中国生物物种名录及物种数据整合

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靠湛
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1 中國生物物種名錄及物種資料整合紀力強 1 王利松 2 喬慧捷 1 覃海寧 2 馬克平 2 1 中國科學院動物研究所 2 中國科學院植物研究所

2 背景全球生物物種名錄 (Catalogue of Life,CoL) 是國際物種 2000 組織與綜合分類資訊系統 (Integrated Taxonomic Information System,ITIS) 合作編制並分年度發佈的全球生物物種清單它的目標是收集全世界已知的所有生物物種名錄資訊, 建立一個電子化的檢索系統, 為全球使用者提供一個免費的資訊服務目前由 77 個全球物種資料庫組織為其提供資料 2006 年, 物種 2000 中國節點成立, 開始按照國際標準建立中國生物物種名錄 (CoL China)

3 物種 2000 中國節點物種 2000 中國節點的目標是收集在中國分佈的所有動物植物和菌物物種的名錄資訊, 形成中國生物物種名錄, 並向全球使用者提供電子化形式的共用名稱錄資料其中, 物種名錄資料主要是指所有生物物種的科學名及其它們所構成的一個分類系統等分類學基本資訊, 還包括相關的原始文獻為了實施物種 2000 中國節點的建設, 建立了項目工作小組和 IT 技術服務小組項目工作小組負責物種 2000 中國節點整體規劃和指導實施, 馬克平為組長 ;IT 技術服務小組負責為專案提供 IT 技術支援, 紀力強為組長

4 中國生物物種名錄 2006 年物種 2000 中國節點成立後,2007 年編輯了一個中國生物物種名錄 (Catalogue of Life China) 測試版光碟, 之後分別在 2008 年和 2009 年正式發佈了 2008 版和 2009 版年度名錄 2009 年完成的中國生物物種名錄 2009 版, 收錄了高等植物脊椎動物蜘蛛和跳小蜂等生物類群的個物種的名錄資訊 2010 版在 2009 版的基礎上增加了原生動物界細菌界色素界共 27 個門個物種的數據

5 資料來源 2008 版和 2009 版中國生物物種名錄的物種資訊主要來自於中國高等植物名錄資料庫 (Catalogue of Life: Higher Plants in China) 和中國動物資訊網 (Chinese Animal Information System) 兩個資料庫系統 2010 版在上述來源的基礎上增加了海洋生物物種的資訊中國高等植物名錄資料庫收錄了在中國分佈的被子植物裸子植物蕨類和苔蘚等植物類群共種植物的名稱分類系統分佈文獻和經濟用途等資訊, 由中國科學院植物研究所擔任主編單位審核專家來自中國科學院植物研究所中國科學院華南植物園和中國科學院昆明植物研究所等 26 家單位中國動物資訊網由中國科學院動物研究所牽頭建立, 收集了在中國分佈的種 ( 亞種 ) 脊椎動物無脊椎動物和昆蟲的物種資訊, 包括科學名異名別名分佈特徵描述生境模式標本文獻等方面的綜合資訊, 是一個學科綜合資料庫系統 (Disciplinary Integrated Databases/Systems) 而此學科綜合資料庫系統的資訊則來源於數個中國物種資料庫, 如中國蜜蜂資料庫中國蜘蛛資料庫和中國蝴蝶資料庫等先後有 40 多位動物 ( 昆蟲 ) 分類學專家為中國動物資訊網提供了科學資料海洋生物物種的資訊由中国科学院海洋研究所刘瑞玉院士等专家提供

6 中國生物物種名錄的資料標準中國生物物種名錄的資料標準遵從國際物種 2000 專案的標準資料集標準, 每個物種的資料項目包括 : 接受的科學名 (accepted scientific name) 和相關的文獻異名 (synonym) 和相關的文獻別名 (common name) 和相關的文獻最終分類學審核人和審核時間 (latest taxonomic scrutiny) 來源資料庫 (source database) 及其網址科名 (family to which species belongs) 科以上分類階元 (classification above family, and highest taxon in database) 分佈區 (distribution) 參考文獻 (reference) 審核人信息

7 中國生物物種名錄 (2009 版 ) 各類群物種數統計生物類群綱目科屬種種下異名別名 Bryophyta 苔蘚 Pteridophyta 蕨類 Gymnospermae 裸子植物 Angiospermae 被子植物 Araneae 蜘蛛目 Encyrtidae 跳小蜂科 Agnatha 無頜綱 Pisces 魚綱 Amphibia 兩栖綱 Reptilia 爬行綱 Aves 鳥綱 Mammalia 哺乳 Total 合計

8 中国生物物种名录 (2010 版 ) 各类群物种数统计生物类群名称 ( 中拉 ) 物种数 I 细菌界 Bacteria 1 蓝细菌门 ( 蓝藻 ) Cyanobacteria 162 II 原生动物界 Protozoa: 1 腰鞭毛虫门 Dinozoa 放射虫门 Radiolaria 纤毛虫门 Ciliophora 渗养门 Percolozoa 3 III 色素界 Chromista 1 硅藻门 Diatomeae 褐藻门 Phaeophyta 298 IV 植物界 Plantae 1 绿藻门 Chlorophyta 红藻门 Rhodophyta 苔藓植物门 Bryophyta 蕨类植物门 Pteridophyta 裸子植物门 Gymnospermae 被子植物门 Angiospermae 29583

9 V 动物界 Animalia 1 多孔动物门 Porifera 粘体动物门 Myxozoa 39 3 纽形动物门 Nemertea 60 4 内肛动物门 Entoprocta 8 5 线虫动物门 Nematoda 环节动物门 Annelida 软体动物门 Mollusca 节肢动物门 Arthropoda 昆虫纲 Insecta 405 蛛形纲 Arachnida 3605 其他苔藓动物门 Bryozoa 腕足动物门 Brachiopoda 8 11 帚形动物门 Phoronida 4 12 棘皮动物门 Echinodermata 半索动物门 Hemichordata 7 14 脊索动物门 Chordata 无颌纲 Agnatha 8 鱼纲 Pisces 3225 两栖纲 Amphibia 346 爬行纲 Reptilia 403 鸟纲 Aves 1269 哺乳纲 Mammalia 564 合计 5 界 / 27 门 55274

10 Catalogue of Life, China 中國生物物種名錄 2007 測試版

11 Catalogue of Life, China 中国生物物种名录光盘 2008 版 2009 版 2010 版

12 中國生物物種名錄

13 資訊服務方式 1 光碟 (CD-ROM) 2 網站 ( 3 Web Service (

14 中國生物物種名錄資料收集整理過程

15 分類系統的選擇隨著分類學研究的進展, 分類系統總是處於不斷的變化中由於科學家對某些生物類群的分類概念存在認識上的差異, 有的生物類群同時存在兩個或兩個以上的分類系統如何選擇分類系統, 是建立物種名錄首先面臨的問題物種 2000 中國節點在當初建立的時候成立了一個工作組工作組針對每個大的生物類群指定一名或兩名首席專家首席專家根據工作類群的大小, 可以再聘請若干專家組成類群專家組, 通過討論協商的方式確定該類群採用的分類系統

16 資料來源的規範化在以前建立與生物物種有關的資料庫時, 分類學專家經常把各種來源的資料都放在資料庫中, 包括未發表或發表在非正式出版物上的內容, 且未做詳細的資料來源說明, 導致資料庫整體的資料品質下降在編輯中國生物物種名錄時, 我們嚴格按照國際物種 2000 的規範, 要求每條記錄的內容都要有公開發表的文獻對應, 並把資料內容與出處建立連接, 從而保證資料來源的規範化

17 編輯資料手段的多樣化為了規範名錄資料的格式, 提高資料收集和審核的效率, 我們專門設計了一個名錄資料獲取和審核工具軟體但是在實際收集整理物種資料時, 分類學專家對電腦的操作技能差異很大, 有些年長的專家甚至不能自己使用電腦為此, 我們設計了多種資料編輯和核對的手段, 供不同的專家選用 :a. 使用自行開發的名錄資料獲取和審核工具軟體, 直接將結果存入資料庫中 ;b. 使用我們設計的 Excel 資料獲取表格錄入資料, 錄入完成後統一轉換成標準格式的資料庫形式 ;c. 使用我們設計的 Word 格式的資料獲取單, 每頁一個物種, 可以列印空白表手工填寫, 或直接在電腦上填寫, 然後再轉換到資料庫中

18 單機版物種名錄資訊編輯和校對系統

19 標準化物种数据採集範本 (word 格式 )

20 標準化物种数据採集範本 (excel 格式 )

21 線上物種資料獲取系統在建立了物種資料基本框架和內容以後, 分類學專家可以隨時通過網路登入該系統, 更新和維護自己負責的生物類群的各項資料, 包括每個物種的基本階元標本描述分佈圖像文獻和異名等八類資料, 以及包括種上各階元的分類體系和屬性等資料用户管理模块用户管理模块物种信息管理模块分类树管理模块文献管理模块阶基本信息标本信息元信息物种数据采集系统物种信息管理模块描述信息分布信息分类树管理模块图文异像献名信信信息息息物种数据采集系统文献管理模块

22 線上物種資料獲取系統

23 中文名的選擇脊椎動物和高等植物的一些類群, 往往有多個中文名稱, 並且很多都出現在正式的出版物上多數分類學專家建議, 每個物種確定一個或兩個中文名稱, 作為推薦的正式名稱中名, 避免名字使用的混亂經過討論決定, 儘量使用中國動物志中國植物志等權威學術專著期刊上使用的中文名稱作為中名 ; 如果該類群的動物志還沒有出版, 則由首席專家確定物種採用的中名其他中文名稱都作為別名收錄

24 拉丁名的核對從中文專著上採集的物種拉丁學名, 是否還需要與全球名稱索引 (Global Names Index) 核對, 以保證它是一個正確的學名? 經過討論認為, 應該記錄文獻發表的原始狀態, 因此, 不必一一查對在一個類群的名錄基本完成後, 可以用程式批量核對核對的結果提交給首席專家, 由他對發現的差異進行標注或修改

25 分佈區劃分和名稱的標準化不同年代和不同作者的文獻對於分佈區的描述方式可能有所不同為了能夠與全球生物物種名錄中的分佈區資料項目相銜接, 也為了以後用地理資訊系統圖形化地顯示各生物類群的分佈區, 經過討論, 推薦各個類群都採用規範的地理分佈描述方式, 即採用國家行政區劃代碼 ( 國家標準 GB ) 中國河流名稱代碼(SL ) 中國湖泊名稱代碼 (SL261-98) 中國山脈山峰名稱代碼(GB/T ) 或國際生物分類學資料庫工作組世界地理標準等級四 (Level 4 of the TDWG World Geographical Scheme) 等國家和全球的資料標準之一的地理名稱描述, 作為分佈區的規範化描述方式如果原始文獻使用了非規範化的描述語言, 在保留原始描述的前提下, 將其轉換成上述五個標準之一的描述, 做為規範化描述的內容

26 中文冷僻字的存儲和顯示中國生物物種名錄的漢字內碼採用的是 UNICODE 編碼在 2009 版名錄中, 大約有 50 個字在目前任何電子化字元集中都找不到, 包括 UNICODE 編碼標準的 UTF-32 字元集中也沒有因此, 為這 50 個漢字設計了從 16x16 到 128x128 的漢字字模, 並使用 UNICODE 沒有使用的內碼段為他們賦予內碼值為了避免中文字形檔安裝與否而帶來的問題, 所有漢字均使用圖像的方式顯示, 因此, 這些中文冷僻字的字模也以圖像的方式保存在光碟和網站上不論使用者的電腦是否有中文字形檔, 均可以正常顯示漢字

27 生命科學識別字 (LSID) 自 2008 年開始, 全球生物物種名錄增加了一項新的內容生命科學識別字 (LSID) 它為每個生物類群的分類學概念和名稱提供了一個全球唯一的代碼, 為追溯分類學研究過程查詢引證和分類系統比較, 提供了一個便捷的工具中國生物物種名錄也將採用這個設計, 在 2010 年或 2011 年的年度名錄中增加 LSID 的內容

28 中國生物物種名錄的應用 (1) 中國生物物種名錄是關於中國生物物種資訊的最新最權威的資料該成果已經被廣泛應用於政府決策環境保護科研教學經濟植物開發利用等領域隨著專案的深入開展和社會各界的廣泛認知, 中國生物物種名錄及其資訊更新服務體系必將發揮出越來越大的價值目前, 本專案的成果中國生物物種名錄已應用於以下資料庫系統 / 網站中 : 物種 2000 中國節點 ( 中國數字植物標本館 ( 中國動物主題資料庫 ( 中國自然標本館 ( 中國植物圖像庫 ( 中國植物物種資訊網 ( 網路生命大百科 (EOL) 中國節點 (

29 中國生物物種名錄的應用 (2) 目前, 本專案的成果中國生物物種名錄還被應用於以下資料庫系統著作和專案中 : 國家林業局野生動物疫病防控資料庫系統 ; 全國生物多樣性調查與評估基準庫 ( 環保部課題徐海根 ) ; 中國高等植物紅色名錄 ( 環保部課題, 覃海寧 ); 中國常見植物野外識別手冊 ( 馬克平主編 ) 中國農業科學院栽培植物近緣種名錄 ( 劉旭主編 ) 中國木本植物森林生態系統研究 ( 方精雲主持 )

30 結束語在名錄編制的過程中, 仍然存在很多的專業和技術難題, 比如分類學資訊的更新物種資料庫的建設和維護歷史文獻的資訊採集漢字的處理多源資訊的搜索和整合等相信臺灣同行也已經遇到相類似的問題, 或許這些問題已經有了較好的解決方案我們願意與臺灣同行開展深入的交流合作, 共同提高, 實現雙贏

201320142015 99.4% 98.6% 99.0% 1. 1999GB17761-1999 1999 5 28 1999 10 1 GB17761-1999....... 5.1.1 6.1.1 5.2.1 6.2.1 5.2.2 6.2.2 89

2005 7 9 2005 9 1 2005 9 15 2014 4 212014 8 1 2010 8 25 201090 2003 2009 88 201320142015 99.4% 98.6% 99.0% 1. 1999GB17761-1999 1999 5 28 1999 10 1 GB17761-1999....... 5.1.1 6.1.1 5.2.1 6.2.1 5.2.2 6.2.2