植物園植物檔案科學記錄與管理探討

趙文媛，徐秀源，岳國忠

(1.唐山植物園，河北 唐山 063000；2.河北科技師范學院，河北 秦皇島 066004)

1 引言

植物園是通過人工模擬區域自然環境和群落結構，實現物種多樣性高度富集并進行相關科學研究的機構，是生命科學創新性研究的重要支撐平臺，也是生物多樣性保育、科普教育、資源儲存和開發利用的基地[1]。國際植物園保護聯盟(BGCI)對植物園的定義是：擁有活植物收集區，并對收集區內的植物進行記錄管理，使之可用于科學研究、保護、展示和教育的機構被稱之為植物園[2]。規范、完整的植物檔案記錄是保持植物園本質的關鍵，是植物園科學意義的底線，也是植物園區別于一般公園的重要特征。

2 植物檔案記錄的重要性

植物園的植物收集和引種馴化是植物園的重要職能，植物記錄檔案是這項職能的關鍵，如果沒有植物檔案記錄，植物園的植物就降低甚至喪失了其科學價值。植物園里定植的植物均是需要懸掛標識牌，標識牌是體現植物園科學性的基本體現，與標識牌相對應，每一種植物有一份科學記錄，這些記錄跟蹤記錄著植物的全部信息包括：植物的名稱、種源、來源、類型以及在園中定植的位置、植物歷年物候觀測記錄、植物歷年生長量觀測記錄、植物歷年病蟲害觀測記錄以及移栽、死亡記錄等，這一系列信息記錄組成植物園的植物檔案，為植物利用、欣賞、教育、保護、科研等提供的科學記錄信息，是工作人員管理植物及各植物園間交流合作的重要信息源。如果沒有科學管理的、完整的植物記錄檔案數據，將無法對植物進行科學管理和應用研究[3]。

3 植物檔案記錄的特點

3.1 植物種類多，分類系統不統一

中國是世界上植物資源最為豐富的國家之一，約有植物3萬余種。要對數目如此眾多，彼此又千差萬別的植物科學地做好檔案記錄，首先必須根據它們的自然性質，由粗到細、由大到小地進行分門別類，并選擇一個最適宜的分類系統，目前運用較多的分類系統有恩格勒系統(Engler)、哈欽松系統(Hutchinson)、克朗奎斯特系統(Cronqust)、塔赫他間系統(Takhtajan)、APG系統(Angiosperm Phylogeny Group)等[4]。

3.2 植物的名稱繁雜

古人命名植物時沒有現代意義上的物種概念，幾千年來自發形成的中文植物命名相當復雜, 同名異物和一物多名的現象普遍存在，這對于科學普及與經驗交流極為不利，也給相關應用領域帶來很多不便[5]。為了使植物的命名得到統一，《國際植物命名法規》(International Code of Botanical Nomenclature, ICBN)規定以雙名法(Binomial Nomenclature)作為植物學名命名法，任何植物只能有一個拉丁學名，拉丁名作為國際植物學界進行交流的標準用名，在一個確定植物分類系統中，保證了一種植物只有一個正確名稱，做到了“一物一名”[6]。

3.3 植物形態多樣，鑒定難度大

植物形態千差萬別，每種植物都有自己的形態特征。同一種植物受遺傳和環境兩方面的影響，其形態也會有不同幅度的變化，同一種植物可能形態各有不同，即便是同一株植物上的器官(如葉、莖)，處于不同的部位時也有較大的差異。因此，鑒別一種植物往往需要綜合枝、葉、花、果各時期的特征綜合進行，甚至需要采用分子生物學手段鑒定[7]。

3.4 檔案記錄的長期性

植物是唯一具有生命的城市建設基礎設施，從種子、發芽、展葉、開花、結實、病蟲害、衰老到死亡，檔案記錄要貫穿植物的一生，是一個長期的動態記錄過程，需要具有長效的檔案記錄、管理、保存機制。

4 植物檔案記錄的內容

植物檔案是全面了解植物園的主要資料，內容包括引種、栽培和管理中形成的全部記錄表格、圖片等。

4.1 植物信息

包括名稱、科屬種、植物類型、形態特征、來源、地理分布、產地生態環境、植物圖片等。

4.2 引種信息

包括引種號、植物名稱、引種時間、引種地、來源(野外采集、購買、交換等)、引種地環境、引種人、引種植物類型(種子、枝條、植株等)等，引種的植物需要做到標簽跟隨植物體，標簽上記錄引種號、名稱、引種地等簡要信息。

4.3 繁育信息

包括引種植物種子萌發數據、無性繁殖數據、繁育過程記錄、出圃記錄等。

4.4 定植信息

包括定植植物懸掛標簽和定植地點、栽植情況、立地條件記錄等。

4.5 生長狀況信息

此項內容通過引種號對植物跟蹤，進行長期監測，定時記錄，包括生長及適應性記錄、物候信息、生長量、自然災害、病蟲害及植物的死亡、移栽、離園等跟蹤信息。

5 植物檔案記錄的發展及趨勢

植物園植物檔案記錄的發展與植物園發展的歷史密切相關，主要分為以下幾個階段。

5.1 手寫賬簿

最早出現的手寫賬簿植物檔案可追溯到1793年，初期的植物檔案一般只記錄植物名稱、來源和用途，植物名稱也不統一的地方名稱或土名，這是植物園植物檔案的最早階段[8]。

5.2 卡片索引系統

隨著林奈的“植物分類雙名法”的出現，植物檔案步入到一個新的階段，用卡片記錄植物引種、繁殖、定植和觀察結果的制度在西方植物園里逐漸完善，這就是傳統的、手工操作的，但是十分科學和實用的卡片植物記錄系統。英國邱園200多年來一直保持完整的傳統記錄系統，這個傳統手工記錄系統不僅具有歷史意義，而且也是以后計算機化系統的基礎，沒有這些系統的手工記錄，根本談不上計算機化，這個階段一直延續到20世紀80年代[8]。

5.3 計算機記錄系統

以前，所有的記錄都是靠手工來操作，由于傳統的手工管理植物系統存在著很多缺陷和局限性，探索用計算機管理植物檔案系統就成了不少植物園工作者為之奮斗的目標，從20世紀60年代起，田納西州大學樹木園、泰勒樹木園以及廊屋植物園便開始植物記錄檔案計算機管理，60年代末美國園藝學會開始實施植物檔案科學數據中心計劃，英國邱園1969年開始了計算機檔案管理，目前，邱園不僅在繼續完善自己的活植物管理系統，而且建立了專業數據庫，實現了整個植物園聯網。中國植物園的活植物檔案計算機化起步比較晚，1988年南京中山植物園建立了我國第一個植物園活植物記錄計算機管理系統，隨后沈陽園林科研所、北京(科)植物園相繼進行此方面的研究并推出了自己的系統[8]。

5.4 大數據和移動應用

隨著大數據和移動互聯網的發展，利用網絡信息技術和移動APP進行數據信息管理，尤其是在需要多部門多人配合完成的植物動態信息管理方面如：活植物登錄、定位采集、定植移栽、物候生長量監測等方面具有很大優勢。目前，中國植物園聯盟的中國植物園植物管理平臺與BioSurveyor APP、上海辰山植物園活植物管理系統與APP等已經開發完成，開始了這方面的應用，大大提高了檔案動態記錄時效性、查詢速度和管理水平[9]。

6 植物園植物檔案科學記錄與管理存在的問題及對策建議

6.1 原始記錄檔案完善問題

根據中國植物園聯盟(CUBG)統計，中國植物園總數191個，這些植物園分屬于中科院、教育系統、建設系統、林業系統等多個部門(表1)，管理要求各不相同，很多植物園對園內栽植植物的基礎信息缺乏科學、有效的記錄和管理；從“中國植物園植物檔案記錄情況統計表”(表2)可以看出全國現有各類植物園僅有約21.5%植物園具有植物檔案與信息管理系統，有很多植物園甚至沒有引種記錄本和引種栽培名錄等基礎植物檔案，嚴重制約了植物園植物檔案科學記錄的進一步發展。

表1 中國植物園隸屬關系統計

表2 中國植物園植物檔案記錄情況統計

6.2 植物分類和植物命名問題

為了植物檔案的完整有序，需要把植物分門別類進行記載，需要選擇適合的植物分類系統，據調查：《中國植物志》《中國高等植物圖鑒》等大多數植物志、教科書以及大量標本館都采用恩格勒系統排列，《中國樹木志》《云南植物志》《廣東植物志》等林業相關著作，部分標本館使用哈欽松系統，上海植物園、濟南植物園、唐山植物園等采用克郎奎斯特分類系統，陜西植物園植物采用哈欽松分類系統。20世紀后期APG分類系統成為了第一個基于分子數據建立分類系統的大類群，該系統對被子植物系統學和分類學研究產生了重大影響，大大改變了兩百多年來植物學家們以形態學(廣義)性狀為根據提出的分類系統[10]，成為植物分類學的新范式，在國外各植物園和標本館得到廣泛認可和應用，如邱園、日內瓦植物園、密蘇里植物園等已經使用APG系統，我國的上海辰山植物標本館在全國率先將館藏系統成功切換為APG系統[11]。鑒于恩格勒分類系統使用的廣泛性和APG系統的先進性，現階段建議植物園植物名錄可采用恩格勒-APG系統雙軌制，并對兩個系統改動分歧部分進行標注。

由于植物中文名稱至今沒有建立可操作的具體規范和中文學名體系[4]，為保證植物檔案的科學性，植物名稱應以采用“國際植物命名法規”(International Code of Nomenclature)命名的拉丁學名為主進行記錄，為保證中文名稱盡量統一，建議參考《中國植物志》進行命名。

6.3 植物檔案記錄長效機制問題

植物檔案記錄貫穿于整個植物一生，涉及管理工作的全過程，需要各部門按照規范即時采集記錄各流程信息，需要完善的制度規范，包括物種收集與保育管理規范、植物信息采集標準、資料定期提交和驗收、各環節記錄質量控制、植物定期清查制度、園區植物信息檢查制度等，需要各級把關，統一驗收、分類整理，建宗歸檔，才能形成一套科學完善的植物檔案[12]。

6.4 檔案記錄統一標準和管理系統兼容問題

目前植物園的植物檔案記錄均以各植物園內部科研與日常管理為主，存在著各自為政、信息孤島的狀況，如：南京中山植物園植物信息管理系統[13]、深圳市仙湖植物園數字平臺[14]、浙江農林大學植物園數字平臺[15]、上海辰山活植物管理系統等，這些系統沒有統一的數據格式不利于植物園間數據信息交流，本能發揮信息共享的功能。因此制定開放統一數據交換格式，建立統一的植物園植物檔案管理系統和交流平臺，實現植物檔案數據共享，促進植物科研交流成為植物園界的當務之急。

7 結語

隨著時代的發展和新興的科學技術的涌現，以及大數據云計算技術和移動應用的發展，植物園作為生物多樣性保護和資源可持續利用的主力軍必然要跨入數字化的行列，進入全面數字化和智能化的高速發展階段，各植物園植物檔案管理將更加科學高效，數據記錄實現良好的共享和連接，為植物園工作人員提供更為科學、功能更為強大的信息服務平臺和工具，以促進植物園之間的合作交流，形成優勢互補、資源互共享的新局面，提高植物園科研及管理水平，為生物多樣性保護、生態安全和生態文明建設發展做出更大的貢獻[16]。