（生态学专业论文）江苏省珍稀濒危植物信息系统的构建与应用.pdf

摘要 野生珍稀濒危植物作为生物多样性的重要组成部分，具有极高的科研价值、经济价值和社 会价值。经济发达的江苏省，、由于人为开发历史久远，野生植物及其生境已遭受严重破坏，加 强对该地区珍稀濒危植物的保护和研究尤为紧迫。准确规范的数据信息既是开展濒危植物保护 研究的理论基础，也是管理部门进行决策规划的依据。在此，基于该省珍稀濒危植物生存及保 护现状，结合使用多种开发工具，建立了基于w e b 的江苏省珍稀濒危植物信息系统。 首先，在实地调查和综合分析有关资料的基础上，本文收集整理了省内各珍稀濒危植物种 的形态特征、群落特征、伴生种、保护价值、保护措施、活体照片、标本照片及其省内分布图， 并由此建立珍稀濒危植物信息数据库；之后详细分析了江苏省内珍稀濒危植物的区系特征、导 致其走向濒危的内外界因素以及对其进行保护的各种方法。 其次，本文详细阐述了江苏省珍稀濒危植物信息系统的规划、设计及应用过程该系统的 核心功能为数据库信息查询与维护，访问用户可按其查询条件对数据库内物种信息进行单项查 询、组合查询及模糊查询，并可在濒危植物论坛内进行交流与探讨；而系统数据库管理人员经 过安全认证后可对数据库内物种信息进行修改、增添、删除等操作 此外，在系统中构建了包含多项定性与定量评价指标的动态测试页面，编写了脚本程序自 动测算并显示省内各类野生植物种的濒危程度系数、遗传价值系数、利用价值系数、保护现状 系数、优先保护值及其优先保护级别 最后，将此软件系统发布到i n t e r n e t 有关网站上，供各级用户访问测览与查询。 江苏省珍稀濒危植物信息系统的建立有助于向社会各界普穰珍稀濒危植物的科学知识，提 高公众生物多样性保护意识和科学素养，有助于各级部门对珍稀濒危植物资源进行科学管理与 研究。 关键词：江苏珍稀濒危植物信息系统数据库 w e b a b s t r a c t a sa n i m p o r t a n tc o m p o n e n to fb i o d i v e r s i t y ，r a r e a n de n d a n g e r e dp l a n t s s p e c i e s h a v e h i g h ；c i e n t i f i ca n de c o n o m i cv a l u e i n j i a n g s up r o v i n c e ，h o w e v e r ，b i o l o g i c a lt r e a s u r eh a sb e e nt h r e a t e n e d ) yh u m a n a c t i v i t i e sf o rc e n t u r i e s d r a s t i cp o p u l a t i o na n de c o n o m y g r o w t hi nr e c e n ty e a r sh a sl e dt o n o r ed e v e l o p m e n t si nt h ec o u n t r y s i d e ，w h i c hh a sd e s t r o y e dn a t u r a lh a b i t a t sa n db r o u g h tm o r es e v e r e w l l u t i o np r o b l e m s m a n yw i l dp l a n ts p e c i e sh a v eb e e no v e r - e x p l o i t e df o rt h e i rh a b i t a t s ，s o m eo f v h i c ha r en o wc l o s et oe x t i n c t i o n s os t r e n g t h e nt h ep r o t e c t i o na n ds t u d yo f t h e s e s p e c i e sh a sb e c o m e ：v e nm o r e u r g e n tt h a na n y o t h e rt i m ei nh i s t o r y n o wb i o d i v e r s i t yi n f o r m a t i o ns y s t e mh a sb e c o m eam a j o rp a r to fb i o d i v e r s i t yc o n s e r v a t i o n , c i e n c e h e r e ，i no r d e rt oi n c r e a s ep e o p l e su n d e r s t a n d i n go f t h ec u r r e n ts t a t u so f r a r ea n de n d a n g e r e d f l a n t si nt h i sp r o v i n c ea n dl a yaf o u n d a t i o nt od e v i s ec o n s e r v a t i o ns t r a t e g i e sf o rt h eo r g a n i z a t i o n ：o n c e m e d ，t h ej s e p m i sw a sb u i l tu p f i r s t l y ，a c c o r d i n g t ot h ei n v e s t i g a t i o na n da u t h o r i t a t i v e p u b l i c a t i o n s ，a l lt h er a r ea n de n d a n g e r e d f l a n t ss p e c i e si nj i a n g s u p r o v i n c ew e r ec o l l e c t e d ，i n c l u d i n gt h e i rm o d a l i t y ，c o m m u n i t yc h a r a c t e r i s t i c ， ：o m p a n i o ns p e c i e s ，c o n s e r v a t i o nv a l u e ，p r o t e c t i o nm e a s u r e s ，l i v i n gp i c t u r e ，s p e c i m e np i c t u r ea n d h e i rd i s t r i b u t i n gm a p s a l lo ft h e s ew e r es t o r e di nt h ed a t a b a s e t h ef l o r i s t i cc o m p o s i t i o na n dt h e ；e o g r a p h i c a ld i s t r i b u t i n gf e a t u r e so f t h er a r ea n de n d a n g e r e dp l a n t si nj i a n g s up r o v i n c ea r ea n a l y z e d nt h es y s t e m i na d d i t i o n ，e n d a n g e r i n gm e c h a n i s ma n dc o n s e r v a t i o nm e t h o d sh a v eb e e nr e v i e w e d s e c o n d l y ，t h ed e s i g na n da p p l i c a t i o no f t h i si n f o r m a t i o ns y s t e mi s e x p o u n d e di nd e t a i l s o m e e v e l o p i n gt o o l sa r eu s e d ，s u c ha sm i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t ，d r e a m w e a v e rm x ，a n dm i c r o s o f t k c c e s sw a ss e l e c t e da si t sd b m s t h e s y s t e mh a st w o m a i nf u n c t i o n s o n ei si n f o r m a t i o ns e a r c h i n g i s e r sc a ng e tt h er e s u l tb y u s i n gd i f f e r e n ts e a r c h i n gw a y s ，a l s ot h e yc a r lc o m m u n i c a t ev i ab b s ；t h e l t h e rf u n c t i o ni sd a t a b a s ea d m i n i s t e r i n g 帆e n p a s s i n gs e c u r i t yt e s t ，a d m i n i s t r a t o r sc a na d d ，d e l e t eo r n o d i f yt h ei n f o r m a t i o n i nt h ed a t a b a s e b e s i d e s ，ad y n a m i c t e s t i n gw e bp a g ei n c l u d i n gq u a n t i t i v ea n d u a l i t a t i v ei n d e xw a s s e tu pt o a c c e s st h ed e g r e e so f p l a n t sb e i n ge n d a n g e r e da n dt h es e q u e n c e so f l r e f e r e n t i a lp r o t e c t i o n w h e np u b l i s h e do ni n t e m e t ，i tw i l l h e l p t or a i s et h e g e n e r a lp u b l i c s c o n s c i o u s n e s so f ；i o d i v e r s i t y c o n s e r v a t i o na n d s u p p o r c t h e d e c i s i o n m a k i n g o nc o n s e r v a t i o na n du t i l i z a t i o n ， 7 u r t h e r m o r e ，i tm a ys t r e n g t h e nt h e , p o p u l a r i z a t i o na n de d u c a t i o n o f p r o t e c t i n g t h er a r ea n d n d a n g e r e dp l a n t ss p e c i e s ( e yw o r d s ：j i a n g s u ； r a r ea n de n d a n g e r e dp l a n t s ；i n f o r m a t i o ns y s t e m ； d a t a b a s e ；w e b w f i r e n b y l e e d a r m i n ( e c o l o g y ) s u p e r v i s e db yp r o f d q s o n g 致谢 y7 4 9 4 3 5 特别感谢指导老师宋丁全教授三年来在学习和生活中给予我的悉心教导和关 ! 导师渊博的专业知识、缜密的逻辑思维、敏锐的学术眼光令我获益终生! 江苏省林业局野生动植物保护站姚志刚工程师、造林处吴小巧博士为本研究 题热情提供了相关资料，发展计划与资金管理处处长郑阿宝高级工程师仔细审 了原稿并提出许多中肯的修改意见，挚友杨明道工程师也对本研究课题的技术 施给予了全力支持与协助，在此向他们致以诚挚的敬意和谢意! 李大民 二oo 五耳六月 1 1 研究背景 第一章引言 l1 i 课题背景 野生动植物保护是全球2 1 世纪的战略任务之一，保护野生动植物就是保护人类自己。 植物在自然生态系统中占有极其重要的地位，其占整个生物圈有机体的9 5 ，是物种和自 然群落赖以生存的物质基础。植物对于人类可持续生存发展尤为重要，它不仅具有提供食 品、医药、工业原料等直接经济价值，还具有保持水土、调节气候、科研利用等间接价值。 然而，随着全球人口的快速增长和工业技术的不断进步，人类对植物资源的需求持续增长， 而植物资源遭受的污染和破坏也在不断扩大。野生植物面临的生存威胁是空前的。植物物 种的消失和灭绝将会不断破坏自然界的生态平衡，并且一种植物的灭绝将会引起其他伴生 种的灭绝，从而引起更多的植物陷入生存危机中。 野生珍稀濒危植物作为生物多样性的重要组成部分，具有极高的科研价值、经济价 值、社会价值和生态价值，表现在：( 1 ) 研究植物起源的有力证据；( 2 ) 植物遗传育种的珍 贵材料；( 3 ) 对未知种进行研究的直接参照物；( 4 ) 古地质、古气候的生动记录；( 5 ) 珍稀的 著名药用植物、观赏植物、用材植物；( 6 ) 维持生态系统的稳定。而一旦这些植物种灭绝， 其对人类造成的损失难以估量。保护珍稀濒危植物的紧迫性不言而喻。 经济发达的江苏省，由于人为开发历史悠久，野生植物及其生境已遭受严重破坏， 加强对该地区珍稀濒危植物的保护与研究尤为紧迫。近年来，江苏省在野生动植物资源保 护方面做了大量工作，特别是随着省委省政府“绿色江苏”行动计划韵提出，野生濒危植 物的保护管理与研究已引起各级主管部门的高度重视，并成为江苏生态建设的重要内容。 准确规范的数据信息既是管理部门进行决策规划的依据，也是进行濒危植物保护研究 的基础，建立信息系统是对濒危植物数据实施规范化管理的重要途径。借助于互联网络时 效性强、影响面广、信息量大等特点设计开发基于互联网的应用系统成为当今国内外生物 多样性信息系统建设的发展方向和必然趋势。 省级珍稀濒危植物信息系统是对全国生物多样性信息系统重要的补充，而今江苏省 在此领域的研究工作尚屑空白。在此，基于该省珍稀濒危植物生存及保护现状，结合实地 调查和和有关文献资料的综合分析，借助于先进的计算机网络技术与数据库技术，建立了 基于w e b 的江苏省珍稀濒危植物信息系统。 1 1 2 研究意义 区域物种保护是全球野生物种保护的重要组成部分。长久以来，江苏省境内的珍稀 野生植物物种受到内外因索影响，濒临灭绝，采取各项措施加强对该地区的珍稀濒危植物 抢救性保护和研究意义尤为重大。 对珍稀濒危植物的保护科研和规划管理离不开准确及时的信息，江苏省珍稀濒危植物 信息系统的建立可为各级管理部门提供决策支持，为有关机构进行生物多样性保育研究提 供信息支撑，并将有助于实时反映该省野生珍稀濒危植物资源保护现状，向社会各界介绍 珍稀濒危植物的科学知识，提升公众的生物多样性科学素养与保护意识。 1 2 课题概述 1 - 2 1 生物多样性信息系统 ( 1 ) 数据与信息 对于数据，从广义上讲，数据可以是记录、通信和能识别的符号，它通过有意义的 组合来表达现实世界中某种实体( 具体对象、事件、状态或活动) 的特征。在数据的定义中， 有两点须注意：一是符号问题，用以表示数据的符号多种多样，它可以是简单的数字，也 可咀是声音、视频等；二是数据要用具体的媒体来记录和表示，媒介可以是多种多样的， 如纸张、磁带、磁盘等。数据只有通过一定的媒体表达后，才能进行存取、加工和传递。 1 9 4 8 年信息论的奠基人美国科学家象农在通信的数学理论一文中把信息理解为 “用于消除齄机不确定的东西”。周年控制论创始人维纳在控制论一书中指出“信息 就是信息，不是物质也不是能量”。近代信息管理和信息系统学科认为信息是“事物之间 相互联系、相互作用的状态的描述”。“是客观世界各种事物变化和特征的反映。”在实 际上，人们通常用实用的方式理解信息，如“信息是加工后的数据”，“信息是可以通信 的数据和知识”。“信息是管理决策的依据”等。 数据和信息在各类使用中常被相互替代，但是两者还是有区别的，数据产生于对特 定实体和过程进行观察和测量的描述，它是存储在媒介物上的非随机的记号或符号，通过 有意识的组合来代表关于客观世界中某种实体( 具体对象、事件、状态或活动) 的信息。信 息和数据的关系可以看作是原料与成品的关系，帮信息是经过加工后的数据。3 ( 2 ) 信息系统 信息系统的概念是由系统的概念引申而来，用于对各类数据进行加工、处理、分析、 组合，从而生成针对某些问题的有用数据和信息。而从技术角度来讲，信息系统是为产生 决策信息而按照一定要求设计的一套有组织的应用程序系统。随着信息采集、处理和传播 技术的发展，特别是网络技术的突飞猛进和i n t e r n e t 的迅速扩张，信息系统已经从过去 简单的数据处理系统发展成包括多媒体数据库、人工智能系统、网页和公告板等多种形式 的数据综合处理和发布系统。“ ( 3 ) 生物多样性信息系统 生物多样性信息系统建设作为生物多样性研究的一个重要组成部分而备受国内外研 究者和管理决策者所重视。生物多样性信息系统与产、企部门或简单的商业信息系统有所 不同，它具备科学数据库特点并受科研进展制约，它以现代数据库为核心，把生物多样性 信息和数据存储在计算机存储器上在计算机硬、软件的支持下实现对生物多样性信息和 数据的保存、更新、保密、检索、统计、评价、预测、模拟和决策等功能。它是专业研 究、基础信息、模式研究与专家、编目与代码等多个子系统集成的复杂系统。各子系统由 多个同类系统组成，并随蕾生物多样性研究的深入而不断发展。生物多样性保护信息系统 通常分为三个层次：信息发布、信息数据库和决策与专家系统。虽层次不同、功能各异 但互为依存。 借助于互联网络时效性强、影响面广、信息量大等特点设计开发基于i n t e r n e t 的应 用系统成为当今国内外生物多样性信息系统建设的发展方向和必然趋势。而珍稀濒危植物 2 信息系统的研建业已成为生物多样性信息系统建设的重要内容之一。 信息系统作为一种重要的信息资源与集成处理体系，可为生物多样性保护和管理提 供迅速准确的重要信息，并及时掌握生物多样性的动态变化，为生物多样性保护的网络化 和全球化提供重要的科学支撵。 1 2 2 w e b 技术简介 ( 1 ) w e b 数据库 w e b 的易用与实用成其使用最为广泛、最有前途、最有魅力的信息传播技术。不过， w e b 服务只是提供了i n t e r n e t 上信息交互的平台。随着i n t e r n e t 技术的兴起与发展和w e b 技术的蓬勃发展，人们已不满足于只在w e b 浏览器上获取静态的信息，人们需要通过它发 表意见、查询数据，甚至进行网上商务。 w e b 技术发展到今天，人们已经可以把数据库技术引入到w e b 系统中。现今的数据库 技术已发展的比较成熟，特别适用于对大量的数掘进行组织管理，而w e b 技术具有较佳的 信息发布途径，这两种技术的天然互补性决定相互融合是其发展的必然趋势。 w e b 数据库具有常规单机数据库无法比拟的优点：客户端无需配置特别的软件，只要 通过w 州浏览器就可以完成数据库的查询，系统具有很好的自适应性，数据库发生变化时， 无需更改页面和应用程序；w e b 可以同时接收多个用户查询浏览，不再是纯文字描述的文 本数据库，而是具有超链接的多媒体数据库。基于w e b 的数据库开发与应用已成为当今 w e b 技术研究的热点。 ( 2 ) w e b 服务器 w e b 服务器是响应来自w e b 浏览器的请求发送出w e b 页的软件。当访问者单击在 浏览器中打开的w e b 页上的某个链接、在浏览器中选择一个书签，或在浏览器的地址文 本框中输入一个u r l 时，便生成一个页请求。i n t e r n e t 上众多的w e b 服务器汇集了大量 的信息，w e b 服务器的作用就是管理这些文档，处理用户发来的各种请求，将满足用户要 求的信息返回给用户。本质上来说，w e b 服务器是驻留在服务器上的一个程序，通过w e b 浏览器与用户交互操作，为用户提供信息。目前常见的w e b 服务器有m i c r o s o f t i n t e r n e ti n f o r m a t i o n s e r v e r ( i i s ) 、n e t s c a p ee n t e r p r i s es e r v e r 、s u n0 n ew e bs e r v e r 和a p a c h eh t t ps e r v e r 等。 ( 3 ) w e b 应用程序及其用途 w e b 应用程序是一个包含多个页的w e b 站点，这些页的部分内容或全部内容是未确 定的。只有当访问者请求w e b 服务器中的某页时，才确定该页的最终内容，因为页的最终 内容根据访问者的操作请求的不同而变化。w e b 应用程序具有以下几方面用途： 使访问用户可以快速方便地在内容丰富的w e b 站点上搜索、组织和浏览所需的内 容：便于网站管理者收集、保存和分析站点访问者提供的数据及信息； w e b 应用程序 可以将表单数据直接保存到数据库，并且可以提取数据并创建基于w e b 的报表以进行分 析。典型的示例包括网上银行页、商店结帐页、调查和用户反馈表单；对内容不断变化 的w e b 站点进行更新，w e b 应用程序使w e b 设计人员不需要再频繁地更新站点的 h t 虬，网站管理者向w e b 应用程序提供内容，w e b 应用程序将自动更新站点。 1 2 3 濒危植物的等级划分 1 2 3 1 i u c n 濒危物种等级 濒危物种红皮书( r e dd a t ab o o k ) 概念始于本世纪6 0 年代，最早由p e t e rs c o t t 爵 士提出。其目的是根据物种受威胁的严重程度和估计灭据的危险性将物种列入不同的濒危 等级。i u c n 根据所收集到的可用信息编制全球范围的红皮书，但不久这种概念被一些国 家所采纳，用于编制国家或地区级的红皮书。书中所涉及的类群也从早期的陆生脊椎动物 扩展到无脊椎动物和植物。红皮书内容逐年增加，最后不得不用仅含有i u c n ( 世界自然保 护联盟) 批准的濒危物种名录即所谓红色名录( r e dl i s t ) 来取代它。需要指出的是i u c n 红色名录规定的等级适用于国际或全球范围的有关物种，而一些仅针对国家范围内物种的 国家级红色名录规定的等级仅适用于特定的国家，两者应有所区别。 近3 0 年来，i u c n 红皮书或红色名录濒危物种等级系统得到国际上许多政府和非政 府组织的借鉴和采纳。w c m c ( 世界保护监测中心) 在其一系列红皮书中应用i u c n 等级系统 对6 万种植物和2 0 0 0 种动物受威胁状态迸行了评估。i u c n 等级系统能够也被用于显示特 定地域的保护优先序( k i e w1 9 9 1 ) 。包括我国在内的一些国家也依据或参照该系统审定和 出版各自国家级的动植物红皮书或红色名录。 现今i u c n 正式通过了新的濒危物种等级系统( 如图1 1 ) ，并为各等级重新进行了定 义，提出了极危、濒危和易危等级的确定标准，用于替代在此以前广泛使用的系统( i u c n 1 9 9 4 ) 。 图1 1i u c n 濒危等级结构图 1 2 3 2 国内濒危植物等级 我国则根据受危植物的科研价值、经济价值、文化价值等，将其划分为濒危种、渐危 种和稀有种三类。 夺濒危种 濒危种类是指那些在其整个分布区或分布区的重要地带，处于灭绝危险中的植物。这 些植物种群不多，植株稀少，地理分布有很大的局限性，仅生存在特殊的生境或有限的地 4 方。它们濒临灭绝的原因，可能是由于繁殖能力很弱，或是它们所要求的特殊生境被破坏 或退化到不再适宜它们生长，或是由于毁灭性开发和病虫害危害等多种原因所致。即使致 危因素已排除，并采取了保护恢复措施，这类植物数量仍然继续下降或难以恢复的植物。 夺渐危种 渐危种( 即脆弱或受威胁) 种类是指那些由于人为的或自然的原因，在可以预见的将来 很可能成为濒危的植物。它们的分布范围和居群、植株数量正随森林被砍伐、生境的恶化 或过度开发利用而同益缩减。 耷稀有种 稀有种类是指那些并不是立即就有灭绝危险的、特有的单种属或少种属的代表植物。 它们分布区有限，居群不多，植株也较稀少。或者虽有较大的分布范围，但是零星存在。 只要其分布区域发生对其生长和繁殖不利的因素，就很容易造成渐危或濒危的状态，而且 较难补救。高山、深谷、海岛、湖沼上的许多植物属于这一类。 此外，依据它们所具价值的不同，又确定了3 个保护级别，即： 国家一级重点保护植物，为具有极为重要的科研、经济和文化价值物种。如银杏、珙 桐、水杉； 国家二级重点保护植物，是指在科研获经济上具有重要意义的种类。如鹅掌楸、金钱 松等； 夺 国家三级重点保护植物，是指在科研或经济上由一定意义的物种。 1 2 3 3 本系统珍稀濒危植物确定依据 根据实地与考证资料以及江苏植物志江苏森林的记载，并参照各省级珍稀濒 危保护标准，在本系统中确定江苏珍稀濒危保护植物的原则依据如下： ( i ) 中国珍稀濒危保护植物名录 ( 傅立国，1 9 9 2 ) ； ( 2 ) 国务院公布的国家重点保护野生植物名录( 第一册) ( 1 9 9 9 ) ； ( 3 ) 江苏的特有种类和在江苏分布区南界及北界的过渡性植物； ( 4 ) 经济上由特殊价值或在科学研究中具有重要意义的重要植物； ( 5 ) 种群数量严重衰退的植物： ( 6 ) 长期生活于某种特殊生境中且已演化为江苏省地方特有植物； ( 7 ) 原生境遭到严重破坏，种群数量明显减少，若不保护将濒危或灭绝的植物； ( 8 ) 在江苏自然植被的形成、发展中起主导作用的建群植物种。 1 2 4 国内外研究进展 1 2 4 1 国外研究进展 ( 1 ) 世界保护监测中心( w c m g ) 1 9 8 3 年，国际自然保护联盟、联合国环境规划署和世界自然基金会联合建立了全球最 大的生物多样性信息服务机构w c m c 。其目的在于对全球的自然资源提供信息服务和咨询 服务。以保证自然保护策略奠基于正确的、可靠的信息基础之上，主要作用是把数以万计 的物种和它们存在的区域生态环境数据连接在一起，因而它不但能从物种水平，而且能从 生态系统水平提供大量的可信数据，做出各种客观的评价。它最基本的功能是连续不断地 收集、分析、解释和传播有关自然保护的数据和信息，并存储有关濒危物种和当前具有潜 在经济价值的物种的特性，其栖息地的特点和与生态环境条件相关的信息。现今w c m c 的 数据库中主要包括结构性数据和空间数据。w c m c 作为物种和生态系统的主要信息交换处， 已成为世界范围内生物多样性信息的中央存储地，实施对从事对濒危动植物物种、野生生 物贸易和保护区的监测。 ( 2 ) d i v e r s i t a s 这一国际项目最早于1 9 9 1 年出国际生物学联盟( i u b s ) 提出，现已逐步成为政府间和非 政府间组织共同合作的伙伴其目的是要明确生物多样性关键的、前沿的科学问题，促进 生物多样性的起源、组成、生态功能、维持和保护等方面的科学研究，并提供生物多样性 状况与地球上生物资源的可持续利用的j 下确信息和预测模型。研究主题有十个组成方面， 分为核心组分( c o r ee l e m e n t s ) 和特殊目标研究领域( s p e c i a lt a r g e t a r e a so f r e s e a r c h ) 。其核心组分也就是生物多样性研究的关键领域，即：生物多样性的起源、保 持和变化；生物多样性对生态系统过程的作用；系统学的编目与分类；生物多样性监测； 生物多样性保护、恢复和持续利用。特别目标领域也就是根据问题的重要性和迫切需要列 出的，即：人类的影响范围；土壤和沉积物的生物多样性；海洋生物多样性；微生物生物 多样性：淡水生物多样性。 ( 3 ) 国际植物分类数据库工作组( t d w g ) t d 踟是于1 9 8 5 年为探究各植物分类数据库项目的标准化及其相互协作问题而成立的 国际组织。成员都是负责植物多样性数据库研究的机构或个人，作为植物分类数据库的考 察组。t d w g 隶属于i u b s 。考虑到各分类数据库运用不同的软件、硬彳字和文件结构，t d w g 的主要目的就是解释说明专门术语、数据字段、通用逻辑规则和数据关系，并促进其广泛 运用。同时，制定一套统一的标准以方便各数据库之间的信息共享与协作，包括数据交换、 植物分布的地理信息、命名人、文献引用、分类描述语言等方面的标准。 ( 4 ) 生物多样性保护信息系统( b c i s ) 由国际自然保护联盟于1 9 9 5 年4 月发起成立的，目前共有1 2 个与生物多样性保护有 关的国际组织和网络成员。其倡导“提供更好的数据以支持更好的决策”。联盟成员们一 致表示：要提供数据、信息、建议及相关服务以支持保护生物多样性和自然景观的正确决 策和行动。同时，b c l s 还支持其他相关组织的工作：参与i a b i n 的开发工作，为物种2 0 0 0 年的分类系统编目工作提供补充信息、辅助其完成分类系统编目的任务，支持c i t e s 公约、 r a m s a r 公约和世界遗产保护公约，帮助联合国环境规划署和世界资源研究所进行环境评 估等。在国家水平上，b c i s 支持国家生物多样性编目工作。b c i s 将工作定位于支持生物 多样性公约( c b d ) ，尤其是它的资料交换机制的建立。 ( 5 ) 生物多样性信息网络( b i n 2 1 ) b i n 2 1 是为履行生物多样性公约和二十一世界议程而建立的信息网络，由一 系列英特网上的节点站组成。目的是提供并广泛传播关于生物多样性方面确切和有用的信 息。与此同时建立能被广泛接受的信息标准，研究生物多样性资料交换所机制的运行方式。 目前，b i n 2 1 已在巴西、加拿大、澳大利亚等国建立了节点并并设立了网上虚拟图书馆。 ( 6 ) 世界资源研究所( w r d 世界资源研究所建立的网站( h t t p ：w w w b d t o r g b r ) 提供了全球生物多样性论坛的 信息，同时它还提供了生物多样性基础知识，如生物多样性的定义和重要性、自然资源与 生物多样性、遗传多样性、生态系统和生境、文化多样性、森林资源、海岸和海洋资源、 全球生物多样性策略等。在这个网站上还有生物多样性受威胁信息和保护指南、图片和出 版社，以及w r i 履行生物多样性公约活动的信息。 ( 7 ) 世界植物名称索引数据库( i p n i ) i p n i 是一个有关所有种子植物名称及其相关的基本参考文献信息，并由植物学界维护 和更新的动态系统。其数掘有三个来源：邱园索引，格雷卡片索引和澳大利亚植物名索引。 目前，已在英国和美国建立了镜像服务器，用户通过对镜像的访问，可以得到和原数据库 完全相同并同步更新的服务。 1 2 4 2 国内研究现状 中国生物多样性信息系统是一个覆盖全国范围的收集、整理、保存、传播中国生物多 样性数据和信息的分布式系统，由1 个中心系统、5 个学科分部和数十个数据源点组成。 中心系统位于中国科学院植物研究所。中心系统负责建立和维护覆盖全国的综合性的生物 多样性数据库、主要环境因子及植被数据库、生态系统水平的模型库和专家系统环境及开 发工具等 学科分部负责负责建立本学科全国范围的数据库、模型库和专家系统，重点在 物种水平上的数据和信息管理；数据源点根掘各自地域和专业数据的特点建立相应的数据 库系统，并结合g i s 技术，以表格和图形方式显示生物多样性信息和数据。 近几十年来，中国科学院和有关国家部委等单位还相继建成一大批植物科学数据库及 监测网络，如中国引种数据库、植物种名数据库、中国第四纪孢粉数据库、中国花粉形态 数据库、中国化石植物数据库、森林资源监测中心、农业环境监测网络等等。 其他国内生物多样性信息系统还有南京中山植物园与南航计算机中心合作开发的“南 京中山植物园活植物收集圃信息系统”( 高秀梅，1 9 9 4 ) ：南京大学建立的“江苏植物资源信 息系统”( 阳兴军，2 0 0 2 ) ；南京林业大学建立的“松科植物形态信息系统”( 周坚可，1 9 9 4 ) ； 复旦大学建立的“上海市生物多样性信息管理系统”( 赵斌，2 0 0 0 ) ；西南师范大学生科院 建立的“三峡库区珍稀濒危植物信息系统”( 袁小风，2 0 0 1 ) 、“云南省珍稀濒危植物信息 系统”( 邹新慧。2 0 0 3 ) 等。 1 2 4 3 本系统特点 与上述国内外生物多样性信息系统比较而言，本系统增设了濒危植物保护论坛模块， 供各级访问用户就生物多样性保护议题实时在线地进行交流探讨。另外，在系统中还构建 了包含多项定量评价指标的动态测试页面，编写了内嵌脚本程序，根据用户所作选择自动 测算并显示给定野生植物种的濒危程度系数、遗传价值系数、利用价值系数、保护现状系 数、优先保护值及优先保护级别。 1 3 研究内容 ( 1 ) 组建江苏省珍稀濒危植物数据库，提供单项查询、组合查询及模糊查询功能； ( 2 ) 建立濒危植物保护论坛，供访问用户交流探讨濒危植物相关议题； ( 3 ) 对数据库管理采用安全控制机制，系统管理员可凭授权帐号名与密码对数据库内物种 信息进行增添、删减、更改等操作； ( 4 ) 江苏省珍稀濒危植物的区系特征及其省内分布状况：内外界致危因素、珍稀濒危植物 保护方法、管理机构与法制法规建设情况、自然保护区与森林公园建设情况； ( 5 ) 依据优先保护评价指标体系建立动态页面，编写脚本程序来测算并显示给定野生植物 种的濒危程度系数、遗传价值系数、利用价值系数、保护现状系数、优先保护值及其 优先保护等级。 1 4 研究方法 ( 1 ) 数据采集 详实全面的数据资料是建立信息系统的前提条件。本研究课题数据信息来源如下： 在濒危植物分布地域和植物园、自然保护区取得的实地调查结果；中国植物红皮书第 一册、国家重点保护野生植物名录、中国植物志、江苏植物志：国内外 生物多样性保护网站提供的相关信息：有关江苏野生植物研究的著作及文献。 ( 2 ) 预处理和规范化 先后在中山植物园、句容宝华山、宜兴、南京林业大学等地进行实地考察与拍摄，获 得了部分珍稀濒危植物的活体照片。通过对南京林业大学、江苏省植物研究所等科研教学 单位标本馆的标本考证，获得标本照片及其采集记录；对部分干标本利用扫描仪录入计算 机中。之后借助于a d o b ep h o t o s h o p 等图形处理软件对各类图片进行优化处理，并将其转 换成适于网络传输的格式和大小；用w o r d 软件录入物种文本信息。 ( 3 ) 组建数据库 建立后台数据库，用于储存预处理过的各植物种文本图片信息及讨论区留言。 ( 4 ) 软件设计 结合使用多种开发工具完成系统的构建，将源程序封装制作成安装文件。 ( 5 ) 系统发布 利用本地主机作为网络服务器，或用f i p 软件将信息系统文件上传至有关网站，供各 级用户访问浏览。 2 1 总体设计原则 第二章系统软件设计 江苏省珍稀濒危植物信息系统设计遵循以下原则： ( 1 ) 采用当今先进的产品和成熟的技术 在应用系统的架构、运行平台和软件开发工具的选择上，必须积极、稳妥地采用 先进成熟的产品和技术，以体现整个系统的先进性，实用性。 ( 2 ) 系统设计符合行业标准和规范 系统的设计和开发以及整个系统集成上采用国际、国家有关标准和技术规范做 到既要开放，又要安全。 ( 3 ) 必须能够稳定、可靠、连贯地运行 软件设计开发时应确保系统能够稳定、可靠、连贯地运行，访问用户数的增减不 影响本系统的正常运行。 ( 4 ) 系统应具有一定的需求变化适应能力和扩充能力 在设计时注重系统软硬件的升级与功能拓展能力，在设计思想、功能需求、数据 对象和处理手段等方面充分考虑到将来可能发生的变化。 ( 5 ) 易于使用、维护、管理 系统在设计和实现时应降低对于软件安装和操作使用的技术要求，为访问用户提 供良好的人机乔面。 2 2 系统开发工具 系统的构建结合使用了以下开发工具： ( 1 ) m i c r o s o f ts t u d i o n e t n e t 开发平台是一组用于建立w e b 服务器应用程序和w i n d o w s 桌面应用程序的软件组 件，n e t 开发平台使得开发者创建运行i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ( i i s ) ( 互联网信 息服务器) w e b 服务器上的w e b 应用程序更为容易，它也使创建稳定、可靠而又安全的 w i n d o w s 桌面应用程序更为容易。n e t 的核心内容之一就是要搭建第三代互联网平台，这 个网络平台将打破不同的上网设备、不同的操作系统、不同的网站以及各大机构和工业界 的网络障碍，将解决网站之间的协同合作，使网站之间形成自动交流，从而最大程度的共 享资源。n e t 开发平台主要包括：集成化开发环境与编程语言( 如v i s u a lb a s i c n e t 和 新的v i s u a c # ) 、n e tf r a m e w o r k ( 架构) 、a s p n e t 。 ( 2 ) d r e a m w e a v e rm x d r e a m w e a v e r 是美国m a c r o m e d i a 公司开发的集网页制作和网站管理于一体的所见即 所得的网页编辑器。与众多的网页制作工具相比，d r e a m w e a v e rm x 的优越之处在于它的 可视化编辑和对代码的操作可以完美地融合。在页面编辑上，用户可以不用书写代码就制 作出具有动态效果的网站页面：在页面布局上，利用布局视图可以像绘画一样规划页面的 9 布局。其强大页面编辑能力，使得d r e a m w e a v e rm x 不仅仅是一个网页编辑工具，也可以 作为一个页面排版工具。此外其对代码的生成有着精确的控制，通过可视化操作所生成的 代码可以同步地显示在页面当中。同时，对h t m l 代码的修改也可以同步地显示在可视化 操作的窗口罩。d r e a m w e a v e rm x 另一优点是可以刨建兼容性极好的网页，以适应各种平 台的各种浏览器。另外，d r e a m w e a v e rm x 是可以定制的。用户可以创建自己的对象和命 令修改菜单和快捷键，可以通过j a v a s c r i p t 来为其创建新的行为和属性面板，也可以通 过插件管理器来安装第三方提供的一些具有特殊功能的插件。 ( 3 ) a s p n e t a s p n e t 是动态服务器页面( a c t i v es e r v e rp a g e s n e t ) 的英文简称，它是微软公司开 发的一套服务器端脚本运行环境，具备简单易学、功能强大等优点，a s p n e t 可以建立动 念的、交互的、高效的w e b 服务器应用程序。a s p n e t 所使用的脚本语言都在服务器端执 行，用户的浏览器不需要执行这些语言，当程序执行完毕后，服务器仅将执行的结果返回 给用户浏览器，由此提高交互操作的速度。 ( 4 ) j a v a s c r i p t j a v a s c r i p t 是由n e t s c a p t 与s u n 公司合作开发的产品。j a y , s c r i p t 是一种跨平台的 开放式脚本描述语言，利用其生成的应用程序能够将客户和服务器上的对象和资源联系在 一起。通过i n t e r n e t 动态地表示信息并与用户进行交互。编写j a v a s c i p t 并不是在编程， 所写的脚本并不象真正的程序一样须经过编译，也不能单独运行，它只是创建一种指令告 诉浏览器该做什么，网页开发者可以把它放在h t m l 文档的任意一个地方，当支持 j a v a s c i p t 的浏览器读到这些指令是即按要求完成这些动作。它可用来完成从动画制作到 数据库连接等所有事件。 2 3 系统运行环境 江苏野生濒危植物保护信息系统的主要运行环境如下 ( 1 ) 服务器运行平台： m i c r o s o f ta c c e s s w i n d o w sx pp r o f e s s i o n a l w in d o w s2 0 0 0s e r v e r i n t e r n e t 服务管理器i i s 5 0 ( 2 ) 客户端运行平台： w in d o w sx pp r o f e s sio n a l w i n d o w s2 0 0 0p r o f e s s i o n a l 网络浏览器i e 6 0 以上 0 2 4 软件设计步骤 本系统的软件设计按以下步骤进行： ( i ) 系统分析：确定系统运行所需要的硬件环境和支撑软件； ( 2 ) 需求分析：确定系统的功能、性质、数据、界面的要求； ( 3 ) 页面规划：规划系统页面的布局、风格以及页面之自j 的链接： ( 4 ) 编制程序：结合使用多种开发工具编写程序代码； ( 5 ) 测试封装：对系统进行功能测试并修改完善，制作安装程序。 2 5 系统界面设计 江苏省珍稀濒危植物信息系统的界面设计遵循以下原则： ( 1 ) 界面风格力求简洁明快、清新淡雅、和谐统一，注重网站色彩的搭配 ( 2 ) 控制网页文件的容量的大小，以缩短每个网页下载时间； ( 3 ) 网页的设计要做到在不同的环境下都能正常浏览； ( 4 )