全 文 ：武汉植物学研究 2002, 20( 6) : 481～484
Journal of Wuhan Botanical Research
世界水生植物科属检索系统的设计与建立
张润娟 李 伟
(中国科学院武汉植物研究所水生植物生物学实验室, 武汉 430074)
关键词: 数据库; 检索; 水生植物
中图分类号: Q948. 8-37 文献标识码: A 文章编号: 1000-470X( 2002) 06-0481-04
Design and Establishment of a Query System for the Families
and Genera of Aquatic Plants in the World
ZHANG Run-Juan, LI Wei
( Laboratory of Aquat ic Plant Biology, Wuhan I nst itut e of Botany , The Chinese A cad emy of S ciences, Wuhan 430074, Chin a)
Abstract: A query system for the genera and families of aquat ic plants in the wo rld w as estab-
lished, which includes the detail informat ion of the char acters, dist ribut ion, values and pictur es.
This paper described the design idea, st ructur e and funct ion o f this sy stem.
Key words : Database; Query; Aquatic plant
生物分类学涉及海量数据, 而且随着研究的不
断深入,各类相关信息还在以惊人的速度增长, 这为
利用传统方法和管理模式处理复杂的数据带来了很
大困难。随着计算机技术的发展,其特有的高效性、
稳定性等特点为大量生物信息的处理带来了革命性
的变化。利用计算机技术管理生物信息不仅可以大
幅度提高工作效率, 而且对充分发挥其管理信息的
作用具有重要的意义。
人们已经在分类学方面进行了许多工作,也取
得了不少成绩。例如英国的国立植被分类系统( Na-
tional Vegetat ion Classif icat ion) , 它全面系统地总
结了整个英国的植被类型, 其支撑系统由法国的
FLORA -SYS( 1995)系统和 Vespan、Match( 1995)
等人所开发的应用软件[ 1]组成; 中国生物多样性信
息系统[ 2]是一个覆盖全国范围的中国生物多样性数
据和信息的分布式系统,由一个中心系统、五个学科
分部和数十个数据源点组成; 在内容上由基础数据
库、模型库和专家系统库组成[ 3]。除此之外, 在研究
中人们还针对特定的类群开发出许多有特定目的的
信息系统[ 4, 5]。
水生植物作为一个生态类群,普通的植物分类
系统以及基于系统学理论所建立的信息系统对其并
不是非常适合。目前国内与水生植物有关的数据库
主要依据已发表的水生植物图谱书籍等信息 [ 6]。大
部分数据仅仅限制在国内所具有的植物科属种或者
是对专门的植物科属数据进行管理。例如:中国大型
水生植物数据库中包含的植物只有原产国内的 317
种水生植物[ 7] , 在数据来源上具有很大的限制性。由
于人类有意或无意的引种活动,许多非本土的水生
植物近年来在我国屡有发现, 甚至造成严重的生态
问题,但这些植物在现有的水生植物志或信息系统
中并没有得到体现。
另外,目前大部分数据库在检索方面的功能不
足, 只可以实现单向检索即通过植物的科、属、种名
收稿日期: 2002-04-15,修回日期: 2002-09-24。
基金项目: 中国科学院“水生植物生物学”百人计划资助项目。
作者简介: 张润娟( 1976- ) ,女,硕士研究生,从事水生植物生态信息研究。
或有限的条件查找植物的性状; 而无法根据植物的
性状特征找到植物所在科属种。在某些重要数据库
的设计中还存在一些逻辑错误。例如,当根据提示输
入正确信息后无法找到检索结果; 或者由于字段设
计的问题使得植物的性状特征无法完整的显示等问
题。鉴于目前国内水生植物数据库的数据来源有限,
系统结构存在的问题, 我们建立了世界水生植物科
属检索系统, 大幅度提高了系统的检索功能。在本系
统中数据信息齐全, 几乎包括了到目前为止所认定
的全世界的水生植物科属,其中许多科属是我国所
没有的。
1 检索系统的运行环境及结构
1. 1 运行环境
该系统是利用 M icro sof t Access 建库, 并使用
面向对象程序设计语言 Delphi[ 8] , 采用自上而下的
设计思路创建了与 Microsoft Access的接口及设计
程序功能。本系统可以在Windows98/ Me 环境下运
行。界面设计人性化, 可以很好的实现人机交互。
1. 2 系统数据采集
世界水生植物检索系统所采用的数据是库克[ 9]
编著,王徽勤等译的《世界水生植物》一书。在此书中
维管植物 87科、407属被认为是水生植物。蕨类植
物亚门中有水生植物 11属,隶属 9 个科,其中满江
红科( Azollaceae)、苹科( M ar sileaceae)和槐叶苹科
( Salviniaceae) 3个科全为水生。在现存的种子植物
中,裸子植物门没有水生种类,而且据已知的化石证
明过去也没有。木兰纲(被子植物门)中的水生植物
78科、396属。根据该书的资料统计,我国目前共有
78科、198属水生植物。
1. 3 系统结构
蕨类植物和被子植物在植物演变的过程中虽然
存在着必然的联系,但它们自身所包含的性状数据
是相互独立的。根据系统需要将植物性状转换为二
维数据表。
蕨类植物库中包含如下数据表: 蕨类植物科名
表、蕨类植物属名表、孢子(科属)性状表、根茎(科
属)性状表、叶(科属)性状表、其他(科属)。
被子植物库中包含如下数据表: 被子植物科名
表、被子植物属名表、被子植物(科属)果实性状表、
被子植物(科属)花的性状表、被子植物(科属)根茎
图 1 世界水生植物检索系统系统结构图
F ig . 1 Sy stem structur e of the quer y sy st em for gener a and families o f aquatic plants in the wo r ld
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的性状表、被子植物(科属)叶的性状表。
其中科类数据与属类数据之间是通过一对多的
关系相联的。由于许多科中仅有1属含水生植物,因
此在科属性状描述方面存在着很大的数据重叠。将
科属性状分开虽然带来一定的数据冗余, 但这对提
高系统的运行效率有很大益处。系统结构见图 1。
2 世界水生植物科属检索系统的功能模块
该功能模块可以方便的管理和组织数据库并能
根据用户的需求进行查询。同时也可以对数据进行
增加,删除,修改等更新操所。为防止数据的丢失或
及时的挽回丢失的数据, 因此具有系统备份和还原
的功能。模块功能结构见图 2。
图 2 检索系统的功能模块结构图
Fig . 2 Functiona l module st ructure o f queyr system
2. 1 浏览功能模块
用户可以通过使用预设的按钮工具来浏览数据
库中各条记录, 以便了解植物的性状, 分布等情况。
所有植物拉丁文学名均是按字母顺序排列, 所以除
了可以逐条浏览之外还可以通过选择植物名来查
看。在科表中可以看到该科所包含的属名(中文,拉
丁文)而且属名在该科内也是根据字母顺序排列的,
浏览更为方便。
2. 2 查询功能模块
查询是本检索系统的核心功能。此模块包含简
单查询和复杂查询 2个子功能。在简单查询方面,用
户不但可以通过已经列出的植物名选择来查询记
录,还可以通过输入植物名全部或部分进行查询; 在
科类检索方面, 还可以通过植物所包含的属数进行
查询。复杂查询采用了模糊查询方式,用户可以通过
输入或选择关于植物根、茎、叶、花、果 5个部分中任
意一个或几个部分的性状就能查询到植物科名、属
名等信息,可以初步确定该植物所在的科属, 从而实
现一个植物科属的鉴定功能。
2. 3 系统维护功能模块
该模块仅仅提供给数据库管理员使用,必须输
入正确的密码才能进入此模块。在模块中提供了添
加、删除、编辑等常规功能。在每添加一条记录的同
时系统可以自动的将植物编号加 1;同样在每删除
483 第 6 期 张润娟等: 世界水生植物科属检索系统的设计与建立
一条记录的同时系统可以自动将植物编号减 1。这
样就保证了数据库的 3条完整性规则,即: 参照完整
性、实体完整性和用户自定义完整性规则[ 10]。为了
系统数据的安全还提供了系统备份, 系统还原, 密码
修改,密码申请等功能。倘若在系统崩溃以后可以迅
速的恢复系统原始状态或崩溃前状态。
2. 4 统计功能模块
用户通过统计功能中图示和图表的使用,能够
了解该科或该属植物在水生植物中所占的比重,便
于使用者对系统中的数据信息进行直观的分析。这
方面的功能可以随着需要而扩增。
2. 5 帮助
提供系统帮助功能,能够让用户更方便的使用
此系统,起到辅助学习的目的。
3 结语
本实验室在长期的研究工作中记录并积累了大
量的数据,并建立了水生植物种质资源圃。本系统的
建立将成为水生植物种质资源圃管理系统以及生态
信息系统的支撑系统之一。该系统还有许多要完善
的地方,当前我们正进一步改进查询功能, 使得查询
结果更为精确;随后将逐步把植物种类的数据信息
添加到数据库中,以建成一套完整的水生植物数据
库。同时准备建立网上检索系统以提供给更多用户
使用。
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