（环境科学专业论文）山西种子植物生态信息系统的设计与建立.pdf

t h ed e s i g na n de s t a b l i s h m e n to fs h a n x i s p e r m a t o p h y t e e c o l o g i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m l iz h e ( e n v i r o n m e n ts c i e n c e ) d i r e c t e db ys h a n g g u a a , t i e l i a n g s h a n x ip r o v i n c ei sl o c a t e di nt h ee f l s t e f no f l o e s s p l a t e a u t h el a n d s c a p e i sc o m p l i c a t e dw i t h i nt h et e r r i t o r ya n di t sn a t l 脚e c o l o g yc o n d i t i o n sa r e v a r i o u s s h a n x ii sb o t ht h et r a n s i t i o n b e l tf r o ms u b t r o p i c a lc l i m a t et 0 t e m p e r a t ec l i m a t ea n ds t a g g e r a r e ab c t w nw a l - m t e m p e r a t e z o n e b r o a d - l e a v e dd e c i d u o u sf o r e s tz o n eo fv e g e t a t i o na n dt e m p e r a t ez o n e g r a s s l a n d sz o n eo fv e g e t a t i o n t h e r e f o r e ，t h ep l a n t 伊o o p sa ma b u n d a n ta n d t h ev e g e t a t i o nt y p e sa l ec o m p l i c a t e d b u i l d i n gt h es h a n x is p 盯m a t o p h ”e e c o l o g i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mi so fi m p o r t a n tt h e o r ys i g n i f i c a n c e sa n d p r a c t i c a la p p l i c a t i o nv a l u e sf o rp r o t e c t i n gb i o l o g i c a ld i v e r s i t ya n dd e v e l o p i n g a n du s i n gr e s o u i c 2 s t h i st h e s i sd i s c u s s e st h ed e s i g na n de s t a b l i s h m e n to f s h a n x i s p e r m a t o p h y t ee c o l o g i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m o nt h eb a s i so f i n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i so ft h es t a t u sq u oo fb i o d i v e r s i t yi n f o r m a t i o n s y s t e m s h a n x is p e r m a t o p h y t ee c o l o g i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nt h r e e - t i e r b r o w s e r - s e r v e r a l e h i t e c t u r e ，w h i c h i sa d v a n c e d t e c h n o l o g y i n t h i s a r c h i t e c t u r e ，p r e s e n t a t i o n , f u n c t i o n a l i t y , a n dd a t aa l ec o m p l e t e l ys e p a r a t e u s e r sc o u l da c c e s sd a t a b a s et h r o u g hd y n a m i ca n da l t e m a n ts e a r c hi n t e r f a c e t h r o u g ha d o p t st h r e e - t i e ra r c h i t e c t u r e ，i th a so p e n n e s s ，e x t e n s i b i l i t y , e a s y m a i n t e n a n c e ，a n du n i f i e dc l i e n ti n t e r f a c e ，l o wc o s t , c r o s s - p l a t f o r ma n dm a n y o t h e ra d v a n t a g e s l a r g ea m o u n to fl i t e r a t u r ea n dp h o t o g r a p h si n f o r m a t i o nh a sb e e n c o l l e c t e do nt h eb a s i so fc o n s u l t i n ga l lk i n d so fd o c u m e n t sb r o a d l y a n d s h a n x is p e r m a t o p h y t ee c o l o g i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mh a sb e e nb u i l tu s i n g v i s u a ls t u d i o2 0 0 3c 群a n dm i c r o s o f ts q s e r v e r2 0 0 0 t h ew h o l ep r o c e d u r e h a sb e e nd i v i d e di n t o4t r a n s v e r s em o d u l e s ：p l a n ti n f o r m a t i o nm a n a g e m o d u l e ，t h eu s e ri n f o r m a t i o na n dp u r v i e wm a n a g em o d u l e ，a n dp l a n te c o l o g y i n f o r m a t i o ni n q u i r ym o d u l ea n db a c k s t a g eu s e fl o go nm o d u l e t h es y s t e m i n i t i a l l yr e a l i z e st h eb a s i cf u n c t i o n so ft h ed a t am a n a g e m e n t ，s u c ha sq u i c k l y a d d i n g , d e l e t i n g , r e f i s m g , i n q u i r i n g ，s u m m i n gu pa n do u t p u t t i n ge t c t h e b a s i ci n f o r m a t i o nd a t a b a s eo f s p e c i e si n c l u d e sw i l ds p e r m a t o p h y t e si ns h a n x i ， c 4 ) m n l o na n dc u l t i v a t e d $ p e c i e s t h ei n f o r m a t i o no fe v e r yp l a n ts p e c i e s i n c l u d e ss e v e r a lp a r t s ，s u c ha ss e r i a ln u m b e r , s p e c i e s 加m e ，l a t i nn a m e ， c l a s s i f i c a t i o n , c y t o l o g ya n dg e n e t i c s , m o r p h o l o g i c a lc h a r a c t e r s ，c h e m i c a l c o m p o n e n t su s a g e sa n di t sd e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o n , t h er 啪e n d a n g e r e d a n dp r o t e c t i v er a n k , d i s t r i b u t i o n sa n dh a b i t a t s ，g e o g r a p h i cf l o r ad i s t r i b u t i o n e c o - z o n e s ，g e o g r a p h i c a ld i s t r i b u t i o na n de c o l o g i c a lt y p e ，e t c t h i ss y s t e ms u f f i c i e n t l yt a k e st h ea d v a n t a g e so fc o m p u t e r s i n t e g r a t i o n a b i l i 够t ot h ei n f o r m a t i o n i tc a ns e r v ef o rp r o d u c t i o nn e e d si nar e f i n e dw 移 a n di ti sc o n v e n i e n t l yr e v i s a b l et ot h ed a t a b a s e s ，a n dt h es y s t e mc a nb e t r a n s p l a n t e da n da p p l i e dt oo t h e r a l e i l i nt h ep r o c e s so fs y s t e m a t i c b u i l d i n g - u p ，t h en o wa v a i l a b l en o r mi s f o l l o w e d f o re x a m p l e ，t h ec a t a l o gd a t a b a s ee s t a b l i s h e sp l a n ts p e c i e sc o d e s a c c o r d i n gt ot h e c l a s s i f i c a t i o na n dc o d e so fc h i n e s ep l a n t s d r a f t e d rb y c h i n e s ea c a d e m yo fs c i e n c e s w h i l eb u i l d i n gu pt h es y s t e m ，m e t a d a t af o r c o m p i l a t i o na n di n f o r m a t i o ns h a r i n g a c c o r d i n g t ot h em e t a d a t a , t h ed a t a b a s e c a nb es e a r c h e da n dv i s i t e d , t h es y s t e mr e s o u r c e sc a l lb eu s e dm o r e e f f e c t i v e l ya n dt h e d a t ac a nb em a n a g e da n dg o o df o rs e c o n d a r y d e v e l o p m e n t t h ed e s i g na n du s eo ft h i ss y s t e mw e r ed e t a i li nt h i st h e s i s i na d d i t i o n ， t h ep r o b l e m si nt h ec o n s t r u c t i o no fd e s e d b e di ne c o l o g i c a li n f o r m a t i o n s y s t e mw e l ef a r t h e rd i s c 岫s e d k e y w o r d s ：s h a n x i ；s p e r m a t o p h y t e ；e c o l o g i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ； w 曲d a t a b a s e 附录 承诺书承话吊 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是 在导师指导下独立完成的，学位论文的知 识产权属于山西大学。如果今后以其它单 位名义发表与在读期间学位论文相关的内 容，将承担法律责任。除文中已经注明引 用的文献资料外，本学位论文不包括任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的成 果。 学位论文作者r 签章j ：建么厶 祈年f 月f 。日 5 5 第一章导论 第一章导论 山西省位于黄土高原的东部，境内地形复杂，自然生态条件多样，既是亚热带 气候向温带气候的过渡地带，又是暖温带落叶阔叶林植被带和温带草原植被带的交 错区。因此，植物种类比较丰富，植被类型十分复杂。在植被分区上，恒山以北属 于温带草原地带，恒山以南属于暖温带阔叶林地带。它们除了有各自的地带性植被 类型，即草原、落叶阔叶林外，还有针叶林、灌丛、农田、经济林等，在海拔较高 的山地分布有亚高山灌丛、草甸。特别应该指出在山西省南部生长着许多亚热带珍 稀植物，如南方红豆衫( 勋瑚m a r e o 、匙叶栎( q u e r c l l 苫a p a t h u l a t as e e m ) 、山胡椒 ( l i n d e r ag l a u c ab l u n e ) 、异叶榕( f i _ c u sh e t e r o m o r p h ah e m s l ) 等五六十种。但是，山 西省地处黄土高原生态环境脆弱带，原始自然资源开发强度大、范围广，生态破坏 严重，环境质量差，可持续发展的承载力较低，这一系列的生态环境问题对生物多 样性的存在和发展构成了极大威胁。另外，由于历史、观念、经济和管理诸多方面 的原因，公众参与生物多样性保护的意识相对较差，尤其是对野生动植物滥捕、乱 猪、滥采、乱伐的事件时有发生，局部地区生物多样性还在继续遭受严重破坏。调 查表明山西省生物多样性保护的现状不容乐观，生物多样性受到的威胁来自于各个 方面，若不及时采取积极有效的对策，则难以应对面临的严竣威胁p ”。 植物信息的有效管理和及时交换是实施生物多样性保护行动的重要支持系统， 建立山西省种子植物生态信息系统，利用计算机对所收集的各种数据实施统一管理， 并通过相应的终端设备进行信息的输送、查阅和交换资料，可以改善科研和管理手 段，提供决策依据和提高决策水平。关于生物多样性信息系统的研究，在国内外已 经有了很多实例，但有关山西省种子植物生态信息系统的工作仍未见到，为了加强 山西与国内外种子植物生态信息的交流，建立山西省种子植物生态信息系统势在必 行，其成果具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文通过野外考察、标本馆查询、植物园访问、文献资料查阅等四种方式，获 得山西省境内种子植物的形态特征、地理分布、图片和环境生态因子等资料，在此 基础上建立了计算机管理档案，利用v i s u a ls t u d i o2 0 0 3 ，s q ls e r v e r2 0 0 0 ， p o w e r d e s i g n e r , f r o n t p a g e ，d 眦n 、 r c a 、，盯f l a s kp h o t o s h o p 和j a v a s e r i p t 等软件制作了 山西省种子植物生态信息系统，旨在为山西省植物资源的保护与开发利用提供系统 的基础资料，使基础研究成果成为决策部门依据和提高公众对生物多样性保护的认 知水平。 山西种子植物生态信息系统的设计与建立 1 1 研究范围 山西省位子黄土高原东部，华北平原 西侧，介于太行山与黄河中游峡谷之间。 整个地势东北高，西南低，海拔高度在 1 8 5 3 0 5 8 m 之间，地形起伏不平，山地多， 平川少，地貌类型复杂有山地、丘陵、平 原、盆地和河谷等。其东部和东南端，以 太行山作屏障，与河北、河南两省相连： 南界中条山，隔黄河与河南省相望；西部 以黄河为襟带，与陕西省毗邻，以北长城 为界，与内蒙古自治区接壤。山西省地处 中纬度地带，地理坐标为3 4 。3 4 8 ” 4 0 。4 3 4 ”n ，1 1 0 。1 4 6 ”1 1 4 。3 4 7 4 ”e 。省域轮廓，近似一个由东北向西 南拉长的平行四边形( 图1 1 山西省行政 区划图) ，南北长约6 8 2 k m ，东西宽3 8 4 k m ， 总面积为1 5 6 3 k m 2 图1 1 山西省行政区划圉 山西省属温带大陆性季风气候，是温 f i g l 一1 t h em a po fa d m i m s t r a t i v e 带向暖温带、半湿润向半干旱过渡的典型 地区，具有多种气候类型。全省年平均气温在3 7 1 3 8 。c 之问，水平分布的一般规 律由北向南递增，南暖北凉。受地形影响，又打破了这一规律，使气温分布复杂化 即盆地、河谷温暖，高原、山地寒冷。气候垂直变化明显，山地气候在垂直空间上 呈现交错分布的特点。境内年平均降水量5 1 1 8 m m ，由西北向东南递增，介于3 8 0 6 5 0 m m 。因偏居内陆，气候大陆性强，大陆度在6 0 以上。按全国气候分类，以恒 山为界，北部属中温带气候亚带，以南属暖温带气候亚带。按干湿度分类，大部分 地区属半干旱气候，仅中高山区和晋东南地区属半湿润气候 山西是一个隆起的山地高原，土壤的形成和发育由于受季风气候、成土母质、 地形的影响，表现出明显的纬度地带性。各山地土壤的垂直带谱十分明显，由于各 山体的地理位置、基带土壤条件以及山体海拔高度的差异，建谱土壤类型也不相同 山西省境内南北狭长，高差悬殊，地形复杂，地貌多样，水热条件差异明显， 坡向不同，植被类型也不同，植被分为两个地带( 图l - 2 山西省植被图) 。恒山山脉， 2 第一章导论 以及晋西吕梁山脉西侧至临县北部的资金山似山西植被分宜的一条重要界线，恒山 以北属于温带草原地带，恒山以南属于暖温带落叶阔叶林地带。同时在本省南部生 长着众多亚热带珍惜植物，如南方红豆杉、匙叶栎、山胡椒、异叶榕等五六十种， 其中南方红豆杉已形成植物群落“1 。 1 2 研究对象 地球上己知的数十万种植物本身就是生物 多样性的重要组成部分，它们同时为其它绝大多 数非自养生物提供了生命活动的环境和赖以生 存的能量来源。山西省自然条件多样，地形复杂， 因此植被类型十分复杂，植物种类丰富，根据调 查，山西省共有野生种子植物1 4 3 科8 1 6 属2 5 7 6 种。1 。对山西的种子植物种类组成及其生态环境 现状的了解是生物多样性研究中的重要内容之 一。为此本文主要以山西省境内分布的种子植物 为研究对象，分析综合其环境生态信息，拟在建 立一个资源共享的信息系统。 图l - 2 山西省植被图 1 3 研究方法 f i g l - 2 t h em a po fv e g e t a f i o n o f s h a n x ip r o v i n c e 1 3 i 资科收集 以山西各地植物标本室所藏标本为基础，以山西植物志为主要依据，通过对 二十多年来对山西省境内进行的实地考察，以及全方位的参考资料等方式获得种子 植物的野外生境图片、植物形态照片、地理分布信息、标本照片和采集信息、生物 学习性和生态学特性等，并按照统一的格式规划处理，将植物的各种信息分为植物 分类、细胞与遗传、形态特性、用途、化学成分及开发利用、珍稀濒危及保护级别、 分布与生境、植物分布区类型及地理分区和生态类型等几大部分 1 3 2 图象获取及处理 系统所需的形态图象、解剖图象、生境生态照片采用数码相机和u n i s c a n 激光扫 描仪录入，用a d o b ep h o t o s h o p 7 0 和u n i s c a n 扫描大师进行图像编辑。 3 山西种子植物生态信息系统的设计与建立 1 3 3 文字资料 系统文本用m i c r o s o f tw o r d 文字处理程序。 1 3 4 文字、图象等资料建立计算机管理信息库 采用a s p n e t 程序制作山西省种子植物生态信息系统，它其有对信息单元的复 合管理、快速关键词检索及其以任何通用形式对数据存储和提取等功能。 1 3 5 科学分类系统 植物分类系统采用克郎奎斯特( a c r o n q u i s t ) 系统，植物生活型系统采用瑙基 耶尔( c r a u n i d a e r ) 系统，植被分类采用中国植被分类系统，植物区系地理采 用中国植物志一第一卷中吴钲镒系统，植物资源采用改良王宗训系统，珍稀濒 危植物等级采用上官铁粱等级，将山西省种子植物及其相关信息录入。数据库以s q l s e r v e r 2 0 0 0 作为数据库查询语言，数据库建模用p o w e rd e s i g n ，以c i 作为编程语言 实现a s p ，n e t 技术。 1 3 6 主页髑作 应用f r o n t p a g e 2 0 0 0 和d r e a m w e a v e r 4 0 等程序软件制作山西省种子植物的主页 ( h o m e p a g e ) ，并应用p e r s o n a lw e bs e r v 嘣个人服务器) 或i n t e r n e ( i n f o r m a t i o ns e r v e r ( 因 特网信息服务器) 浏览，在国家公众信息网上与i n t e m e t 联结，向世界传播。 1 4 目的意义 生物多样性是人类社会赖以生存和发展的前提，是生命支持系统最重要的组成 部分，生物多样性以其使用价值、选择价值和存在价值为人类社会经济可持续发展 莫定了基础但随着人口增长和人类滥用资源及环境变化，使生物多样性正遭受极 大的破坏，许多物种已经或正逐渐从地球上消失，国际上对此非常重视。在美国圣j 各 易市召开的第十六届国际植物学大会的主题就是生物多样性保护，全球生物多样性 信息共享与可持续发展。中国作为生物多样性公约) 的缔约国之一，将保护环境 作为项基本国策贯彻实簏，对生物多样性保护的工作加大了力度。我国政府先后 签署了生物多样性公约 、湿地公约、濒危野生动植物国际贸易公约、联合 国防治荒漠化公约等国际公约，并且相继开展了一系列国际生物多样性保护项目， 如d i v e r s i t a s 、生物系统学2 0 0 0 年议程和物种2 0 0 0 等。 在有关部门的大力支持下，中科院主持了三个生物多样性方面的重大研究项目， 4 第一章导论 在物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性和生物多样性信息管理等方面取得了 令人瞩目的成绩。另外，国家自然科学基金委员会和中科院又分别设立了重大项目， 继续强化这一领域工作。目前，中国生物多样性信息系统( c b i s ) 已经建立了几十个 生物多样性方面的数据库。总记录数约2 2 万条，其中大部分数据库已经与因特网相 连接，但是，上述生物多样性信息系统特别是大部分植物多样性信息系统涉及内容 主要是植物分类描述的表达，而对于具体详实的植物生态环境信息内容表述甚少。 山西地处黄土高原东部，总人1 33 2 0 0 万，总面积约为1 5 6 3 万k m 2 ，约占全国 总面积的。境内山地丘陵面积约占全省总面积的8 0 ，平均海拔在1 0 0 0 m 以上，是 人类开发较早的地区，区域生态比较脆弱。2 0 世纪8 0 年代以来，随着全国能源重化 工基地建设，长期高强度的挖煤采矿、不合理资源开发和经济的快速增长，加剧了 生态环境恶化。致使山西省成为我国生态破坏严重、环境质量差、可持续发展能力 最低的省份之一嘲。目前，全省生态环境呈现局部改善，整体恶化的态势，已引起了 国内外社会、经济和科学技术各界许多学者和决策者的高度重视，生物多样性的保 护突显重要。山西省种子植物生态信息系统的设计研究，是利用现代计算机网络技 术实现的专业性全球共享信息平台，其目的旨在建立为山西省种子植物资源及其环 境生态信息的统一管理，实现信息收集加工、传递、储存检索；增强植物资源和植 物生态数据信息共享；为科研院校、大专院所、政府部门的管理和决策提供快捷方 便的相关信息，进而提高科研教学水平、管理工作效率及决策水平提供基础条件。 同时对山西省生物多样性的保护和持续利用提供科学依据和动态信息，为自然资源 和环境现状评价与动态预测提供支撑：本系统与因特网相连后将实现全球范信息共 享，快捷适时的与国内外其他生物多样性研究和管理相关部门进行信息交流与合作 等。 5 山西种子植物生态信息系统的设计与建立 第二章研究进展 2 1 生物多样性研究进展 生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，具有巨大的经济和社会价值。但世 界人口无节制地增长、工业化程度不断地加速、人类消费水平无约束地提高，带来 了森林大量被砍伐、生物多样性急剧减少、大气中c 0 2 浓度不断提高、不少发展中 国家粮食短缺、许多物种已经或正逐渐从地球上消失，这些问题已引起国际社会的 广泛关注。我国政府已经把保护环境作为一项基本国策贯彻实施，中国2 1 世纪议 程把生物多样性保护和持续利用列入了优先项目，国民经济和社会发展“十一五” 规划) 也明确把对自然资源的可持续利用作为今后国家发展的一项战略措施“”。 生物多样性公约中指出，生物多样性是指所有来源的活的生物体中的变异性， 这些来源除其他处包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体， 这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。也就是说，生物多样性是指各种动 物、植物、微生物和它们所拥有的基因，以及它们与生态环境形成的生态系统“4 ， 包含遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。 目前国际和国内对生物多样性的重点研究领域如下： ( 1 ) d i 、礓r s n a s 这是生物多样性科学的一个国际项目。最早于1 9 9 1 年由国际生物科学联盟( r y b s ) 提出，后经多次修改，1 9 9 6 年由国际生物科学联盟( i u b s ) 、环境问题科学委员会 ( s c 0 p e ) ，联合国科教文组织( u n s c o ) ，国际微生物学联盟( i l 珏d s ) 以及国际 地圈生物圈计划中的全球变化和陆地生态系统( i g b p 、g c t e ) 共同确定了 d i v e r s i t a s 项目的5 个核心组分和5 个特殊研究领域及操作计划。项目的5 个核 心组分为：生物多样性对生态系统功能过程的影响；生物多样性起源、维持和变化； 系统学编目与分类：生物多样性监测；生物多样性保护、恢复和持续利用。特殊研 究领域有土坡和沉积物、海洋、微生物、淡水和生物多样性“”“。 ( 2 ) 生物多样性恢复研究 由于自然因素等对生物多样性的威胁，人类进行各种生产和经济活动，对自然 无止境的索求，加上不法分子偷猎走私、滥砍滥伐，致使生物栖息地丧失、环境恶 化，在中国生物多样性的破坏是有目共睹的。因此，保护生物多样性已经迫在眉睫， 也是d i v e r s i t a s 中核心组分5 中的重要内容。而解决这些问题改善生态环境，必 须从以下3 个方面着手：首先关键是加强各级领导以及广大群众对生物多样性保护 6 第二章研究进展 及持续利用的认识，使人们认识到保护生物多样性就是拯救人类自己；第二要针对 上述问题采取积极措施，加强立法和执法力度；第三应该加强科学研究，使生物多 样性得到真正保护起来“”。因为植物是第一性生产者，唯有首先恢复植物群落才能 逐步恢复其他生物群落。 ( 3 ) 生物多样性信息系统 生物多样性信息系统是以现代数据库为核心，在计算机系统支持下实现生物多 样性信息的管理和使用，生物多样性信息系统主要由数据库、图形库、模型库和专 家系统组成。蚓。建立生物多样性信息系统可增强植物资源和植物生态数据信息共 享，为决策提供快捷方便的相关信息。有关生物多样性信息系统的内容、功能及构 建等是本论文的重点，另外介绍 ( 4 ) 农田生物多样性 农田生物多样性也是生物多样性的重要组成部分。这项研究的设想是把生物多 样性与农业密切结合起来。农田生物多样性包括农田生态系统多样性、物种多样性 和遗传多样性。而且事实上，生物多样性特别是遗传多样性始终在农业生产上发挥 重大作用。 c 5 ) 生物安全的研究 随着全球变化的不断加速，生态安全研究已成为国内外研究的热点。国外对生 态安全的研究始于上世纪七十年代末，按照时间顺序和研究内容可以分为安全定义 的扩展、环境变化与安全的经验性研究、环境变化与安全的综合性研究及环境变化 与安全内在关系研究四个阶段，当前已进入环境变化和安全内在关系的探讨。我国 生态安全研究始于上世纪九十年代，研究处于起步阶段，理论和实践研究尚待深入 【2 i j 2 2 生物多样性信息系统研究进展 2 2 1 关于生物多样性信息系统 生物多样性信息系统主要由数据库、图形库、模型库和专家系统组成“”。 ( 1 ) 数据库：根据生物多样性的不同层次、利用价值及保护措施，建立各类数 据库，如物种数据库、生物标本数据库、濒危物种数据库、遗传资源数据库、种质 资源数据库、生态系统数据库、资源生物数据库、物种迁地保护数据库等； ( 2 ) 图形库：选择关键地区，主要是自然保护区、国家公园、生态系统定位研 究站所在地区，收集或编制不同比例尺的植被图，珍贵、稀有及濒危动、植物分布 7 山西种子植物生态信息系统的设计与建立 图，土地利用图以及自然环境和社会经济状况等的图件： ( 3 ) 模型库：为了预测生物多样性的动态变化，建立模型库至关重要，目前主 要研究的是生态系统时空动态模型，生态系统中优势种和关键种的种群动态模型， 种群生存力分析模型及生物多样性动态模型； ( 4 ) 专家系统：这是为解决生物多样性保护与恢复所建立的专家咨询系统，包 括濒危物种保护、自然保护区规划与管理、生态系统管理、生物多样性恢复以及生 物资源持续利用等的专家系统。 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，5 个学科分部分别是动物学分部( 中 国科学院动物研究所，北京) 、植物学分部( 中国科学院植物研究所，北京) 、微生 物学分部( 中国科学院微生物研究所，北京) 、内陆水体生物学分部( 中国科学院水 生生物研究所，武汉) 和海洋生物学分部( 中国科学院南海海洋研究所，广州) 。数 据源点包括埴物园、野外定位研究站、标本馆、细胞库、种子库和菌种库等，涉及 中国科学院的1 5 个研究所。 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，模型和专家系统环境及开发 工具等；学科分部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：数据源点根据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。 中国生物多样性信息系统( c b i s ) 在内容上由基础数据库、模型库和专家系统 组成“”。基础数据库中的数据包括：( 1 ) 物种编目的数据；( 2 ) 濒危和保护物种的 数据；( 3 ) 典型生态系统的数据；( 4 ) 标本的数据；( 5 ) 移地保护的数据；( 6 ) 就 地保护的数据；( 7 ) 种子和种质资源的数据：( 8 ) 环境因子及植被的数据；( 9 ) 有 关的社会和经济发展的数据；( 1 0 ) 文献信息；( 1 1 ) 生物多样性信息编目的数。 2 2 2 国际生物多样性信息系统研究进展 面对当前生物多样性保护工作的紧迫性，世界各国及国际组织根据自己的特点和 要求，建立了形式多样的信息系统，生物多样性信息系统的建设越来越呈现出百花 齐放的景象。 2 2 2 1 世界保护监测中心( w c m c 1 9 9 9 a ) 叠 第二章研究进展 近年来，该中心所进行的工作的重点之一是开发和维护一系列生物多样性保护 方面的数据库，同时还帮助其它国家或组织进行能力建设，开发他们自己的生物多 样性信息系统。目前，由w c m c 建立并维护的数据库有： ( 1 ) 物种数据库( w c m c 。1 9 9 9 a ) ：其中包括了世界受威胁树木名录、受威胁 动物红色名录、世界受威胁植物和北极鸟类书库等数据库。植物部分的数据库工作 始于1 9 9 5 年，截止到1 9 9 8 年共收录了1 3 6 0 0 0 个分类单元( t a x a ) 的记录，内容包 括学名、俗名、同物异名、全球受威胁程度、分布国家和地区及受威胁程度、c i t e s 附录等级数据。此数据库是世界自然保护联盟( i u c n ) 编制1 9 9 7 年版受威胁植 物红色名录时最重要的数据来源之一嘲。与植物部分类似，动物部分也为i u c n 的受威胁动物红色名录做出了重要贡献，其内容包括学名、俗名、同物异名、 分布国家和地区等数据。 ( 2 ) 自然保护区数据库：保存了1 9 9 7 年联合国发布的国家公园和保护区名录 的所有信息和相关记录，提供全球每一个保护区的名称、等级、面积、地理位置和 建立日期等信息，部分保护区还有地貌、气候、植被、动物区系、人类活动，科研 设施、保护措施、存在问题、管理人员及保护区地图等信息，共约5 0 0 0 0 条记录， 可以用于监测、评价保护区的范围、状态、适宜程度和价值嘲。 ( 3 ) 森林数据库：保存了世界上许多国家的森林分布图，提供各国主要的森林 类型、不同森林类型的分布地域及其现状的评价，在图上还标记出了已建立的保护 区的地点，并用图表的方式提供统计数据。 ( 4 ) 世界珊瑚礁和红树林数据库：收集了世界各国的珊瑚礁和红树林分布图， 开发了2 5 万分之一的珊瑚礁地图集，并出版了光盘版的图集。从网上可以得到珊瑚 礁和红树林的们总数据、海洋保护区的现状、主要的海洋生境、生物类群等。 2 2 2 2d i v e r s i t a s 这一国际项目最早于1 9 9 1 年由国际生物学联盟( 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正确信息和预测模型。研 究主题有十个组成方面，分为核心组分( c 0 佗e l e m 黜) 和特殊目标研究领域( s p e c i a l t a r g e t 他g i o 地o f r e s e a r c h ) 。”核心组分也就是生物多样性研究的关键领域，即：( 1 ) 生物多样性的起源、保持和变化；( 2 ) 生物多样性对生态系统功能的作用；( 3 ) 生 物多样性的编目、分类和相互关系；( 4 ) 生物多样性的评估和监测：( 5 ) 生物多样 9 山西种子植物生态信息系统的设计与建立 性保护、恢复和持续利用特殊目标领域也就是根据问题的重要性和迫切需要列出 的；( 6 ) 入类的影响范围；( 7 ) 土壤和沉积物的生物多样性；( s ) 海洋生物多样性； ( 9 ) 微生物生物多样性；( 1 0 ) 淡水生物多样性“”。 2 2 2 3 物种2 0 0 0 年( s p e c i e s2 0 0 0 ) 是由1 8 个生物分类数据库组织于1 9 9 6 年发起的长辫项目这1 8 个机构及数据库 分别是： ( 1 ) 澳人利亚海洋科学研究所的珊瑚数据库( c o m l a a s e ) ； ( 2 ) b i o s i s l k 建立的生物系统学方面的文献数数据库( b i o s y s ) ； ( 3 ) 原核生物数据库( p r o k a r y o b a s e ) ： ( 4 ) 国际农业与生物中心( a 心d 建立的真菌物种数据库( s p e c i e sf u n n o r u m ) ； ( 5 ) 荷兰生物分类专家中。c , ( e t i ) 的若干个数据库： ( 6 ) 国际水生生命资源中心( i c i a r m ) 的鱼类数据库( f i s h b a s e ) ； ( 7 ) 国际病毒分类学委员会t 、，) 的世界病毒数据库( w o r l d v i r u s d a t a b a s e ) ； ( g ) 政府间海洋地理学委员会的海洋有机体纪录( p e s i a e ro fm a r i n e o r g a n i s m s ) , ( 9 ) 国际植物信息组织0 0 p d 的全球植物名录( o l o b a ip l a n tc h e c k l i s t ) ； ( 1 0 ) 国际古植物组织( 【0 p ) 的植物化石纪录( p l a n tf o s s i lr e c o r d ) ； ( 1 1 ) 国际豆科植物数据库和信息服务组织0 l d i s ) 的世界豆科植物数据库 ( w o r l dd m a b a s eo f l e g u m e s ) ； ( 1 2 ) 北美i t i s 的综合分类学信息系统( i ：t e g r a t e dt a x o n o m i ci n f o r m a t i o n s y s t e m ) ； ( 1 3 ) 美国密苏里植物园的植物数据库( m o s s t r o p i c o s ) ； ( 1 4 ) 美国费城自然科学院的软体动物数据库( m o i l u s c a d a t a b a s e ) ； ( 1 5 ) 日本r i k e n 的原核生物数据库( p r o k a r y o a a s e ) ； ( 1 6 ) 英国皇家植物园的全球植物数据库( g l o b a lp l a n td a t a b a s e ) ； ( 1 7 ) 美国农业部系统昆虫学实验室的双翅目数据库( d i p t e r ad a t a b a s e ) ： ( 1 8 ) 加拿大d r d i c ky u 的姬蜂科数据库( i c l m e u m o n i d a eo a u a , a s e ) 物种2 0 0 0 年项目的目的是详细列出目前已知的所有动物、植物、微生物物种的 名录作为研究全球生物多样性的基础它的预期成果是一个电子化的全球物种名录、 一个基于因特网的全球物种数据库的连锁查询引擎、一个可对不同编目体系进行比 较的参考系统和一个全球物种分类、名称和状态的名录。目前已经建立了鱼类数据 1 0 第二章研究进展 库、豆科植物数据库和细菌数据库等5 个在线数据库的连锁查询，用户可以获得部 分物种的学名和分类信息。 2 2 2 4 国际植物园保护联盟：( b o t a n i c a lg a r d e nc o n s e r v a t i o ni n t e r n a t i o n a l ) 该联盟成立于1 9 8 7 年，是一个覆盖全球的保护植物多样性的植物园合作联盟， 目前有1 0 0 余个国家的4 5 0 个机构会员b g c i 建立的数据库系统( b o c c i d a t a ) 综合 了世界上各植物园的信息，包括各植物园的基本信息、珍稀和受威胁植物的栽培信 息、栽培的园艺技术信息等目前它已经收集并保存了全球1 6 3 4 个植物园的信息。3 7 4 个植物园栽培的珍稀植物信息，1 0 5 4 6 个受威胁植物物种通过栽培而保存的信息，3 5 个灭绝物种经过栽培恢复的信息以及1 5 0 个受威胁植物物种栽培方法的信息。 2 2 2 5 国际物种信息系统( i n t e r n a t i o n a ls p e c i e si n f o r m a t i o ns y s t e m ) 该信息系统是一个全球范围的关于城市动物园和水族馆饲养动物信息的联合体， 共有5 4 个国家的5 0 0 多个组织参加。它的数据库收集了各动物园和水族馆所饲养的 活的动物信息。目前它保存了6 0 0 0 余个物种、2 5 0 0 0 0 个个体以及7 5 0 0 0 0 个亲体的 信息，可以联网查询每一个物种现在的饲养数量、性别、出生数量和地点，为濒危 物种迁地保护、野外灭绝物种的保存和野外释放提供了科学数据。 2 2 2 6 世界资源研究所( w o r l dr e s o u r c e si n s t i t u t e 。w j p d ) 该研究所建立的网站提供了全球生物多样性论坛( g l o b a lb i o