明顯的垂直分布景觀，因此，稱之為“立體植物園”。共有野生植物近3 000多種，其中野生經(jīng)濟(jì)植物1 700多種。因原始狀態(tài)保持完整近百年來(lái)引來(lái)無(wú)數(shù)中外學(xué)者對(duì)它進(jìn)行了多學(xué)科的科學(xué)考察，延邊人為擁有這樣的世界名山而驕傲和自豪。但是我們有幸擁有的長(zhǎng)白山到底有多少珍貴植物，植被，物種發(fā)生了怎樣的變化？還沒(méi)有一個(gè)全面的、系統(tǒng)的、準(zhǔn)確的詳細(xì)的調(diào)研報(bào)告，我們對(duì)長(zhǎng)白山野生植物的了解局限在80年代的調(diào)查，20～30年過(guò)去了，很多保貴的野生經(jīng)濟(jì)植物資源隨著人類活動(dòng)的不合理或環(huán)境污染等因素而滅絕或?yàn)l臨滅絕，或年復(fù)一年自生自滅在山野中。延邊州野生植物產(chǎn)業(yè)也由于缺少信息化的支持，發(fā)展存在著盲目性，一些野生珍貴的經(jīng)濟(jì)植物所具有的價(jià)值不被人們所認(rèn)識(shí)，或缺乏市場(chǎng)的需求信息，造成資源浪費(fèi)，因此為了全面了解和掌握長(zhǎng)白山區(qū)野生經(jīng)濟(jì)植物資源，使之真正成為我們延邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資源優(yōu)勢(shì)，對(duì)長(zhǎng)白山區(qū)豐富的經(jīng)濟(jì)植物資源進(jìn)行一次全面的調(diào)查總結(jié)，進(jìn)而科學(xué)規(guī)劃，使之得到合理保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用是非常必要和迫切的。

為此，我們通過(guò)多年調(diào)查，全面收集、整理長(zhǎng)白山野生植物資源的相關(guān)資料，把野生植物資源分布、生態(tài)習(xí)性、形態(tài)特征、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、繁殖、栽培、利用等多層次信息，借助現(xiàn)代信息發(fā)展的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，組織形成野生植物資源調(diào)查檢索系統(tǒng)，構(gòu)建了《長(zhǎng)白山經(jīng)濟(jì)植物資源數(shù)據(jù)庫(kù)》。為開(kāi)發(fā)長(zhǎng)白山資源，為延邊州經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，更好的發(fā)揮地區(qū)優(yōu)勢(shì)提供了科學(xué)理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)保護(hù)長(zhǎng)白山生態(tài)資源以及植物物種基因起到了重要作用。

1 資源調(diào)查及材料來(lái)源

1.1 野外調(diào)查

每年4月初至10月中旬，以長(zhǎng)白山區(qū)主要野生經(jīng)濟(jì)植物為重點(diǎn)，進(jìn)行野外調(diào)查收集拍攝。以長(zhǎng)白山東北坡的延邊地區(qū)及周?chē)矫}為主，選擇不同山脈、不同生態(tài)環(huán)境、不同海拔地區(qū)，在長(zhǎng)白山保護(hù)區(qū)的苔原帶；老白山、枕頭峰、和龍林業(yè)局的高山濕地；琿春春化、敬信等林場(chǎng)以及安圖、汪清、二道、和龍崇善、龍井三合、先鋒林場(chǎng)等地的深山、丘陵、河谷、草原地帶開(kāi)展調(diào)查。徒步野外搜尋、拍攝野生植物，為了收集植物不同生長(zhǎng)期的照片，有的地方不得不去多次。在植物資源實(shí)地調(diào)查過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)，我們周?chē)鷾\山區(qū)建設(shè)了越來(lái)越多的各種山莊別墅，加上受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使的放牧、野生食物、藥材等采集活動(dòng)等，天然植被遭到了很大的破壞，比較珍貴植物在本適宜生長(zhǎng)的原生地已經(jīng)看不到了，如幾年前在延邊地區(qū)的三道、依蘭等幾個(gè)山里杓蘭分布很多，但現(xiàn)在幾乎找不到成片的，還有手掌參原來(lái)有成片的，現(xiàn)在幾乎在這個(gè)區(qū)也絕種。此外盤(pán)龍參(綬草)、五味子、穿龍薯蕷、關(guān)木通、各種芍藥等，現(xiàn)在也都寥寥無(wú)幾，因此，想拍攝珍貴植物，只有到人跡罕見(jiàn)的深山里去尋找。此外，為使數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容更加形象、生動(dòng)、豐富、全面，在野外拍攝時(shí)，我們注重具有分類特征部分的特寫(xiě)以及植物生長(zhǎng)環(huán)境，在選擇素材上注重植物的枝、葉、花、果及植物生長(zhǎng)不同階段的生物學(xué)特性等。

1.2 照片標(biāo)本制作

將野外拍攝的經(jīng)濟(jì)植物照片按拍攝日期、地點(diǎn)分類存入電腦，再逐一對(duì)照片進(jìn)行檢查、鑒定、重命名。按科分類保存在相應(yīng)的文件夾中。植物鑒定主要以《東北植物檢索表》第二版(主編:傅沛云 )、《中國(guó)植物志》《東北草本植物志》《長(zhǎng)白山西南坡野生經(jīng)濟(jì)植物志》《中國(guó)長(zhǎng)白山植物資源志》(主編：周繇等)等為依據(jù)。本數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)照片除了課題研究小組親自野外實(shí)地拍攝的，還有很多來(lái)自周繇、于俊林、金朱哲、李春光等知名植物分類專家、教授，還有以東北林業(yè)大學(xué)老師為主匯集全國(guó)各地植物專家和植物愛(ài)好者的東北植物分類學(xué)家QQ群里的老師們。照片的處理做到保持植物原樣，對(duì)背景、規(guī)格、色彩、還有植物的花、果等不同生長(zhǎng)期形成的素材進(jìn)行整合，重組完成后用截圖方式上傳。大小為40～260KB，每種植物有6張照片，主要是該植物的生態(tài)特征、形態(tài)特征，包括花、果、葉、根、具有分類特征的部分特寫(xiě)等照片，目前該數(shù)據(jù)庫(kù)很多植物只有1～2張反映不同信息的照片，今后還要繼續(xù)填補(bǔ)甚至更換。

1.3 文本部分

數(shù)據(jù)庫(kù)參考《中國(guó)長(zhǎng)白山植物資源志》，收錄植物有161科，1 653種，對(duì)照?qǐng)D片，詳細(xì)地描述了植物特征，對(duì)特殊的具有較高的食用、觀賞、藥用價(jià)值的植物還提示了特別的注意事項(xiàng)，介紹了成分、作用、食用、加工及繁殖方法。對(duì)有毒的植物也描述了中毒癥狀等，針對(duì)一些珍貴植物還提出了保護(hù)、開(kāi)發(fā)利用的合理化建議，同時(shí)，通過(guò)收集和參考知網(wǎng)把最新信息納入植物描述里。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

2.1 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)原則

利用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)將野外收集的植物照片進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)出用戶查詢方便的前臺(tái)和管理維護(hù)簡(jiǎn)單、信息輸入方便、可無(wú)限擴(kuò)充的開(kāi)發(fā)式后臺(tái)管理系統(tǒng)。

前臺(tái)查詢系統(tǒng)，要求用戶注冊(cè)后進(jìn)行查詢信息，后臺(tái)管理系統(tǒng)要求信息管理員身份驗(yàn)證后才可以進(jìn)行系統(tǒng)管理。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行準(zhǔn)確穩(wěn)定，信息管理科學(xué)，內(nèi)容可以隨時(shí)更新補(bǔ)充。

2.2 前臺(tái)查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用模糊查詢技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢，只需輸入待查詢的關(guān)鍵詞便可搜索到與之相關(guān)的植物信息。信息查詢項(xiàng)有：中文學(xué)名、別名、中文科名、中文屬名、拉丁屬名、朝文名、用途分類等7項(xiàng)。

2.3 后臺(tái)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用PHP技術(shù)開(kāi)發(fā)，C/S結(jié)構(gòu)的后臺(tái)管理系統(tǒng)，方便快捷的對(duì)圖像信息和文本信息進(jìn)行維護(hù)和管理，可以隨時(shí)進(jìn)行修改、替換、擴(kuò)充。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊

整個(gè)信息系統(tǒng)分前臺(tái)和后臺(tái)兩大模塊。前臺(tái)包括：查詢模塊、瀏覽模塊。后臺(tái)包括管理員模塊、注冊(cè)登錄模塊、數(shù)據(jù)錄入、修改、刪除模塊以及系統(tǒng)查詢模塊。

圖1 長(zhǎng)白山野生經(jīng)濟(jì)植物數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)架

3 結(jié) 論

《長(zhǎng)白山野生植物資源圖像數(shù)據(jù)庫(kù)》圖文并茂，資料翔實(shí)，生動(dòng)地介紹了長(zhǎng)白山野生植物的形態(tài)特性、功效、應(yīng)用價(jià)值、栽培、生產(chǎn)加工、銷售利用等多層次信息，系統(tǒng)地組織形成野生植物資源檢索系統(tǒng)。不僅展示現(xiàn)有長(zhǎng)白山野生植物資源狀況，隨著新內(nèi)容的增加填補(bǔ)，也可反映將來(lái)物種的演變情況，為研究長(zhǎng)白山植物提供第一手材料，對(duì)物種保護(hù)、“熟悉家底”以及合理開(kāi)發(fā)利用提供了重要的依據(jù)。該系統(tǒng)全面、及時(shí)、快捷、準(zhǔn)確地傳遞信息并填補(bǔ)相關(guān)專業(yè)信息空白，減少因信息落后或錯(cuò)誤帶來(lái)的決策失誤。該數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用范圍廣，是林業(yè)科研、生物教學(xué)、園林綠化、中醫(yī)中藥、美容保健、餐飲食療等方面的工作者的參考工具，可為從事長(zhǎng)白山植物資源研究以及植物產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)部門(mén)提供全面系統(tǒng)的理論依據(jù)，同時(shí)也為植物愛(ài)好者、青少年了解自然，了解長(zhǎng)白山，提供了生動(dòng)的“長(zhǎng)白山植物世界”。

該數(shù)據(jù)庫(kù)具有如下創(chuàng)新點(diǎn)：

(1)種類最多：收集161科，1 653種經(jīng)濟(jì)植物圖片，超過(guò)東北地區(qū)目前已出版的植物圖志中種類最多的。

(2)別名最多：以東北別名為主，匯集多部參考書(shū)的別名。

(3)創(chuàng)紀(jì)錄項(xiàng)最多：吉林省紀(jì)錄項(xiàng)有全緣栒子、丹東玄參等49種；東北地區(qū)紀(jì)錄項(xiàng)有耳基水莧菜、華北銀蓮花等27種；中國(guó)新紀(jì)錄種1項(xiàng)，即杜鵑花科杜鵑花屬“仙女越橘”，拍攝于和龍林業(yè)局一高山濕地)(見(jiàn)圖2)。收集到的中國(guó)新紀(jì)錄種——仙女越橘，在國(guó)內(nèi)所有出版的植物圖鑒和數(shù)據(jù)庫(kù)中未有圖片。為該數(shù)據(jù)庫(kù)增添了亮點(diǎn)，更為植物學(xué)領(lǐng)域提供有極高研究?jī)r(jià)值的新的植物種類。

圖2 仙女越橘(Andromeda polifolia L.)

(4)植物闡述融入新內(nèi)容：目前大部分的工具書(shū)記錄內(nèi)容雷同的較多，從這本書(shū)移到那本書(shū)，一些新的重要的研究成果被忽略。如：花荵、全緣橐吾、接骨木等已打破了原始記錄上的功效，注入了新的內(nèi)容，本數(shù)據(jù)庫(kù)可以隨時(shí)把新的植物價(jià)值補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。這是出版書(shū)籍所做不到的。

(5)除了表述中文學(xué)名、拉丁學(xué)名、別名以外又增加了朝文名。

朝鮮族自古非常喜歡食用山野菜，并且有獨(dú)特的料理方法。此外，朝醫(yī)藥越來(lái)越受到人們的歡迎，朝文學(xué)名的納入，對(duì)研究朝醫(yī)藥的讀者也提供了參考價(jià)值。而朝文學(xué)名又是該數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)查詢項(xiàng)，所以很受朝鮮族讀者的喜歡，這是其他數(shù)據(jù)庫(kù)所沒(méi)有的。

4 問(wèn)題與建議

本數(shù)據(jù)庫(kù)由于建設(shè)時(shí)間短，人員經(jīng)費(fèi)少等種種原因，還存在很多不足之處。如數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中沒(méi)有訪問(wèn)者的反饋信息模塊，不能隨時(shí)掌握訪問(wèn)者需求。還有使用的照相機(jī)也已落后，很多內(nèi)容有待于需要補(bǔ)充完善。

該數(shù)據(jù)庫(kù)的研究只是初步的，建立的僅僅是框架。首先，數(shù)據(jù)庫(kù)中還有好多需要填補(bǔ)的內(nèi)容，對(duì)已輸入的照片和內(nèi)容還應(yīng)經(jīng)常更新，擴(kuò)充。同時(shí)該數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)開(kāi)發(fā)性系統(tǒng)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步和對(duì)野生經(jīng)濟(jì)植物的深入研究，它們?cè)絹?lái)越多的經(jīng)濟(jì)、藥用、觀賞價(jià)值將被發(fā)現(xiàn)和利用，因此不斷收集新的資源信息到數(shù)據(jù)庫(kù)中來(lái)，增加先進(jìn)的功能，將使系統(tǒng)不斷擴(kuò)充、修改、完善，更有效地為社會(huì)服務(wù)。

其次，在長(zhǎng)白山野生經(jīng)濟(jì)植物調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了許多珍貴的植物品種，如全緣栒子木、仙女越橘等，它們生長(zhǎng)區(qū)域的環(huán)境條件非常惡劣和脆弱，如不加以保護(hù)措施，很容易導(dǎo)致該物種的資源銳減甚至滅絕。建立數(shù)據(jù)庫(kù)的目的不是擺設(shè)，也不是僅僅為了植物愛(ài)好者認(rèn)識(shí)植物，它應(yīng)該在物種保護(hù)方面發(fā)揮重要的參考價(jià)值。因此呼吁有關(guān)大專院校或科研部門(mén)應(yīng)該盡快對(duì)這些野生珍貴植物進(jìn)行馴化和人工栽培研究，以保住其物種基因，特別是象仙女越橘這樣的瀕危稀有植物。

杜鵑花科仙女越橘屬仙女越橘(AndromedapolifoliaL.)分別于2011年7月21日和2012年6年20日在和龍林業(yè)局一高山濕地拍攝，海拔1 470米。報(bào)道中可知目前中國(guó)只在和龍林業(yè)局發(fā)現(xiàn)該物種。

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