生物多样性信息标准(TDWG)组织简介

生物多样性信息标准(Biodiversity InformationStandards,TDWG)组织成立于1985年,最初目的是解决世界植物标本馆间数字化标本信息的共享和整合问题。     

紫堇属模式标本馆藏现状及分析

模式标本是发表新种的依据,对稳定物种学名至关重要。紫堇属(Corydalis DC.)隶属于罂粟科(Papaveraceae)荷包牡丹亚科(Fumarioideae)紫堇族(Corydaleae),是分类学研究的困难属之一。该研究首先基于《中国植物志》、Flora of China以及全球物种名录查询获得被认可的526个紫堇属物种,然后通过检索全球数字化植物标本数据库(JSTOR)、全球生物多样性信息网络数据库(GBIF)和中国数字植物标本馆(CVH)获得了其中395个物种1 894份模式标本,最后对获得的标本信息进行核实、整理和归纳,提取模式类型、馆藏地、采集人、模式产地和采集时间等关键信息进行统计分析。结果表明:紫堇属每个物种平均仅有约5份模式标本; 该属模式标本散落在全球80个标本馆中,其中超过85%为国外采集者采集。未来应当结合文献,加强对该属模式标本的信息考证和规范化整理。     

北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点

生物多样性信息学是生物多样性研究的重要内容,信息平台是生物多样性保护、生态教育和普及有效模式.目前,北京开展了大量的生物多样性资源的调查,但还缺少针对该区域系统而全面的物种资源信息化平台.针对北京地区生物多样性保护和生态教育的需要,基于2007～2009年开展的北京市高等植物种质资源全面系统的调查以及以往的研究数据,以物种多样性编目的数据库为框架,以计算机网络技术为支撑,构建北京市种质资源信息查询网络平台.该平台实现了高等植物种质资源信息的共享,用户可以准确查询到149科,61属,256种及变种的详细文字信息和图片信息,包括植物物种的分类、生态学特征、分布特点、濒危与保护状况、利用与人为干扰等.该平台的研建不仅为北京市植物物种资源的保护规划、外来物种的管理、资源利用等提供了重要信息支持,对科学研究和生态教育等也具有重要意义.     

中国的野生动物红外相机监测需要统一的标准

采用及时、可靠的方法对物种开展有效监测是生物多样性保护的基础。红外相机技术可以获得兽类物种的影像、元数据和分布信息, 是监测生物多样性的有效途径。这项技术在野外便于部署, 规程易于标准化, 可提供野生动物凭证标本(影像)以及物种拍摄位置、拍摄日期与时间、拍摄细节(相机型号等)等附属信息。这些特性使得我们可以积累数以百万计的影像资料和野生动物监测数据。在中国, 红外相机技术已得到广泛应用, 众多机构正在使用红外相机采集并存储野生动物影像以及相关联的元数据。目前, 亟需对红外相机元数据结构进行标准化, 以促进不同机构之间以及与外部保护团体之间的数据共享。迄今全球已建立有数个国际数据共享平台, 例如Wildlife Insights, 但他们离不开与中国的合作, 以有效追踪全球可持续发展的进程。达成这样的合作需要3个基础: 共同的数据标准、数据共享协议和数据禁用政策。我们倡议, 中国保护领域的政府主管部门、机构团体一起合作, 共同制定在国内单位之间以及与国际机构之间共享监测数据的政策、机制与途径。     

生物多样性信息资源.Ⅰ.物种分布、编目、系统发育与生活史性状

物种分布、编目、系统发育与生活史性状等是生物多样性研究的数据基础,在物种起源与进化、生物多样性保护等研究中发挥着重要作用。近年来,大量数据共享平台的建设极大地促进了生物多样性信息学的蓬勃发展,但这些海量的、高异构性的数据资源也使得研究人员无从下手。如何高效选择和有效利用这些资源,成为生态学家和保护生物学家面临的一大挑战。针对现有的生物多样性数据零散分布的现状,本文将这些数据从物种分布、编目、系统发育与生活史性状4个方面进行整理,分别选取一些代表性的数据库如:全球生物多样性信息网络(GBIF)、世界植物种名录(The Plant List)、Open Tree of Life、植物性状数据库(TRY),对其数据类型、采集方式、范围、获取方式等进行描述,并对相关研究成果进行简要介绍。在各部分中,针对我国生物多样性数字平台的构建等方面的工作与成果,我们也进行了简要描述。通过这些数据资源的整理,希望为研究人员了解和使用这些数据库提供桥梁和纽带,能够进一步促进国内研究人员对这些数据库的有效利用,并通过科研人员与公众等的参与,促进数据共享平台的构建与完善,进一步推动生物多样性的研究和保护领域的发展。     

大数据时代的生物多样性科学与宏生态学

高质量的生物多样性数据是认知生物多样性的起源和维持机制及应对其丧失风险的科学基础。当前,在新物种发现、已知物种的地理分布、种群数量与时空动态、物种进化史、功能性状、物种与环境之间以及物种与物种之间的相互作用等7个方面都存在着知识上的空缺。大数据时代的到来为弥补这些知识空缺提供了可能,大数据的挖掘及其应用最近已成为国际生物多样性与宏生态学研究的前沿内容。如何有效地利用和分析不断增长的生物多样性大数据是生物多样性研究面临的一个极大挑战。本文通过全球、大陆和区域尺度上的研究案例展示了大数据在生物多样性研究中应用的新进展,内容涉及森林覆盖变化、保护生态学、生物多样性与生态系统功能、气候变化对生物多样性的影响等。最后,对大数据在生物多样性研究中存在的数据采集、处理和分析等方面的问题进行了总结,并对其潜在应用前景进行了探讨。     

试论植物子平台和CVH的发展简史及其地位与作用

作为国家标本资源共享平台主要的子平台和最早的共享网站,植物标本子平台及其共享网站“中国数字植物标本馆(CVH)”的发展经历了试点期、发展期、验收考核期、整改服务期和创新发展期5个时期。植物子平台和CVH的建设组织100多家标本馆完成近800万份标本的数字化表达和实现网上共享。这一成果对我国分类学研究、生物多样性保护以及生物信息的发展等起到了重要作用,植物子平台和CVH也成为全国生物多样性信息共享合作的重要项目和平台。参建标本馆数字化建设能力得到提升,基本实现了信息化现代化的管理。     

中国高等植物数字化标本分析

传统上馆藏标本,主要用于植物分类学、植物资源学的研究。数字标本的出现将标本的使用拓展到从研究生物多样性时间空间分布到生态学和进化学理论、生物多样性保护、农业和人类健康等广泛领域。截至目前,从互联网上获取的采自中国的植物标本数量已有1 200多万份。该文通过整理和分析这些数据以了解中国植物标本的数字化精度、采集时间和采集地区规律以及采集空缺等状况。结果表明:中国标本采集形成了4个高峰,即20世纪30年代、60年代、80年代和21世纪初,中国植物标本采集和研究工作主要在20世纪50年代后由中国学者完成。标本采集地区覆盖度在省级较好,县级标本采集则很不平衡; 标本采集类群在科属层面覆盖率高,但近五分之一的物种采集不足; 标本的采集量既与植物分布幅度相关,也与采集地区的知名度、所获科研项目及采集者偏好有关。未来中国植物标本数字化方向应该在继续挖掘馆藏标本的同时,一方面开展对现有数字化标本信息再审核及补充,并加强与欧美大馆的信息共享以获取早期历史标本信息; 另一方面应用数字化标本信息分析结果,指导境内标本的精准采集,包括采集薄弱/空白地区、采集薄弱/空白属种的采集,以进一步增强实体标本馆能力,提高数字化标本质量,为进一步完善植物标本数字化和精准化采集提供依据,更好地服务科学和社会的发展。     

国家标本资源共享平台(NSII)支撑生物多样性科学研究的成效分析

随着生物多样性信息学的迅速发展,越来越多开放的生物数据可供科研人员使用。以一个公开数据平台为例分析我国生物多样性领域的研究热点与发展趋势,有助于生物多样性工作者和决策者及时了解我国生物研究的现状及动向,为生物多样性建设提供决策支持。该文以“国家标本资源共享平台(NSII)”及相关词为检索对象,对中国知网和谷歌学术上2013—2023年间的文献进行全文检索,共检索出1 070篇NSII支撑的文献,包括期刊论文(822篇)、学位论文(233篇)、科普文章(5篇)、会议文章(6篇)和报道(4篇)。基于NSII支撑的822篇期刊论文,通过文献计量学的手段和方法,从发文情况、研究主题与热点、研究机构等方面探究NSII支撑的生物多样性研究现状、热点与态势。关键词共现网络图谱分析结果显示,基于数据平台的生物多样性研究热点集中在物种分布分析和建模、气候变化、分类学、生物多样性研究、研究平台建设五个方面。当前我国生物多样性信息学领域发展较快,未来仍需从数据源建设、资源整合、共享能力、业务能力和国际合作等方面努力提升,持续推动生物多样性科学研究的发展。     

遥感在生物多样性研究中的应用进展

随着人口的持续增长, 人类经济活动对自然资源的利用强度不断升级以及全球气候变暖, 全球物种正以前所未有的速度丧失, 生物多样性成为了全球关注的热点问题。传统生物多样性研究以地面调查方法为主, 重点关注物种或样地水平, 但无法满足景观尺度、区域尺度以及全球尺度的生物多样性保护和评估需求。遥感作为获取生物多样性信息的另一种手段, 近年来在生物多样性领域发展迅速, 其覆盖广、序列性以及可重复性等特点使之在大尺度生物多样性监测和制图以及评估方面具有极大优势。本文主要通过文献收集整理, 从观测手段、研究尺度、观测对象和生物多样性关注点等方面综述了遥感在生物多样性研究中的应用现状, 重点分析不同遥感平台的技术优势和局限性, 并探讨了未来遥感在生物多样性研究的应用趋势。遥感平台按观测高度可分为近地面遥感、航空遥感和卫星遥感, 能够获取样地-景观-区域-洲际-全球尺度的生物多样性信息。星载平台在生物多样性研究中应用最多, 航空遥感的应用研究偏少主要受飞行成本限制。近地面遥感作为一个新兴平台, 能够直接观测到物种的个体, 获取生物多样性关注的物种和种群信息, 是未来遥感在生物多样性应用中的发展方向。虽然遥感技术在生物多样性研究中的应用存在一定的局限性, 未来随着传感器发展和多源数据融合技术的完善, 遥感能更好地从多个尺度、全方位地服务于生物多样性保护和评估。     

中国高等植物编目信息系统进展(英文)

Biodiversity research increasingly relies on distribution networks for dealing with large-scale primary data.Up-to-date information on biodiversity is critical for the proper management and conservation of any area.The first step towards conservation should be to compile an authoritative species inventory or checklist.Catalogue of Life:Higher Plants in China(CNPC) is an ongoing biodiversity informatics project with the aim to integrate existing higher plants inventory data,and provide access via an internet based web service to public user and the scientific community.The CNPC,for the first time,provides integrated and authoritative taxonomic information on higher plant species found in China,and this database will be permanent,free and continously updated.Presently,a total of 34 377 species have been included in the database.Among of them,16 620 species are only found in China.Taxa are classified into 432 families and 3 941 genera.The CNPC will be an important source for scientists working on Chinese flora,and will play an important role in helping to achieve the targets set under the Global Strategy for Plant Conservation in the future.     

Floristics of Higher Plants in China——Report from Catalogue of Life: Higher Plants in China Database

Biodiversity research increasingly relies on distribution networks for dealing with large-scale primary data. Up-to-date information on biodiversity is critical for the proper management and conservation of any area. The first step towards conservation should be to compile an authoritative species inventory or checklist. Catalogue of Life: Higher Plants in China (CNPC) is an ongoing biodiversity informatics project with the aim to integrate existing higher plants inventory data, and provide access via an internet based web service to public user and the scientific community. The CNPC, for the first time, provides integrated and authoritative taxonomic information on higher plant species found in China, and this database will be permanent, free and continously updated. Presently, a total of 34377 species have been included in the database. Among of them, 16620 species are only found in China. Taxa are classified into 432 families and 3941 genera. The CNPC will be an important source for scientists working on Chinese flora, and will play an important role in helping to achieve the targets set under the Global Strategy for Plant Conservation in the future.     

鱼类多样性监测的理论方法及中国内陆 水体鱼类多样性监测

近年来, 生物多样性监测网络的建设得到广泛重视, 全球、地区或国家生物多样性观测网不断组建。生物多样性观测的理论框架得到发展, 提出了生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables, EBV)。鱼类多样性监测的理论框架包含于生物多样性核心监测指标之内, 在遗传、物种、生态系统等多层次进行。基于鱼类监测提出的生物完整性指数(index of biotic integrity, IBI)强调不同物种的生态功能, 可以综合反映群落结构和功能的变化, 得到广泛应用。鱼类多样性的监测方法是传统网具和现代水声学等方法的结合。监测结果的分析可以进行简单的指数比较, 也可以进行长期的趋势分析, 寻找关键节点, 探讨宏观生态格局的变化。中国内陆水体鱼类多样性监测网隶属于中国生物多样性监测与研究网络, 拟选取长江、黄河、黑龙江、珠江、澜沧江、怒江、塔里木河及青海湖8大流域, 对25个重要区域和24个重点物种(类群)进行监测, 从重要区域鱼类群落结构、重点物种(类群)种群动态和个体生物学特征、遗传多样性、早期资源等不同层次, 全面监测我国内陆水体鱼类生物多样性状况。     

台湾生物多样性资料整合之经验与策略

台湾生物多样性数据库之整合从2001年开始, 是因为数位典藏计划、生物多样性推动方案, 及台湾加入全球生物多样性信息网络(Global Biodiversity Information Facility, GBIF), 均在这一年启动。2002年“中研院”开始建置台湾物种名录数据库(TaiBNET), GBIF之台湾入口网TaiBIF则是在2004年时建置, 用来整合台湾生物多样性的资料并与国际接轨。所采用之方法及格式均依循GBIF所发展的交换标准, 一来可以整合台湾的数据, 二来可及时与国际交换数据。虽然TaiBNET及TaiBIF已突破智慧财产权(知识产权)的障碍, 可搜集整合数位典藏各子计划逐年累积的资料, 但跨部门间及非数位典藏计划所产生的数据, 仍因各单位及个人的本位主义而难以整合分享, 特别是生态分布原始数据。因此2008年在“中研院”成立了跨主管部门的委员会, 制订可行之资料搜集、整合与公开的政策, 并要求各主管部门在委办合约中纳入。无人否认数据库整合的重要, 但在现行对研究人员考评制度下, 研究人员大多不愿投入数据库建置的学术服务工作, 所获得的人力与经费亦日益短缺而难以永续经营。亟需相关部门的重视与支持。TaiBIF在过去6年来的推动成果虽未臻理想, 但所获的经验和心得仍有可供外界参考与借镜之处。     

中国高等植物编目信息系统进展

Biodiversity research increasingly relies on distribution networks for dealing with large-scale primary data.Up-to-date information on biodiversity is critical for the proper management and conservation of any area. The first step towards conservation should be to compile an authoritative species inventory or checklist. Catalogue of Life:Higher Plants in China (CNPC) is an ongoing biodiversity informatics project with the aim to integrate existing higher plants inventory data, and provide access via an internet based web service to public user and the scientific com-munity. The CNPC, for the first time, provides integrated and authoritative taxonomic information on higher plant species found in China, and this database will be permanent, free and continously updated. Presently, a total of 34377 species have been included in the database. Among of them, 16 620 species are only found in China. Taxa are classified into 432 families and 3 941 genera. The CNPC will be an important source for scientists working on Chinese flora, and will play an important role in helping to achieve the targets set under the Global Strategy for Plant Conservation in the future.     

海洋生物多样性信息资源

海洋生物多样性甚高, 但却饱受人为的破坏及干扰。目前全球最大的含点位数据的在线开放性数据库是海洋生物地理信息系统(OBIS), 共约12万种3,700万笔资料; 另一个较大的数据库世界海洋生物物种登录(WoRMS)已收集全球22万种海洋生物之物种分类信息。除此之外, 以海洋生物为主的单一类群的数据库只有鱼库(FishBase)、藻库(AlgaeBase)及世界六放珊瑚(Hexacorallians of the World)3个。跨类群及跨陆海域的全球性物种数据库则甚多, 如网络生命大百科(EOL)、全球生物物种名录(CoL)、整合分类信息系统(ITIS)、维基物种(Wikispecies)、ETI生物信息(ETI Bioinformatics)、生命条形码(BOL)、基因库(GenBank)、生物多样性历史文献图书馆(BHL)、海洋生物库(SeaLifeBase); 海洋物种鉴定入口网(Marine Species Identification Portal)、FAO渔业及水产养殖概要(FAO Fisheries and Aquaculture Fact Sheets)等可查询以分类或物种解说为主的数据库。全球生物多样性信息网络(GBIF)、发现生命(Discover Life)、水生物图库(AquaMaps)等则是以生态分布数据为主, 且可作地理分布图并提供下载功能, 甚至于可以改变水温、盐度等环境因子的参数值, 利用既定的模式作参数改变后之物种分布预测。谷歌地球(Google Earth)及国家地理(National Geographic)网站中的海洋子网页, 以及珊瑚礁库(ReefBase)等官方机构或非政府组织之网站, 则大多以海洋保育的教育倡导为主, 所提供的信息及素材可谓包罗万象, 令人目不暇给。更令用户感到方便的是上述许多网站或数据库彼此间均已可交互链接及查询。另外, 属于搜索引擎的谷歌图片(Google Images)与谷歌学术(Google Scholar)透过海洋生物数据库所提供的直接链接, 在充实物种生态图片与学术论文上亦发挥极大帮助, 让用户获得丰富多样的信息。为了保育之目的, 生物多样性数据库除了整合与公开分享外, 还应鼓励并推荐大家来使用。本文乃举Rainer Froese在巴黎演讲之内容为例, 介绍如何使用海洋生物多样性之数据来预测气候变迁对鱼类分布的影响。最后就中国大陆与台湾目前海洋生物多样性数据库的现况、两岸的合作及如何与国际接轨作介绍。     

Taxonomic and Distributional Databases of Fishes in Taiwan

The fishes of Taiwan comprise total 2450 species in 250 families, about 1/10 of the world's fishes. Curatorial and distributional data of Taiwanese fish have been integrated into a database that can be accessed interactively on the Internet at http://fishdb.sinica.edu.tw. The database includes the following items: basic information and specimen photo of each species, distributional database, bibliographic database, curatorial database, inquiring system for Chinese fish names of the world fishes, and new version of erratum of Fishes of Taiwan. The above regional database of Taiwanese fishes provides hyperlinks to fish data for each species in the global fish data, FishBase, of ICLARM (http://www.fishbase.org). Through the collaboration with FishBase and other global networks for taxonomic purposes, like Species 2000, BioNet, or GBIF (Global Biodiversity Information Facilities), users in the world can also obtain updated data provided by Taiwan. We hope our experience with database establishment can be used as a model to help other countries to develop their own regional fish databases or even to build up databases of other groups of organisms. There should be one good approach for all people in the world for sharing complete and updated biodiversity information via the Internet.     

生物多样性信息学:一个正在兴起的新方向及其关键技术

生物多样性科学和生物信息学是生命科学中两个极为重要也是十分活跃的交叉学科,生物多样性信息学则是目前正在兴起的一个新方向,基发展必将进一步深化信息技术在生物多样性研究中的应用。本文简要介绍了国内外该领域的主要目标与进展,讨论了有关的关键技术（如数据库间的互操作与数字图书馆）,并列出了两个原型系统（Ｓｐｅｃｉｅｓ２０００和ＧＢＩＦ）和其他相关系统的网址。     

生物多样性数字图书馆系统的架构和实现

生物多样性研究工作急切需要一个建立在多源数据基础上的数字图书馆。基于虚拟用户社区的生物多样性数字图书馆除了在数据类型、存储需求、共享方式等方面具有一般数字图书馆的特点之外, 在数据挖掘和应用方面也有自己的一些特点。本文在对国内外数字图书馆调研和与生物多样性遗产图书馆(Biodiversity Heritage Library)及互联网档案(Internet Archive)项目的合作的基础上, 总结了各类数字图书馆中的数据类型, 对构建生物多样性数字图书馆相关的数据标准——Dublin Core和TaxonX作了简单介绍。然后设计了具有数据汇总、数据整理、转换和翻译以及数据对外服务三个模块的系统框架,提出了生物多样性数字图书馆的系统架构和功能,展示了已经实现的部分系统运行效果, 最后对今后在版权、全文识别、海量和扩展等方面的问题进行了讨论。     

Community Next Steps for Making Globally Unique Identifiers Work for Biocollections Data

Biodiversity data is being digitized and made available online at a rapidly increasing rate but current practices typically do not preserve linkages between these data, which impedes interoperation, provenance tracking, and assembly of larger datasets. For data associated with biocollections, the biodiversity community has long recognized that an essential part of establishing and preserving linkages is to apply globally unique identifiers at the point when data are generated in the field and to persist these identifiers downstream, but this is seldom implemented in practice. There has neither been coalescence towards one single identifier solution (as in some other domains), nor even a set of recommended best practices and standards to support multiple identifier schemes sharing consistent responses. In order to further progress towards a broader community consensus, a group of biocollections and informatics experts assembled in Stockholm in October 2014 to discuss community next steps to overcome current roadblocks. The workshop participants divided into four groups focusing on: identifier practice in current field biocollections; identifier application for legacy biocollections; identifiers as applied to biodiversity data records as they are published and made available in semantically marked-up publications; and cross-cutting identifier solutions that bridge across these domains. The main outcome was consensus on key issues, including recognition of differences between legacy and new biocollections processes, the need for identifier metadata profiles that can report information on identifier persistence missions, and the unambiguous indication of the type of object associated with the identifier. Current identifier characteristics are also summarized, and an overview of available schemes and practices is provided.