武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)建設(shè)

楊 青，肖桂榮，劉劍秋，陳 曉，鄭群力

(1.福建省武夷山生物研究所，福建 武夷山 354300； 2.福州大學(xué)福建省空間信息工程研究中心，福建 福州 350002； 3.福建師范大學(xué)，福建 福州 350002； 4.福建省科技廳，福建 福州 350003)

武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)建設(shè)

楊 青1，肖桂榮2，劉劍秋3，陳 曉1，鄭群力4

(1.福建省武夷山生物研究所，福建 武夷山 354300； 2.福州大學(xué)福建省空間信息工程研究中心，福建 福州 350002； 3.福建師范大學(xué)，福建 福州 350002； 4.福建省科技廳，福建 福州 350003)

在對(duì)武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)需求分析的基礎(chǔ)上，對(duì)平臺(tái)的總體框架、系統(tǒng)門戶、系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，初步建成武夷山植物多樣性研究信息平臺(tái)?？蔀榻窈笊镒匀毁Y源的信息系統(tǒng)開發(fā)提供參考。

生物多樣性；信息平臺(tái)；武夷山

福建武夷山地處中國福建省西北部，保存著世界同緯度帶最典型、最完整、面積最大的中亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)及地帶性常綠闊葉林，生物種質(zhì)資源十分豐富。是中國11個(gè)具有全球意義的陸地生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵地區(qū)之一，福建武夷山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是我國第一批公布的五大重點(diǎn)國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)之一，也是聯(lián)合國科教文組織“人與生物圈計(jì)劃”保護(hù)地，被世界野生生物基金會(huì)評(píng)定為具有全球保護(hù)意義的A級(jí)保護(hù)區(qū)[1]。1979年6月，由原福建省科委牽頭，福建省武夷山科學(xué)考察站組織全國43個(gè)單位的生物學(xué)家進(jìn)行大規(guī)模綜合科學(xué)考察，參加人員累計(jì)上千人，歷時(shí)10 a，這就是福建省著名的“武夷山十年科考”。 綜合考察取得了豐碩的成果，采集各類標(biāo)本110多萬號(hào)，發(fā)現(xiàn)一批新科、新屬、新種及其各種珍稀種群[2]。由于種種原因，10年綜合科學(xué)考察所采集的大量動(dòng)植物標(biāo)本和相關(guān)資料分散在全國各地的研究院所、高等院校的動(dòng)植物標(biāo)本館、博物館和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，部分標(biāo)本和野外記錄冊(cè)由于管理不善，導(dǎo)致年久損壞、遺失。為搶救和保護(hù)武夷山生物科考成果，福建省武夷山生物研究所于2007年開始建立中國福建武夷山生物多樣性研究信息平臺(tái)(http：//www.fjwyssw.cn/)，以各生物種類的物種編目為基礎(chǔ)建立生物多樣性研究數(shù)據(jù)庫，植物物種多樣性是其中的一個(gè)專題，此平臺(tái)收集2768種植物物種以及其它生物物種的基礎(chǔ)信息、標(biāo)本信息、圖片信息以及相關(guān)研究文獻(xiàn)信息[3]。

1 國內(nèi)外同類信息平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀

近幾年，物種(生物)多樣性信息系統(tǒng)的建設(shè)呈現(xiàn)出百花齊放的景象。世界各國及國際組織根據(jù)自己的特長和特色，建立了形式多樣的信息平臺(tái)。

世界保護(hù)監(jiān)測(cè)中心(WCMC)開發(fā)和維護(hù)一系列生物多樣性保護(hù)方面的數(shù)據(jù)庫，同時(shí)還幫助其他國家或組織進(jìn)行能力建設(shè)，開發(fā)他們自己的生物多樣性信息平臺(tái)[4]。2001年，由28個(gè)國家政府和組織計(jì)劃共同發(fā)起和合作建設(shè)的全球生物多樣性信息設(shè)施計(jì)劃(GBIF)，目的是在全世界公布和分享全球生物多樣性信息，將生物多樣性信息搬上互聯(lián)網(wǎng)，以便任何人都能方便地獲取數(shù)據(jù)[5]。美國農(nóng)業(yè)動(dòng)植物健康檢查服務(wù)局(United States Depa ment of Agriculture-Animal and Plant Health Inspection Service)于1991年開始提供植物害蟲、聯(lián)邦有害雜草和北美非本地節(jié)肢動(dòng)物信息的數(shù)據(jù)庫(http：//www.invasivespecies.org/)。 美國的全球入侵物種專家組建了“全球入侵物種數(shù)據(jù)庫”(http：//www.issg.org.database/delcome)，致力于為行政部門、資源管理系統(tǒng)、決策者和個(gè)人提供入侵外來種的全球信息[6]。

我國從20世紀(jì)90年代開始建設(shè)物種編目數(shù)據(jù)庫和生物多樣性信息庫[7]。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院針對(duì)海洋生物物種開發(fā)了我國海洋生物資源地理信息平臺(tái)[8]。中國科學(xué)院于1992年開始建立中國生物多樣性信息系統(tǒng)，是覆蓋全國范圍的收集、整理、保存、傳播中國生物多樣性數(shù)據(jù)和信息的分布式系統(tǒng)，由1個(gè)中心系統(tǒng)、5個(gè)學(xué)科分部和數(shù)十個(gè)數(shù)據(jù)源點(diǎn)組成[9]。

2 武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)的需求分析

生物多樣性是以物種的多樣性為基礎(chǔ)的，福建武夷山國家級(jí)保護(hù)區(qū)自建立以來在物種多樣性調(diào)查與編目上做了大量工作，隨著大規(guī)模科考工作的結(jié)束，目前武夷山生物多樣性研究的基礎(chǔ)工作存在著一些問題，影響生物多樣性研究與保護(hù)工作的開展。生物多樣性研究及社會(huì)對(duì)平臺(tái)建設(shè)提出了新的需求。

2.1 完善保存、集中管理植物物種多樣性研究標(biāo)本

福建武夷山國家級(jí)保護(hù)區(qū)成立前后，福建省內(nèi)及全國各地專家采集了大量生物標(biāo)本，達(dá)10多萬號(hào)。發(fā)現(xiàn)了許多新物種，大部分標(biāo)本由采集和鑒定人保存在國內(nèi)各個(gè)研究機(jī)構(gòu)及博物館內(nèi)，沒有進(jìn)行集中管理，這些標(biāo)本因存放地分散、存放條件各異，目前不少珍貴標(biāo)本因保管不善已損壞，大量的標(biāo)本也因破損而喪失其研究與觀賞價(jià)值。給武夷山植物物種多樣性研究與科普宣傳工作帶來極大困難。該平臺(tái)的建設(shè)將對(duì)武夷山植物物種多樣性研究標(biāo)本完善保存、集中管理提供新的途徑。

2.2 植物物種編目及時(shí)更新、高效管理

福建武夷山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)物種眾多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已達(dá)到11073種之多，其中植物2768種，昆蟲6531種，魚類63種，兩棲動(dòng)物35種，爬行動(dòng)物77種，鳥類266種，哺乳動(dòng)物74種[3]。對(duì)已知的物種編目是植物物種及生物多樣性保護(hù)的重要工作，目前武夷山生物多樣性和物種編目還停留在紙質(zhì)文檔階段，由于編目數(shù)眾多，且隨著物種分類鑒定工作的不斷深入，對(duì)生物物種編目的更新與管理提出新的要求，以實(shí)現(xiàn)植物物種基礎(chǔ)信息的高效管理與利用。

2.3 武夷山植物物種多樣性長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

近年來，物種滅絕加劇，遺傳多樣性減少，以及生態(tài)系統(tǒng)特別是熱帶森林被大規(guī)模破壞，引起國際社會(huì)對(duì)生物多樣性問題的極大關(guān)注。保護(hù)區(qū)植物物種多樣性監(jiān)測(cè)與管理是一項(xiàng)長期且動(dòng)態(tài)的工作，目前在工作中缺乏有效的工具對(duì)武夷山的物種多樣性及分布、生態(tài)系統(tǒng)多樣性及其變化、瀕危物種的保育與保護(hù)、外來物種的進(jìn)入與繁殖進(jìn)行跟蹤，對(duì)于保護(hù)區(qū)的日常工作無法實(shí)現(xiàn)空間動(dòng)態(tài)管理。野外動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)可為相關(guān)學(xué)科的發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為政府決策提供參考，為減災(zāi)防災(zāi)、資源可持續(xù)利用、生態(tài)與環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)發(fā)展等提供優(yōu)化示范模式。

2.4 進(jìn)行植物物種多樣性保護(hù)與科普宣傳

開展植物物種多樣性保護(hù)教育，提高公眾的保護(hù)意識(shí)是《生物多樣性公約》的重要內(nèi)容，在現(xiàn)行的多樣性保護(hù)公眾教育過程中，教育形式單一，多是進(jìn)行法制教育宣傳，缺乏生動(dòng)形象的教育方式，無法直觀地讓公眾掌握生物多樣性保護(hù)的第一手信息，不能很好地喚醒公眾的多樣性保護(hù)意識(shí)，也影響了科普宣傳的效果。而該平臺(tái)的建設(shè)也為科普宣傳、教育提供平臺(tái)。

3 武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

3.1 總體框架設(shè)計(jì)

開展生物多樣性信息的有效管理是生物多樣性保護(hù)研究工作的基礎(chǔ)。針對(duì)武夷山植物多樣性研究與保護(hù)需要，結(jié)合《生物多樣性公約》的導(dǎo)向和生物多樣性研究的熱點(diǎn)與趨勢(shì)，通過大范圍地收集武夷山植物多樣性前期研究成果，系統(tǒng)地整理與核對(duì)現(xiàn)有國內(nèi)武夷山植物標(biāo)本，根據(jù)標(biāo)本的破損、缺失等現(xiàn)狀及原有研究較為薄弱的類群，開展野外針對(duì)性補(bǔ)充采集，制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集規(guī)范與武夷山植物多樣性數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完成福建武夷山植物多樣性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。

在植物物種多樣性數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建中國福建武夷山植物多樣性研究信息平臺(tái)門戶網(wǎng)站，包括武夷山植物多樣性研究專題數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、植物多樣性保護(hù)與珍稀物種管理地理信息系統(tǒng)、武夷山植物多樣性虛擬數(shù)字博物館等3個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，此外，還包括信息平臺(tái)運(yùn)行維護(hù)所需的運(yùn)行管理系統(tǒng)與專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)。武夷山植物多樣性研究信息平臺(tái)的總體目標(biāo)是為增進(jìn)生物多樣性信息的交流與合作，普及生物多樣性保護(hù)知識(shí)，為研究、教學(xué)與政府決策提供數(shù)據(jù)支持和依據(jù)，為自然遺產(chǎn)的有效保護(hù)和可持續(xù)利用服務(wù)。

3.2 平臺(tái)門戶設(shè)計(jì)

圖1 門戶網(wǎng)站分層結(jié)構(gòu)圖

3.2.1 門戶架構(gòu) 門戶網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)基于“N-Tier”模型，分為表示層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層，每層根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要又可細(xì)化為若干模塊(圖1)。表示層，即研究平臺(tái)的前端顯示層，主要通過瀏覽器來執(zhí)行信息檢索、查詢、表現(xiàn)及信息編輯、錄入等。應(yīng)用層，即核心平臺(tái)層，是應(yīng)用系統(tǒng)部分，分為門戶應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層。門戶應(yīng)用層包含系統(tǒng)的用戶登錄管理、信息搜索、用戶反饋、新聞動(dòng)態(tài)等方面建設(shè)。它提供給用戶以個(gè)性化的應(yīng)用，根據(jù)用戶的角色系統(tǒng)分配給其相應(yīng)的應(yīng)用及信息，是訪問植物多樣性數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一入口；業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)目錄服務(wù)、生物多樣性數(shù)據(jù)的發(fā)布與服務(wù)、數(shù)據(jù)庫接口與關(guān)聯(lián)，信息的維護(hù)與管理。數(shù)據(jù)層，即植物多樣性的專題數(shù)據(jù)庫群及研究共享平臺(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)管理對(duì)植物多樣性專題數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的入庫、檢索、更新等數(shù)據(jù)管理與維護(hù)[10]。

3.2.2 模塊設(shè)計(jì) 門戶網(wǎng)站的模塊設(shè)計(jì)主要是網(wǎng)站首頁面設(shè)計(jì)，即頁面風(fēng)格設(shè)計(jì)，網(wǎng)站內(nèi)容組織、內(nèi)容編排等。包括：LOGO設(shè)計(jì)、一級(jí)欄目設(shè)計(jì)、首頁的內(nèi)容板塊設(shè)計(jì)等。采用簡潔明快的頁面風(fēng)格，設(shè)計(jì)一個(gè)突出武夷山自然地貌、生態(tài)環(huán)境和物種特色的動(dòng)畫FLASH，設(shè)置錄入檢索、GIS管理、虛擬博物館3個(gè)專題應(yīng)用系統(tǒng)的鏈接。

3.2.3 開發(fā)要求 門戶網(wǎng)站域名要求能突出網(wǎng)站性質(zhì)，簡潔易記，有特色，并在頁面顯著位置放置域名。網(wǎng)站板塊及欄目的內(nèi)容定位清晰、有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)；欄目名稱準(zhǔn)確，無二意性；具有簡明、直觀、易操作的特點(diǎn)。

網(wǎng)頁層級(jí)分布：具有首頁、各級(jí)欄目頁、專題頁、正文頁等不同層級(jí)頁面的全部形式。從網(wǎng)站首頁到達(dá)最底層頁面，不超過4層鏈接。

網(wǎng)頁效果：網(wǎng)站標(biāo)識(shí)統(tǒng)一，各層級(jí)頁面均包含設(shè)計(jì)上協(xié)調(diào)一致的標(biāo)識(shí)圖案及文字。有統(tǒng)一的色彩風(fēng)格和主色調(diào)、同時(shí)能體現(xiàn)網(wǎng)站的特色，各頁面配色服從總體色彩體系。頁面設(shè)計(jì)整齊，沒有變形的頁面和文字，沒有表格錯(cuò)行，文字錯(cuò)位等現(xiàn)象。

用戶信息管理：有用戶信息的保存、管理查詢、變更、刪除等功能。實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的用戶信息共享和站內(nèi)單點(diǎn)登錄。有合理完善的用戶信息管理制度。有服務(wù)反饋欄目，容易發(fā)現(xiàn)與使用。

3.3 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

3.3.1 平臺(tái)功能模塊 福建武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)的功能模塊結(jié)構(gòu)見圖2。信息平臺(tái)的功能模塊主要?jiǎng)澐譃榫W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)錄入管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢檢索系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)4大功能模塊，每個(gè)功能模塊根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的需求進(jìn)行細(xì)劃，模塊間有良好的軟件接口和數(shù)據(jù)接口，能夠有效地保證系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可維護(hù)性[11]。

圖2 福建武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.3.2 數(shù)據(jù)錄入管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)錄入管理系統(tǒng)主要是為各參建單位對(duì)植物物種資源信息數(shù)據(jù)的采集、錄入、修訂、補(bǔ)充創(chuàng)建的工作平臺(tái)，具有用戶權(quán)限控制，屬于系統(tǒng)的后臺(tái)管理與維護(hù)部分。模塊包括物種編目信息、標(biāo)本信息、圖片信息、文獻(xiàn)信息及其特有的生物特征信息等內(nèi)容。

數(shù)據(jù)錄入管理系統(tǒng)還提供用戶的創(chuàng)建、權(quán)限的維護(hù)、植物物種分類目錄樹結(jié)構(gòu)維護(hù)以及枚舉類型、標(biāo)本館信息的更新維護(hù)、錄入信息的統(tǒng)計(jì)等功能。

3.3.3 數(shù)據(jù)查詢檢索系統(tǒng) 數(shù)據(jù)查詢檢索系統(tǒng)是面向?qū)I(yè)人員和社會(huì)公眾的數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，用于全面展現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)成果。分析現(xiàn)在主流的數(shù)據(jù)查詢檢索系統(tǒng)，針對(duì)武夷山植物物種多樣性數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用研究需求，將查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一般用戶查詢和專業(yè)信息查詢：一般用戶查詢支持用戶的模糊查詢，專業(yè)信息查詢分為按物種的生物學(xué)分類進(jìn)行檢索、按種名、科名的中文字母順序和拉丁名字母順序查詢檢索等方式[12]。

3.3.4 地理信息系統(tǒng) 福建武夷山植物物種多樣性地理信息系統(tǒng)是一個(gè)混合了WebGIS技術(shù)、MIS開發(fā)技術(shù)、SOA技術(shù)和Web應(yīng)用開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)充分應(yīng)用地理空間信息的空間數(shù)據(jù)特征與空間分析能力，架構(gòu)基于網(wǎng)絡(luò)的面向服務(wù)的空間信息應(yīng)用平臺(tái)[13]。系統(tǒng)作為武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)建設(shè)整體解決方案的重要組成部分，為植物物種多樣性保護(hù)與管理、植物物種多樣性信息共享與服務(wù)提供一個(gè)基于地理空間分布與表現(xiàn)的應(yīng)用平臺(tái)，滿足植物物種多樣性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理與物種動(dòng)態(tài)管理需求，實(shí)現(xiàn)武夷山植物物種多樣性的空間分布格局研究。武夷山植物物種多樣性數(shù)據(jù)可依據(jù)物種的空間分布顯示查詢檢索結(jié)果，顯示各個(gè)專題物種的空間分布規(guī)律，提供多種植物物種地理空間信息的瀏覽方式，進(jìn)行專題信息的表現(xiàn)。

4 結(jié)論與展望

武夷山植物物種多樣性研究信息平臺(tái)的建設(shè)歷時(shí)3 a已初步建成。在物種信息平臺(tái)建設(shè)過程中，各學(xué)科、機(jī)構(gòu)之間的信息交流與合作非常重要，用戶對(duì)平臺(tái)的建設(shè)性意見可以及時(shí)反饋給系統(tǒng)管理員，并經(jīng)專家論證后對(duì)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤信息與內(nèi)容進(jìn)行修正和補(bǔ)充，不斷完善平臺(tái)系統(tǒng)。

現(xiàn)存武夷山植物標(biāo)本分散保存于省內(nèi)外數(shù)十家標(biāo)本館，均為分散保存。由于目前國內(nèi)多數(shù)植物標(biāo)本館所收藏的臘葉標(biāo)本的基礎(chǔ)信息(如標(biāo)本的采集地、采集人、標(biāo)本的特征、物候、采集地的環(huán)境特征等信息)不全，這給植物信息的采集和錄入工作造成了很大困難。信息資源標(biāo)準(zhǔn)化觀念尚需進(jìn)一步提高。各物種尚未制定出一套完整的編碼體系；各個(gè)部門的標(biāo)本唯一標(biāo)識(shí)不統(tǒng)一(條形碼、采集號(hào)等)，給系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)計(jì)帶來困難。標(biāo)準(zhǔn)的制訂是一項(xiàng)長期和重要的基礎(chǔ)工作，本項(xiàng)目組僅制訂了部分急需的數(shù)據(jù)內(nèi)容規(guī)范，關(guān)于武夷山植物物種及生物多樣性信息共享與采集的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，還處于探討階段。

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Wuyi Mountain Plant Species Diversity Research Information Platform Construction

YANG Qing1，XIAO Gui-rong2，LIU Jian-qiu3，CHEN Xiao1，ZHENG Qun-li4

(1.FujianWuyishanInstituteofBiology，Wuyishan354300，F(xiàn)ujian，China；2.SpatialInformationResearchCenter，F(xiàn)ujianProvince，F(xiàn)uzhouUniversity，F(xiàn)uzhou350002，F(xiàn)ujian，China；3.FujianNormalUniversity，F(xiàn)uzhou350002，F(xiàn)ujian，China；4.Fujianprovincedepartmentofscienceandtechnology，F(xiàn)uzhou350003，F(xiàn)ujian，China)

Based on demand analysis of Wuyi-mountain plant species diversity research information platform，it design overall framework of the platform,portal and function of the system，and construction information platform of wuyi mountain plant species diversity research，for the future of the information system development for biological natural resources.

plant species diversity；information platform；Wuyi-mountain

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.03.035

2013-08-27；

2013-11-06

福建省科技廳科技平臺(tái)項(xiàng)目(2006Y2001)

楊青(1970—)，男，福建浦城人，福建省武夷山生物研究所高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，從事生物資源利用和生物多樣性研究。E-mail：yq_wys@126.com。

S718

A

1002-7351(2014)03-0156-05