在线植物志: 网络时代分类学的方法和实践

全球气候变化、环境污染、资源被过度利用、外来物种入侵和生境丧失威胁着地球上物种的生存。分类学研究的主要任务就是在这些物种即将消失之前去发现、记录和认知它们。社会公众、政府决策部门和科学发展本身都对分类学提出了诸多需求。然而, 当前分类学所面临的困境包括认识上的误区、不科学的评价机制、研究队伍的萎缩以及陈旧的知识管理和发布模式等, 这些因素不仅阻碍了分类学的学科发展, 而且也制约了分类学家履行社会责任。利用现代的网络信息技术, 构建一个覆盖分类学研究工作流程、整合已有在线数据资源、满足分类学研究群体、项目和研究机构共同需求的分类学社区网络, 并最终实现分类学的终极目标--在线植物志, 将会极大地改善分类学的知识产出和应用环境, 提升它在当今科学技术发展条件下的竞争力, 使其真正成为一门21世纪的科学。     

植物系统分类学——综合理论及方法

正化学工业出版社出版本书综合多学科的信息,特别侧重于21世纪以来的学科新发展。该书集分类学的经典理论与近年的分子分类学、分支分类学和植物的计算机鉴别等于一体,特别注重植物命名、鉴定、分子分类学和被子植物系统发育等方面的知识,解释了系统发育、数量分类和分支分类学所涉及的一些复杂概念,从而使读者可以对这些既有区别又相互联系的各研究领     

植物物种、模式产地种群调查与iFlora

澄清植物种类是植物分类学研究的基础,也是开展iFlora编研的前提,而植物物种调查则为其提供了最为基础和重要的研究素材。传统的植物物种调查,或以植物区系调查为目的,或是专类植物资源搜集．往往较为忽视种群层面的调查。iFlora计划中,基于地方种群的植物物种调查应予以重视和贯彻实施。系统的植物物种调查将以“个体（标本）一（地方繁育）种群一物种”为核心展开,其中地方繁育种群是调查的中心环节。调查内容将兼顾种群的形态学、生态学和遗传学三方面的学科需求,以期获得全面详实的物种数据,并藉此建立一套完整规范的物种“档案”。在整个植物物种调查中,“模式产地种群”是关注的重点,需制定缜密的调查方案并优先实施。由于模式标本的残缺、原始描述的简略,在未来的物种分类研究中,植物分类学者必须认真考虑“产地模式标本”和“模式产地种群”所扮演的重要角色。作为自然界中客观存在的群体,“模式产地种群”不仅仅是模式标本的注脚和补充,它犹如地质学上的“金钉子”．将为研究者提供最为权威和充分的形态学、生态学和遗传学等研究信息,从而真正将物种分类研究从“故纸堆”的困境中解放出来。     

中国植物分类学中的物种问题

Nooteboom和Peter Raven都认为中国的分类学家往往持有狭隘的物种概念,而这是由于他们缺 少足够的标本,尤其是模式标本,因而不能充分研究种的变异性。Raven说这使他相信中国植物分类学 中真正的物种概念颇有模式概念的色彩。他们的说法不无道理。的确,中国的植物区系中可能有大量 的种其真实身份还有讨论的余地。根据单个性状或完全按营养器官性状来命名新种是常有的事。有些 学者甚至把发表新种作为其分类工作的主要目标。现有的、为数非常有限的关于中国植物变异式样研 究的证据证明有些“种”实际上是生态宗(Clinopodium)、地理宗(Cunninghamia和Indigofera)或呈地形 梯度变异式样的分类群(Lespedeza和Rhododendron)而已。根据表型的可塑性变化而命名的种曾经或 仍然被作为“好种”对待(Rorippa)。具各种不同叶形特性的种间杂种的分离系被命名为不同的种 (Ilex)。分类学上本来就已经很复杂的无融合生殖复合体由于新种的不断增加而变得更加复杂 (Malus)。对一个具有复杂变异式样的种的精心研究导致对25个种名的归并,其中有10个是80年代 由中国分类学家发表的(Clematoclethra)。诸如此类的例子随着研究工作的扩大而势必大量增加。传统 植物分类学主要或完全以形态性状为依据。外部形态性状具有比较容易观察和记录的优点。分类学种 概念能满足多种用途分类的需要。但如果把分类学种概念说成是完全凭分类学家个人的主观判断或甚 至偏爱而很难有是非之分就颇成问题了。现在比过去任何时候都有条件对种这个分类阶元作客观的解 释。正确的物种概念来自对植物变异式样及其分类学价值的正确和充分的理解。因此,作为标本室分 类学家,首先要研究尽可能多的标本。其次,尽可能收编来自其他方面的证据是十分可取的。这些证据 即使不是很有用的分类性状,对更好地了解或解释类群的变异式样往往具有重要的意义。分类学家可 借以发现他所寻找的分类群在表型或基因型变异上的间断。对这两种间断的合理应用将导致在许多属内种级水平的更加合理的分类。     

山西平陆黄河湿地植物分类学多样性

传统的物种多样性通常使用物种数量指标α和β等多样性指数进行测度,由于其对取样和样本大小有依赖关系且极其敏感,因此取样方法的不同会对多样性的结果产生显著影响。分类学多样性方法基于分类学系统关系测量物种多样性,弥补了传统方法的不足,同时面对各种变量和不受控制的取样具有稳健性,同时也考虑了集合的分类学均匀度。不仅能反映植物群落多样性,还能间接反映环境与扰动间的关系,用于识别生态系统或生境是否处于退化阶段。为了探究平陆黄河湿地的物种多样性,检验分类学多样性方法在植物生态学方面的应用,选取了16个样地进行植物调查,并结合历史资料整理了种子植物名录,结果表明平陆黄河湿地共有植物368种,隶属于36目67科213属。含种最多的科为菊科和禾本科,分别为54种和45种。应用平均分类学差异指数(Δ+)和分类学差异变异指数(Λ+)研究了各样地的植物物种多样性:Δ+和Λ+的理论平均值分别为74.24和480;位于三门峡大坝上游和下游的样地和不同群落类型的分类学多样性均没有显著差异(P0.05)。受人类干扰较大的车村和鳖干平均分类学差异指数值显著较低,Δ+分别为62.28和67.41,位于95%的置信漏斗外;而水分条件较好且人为干扰较少的南沟渡口和三湾湖平均分类学差异指数值最高为分别81.30和79.94。车村的分类差异变异指数值最高为814.44,其物种在不同分类阶元分布最不均一,涧北的分类差异变异指数值最低为423.31,其物种分布相对较均一。传统的多样性方法难以全面的反映某个区域的物种组成、分布和多样性,此外分类学多样性的高低与物种数量的多少没有一定的相关关系,Δ+与S、Λ+与S的相关关系分别为-0.257和-0.187(P0.05)。耕作、生态旅游、日常活动等人为干扰因素可能是造成平陆黄河湿地分类学多样性降低及物种在不同分类等级间分布不均匀的主要原因。     

中国母草科植物分类及地理分布

对国内外关于母草科(Linderniaceae Borsch,Kai Müller&Eberhard Fischer)系统分类学的研究进展进行了综述,整理和总结了中国母草科植物的分类学变动情况。通过收集中国数字植物标本馆、中国国家标本资源平台、《中国植物志》、Flora of China及《中国生物物种名录》物种分布信息,分析了中国母草科植物的分布格局。结果表明,母草科主要由传统玄参科母草族、腭母草族的类群及原苦苣苔科的侧母草属所构成,共22属220余种,中国分布有8属43种,其中15种为中国特有种。在中国,广西与广东分布的母草科植物最为丰富,新疆、青海和宁夏无母草科植物分布。研究更正了中国母草科植物属的范围及地理分布,以期为母草科植物未来的分类学与生物多样性研究提供参考。     

我国植物种级水平分类学研究刍议

对洪德元先生最近在《生物多样性》(2016年第24卷第3期)发表的《关于提高物种划分合理性的意见》一文中的部分观点进行了进一步阐述。强调我国植物确实还存在大量种级水平的分类学问题有待解决, 我国植物分类学研究在一些重要发展阶段(如系统阶段和物种生物学阶段)上存在明显缺失, 需要弥补。指出分类学发展到今天, 不宜再强调“经典分类学”和“实验分类学”之分, 应采用多学科手段解决分类学问题; 我国应加强植物分类专著水平的研究工作, 注意培养年轻一辈植物分类学专著工作者; 在分类处理中应用居群概念和统计学方法时应特别谨慎; 在系统植物学中接受物种概念的多元性是必要的, 但要向达到广义的生物学种概念努力, 不宜以有所谓的“归并派”和“细分派”之分为借口而完全主观地划分物种。     

植物系统分类学——综合理论及方法

正化学工业出版社出版本书综合多学科的信息,特别侧重于21世纪以来的学科新发展。该书集分类学的经典理论与近年的分子分类学、分支分类学和植物的计算机鉴别等于一体,特别注重植物命名、鉴定、分子分类学和被子植物系统发育等方面的知识,解释了系统发育、数量分类和分支分类学所涉及的一些复杂概     

民间植物分类系统与区域性物种多样性快速评估——以西双版纳傣族为例

生物多样性的快速流失 ,使传统分类工作在热带物种多样性评估中显出不足 ,而民间分类系统在区域性物种多样性快速评估中的作用已经引起人们的重视。前人对西双版纳傣族民间植物命名和分类系统已做过研究 ,该文在此基础上 ,探讨能否将这种知识用于区域性物种多样性快速评估。利用生物多样性快速编目、样方调查及民族植物学中民间访谈的方法 ,考察了三个傣族村寨原住民的植物识别能力。结果表明 ,傣族原住民的植物识别程度与其年龄呈显著正相关 ,中年以后识别能力趋于稳定 ,识别率高达 91 %以上。通过与长期在西双版纳地区工作的野外植物分类学家相比较 ,我们发现傣族原住民的植物识别率不低于分类学家 ,且所需时间比分类学家少。作者认为 ,民间植物分类系统可以用于局部地区的物种多样性快速评估。     

秦仁昌与植物标本馆

经典植物分类学家与植物标本馆密不可分,标本馆所藏标本为其研究提供材料,而分类学家在野外标本采集则丰富标本馆馆藏。中国许多植物分类学家既做深入研究,又做艰辛之采集,秦仁昌便是其中一位,只是其蕨类植物研究名声过大,以致掩盖了他对标本馆的贡献。     

秦仁昌与植物标本馆

经典植物分类学家与植物标本馆密不可分,标本馆所藏标本为其研究提供材料,而分类学家在野外标本采集则丰富标本馆馆藏。中国许多植物分类学家既做深入研究,又做艰辛之采集,秦仁昌便是其中一位,只是其蕨类植物研究名声过大,以致掩盖了他对标本馆的贡献。     

山西油松林分类学多样性

基于物种分类系统关系的分类学多样性不仅能反映群落内物种分类学之间的差异,而且可以间接反映生态系统或群落是否处于退化阶段。与传统的物种多样性指数相比,分类学多样性指数对不同的取样方法和大小具有较强的稳健性。以山西油松林为研究对象,在山西省范围内选取113个样地进行植被调查,并结合历史资料和相关文献整理了植物名录,野外共记录植物357种,隶属于3门4纲36目71科227属。植物科内属、种的组成差异较大,其中含属、种最多的科是菊科,分别为31属和50种,含种最多的属为蒿属(Artemisia 11种)。选取平均分类学差异指数(Δ~+)和分类学差异变异指数(Λ~+)作为度量群落分类学多样性的指标,同时分析了分类学多样性指数与环境因子的关系,研究结果表明:113个样地的Δ~+值大都位于Δ~+理论平均值上方(89.5%);Λ~+值都位于Λ~+理论平均值上方,这表明山西油松林物种组成的亲缘关系较远,分属不同的分类单元;群落内物种分类单元的均匀度较差,即物种主要集中在几个大的分类单元内,如菊科、蔷薇科、豆科和禾本科等。对分类学多样性指数影响最大的是群落结构因子(胸径、乔木密度和群落物种数),其次是微地形因子(坡向和坡位)。土壤全氮和有机碳与Δ~+呈极显著正相关(P0.01)。宏观地形因子(纬度和海拔)与Δ~+和Λ~+相关性不显著(P0.05)。通过对山西油松林物种的Δ~+和Λ~+研究表明,山西油松林大多处于平稳的成长阶段,物种组成相对稳定,存在一定的物种分类学差异,但主要集中几个大的分类单元。     

外来植物的学名等问题值得重视

我国已有许多外来植物,随着对外开放,引入的外来植物不断增多。外来植物有许多是经济植物(林木)或园艺植物,其中一些已开发利用并在生产逐渐发挥其作用。但是,由于外来植物常是由农林或热作单位引入的,有关工作者对植物分类学不很熟悉,而植物分类学工作者对外来植物的开发利用又不太清楚,加上国内有关外来植物的文献较少,并且外来植物的     

植物染色体数目变化和植物分类

过去几十年中对于植物分类学很有影响的一个方面。就是应用植物细胞形态到植物分类和演化的研究。由于这种影响,从而形成了一门植物分类学和植物细胞学结合在一起的边缘科学,称为植物细胞分类学。这一学科后来并与植物细胞遗传学交织在一起,利用杂交等实验手段,更丰富了它的内容。而现在的所谓实验分类学,也很多是在植物细胞分类学的基础上发展出来的。到了近年更出现了根据细胞内     

中国海梨甲藻科几种甲藻的分类与形态鉴定

由于生活史特殊以及分类学历史复杂, 国内外有关梨甲藻科物种的分类学研究比较少。本研究通过形态分类学方法, 详细阐述了梨甲藻物种的分类学历史沿革, 对我国海域的11种梨甲藻科物种的孢囊进行了分类学研究。我们认为其中的1种应隶属于球甲藻属(Dissodinium), 其余10种可归为梨甲藻属(Pyrocystis)(包括2个变种, 2个变型), 对每个物种都进行了详细的形态学描述, 认为拟新月球甲藻(Dissodinium pseudolunula)与新月梨甲藻(Pyrocystis lunula)、优美梨甲藻(Pyrocystis elegans)与粗梨甲藻(Pyrocystis robusta)的分类学关系还需要进一步研究。     

我国系统和进化植物学的挑战和应有的对策

系统与进化植物学就是广义的植物分类学,内容涉及植物分类、植物区系地理、系统发育、物种生物学、大进化(macroevolution)和小进化(microevolution)等的研究.这一学科如今面临多方面的挑战,处在一个关键时期.如何对待这些挑战,关系系统与进化植物学的前途.80年代以来,飞速发展的分子生物学也渗入这一学科,形成一门新的边缘学科,即分子系统学(molecularsy stematics).狭义地说,它是指以核酸(尤其是DNA)分析为手段,探讨系     

黄河中游湿地植物分类学多样性研究

在黄河中游湿地自禹门口至汾河入河口之间设置了13个样地进行植物调查,并将植物物种系统分类学中的分类学差异性指数应用到研究区域物种多样性的测度中。结果显示,样地内共记录植物75种,隶属于2门3纲18目23科61属;按所含物种数的多少统计,在门水平上主要分布在被子植物门(73种),在纲水平上主要分布在双子叶植物纲(57种),在科水平上主要集中在豆科(Leguminosae,11种)、菊科(Compositae,14种)和禾本科(Gramineae,11种),在属水平上主要集中在藜属(Chenopodium,3种)、胡枝子属(Lespedeza,3种)、蒿属(Artemisia,3种)和香蒲属(Typha,3种);一年或两年生植物最多,地上芽植物、地面芽植物和地下芽植物次之的生活型谱特征总体上反映了黄河中游湿地夏季高温多雨、冬季寒冷干旱的气候特征。用平均分类学差异指数(Δ~+)和分类学差异变异指数(Λ~+)对13个样地植物分类学多样性特征的分析表明,Δ~+和Λ~+的理论平均值分别为84.25和425.43;运用双变量分析法将Δ~+和Λ~+进行组合分析,发现汾河入河口样地(S12)的期望值较小,河津市汾河25号坝样地(S8)、闸西侧样地(S9)和万荣县西范控导工程西侧样地(S10)的期望值较大,说明样地S12的物种分类学多样性较大且物种分布较为均一,样地S8、S9、S10则与之相反。Pearson检验结果显示,平均分类学差异指数(Δ~+)、分类学差异变异指数(Λ~+)与Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数、Patrick指数间均无稳定的相关关系(P0.05)。     

细胞水平的分类学——细胞分类学

各学科互相渗透形成众多的边缘学科,这是当代科学发展的重要特点。细胞学和细胞遗传学同分类学之间的渗透,出现了细胞水平的分类学——细胞分类学。形态-地理学标准是传统分类学的主要方法。本世纪以来,由于实验生物学的蓬勃发展,分类学曾一度遭到冷落。然而,实验对象必须正确鉴定,实验所得信息需要记录和储存在确切的信息库内;自然界又发现不少兄弟种(sibling species)它们在形态上不能或难以区别,但却有被保护的独立的基因库。因此形态-地理学的物种概念被生物学物种概念所替代。与此同时,实验生物学,特别是     

植物分类学的历史回顾与展望

对植物分类学的研究历史进行了简要的回顾.讨论了不同历史时期植物分类学研究的特点以及该时期代表的分类学家和他们的专著,分析了植物分类学的发展趋势以及我国植物分类学工作者所面临的挑战.     

菌物分类学研究中常见的物种概念

物种是生物多样性与分类学研究的基本单元, 物种识别是生物学研究的基本问题之一。物种的划分一直以来都没有一个明确统一的标准, 这使得分类学多少带有主观的色彩, 并经常被看作艺术而不完全是科学的研究。本文简要概述了菌物分类学研究中常见的3个物种概念, 即形态学种、生物学种和系统发育学种的背景和应用现状, 并通过实例讨论了这3个物种概念的特点及应用中存在的问题, 特别是各个物种概念之间的交错, 以期为菌物分类学研究和物种概念探讨提供参考。