全 文 ：第30卷第2期
2011年4月
生态科学
EcologicalScience
30(2)：162-169
Apr．2011
宿敏，姜英淑，李景文，王苏铭，郝鹏，彭程．北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点【J】．生态科学，2011，30(2)：
162．169．
SUMin，JIANGYing—shu，wANGSu·ITIing，HAOPeng，PENGCheng，LIJing—wen．Cons仇lction柚dcharactcris雠s0fBeijingpl锄t
ge肋plasmresourcesinfb珊ationquerypla响m叽&D魄泐Z＆拓嘲2011，30(2)：162—169．
北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建
宿 敏1，姜英淑2，李景文卜，王苏铭1，郝鹏1，彭 程1
1．北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京100083
2．北京市林业种子苗木管理总站，北京100029
与特点
【摘要】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，68l属，2586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。
关键词：北京市；高等植物种质资源；编目；信息查询平台
doi：10．396刚．issn．1008-8873．2011．02．012中图分类号：s718．53文献标识码：A 文章编号：1008—8873(2011)02．162．08
ConstructionandcharacteristicsofBeijingplantgermplasmre ources
informationqueryplatf0咖
SUMinl，JIANGⅥng．shu2，UJing．wen卜，WANGSu．1Ilin91，HA0Pen91，PENGCllengI
1．T沁Xq￡nbo删ory如rsllvicHltHre矾dCDnsen，alion对M跳stry硝Educmion，Be秘ingFores泖Univers姆Beijing．Beijing100083．
C而f，埘
2． F0restseedm诅seemingCemer四BeijinR．Beij讯RlO0029．Ch№
Abstran：Biodiversi哪inf0邝衄【ticsisa implDrtantpartofbiodivcrsitye∞arch．IIlfon枷onplatfonIlisofimportanceinbiodiversity
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Beijing，butitiss illlack0fasystemadc衄dcomprehensivei foⅡmtionplatf．o珊．Forbiodivers时conservaljon锄decolo百cal
educaljon，wesystem撕cally柚alyzed觚dcataloguedalltlle ata舶m2007—2009based彻thetligherpl锄tsgemplasmr}csources
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ge唧llicaldistribution，consen，撕onst咖s，utilization，hum姐distIlrb锄ce锄dsoon．Thees诅blisllIIlemoft11pl删=：0nnc锄pmvide柚
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resourcetilizadon，butalsof researches矩decologicaleducationinBeijing．
Keywords：Beijing；pl柚tg唧lasmresources；catalogue；iⅢ研mationqueryplatf0咖
收稿日期：2011m1．14收稿，2011．03．05接受
基金项目：北京市园林绿化局重大项目“北京园林绿化植物种质资源调查、收集与保护利用研究”资助(z08050602970802)
作者简介： 宿敏(1985—)，女，硕士研究生，主要从事牛物多样性保护研究
+通讯作者：李景文，男，副教授，主要从事植被恢复与生物多样性保护研究Email：lijingwen@bjfll．edu．c啪
万方数据
2期 宿敏，等：北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点 163
l 弓I言(Introduction)
上世纪80年代以来，随着人们对生物多样性及
其理论以及保护生物多样性满足人类社会可持续发
展生物多样性已成为生态学和保护生物学研究领域
一个非常重要的概念，并成为人们关注和研究的焦
点。生物多样性研究过程中往往要处理大量的信息，
而信息处理一直是生物多样性研究中的难点u1。显
然，传统的生态学研究技术和方法已经满足不了现代
生态学研究需求，由此I而产生了生物多样性信息学。
自2000年正式提出生物多样性信息学概念旧1，生物
多样性信息学已成为生物多样性研究和保护领域的
一个新的方向。其核心是将信息技术和生物多样性的
研究结合起来，开发具有互操作性与知识综合能力的
信息系统，使相关领域的研究者能够充分利用生物多
样性的研究成果，并促进生物多样性保护的发展。目
前，生物多样性的科学研究、知识普及和政策制定等
都与现代信息技术的发展密切相关口’引。建立生物多
样性信息系统已发展成为生物多样性研究的一个重
要组成部分怕1。
经过十几年的努力，生物多样性信息学已经取得
了长足的进步。目前，已有大量数字化的物种编目、
标本馆标本、多媒体影像、研究文献等生物多样性基
础信息可以通过互联网检索和利用【61。许多研究机构
开发了各种各样的生物信息网络系统和数据库旧1，主
要是物种编目数据库、生物标本数据库、生态系统数
据库等。国外著名的数据库如species2000、生物多
样性保护信息系统(BCIS)⋯。在中国，中国科学院
开发的中国生物多样性信息系统(CBIS)是目前我国
最大的数据库平台，数据涉及中国科学院的15个研
究所。地方范围的数据库有上海、云南、广东、山东、
武汉、南京等地已建立好的地区性的生物多样性数据
库系统。
目前，北京开展了大量的生物多样性资源的调
查，尤其是2007—2009年期间北京市园林绿化局组织
科研人员开展了北京18区县系统全面的植物种质资
源专题调查。但是，到目前为止，还缺少针对该区域
系统而全面的物种资源信息化平台。本研究在该调查
项目的基础上，结合现有的研究成果，研制并开发了
北京市植物种质资源信息库及查询平台，为北京市未
来植物多样性保护与外来植物入侵的管理提供服务。
该平台提供种质多个方面的信息，如植物的分类地
位、分布与生长状况、受威胁状况、保护状况、经济
价值、生境特征等信息并提供相应的图片，实现了生
物多样性信息的交流和生物多样性知识的普及，同时
可为地方生物多样性的研究和管理提供数据基础。
2研究方法(Methods)
2．1数据的来源
2007至2009年，对北京市怀柔、延庆、密云、
平谷、房山、门头沟等18个区县山地高等植物进行
了详细调查。野外调查面积遍及北京市山地面积的
40％。调查涵盖了高等植物物种数量、分布、生境、
受威胁程度、利用情况等内容。同时，收集整理了发
表的关于北京市植被的相关著作、论文以及综合调查
报告郾，10’11，12，13，14，15 。在此基础上，形成了《北京高
等植物物种编目》以及北京市主要高等植物种质资源
信息库，并用Java语言完成了基于B／S模式的种质
搜索管理平台。
2．2数据库内容
植物物种是研究生物多样性的重要组成部分，北
京市种质资源编目数据库建立的目的在于系统地收
集、整理和补充物种信息，以数据库的形式保存，使
植物分类信息管理规范化、网络化，使我国植物区系
分类的研究成果得到充分有效地利用，逐步发挥生物
信息的科学价值和社会价值。
数据库的物种门类与科的排列按照植物志和《中
国孢子植物志》采用的系统。目前，数据库有记录的
北京植物149科，681属，2586种及变种。查询项
包括物种的分类地位(中文种名、中文属、科名、别
名、拉丁名)、生物学特征(形态特征、生活习性、
原产地、气候带)、生境特征(标本采集地、采集时
间、采集人、经度、纬度、海拔、坡度、坡位、坡
向、土壤类型条件、植被类型、植被优势物种组成)、
分布与生长状况(国内分布情况、北京分布、分布特
征、分布频度、生长状况、病虫害情况)、经济价值
(利用方式、利用部位、利用现状)、受威胁状况(生
境破碎化、人为干扰情况、自然干扰)、保护情况(是
否保护物种、保护等级、主要保护措施)、园林应用等。
2．3数据库结构
所有数据项都用汉语拼音第一个字母表示，数据
库名称除外，字符集采用ASCLL码。所有数据表第
一个字段都是系统内部使用主键列，自增字段，不可
万方数据
生态科学EcologicalScience 30卷
空，名称为id，确保该字段的管理权限。除特别说明
外，所有字符串采用varchar(40)类型，无论汉字
还是英文都算一个字符；所有整形都采用int，所有
日期都采用date格式，无时间值：所有字段默认都
设置为null。
数据库结构及符号说明如表1所示。
2．4系统构建与运行
系统以2007年至2009年北京市种质资源调查数
表l数据库结构
1able1Thestnlctunofdataba辩
据和照片等信息源为基础，用Java语言编写基于B，S
模式的种质搜索管理平台。B／S结构，即
Browser，Server(浏览器／服务器)结构，。是只安装维
护一个服务器(SeⅣer)，而客户端采用浏览器
(Brow．ser)运行软件。其主要利用不断成熟的www
浏览器技术，结合多种script语言(VBscript、
JavaScriDt)和ActiveX技术，是一种全新的软件系统
构造技术。后台数据库为MySQL数据库。系统可以
执行种质查询、图像查询、输出、管理等操作。
万方数据
2期 宿敏，等：北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点
图l北京市种质资源数据库管理系统结构与功能
Fig．1FunctionalstmctII雌ofBe站ing薛珊pl籼databa辩m随gem蚰tsys蛔咀
与用户的交换平台，登录成功的用户可以向服务
器提交请求；请求提交后，系统对用户的指令和数据
进行解析，处理用户对数据库的查询、更新和筛选等
请求，返回查询结果存入临时数据集或数据视图，将
过滤整理的数据按要求显示在浏览器端
3研究结果(ResuIts)
3．1系统的功能模块
根据实际需要，将该系统划分为以下功能模块：
(1)系统登录模块：完成对管理员和普通用户
身份的认证，系统将根据用户是否输入用户名和密
码，自动分别用户的访问权限及功能，从而为其提供
个性化服务。同时，系统提供密码修改服务，用户登
录后，可以选择“密码修改”，更改管理员密码。
种质资源查询平台主页面：主要包括用户模块和
管理员模块。
(2)用户模块：用户能够修改注册信息，查询
平台功能，浏览图片，在论坛和其他用户进行交流。
其中具有管理权限的用户，登录成功后进入该模块，
实现产权所有者新闻发布的功能。普通用户可以查看
所有的新闻。
管理员模块：管理员登陆成功后可以进行数据管
理、用户信息管理以及论坛的管理。
系统功能模块如图1。
信息查询过程用截图表示。用户进入种质资源查
询平台之后，可以点击模糊查询或高级查询，输入需
要查询的植物名，生成界面后，点击“详细信息”即可
查看该植物的分类地位、分布与生长状况、受威胁状
况、保护情况、经济价值、生境特征等信息，或点击
“图片信息”查看实地调查中拍摄到的照片。
图2是用户登录北京种质资源查询平台的主页
面。平台提供的功能在页面上方显示，包括“首页”、
“种质查询”、“图像库”、“相关搜索”、“关于我们”、
“论坛”。主页面有管理员入口，需要输入用户名和
密码；普通用户可以跳过此步，直接选择需要的功能。
图3是模糊查询界面。本平台提供对种质资源数
据库中各数据项的模糊匹配查询。用户在不知道准确
内容的前提下用关键字模糊查找，在检索出来的条目
中进行选择，可以快速查找到想要的信息。该页面有
“添加种质”功能。
。
3．2．4信息的导入和导出
该平台面向用户提供植物信息，包括植物图片及描
述信息的导入和导出功能，并以PDF格式予以保存。
万方数据
生卷科学醐啦msdc噼 30卷
本研究是基于北京园林绿化局重大项目“植物种
质资源调查”的外业调蠢数据，并广泛收集r包括《北
京植物志》、北京市保护区综合考察报告以及相关的
研究文献．形成了北京地区高等植物的编日内容。该
数据库是目前北京地区高等植物编目研究覆盖区域
最广(。植物种质资源调查”项目调查地点覆盖了整
个北京市的所有区县和植被类型)、数据培新、擐伞
面的管理平台。该数据库的建立为北京市林术资源、
湿地植物资源、保护植物、外来植物的管理提供重要
的数据支掉．同时也为北京植物多样性保护和管理的
信息化平台建立提供了数据基础。
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亡=量=]
圈2北京种詹赉一童询平台主页面
Fl}2H蛐p。铲dB哪I鸣g“∞h脚Ihh曲湘Ⅲ暇，—叫b皿
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万方数据
2期 宿敏，等：北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点 167
图4高级查询界面图
Fig．4W曲pa龄ofadv柚cedquery
图5基本信息界面
Fig．5W曲pa群ofe雠ntialil渤珊aU帆
图4是高级查询界面。本平台提供的高级查询包
括“种名”和“北京分布”。用户通过精确查询可以
直接获得相应数据信息。
图5为种质基本信息界面。现在所见界面为没有
数据录入的界面。其中有三个选项可以展开，分别为
“详细信息”、“图片信息”，“导出PDF”。用户通过
点击可以使用这三个功能。’
图6是点击“详细信息”后生成的部分界面。包
万方数据
生 态 科 学 Ec0109icalscience 30卷
北京市种质资源查询平台后台管理系统v1o
，
管理曼首荑 登录密码修改 种质管理良片摩 新阚发布管理 短圆首页
‘分类地位 查看围片删除PDF
栉名
置名
科名
别名
拉丁掌名
1分布与生长状况 top
‘一～ 一 ⋯-一“ ⋯一 ～⋯一⋯·
国内分布售况
毛京分奢售况
分布特霍 L⋯⋯⋯⋯一
分布囊度 ⋯⋯⋯一～一j
生长状况
图6详细信息界面
Fig．6Webpageofdetailed曲rnIaUon
括分类地位、生物学特征、生境特征、分布与生长状
况、经济价值、受威胁状况、保护情况、园林应用等
数据库提供的资料。点击“查看图片”按键，生成的
界面提供的内容包括“图片信息”和“图片描述”。
用户可以查询到野外实地调查时拍摄的图片及对植
物的描述或拍摄环境的描述等信息。
3．2系统功能特点
3．2．1查询方便
系统支持智能模糊搜索功能和高级查询功能，用
户对于需要查询的植物名称记忆不清或需要精细查
询时，均可轻松方便得在该平台搜索到需要的资料。
3．2．2采用北京种质资源最新调查资料
《北京植物志》一直是科研人员、野外工作人员、
高校师生辨识北京植物的主要依据和参考资料，但
1992年第二版后一直没有新的版本。而且《北京植
物志》部分学名与《中国植物志》不统一，甚至有些
是错误的，给学术交流带来了不便n6。。此后，尽管有
些学者发表了部分种质资源的新分布、新变种的纪
录，但再无新的关于北京植物种质的完整资料和著
作。这已不能满足广大研究人员的工作、学习需求。
该平台提供的北京市近三年18个区县最新种质资源
调查数据，比较全面代表和反应了目前北京市种质资
源现状，数据完整。学名经过反复核定，尽量在本次
编目中避免此类问题。
3．2．3建立北京植物种质情况连续性档案
该系统可以对管理者实现种质管理的功能，即可
以实现添加种质和信息修改的功能。管理者既可以单
个添加种质信息，也可以通过把种质信息输入到
excel中，导入平台。因此，管理者可以对平台数据
进行补充，并对北京种质资源实时现状的进行准确统
计。
本信息平台数据库的信息包括了149科，681属，
2586种及变种的详细文字信息和图片信息，而且这
些信息可通过平台功能进行不断更新，可及时把最
新、最全面的数据和研究内容通过平台展示给用户。
而且平台提供一些重要的物种，包括重要的资源树
种、保护植物和入侵植物在北京的详细分布图等重要
信息。
近年来，已陆续建立了国家范围和省级范围的生
万方数据
2期 宿敏，等：北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点
物多样性信息库。中科院中国生物多样性信息系统
(CBIS)已于2001年完成，该系统提供了很多有价
值的数据。但从该系统目前的查询情况，近几年物种
编目数据库没有更新，内容上侧重于物种的分类地位
如种名、属名、拉丁名称等基础信息；对数据进行统
计分析等深层次的开发研究发展较慢⋯。本数据库是
基于北京地区大范围调奄的最新数据，资料全面且系
统，针对性强。内容上除可以查询到物种分类地位外，
可查询包括分布与生长情况、生物学特征、受威胁状
况、保护情况、经济价值、园林应用、生境特征等信
息，务求把调查数据完整呈现在平台上。同时也是对
国家系统的很好的补充。此外，考虑到数据库数据的
更新，平台设计了添加功能，满足了这种需求，更好
地保证资料的完整性、可靠性。
当然平台的一些功能和信息还需要进一步的完
善。需要加强生态监测、植被制图、GIS生态模型开
发、标本信息数据库与信息系统建设以及植物园管理
与展示等方面的内容。可将北京地区的调查数据深
化，尝试将保护植物、入侵植物等重点植物物种分布
图电子化，完成图形库上网；建立基于wrebGIS的信
息查询系统，随着信息和通信技术水平的提高逐步实
现可视化表达。研究人员可以在该网站获得数据，用
于生物多样性特征分析、生态分析、预测建模及合成
等开发功能。通过开发物种分布模型，了解物种的分
布程度，推断物种灭绝的可能性，预测物种入侵，推
断随时间推移物种的分布变化u¨。该模型已被应用于
回答各种保护问题和生态问题，对于生物多样性保护
有重要意义。
在信息化时代，实现数据库间的互操作
(interoperation)是未来生物多样性信息学的必然趋
势。通过Intemet对不同国家、地区和部门间的生物
多样性数据库进行互操作，可极大地提高生物多样性
科学家的工作效率∞1。可以预见，随着计算机技术的
发展，该平台将纳入更大范围的生物多样性知识结构
体系之中，更好地向社会各界服务。
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作者： 宿敏， 姜英淑， 李景文， 王苏铭， 郝鹏， 彭程， SU Min， JIANG Ying-shu， LI
Jing-wen， WANG Su-ming， HAO Peng， PENG Cheng
作者单位： 宿敏,李景文,王苏铭,郝鹏,彭程,SU Min,LI Jing-wen,WANG Su-ming,HAO Peng,PENG
Cheng(北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京,100083)， 姜英淑
,JIANG Ying-shu(北京市林业种子苗木管理总站,北京,100029)
刊名： 生态科学
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