全 文 ：植物科学学报　 ２０１６ꎬ ３４(１): １５１~１６３
Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｐｌａｎｔｓｃｉｅｎｃｅ.ｃｎ
ＤＯＩ:１０􀆰 １１９１３ / ＰＳＪ􀆰 ２０９５￣０８３７􀆰 ２０１６􀆰 １０１５１
李海文ꎬ 刘冰ꎬ 赖阳均ꎬ 杨永ꎬ 李奕. 交互式检索表提升分类学研究与应用效率: 以兰科植物为例[Ｊ] . 植物科学学报ꎬ ２０１６ꎬ ３４(１): １５１－
１６３
Ｌｉ ＨＷꎬ Ｌｉｕ Ｂꎬ Ｌａｉ ＹＪꎬ Ｙａｎｇ Ｙꎬ Ｌｉ Ｙ. Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔａｘｏｎｏｍｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ: ａｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ
[Ｊ] . Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌꎬ ２０１６ꎬ ３４(１): １５１－１６３
交互式检索表提升分类学研究与应用效率: 以兰科植物为例
李海文１ꎬ２ꎬ 刘 冰１ꎬ 赖阳均３ꎬ 杨 永１∗ꎬ 李 奕１
(１. 中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室ꎬ 北京 １０００９３ꎻ ２. 新疆大学生命科学与
技术学院ꎬ 乌鲁木齐 ８３００４６ꎻ ３. 中国科学院南京地质古生物研究所ꎬ 南京 ２１０００８)
摘　 要: 与传统的连续检索表相比ꎬ 基于计算机等数字终端的多通道交互式检索表具有很多优势ꎬ 如易于携带、
实时更新、 界面直观、 使用方便、 用户广泛、 产生新数据集且便于研究以及能够推动分类学知识的普及等ꎮ 本
文以兰科植物为例介绍了交互式检索表的特点、 程序建立和应用ꎮ 兰科植物是生物多样性保育的旗舰类群ꎬ 具有
很强的观赏和药用价值ꎬ 但中国兰科植物种类繁多ꎬ 分类困难ꎮ 我们在自主研发交互式检索表软件 ＭａｇＩｄｅｎ 的
基础上ꎬ 以«中国植物志»和 Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ的描述为依据ꎬ 制作了中国兰科植物交互式电子检索表ꎬ 为分类学研
究者和爱好者提供了一个新的、 鉴定中国兰科植物的中英文双语工具ꎻ 同时ꎬ 交互式检索表生成的 ＭＶＳＰ 和
Ｂａｙｅｓ形态特征数据集可用于聚类分析和分支分类学研究ꎮ 交互式检索表在数据积累、 更新和分析利用等方面
具有独特的优势ꎬ 是提高传统植物分类学研究与应用效率的重要工具ꎮ
关键词: Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａꎻ 中国植物志ꎻ 交互式电子检索表ꎻ ＭａｇＩｄｅｎꎻ 兰科植物
中图分类号: Ｑ９４９􀆰７１＋８􀆰４３　 　 　 　 　 文献标识码: Ａ　 　 　 　 　 文章编号: ２０９５￣０８３７(２０１６)０１￣０１５１￣１３
　 　 　 收稿日期: ２０１５￣０８￣０６ꎬ 退修日期: ２０１５￣０９￣０９ꎮ
　 基金项目: 国家自然科学基金项目(３１２７０２３８ꎻ ３１４７０３０１)ꎻ 科技部标本资源共享平台项目(Ｊ１３１０００２)ꎮ
Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｗａｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｇｒａｎｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ (３１２７０２３８ꎬ ３１４７０３０１) ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｌａｎｔ
Ｓｐｅｃｉｍｅｎ Ｄｉｇｉｔｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｈｅｒｂａｒｉｕｍ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(Ｊ１３１０００２) .
　 作者简介: 李海文(１９９１－)ꎬ 男ꎬ 硕士研究生ꎬ 研究方向为植物分类学(Ｅ￣ｍａｉｌ: ｘｙｑｌｈｗ＠ｓｉｎａ􀆰 ｃｏｍ)ꎮ
　 ∗通讯作者(Ａｕｔｈｏｒ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ􀆰 Ｅ￣ｍａｉｌ: ｅｐｈｅｄｒａ＠ｉｂｃａｓ􀆰 ａｃ􀆰 ｃｎ)ꎮ
Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｔａｘｏｎｏｍｉｃ Ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅｓ:
Ａｎ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｋｅｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ
ＬＩ Ｈａｉ￣Ｗｅｎ１ꎬ２ꎬ ＬＩＵ Ｂｉｎｇ１ꎬ ＬＡＩ Ｙａｎｇ￣Ｊｕｎ３ꎬ ＹＡＮＧ Ｙｏｎｇ１∗ꎬ ＬＩ Ｙｉ１
(１. Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ａｎｄ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ Ｂｏｔａｎｙꎬ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｏｔａｎｙꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ
Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９３ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｕｒｕｍｑｉ ８３００４６ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
３. Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐａｌｅｏｎｔｏｌｏｇｙꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００８ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｋｅｙｓꎬ ｃｏｍｐｕｔｅｒ￣ｂａｓｅｄ ｍｕｌｔｉ￣ａｃｃｅｓｓ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙｓ ｈａｖｅ ｍａｎｙ ａｄｖａｎｔａｇｅｓꎬ ｅ􀆰 ｇ. ｅａｓｙ ｔｏ ｃａｒｒｙꎬ ｕｐｄａｔｅꎬ ｉｄｅｎｔｉｆｙꎬ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｎｅｗ
ｄａｔａ ｓｅｔｓ ｆｏｒ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓꎬ ｐｒｏｍｏｔｅ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔａｘｏｎｏｍｉｃ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ
ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｓｏｃｉａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｂｅｉｎｇ ｓｔｒａｉｇｈｔｆｏｒｗａｒｄꎬ ｗｉｔｈ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ
ｕｓｅｒｓ. Ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｔａｘｏｎｏｍｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙｓ ｆｏｒ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｔｉｖｅ ｐｌａｎｔｓ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙｓ ｆｏｒ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ. Ｔｈｅ ｆａｍｉｌｙ Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ ｉｓ ａ ｆｌａｇｓｈｉｐ
ｇｒｏｕｐ ｆｏｒ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｕｄｉｅｓꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｍａｎｙ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｉｔｈ
ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ａｎｄ ｏｒｎａｍｅｎｔａｌ ｖａｌｕｅ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｏｒｃｈｉｄｓ ｂｅｃａｕｓｅ
Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ ａｒｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｐｌａｎｔ ｆａｍｉｌｉｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ. Ｂｙ ｒｅｆｅｒｒｉｎｇ ｔｏ Ｆｌｏｒａ
Ｒｅｉｐｕｂｌｉｃａｅ Ｐｏｐｕｌａｒｉｓ Ｓｉｎｉｃａｅ ａｎｄ Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａꎬ ｗｅ ｃｒｅａｔｅｄ ａｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙ ｆｏｒ Ｃｈｉｎｅｓｅ
ｏｒｃｈｉｄｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｅｌｆ￣ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｐｒｏｇｒａｍ ＭａｇＩｄｅｎ. Ｔｈｉｓ ｎｏｖｅｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙ ｎｏｔ ｏｎｌｙ
ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｏｒｃｈｉｄｓ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｕｂｌｉｃꎬ ｂｕｔ
ａｌｓｏ ｇｅｎｅｒａｔｅｓ ｎｅｗ ｄａｔａ ｓｅｔｓ ｉｎ ＭＶＳＰ ａｎｄ Ｂａｙｅｓｉａｎ ｆｏｒｍａｔ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ.
Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙｓ ａｒｅ ａ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔａｘｏｎｏｍｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎꎬ ｕｐｄａｔｉｎｇꎬ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄａｔａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａꎻ Ｆｌｏｒａ Ｒｅｉｐｕｂｌｉｃａｅ Ｐｏｐｕｌａｒｉｓ Ｓｉｎｉｃａｅꎻ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙꎻ ＭａｇＩｄｅｎꎻ
Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ
　 　 分类学研究成果包括志书、 手册、 专著、 修订
等多种形式的分类学文献ꎬ 他们不仅是物种的信息
库ꎬ 而且提供鉴定物种的检索表ꎮ 检索表是以区分
生物分类群为目的而编制ꎬ 可为快速鉴定未知植物
提供帮助ꎬ 是构成志书、 修订和专著等分类学文献
的重要组成部分[１ꎬ２]ꎬ 是专业和非专业人员利用分
类学知识的联系纽带ꎮ 检索表是否好用是评价志书
(或其他分类学文献)质量优劣的一个重要指标ꎬ 也
为分类学同行及生态学、 农、 林、 医药及生物多样
性保育等工作者利用分类学研究成果提供了识别和
鉴定物种的工具ꎮ
检索表的编制是利用对比分析和归纳的方法ꎬ
从不同分类阶元(目、 科、 属或种)的特征集(库)
中选出比较重要、 突出、 明显而稳定的特征ꎬ 做成
简短的条文后按一定的格式排列而成ꎮ 按分类阶元
等级可将检索表分为分科、 分属和分种的检索表ꎻ
按检索方式可分为单通道的传统检索表和基于卡片
或计算机程序的多通道交互式检索表ꎮ
传统检索表ꎬ 即单通道或连续检索表ꎮ 目前常
用的传统检索表是二歧分类检索表ꎬ 它是根据一对
或几对相对性状的区别ꎬ 将同一类别的植物分成相
对应的两个分支ꎬ 再根据另一对或几对相对性状ꎬ
把上级分支的每个分支再分成相对应的两个分支ꎬ
像二歧式分支一样逐级排列下去ꎬ 直至所对应的分
类单位ꎮ 二歧分类检索表有两种表示方式ꎬ 即缩进
式检索表(或定距式检索表ꎬ ｉｎｄｅｎｔｅｄ ｋｅｙ)和平行
式检索表(或阶层式检索表ꎬ ｂｒａｃｋｅｔｅｄ ｋｅｙ) [２－５]ꎮ
在缩进式检索表中ꎬ 检索项和待鉴定的分类群以可
见的归类或定距的方法排列ꎬ 每一级成对的性状均
比上一级缩进固定的距离ꎬ 从而使下一级的页边距
不断增加ꎻ 在平行式检索表中ꎬ 成对性状的检索项
总在一起ꎬ 页边距也总是相同[２]ꎮ 传统检索表通常
是以纸质为载体ꎬ 是传统志书和其他分类学文献中
最常用的表现形式ꎬ 但其应用限制很多ꎬ 如: 野外
工作时携带不便ꎻ 检索过程繁琐、 耗时较长ꎻ 分类
群数量较大时ꎬ 检索工作量和难度都会有所增加ꎻ
存在分类特征缺失或者不明显时很难继续检索ꎻ 只
有推出新的检索表版本时ꎬ 才能对其进行更新和修
改[１ꎬ６]ꎮ
交互式检索表也称多路径或多通道检索表ꎬ 可
以从任意特征开始检索[５ꎬ７]ꎮ 交互式检索表最初是
用穿孔卡片(ｐｕｎｃｈｅｄ ｃａｒｄｓ)制作并应用于分类工
作中[２ꎬ４ꎬ５]ꎬ 后来演变为基于计算机等数字终端的、
功能强大的生物分类鉴定工具ꎬ 并借助于计算机和
其他数字终端(如手机、 平板电脑等)实现了方便、
快捷的物种鉴定[１ꎬ２ꎬ５]ꎮ 根据是否依托于网络ꎬ 交
互式电子检索表分为单机版和网络版ꎬ 并且两者之
间可相互转换ꎮ 其中ꎬ 单机版只能安装在计算机上
使用ꎬ 虽有其独立的数据库ꎬ 但不能连网搜索ꎻ 网
络版依托于互联网ꎬ 只能在线使用ꎬ 便于资源共
享ꎬ 检索结果也可链接到在线图志方便查看ꎬ 如
ＤＥＬＴＡ ５􀆰１１ (Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ ｆｏｒ Ｔａｘｏｎｏ￣
ｍｙ) [８ꎬ９]ꎮ 与传统的二歧分类检索表相比ꎬ 交互式
检索表有很多优点(表 １)ꎮ 依据研制原理ꎬ 交互式
检索表可分为基于数据矩阵的 (ｍａｔｒｉｘ￣ｂａｓｅｄ
ｉｎｔｋｅｙꎬ 如 ｅＦｌｏｒａｓ中基于 ＤＥＬＴＡ程序的交互式检
索表[１０]ꎻ 基于 ＦＲＩＤＡ 程序的交互式检索表[１１] )和
基于 规 则 的 交 互 式 检 索 表 ( ｒｕｌｅ￣ｂａｓｅｄ ｉｎ￣
ｔｋｅｙ) [１２－１６]ꎻ 前者是基于特征的数据矩阵ꎬ 而后者
是利用计算机人工智能训练计算机识别(如 Ｌｅａｆｓ￣
ｎａｐꎬ ｈｔｔｐ: / / ｌｅａｆｓｎａｐ􀆰 ｃｏｍ / )ꎻ 前者因还可产生新
的数据便于科学研究等而使用较为普遍[１７]ꎬ 随着
计算机和数字技术的飞速发展ꎬ 后者也将成为一个
重要的发展趋势ꎬ 如 Ｌｅａｆｓｎａｐ 将很快成为可以鉴
定北美木本植物种类的高效物种识别工具ꎮ
随着计算机技术日益发达、 网络信息技术日益
普及ꎬ 利用新技术提升分类学研究和应用效率具有
重要意义ꎬ 如 ｅ￣ｓｃｉｅｎｃｅ、 ｅ￣ｔａｘｏｎｏｍｙ等ꎬ 交互式
２５１ 植 物 科 学 学 报 第 ３４卷　
表 １　 传统检索表与交互式检索表的比较
Ｔａｂｌｅ １　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙｓ
编号
Ｎｏ.
特点
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
传统检索表
Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｋｅｙｓ
交互式检索表
Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｋｅｙｓ
１ 性状状态与数量 每一个性状都包含两个相对立的性状状态ꎬ 检索时必须从中选择一个性状状态
每个性状包含 ２ 至多个性状状态ꎬ 且这些性状状态不
一定是相对的ꎬ 检索时可以选择多个性状状态
２ 灵活性 缺少灵活性ꎮ 必须按指定性状和路径进行检索ꎬ 性状缺少时无法检索
较灵活ꎮ 检索时没有固定的检索路径和性状ꎬ 性状缺
少时可忽略且不影响检索结果
３ 鉴定效率 较低ꎮ 在检索表中需要逐条检索性状状态ꎬ 还要不断地翻页去寻找结果ꎬ 容易出错又耽误时间
较高ꎮ 对照标本和材料ꎬ 点击选取所需的性状状态ꎬ 可
大大节约检索时间
４ 检索表维护 难以进行性状的添加或修改ꎬ 只能重新出版才能对其进行更新和修改 维护和管理较方便ꎬ 随时可以修改和添加性状
５ 直观性 对性状没有相应的图片解释ꎬ 为检索带来了许多不便 对性状配有相应图片ꎬ 较为形象、 直观ꎬ 非常便于检索
６ 区别对象 适合处理性状差异较大的分类群ꎬ而在检索性状相似的分类群时效果不是很好
因为性状状态较多ꎬ 可以很好地检索性状相似的分类
群
７ 对象数量 在鉴定大量的植物材料时ꎬ 工作难度和检索时间都会有所增加ꎬ 因此不适合处理大量的标本材料
在检索、 鉴定大量的植物材料时ꎬ相较于传统检索表要
容易一些
８ 数据集 不产生新的数据集 产生新的数据集ꎬ 并可用于形态聚类分析和分支分析
９ 检索过程记录 缺少每一步的检索记录 储存有每一步的检索记录ꎬ 方便查询
１０ 相似种类比较 检索完毕后无法查看检索结果与其相似类群的比较 检索完毕后可以查看检索结果与其相似类群的比较
１１ 性状描述 检索完毕后不易查看检索结果的性状描述 检索完毕后可以查看鉴定结果的性状描述ꎬ 并通过与标本进行比对来验证检索结果的准确性
１２ 用户要求 要求使用者具备一定的专业知识ꎬ 因此其适用人群范围较小
对使用者的专业知识要求不高ꎬ 因此其适用人群范围
较广
１３ 设备要求 使用环境广ꎬ 纸质版检索表不需要借助电子设备 使用环境相对受限ꎬ 必须要借助于电脑、手机等数字终端设备
１４ 普及利用 困难 容易
１５ 携带难易程度 纸质版检索表的体积大、 质量重ꎬ 不方便随身携带 可随身携带ꎮ 安装到电子产品如手机、平板电脑等设备中就可进行查看和检索
１６ 检索表研制 制作相对容易且工作量较小ꎮ 需借助一定的软件ꎬ 制作具一定难度且工作量较大
１７ 获取成本 较高 低廉(通常免费)
１８ 物种描述 无法基于检索表产生物种描述 基于检索表性状形成物种描述
１９ 类型转换 无法转换为其他格式的检索表 可形成传统格式检索表
检索表是很重要的组成部分ꎬ 很多国际组织均在开
展此项工作ꎬ 如: 美国农业部研发的裸子植物、 禾
本科 ( Ｐｏａｃｅａｅ)、 豆科 ( Ｆａｂａｃｅａｅ)、 杜鹃花科
(Ｅｒｉｃａｃｅａｅ)和湿地单子叶植物的交互式检索表
( ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ. ｎｒｃｓ. ｕｓｄａ. ｇｏｖ / ｗｐｓ / ｐｏｒｔａｌ / ｎｒｃｓ /
ｄｅｔａｉｌ / ｐｌａｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ / ｔｅｃｈｎｉｃａｌ / ｔｏｏｌｓｄａｔａ / ｐｌａｎｔ / ?
ｃｉｄ＝ｓｔｅｌｐｒｄｂ１０４５１１０)ꎻ 英国邱园开发的新热带
植物交互式检索表 ( ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ. ｋｅｗ. ｏｒｇ / ｓｃｉ￣
ｅｎｃｅ / ｔｒｏｐａｍｅｒｉｃａ / ｎｅｏｔｒｏｐｉｋｅｙ. ｈｔｍ )ꎻ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ
ｏｆ Ｌｉｆｅ 网页上可查询很多生物的交互式检索表
(ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｄｉｓｃｏｖｅｒｌｉｆｅ.ｏｒｇ / )ꎻ Ｆｌｏｒａｂａｓｅ 网页
上关于西澳大利亚维管植物交互式检索表(ｈｔｔｐ: / /
ｆｌｏｒａｂａｓｅ.ｄｐａｗ.ｗａ.ｇｏｖ.ａｕ / )ꎻ Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ 网
页上有关中国维管植物大属的交互式检索表
( ｈｔｔｐ: / / ｆｌｏｒａ. ｈｕｈ. ｈａｒｖａｒｄ. ｅｄｕ / ｃｈｉｎａ / ＡｃｔＫｅｙ / )
等ꎮ 这些交互式检索表通过计算机和互联网的方式
实现了分类学知识的全球资源共享ꎬ 供专业和非专
业人员检索使用[１８]ꎮ
常用的交互式检索表编制软件有 ＤＥＬＴＡ、 Ｎａ￣
ｖｉｋｅｙ、 ＭＥＫＡ、 ＳＩＫｅｙ、 Ｌｕｃｉｄ、 ＡｃｔＫｅｙ、 Ｐｏｌｌｙ￣
Ｃｌａｖｅ、 ＦｌｏｒａＧａｔｏｒ和 ＸＩＤ等[１ꎬ８ꎬ１９－２１]ꎬ 这些软件都
支持交互式电子检索表的创建ꎬ 其中支持单机版的
软件有 ＤＥＬＴＡ、 Ｌｕｃｉｄ、 ＭＥＫＡ 和 ＸＩＤꎬ 支持网络
版的软件有 Ａｃｔｋｅｙ、 Ｎａｖｉｋｅｙ、 Ｌｕｃｉｄ、 ＳＬＩＫＳ、
ＦｌｏｒａＧａｔｏｒ等ꎮ 近年来ꎬ 国内学者也运用这些软件
创建了一些电子检索表ꎬ 如: 世界水生植物科属检
索系统[２２]ꎻ Ｌｕｃｉｄ Ｐｈｏｅｎｉｘ: 交互式多媒体网络检
索表工具[２３]ꎻ 中国被子植物科的交互式检索
表[２４]ꎻ 基于新版 ＤＥＬＴＡ系统编制的羊茅属植物的
交互式检索表[２５]ꎻ 内蒙古蔷薇科植物检索表[２６]ꎮ
３５１　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 李海文等: 交互式检索表提升分类学研究与应用效率: 以兰科植物为例
对于英语读者群来说ꎬ 这些软件都可以用于研发交
互式检索表ꎬ 不同软件之间的数据还可以相互转
换ꎮ 但是ꎬ 对于中文读者来说ꎬ 这些软件对中文的
兼容性比较差ꎬ 尽管 ＤＥＬＴＡ 软件的编者 Ｄａｌｌｗｉｔｚ
与中国学者合作对该软件已作汉化处理ꎬ 但其中文
功能在部分模块仍不能较好地体现出来[２５ꎬ２７]ꎮ 因
此ꎬ 为了便于中文读者使用ꎬ 有必要研发中文或包
括中文在内的、 多语言的交互式检索表软件ꎮ 另
外ꎬ 利用交互式检索表工具软件实现中国植物物种
特征数据的积累也十分紧迫ꎮ
全球约有兰科植物 ７３６ 属 ２８ ０００ 种ꎬ 是有花
植物中种类最多的科ꎻ 全球广布ꎬ 除了两极和沙漠
之外都有分布ꎬ 主要集中在热带和亚热带[２８]ꎮ 兰
科植物有着重要的理论研究意义和经济开发价值ꎬ
他们是生物多样性保育研究的旗舰类群ꎬ 也是植物
地理学、 传粉生物学和物种形成等研究的重要对
象[２８－３０]ꎻ 此外ꎬ 该科植物还有重要的观赏和药用价
值[３０－３２]ꎮ 但不论理论研究还是实际应用ꎬ 首先需
要对物种进行准确鉴定与分类ꎮ 我国兰科植物资源
丰富ꎬ 种类繁多ꎬ 其中«中国植物志»收录 １７１ 属
１２４７ 种[３２－３４]ꎻ Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ 收录 １９４ 属 １３８８
种[３５]ꎻ 金伟涛等[２８]整合最新分类学研究成果开展
的物种编目工作发现ꎬ 我国兰科植物有 １８９ 属
１４８９种(不含种下等级)ꎮ 兰科植物花型特殊ꎬ 识
别科比较容易ꎬ 但由于物种多样性程度高ꎬ 科下属
的分类以及物种鉴定非常困难ꎮ 另外ꎬ 由于兰科植
物十分特化而有一组独特的术语ꎬ 对非专业人员来
说ꎬ 理解这些术语所对应的形态特征都很不易ꎮ 对
兰科植物进行快速而准确的鉴定不仅对分类学同行
重要ꎬ 而且对日益增长的兰花爱好者群体以及物种
保育工作人员等都十分重要ꎮ
目前最常用的鉴定方法是查看图志以及通过传
统检索表进行性状比对ꎬ 但在实践中还存在一些问
题ꎬ 如: 检索时要依据指定的特征开始ꎬ 并沿着指
定的路径检索ꎬ 缺少灵活性ꎻ 当分类性状不存在
时ꎬ 如植物恰好不在花期ꎬ 就无法对其检索ꎻ 检索
过程繁琐、 费时费力ꎮ 随着计算机网络技术、 数据
库以及程序软件的发展ꎬ «中国植物志»和 Ｆｌｏｒａ ｏｆ
Ｃｈｉｎａ的完成ꎬ 研制中国兰科植物的交互式检索表
的条件成熟ꎮ 建立中国兰科植物的交互式检索表ꎬ
不仅可以方便、 快捷地解决中国兰科种类的鉴定困
难ꎬ 而且还可以利用交互式检索表的功能生成数据
集ꎬ 便于进一步的系统演化研究ꎮ 兰科植物的电子
检索表较少ꎬ 针对中国兰科植物的鉴定ꎬ ｅＦｌｏｒａｓ
网站(ｈｔｔｐ: / / ｆｌｏｒａ. ｈｕｈ. ｈａｒｖａｒｄ. ｅｄｕ / ｃｈｉｎａ / ｄｅｌｔａ /
ｗｗｗ / ｉｄｅｎｔ.ｈｔｍ)提供了中国兰科的分属交互式检
索表以及杓兰属等一些大属的交互式检索表ꎬ 但由
于是英文界面且涵盖的兰科植物种类不全ꎬ 限制了
中国很多兰花爱好者和保育工作者的使用ꎬ 满足不
了实际鉴定需求ꎮ
本文以兰科植物为例ꎬ 主要介绍 ＭａｇＩｄｅｎ 交
互式检索表工具软件的研制及其功能ꎬ 为促进分类
学家利用交互式检索表开展相关的分类学研究提供
依据ꎮ 我们在自主研发交互式检索表软件的基础
上ꎬ 充分利用«中国植物志»和 Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａꎬ 制
作了针对中国兰科植物所有种类的一个交互式电子
检索表ꎬ 为兰科植物物种鉴定提供方便快捷的工
具ꎬ 同时为兰科植物的系统分类研究积累数据ꎮ 此
外ꎬ 方便、 快捷的交互式电子检索表也有利于在教
育和科学研究等领域中被广泛应用ꎬ 推动分类学知
识的普及和利用ꎮ
１　 ＭａｇＩｄｅｎ交互式检索表软件研发
由于现有交互式检索表的软件无法识别中文ꎬ
我们自主研发了交互式检索表的单机软件 ＭａｇＩ￣
ｄｅｎꎬ 并实现了交互式检索表的录入、 鉴定功能以
及中英文等的多语言切换ꎮ 多通道检索程序 ＭａｇＩ￣
ｄｅｎ的编写是基于 ＶＢ程序(Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ
６􀆰０)ꎬ 并在运行过程中通过调用 Ａｃｃｅｓｓ 数据库的
内容来实现物种性状的录入和多通道检索功能ꎮ 多
通道检索程序软件 ＭａｇＩｄｅｎ 已在 Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ
ＳＰ３和 Ｗｉｎｄｏｗｓ ７旗舰版上调试通过ꎮ
ＭａｇＩｄｅｎ软件所包含的 Ａｃｃｅｓｓ 数据库中ꎬ 主
要有“Ｓｐｅｃｉｅｓ”、 “Ｋｅｙ”、 “ Ｉｎｑｕｉｒｙ”、 “Ｐｉｃｓ” ４个
数据表ꎮ 其中: 数据表“Ｓｐｅｃｉｅｓ”包含中国兰科植
物所有物种的信息ꎬ 如 ＩＤ 编号、 中文名、 拉丁学
名、 分布、 分类阶元等级等ꎻ 数据表“Ｋｅｙ”包含了
性状库各级单元的信息ꎻ 数据表“ Ｉｎｑｕｉｒｙ”存储了
每个物种对应的每个性状组合的性状值ꎻ 数据表
“Ｐｉｃｓ”存储了性状值相关展示图片的文件路径ꎮ
这 ４个数据表之间均以 ＩＤ编号为唯一关联字段ꎮ
ＭａｇＩｄｅｎ程序界面主要分为两部分:
(１)性状录入界面(图 １ꎬ 图 ２)ꎮ 其左侧为分
级排列的性状组合ꎬ 右侧为科、 属、 种的选择框和
４５１ 植 物 科 学 学 报 第 ３４卷　
图 １　 性状录入的中文界面
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｃｈｉｎｅｓｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｎｐｕｔ
图 ２　 性状录入的英文界面
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｅｎｇｌｉｓｈ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｎｐｕｔ
５５１　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 李海文等: 交互式检索表提升分类学研究与应用效率: 以兰科植物为例
“保存”按钮ꎮ 首先ꎬ 从右侧选择框依次选择到特
定的种ꎻ 然后对照植物志和相关文献资料在左侧对
该种的相应性状进行勾选ꎬ 若对某组性状的性状值
不确定ꎬ 可以保持为空ꎻ 录入完毕并点击“保存”按
钮后ꎬ 再选择其它种类进行录入ꎮ
(２)多通道检索界面ꎮ 其左侧为检索选择区ꎬ
从上至下依次为分级排列的性状选择树、 检索方式
选项区和已选检索项列表区ꎮ 性状选择树的各级性
状组合与录入界面的性状组合相同ꎬ 可对不同的性
状值进行多选ꎬ 已选择的性状值再次点击则会取消
该项的选择ꎻ 检索方式选项区提供了不同的非运算
方式ꎬ 即“ＯＲ”、 “ＡＮＤ”、 “ＯＲ ＋ ＡＮＤ”ꎬ 当选择
性状值较多时ꎬ 可以点击“清空列表”进行重新检
索ꎻ 已选检索项列表区会按照先后顺序列出每个已
选择的性状值ꎮ 界面右侧为检索结果区ꎬ 从上至下
依次为功能按钮区、 图片展示区和检索物种结果列
表ꎮ 其中: 功能按钮区提供中英文切换、 分布区显
示、 自动描述等附加功能按钮ꎻ 当选择某个检索项
时ꎬ 图片展示区可以显示该性状值的对应图片ꎻ 检
索物种结果列表可显示所有符合检索性状组合的
物种ꎮ
此外ꎬ 为了程序应用和数据录入的便利ꎬ
ＭａｇＩｄｅｎ程序还提供了一些附加功能ꎮ 例如: (１)
中英文双语功能ꎮ 考虑到 ＤＥＬＴＡ 等软件对中文兼
容性较差ꎬ 我们在界面右侧上方增加了中英文性状
编辑功能下拉菜单选项ꎬ 不论是在性状录入界面还
是在多通道检索界面下ꎬ 均可以实现中英文之间自
由切换ꎮ (２)分布图显示功能ꎮ 录入某个物种在中
国不同省区的分布数据后ꎬ 在鉴定物种结果列表
中ꎬ 点击该物种时其分布图会自动显示在图片展示
区ꎮ (３)物种描述功能ꎮ 在检索表程序中ꎬ 我们尝
试对每组性状的值或描述性语句进行改良ꎬ 使其接
近人们的自然语言ꎬ 可以自动生成每个物种的中文
或英文形态描述ꎮ 获得检索结果后ꎬ 点击界面右上
方的自动描述ꎬ 便可查看该检索物种的自然语言描
述ꎮ 这样既可以减少人工描述的费时、 费力和易出
错等缺点ꎬ 还能用于自动物种描述、 电子志书编纂
等方面ꎮ (４)聚类分析功能ꎮ 聚类分析在经典植物
学分类中具有重要的意义[３６]ꎬ 因此在检索表程序
中加入了物种数据分析部分ꎬ 主要是输出 ＭＶＳＰ 格
式的聚类分析树状图ꎬ 即按照物种的性状状态的相
似性聚类来构建系统发育树ꎮ
２　 中国兰科植物交互式检索表的研制
２􀆰 １　 数据来源
数据来源于«中国植物志»及 Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
(Ｖｏｌ. ２５) [３５]ꎮ
２􀆰 ２　 物种编辑
打开检索表程序软件 ＭａｇＩｄｅｎꎬ 点击“物种编
辑”进入性状编辑的中文或英文界面ꎮ 进行物种编
辑时ꎬ 首先在界面右边的“选择分类群”条目下选择
所要编辑的物种(物种名称为拉丁文)ꎬ 因本文建
立的是兰科植物的检索表ꎬ 故分类群中的科是固定
的ꎬ 属和种的名称是按首字母顺序排列的ꎬ 编辑时
需按顺序依次选取ꎻ 然后在界面的左边选择“性状
编辑”ꎬ 并以 Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ (Ｖｏｌ􀆰 ２５) [３５]中兰科植
物各属、 种的描述为依据勾选每个物种所对应的性
状ꎬ 再点击界面右下角的“保存性状”以对编辑的数
据信息进行保存ꎻ 保存完成后按顺序选取下一个物
种ꎬ 继续编辑ꎬ 直到完成所有兰科植物物种的编
辑ꎮ
２􀆰 ３　 性状库建立和编辑
分类性状是检索表的核心内容ꎬ 也是植物分类
的主要依据ꎮ 检索表能否很好地鉴别物种ꎬ 取决于
性状选择ꎬ 故要求检索性状必须可靠和稳定ꎮ 我们
以«中国植物志»和 Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ (Ｖｏｌ􀆰２５) [３５]中
兰科属和种的描述为依据ꎬ 主要选取兰科植物的生
境、 习性、 根、 茎、 叶、 花、 果实、 种子以及分布
等性状ꎬ 然后进行细化并提取出相应的分类性状ꎬ
在 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｏｆｆｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ 中编辑、 建立性状表
(图 ３)ꎮ 性状库共计 ４８８个性状状态ꎬ 其中: 归入
生境的有 ２个性状和 ９个性状状态ꎻ 属于习性的有
７组性状和 ５６ 个性状状态ꎻ 属于根的有 ３ 组性状
和 ６个性状状态ꎻ 属于茎的有 ９ 组性状和 ３０ 个性
状状态ꎻ 属于叶的有 １２ 组性状和 ７９ 个性状状态ꎻ
关于花的有 ３８组性状和 ２８５ 个性状状态ꎻ 关于果
实的有 ４组性状和 １７ 个性状状态ꎻ 关于种子的有
３组性状和 ６个性状状态ꎮ
２􀆰 ４　 性状图片添加
为了使物种鉴定更加直观ꎬ 我们为形态性状添
加了特征图片ꎮ 打开 ＭａｇＩｄｅｎ 软件ꎬ 导入性状库ꎻ
选取性状库中的性状状态ꎬ 在个人收藏的图片、 图
志或网页上查找ꎻ 整理性状图片ꎬ 并经处理后添加
到检索表的指定位置ꎬ 其中部分图片来源于中国数
６５１ 植 物 科 学 学 报 第 ３４卷　
字植物标本馆ꎮ 我们共为中国兰科植物数据库中的
性状和性状状态添加了 ６０ 张图片(图 ４)ꎬ 分别包
含根、 茎、 叶、 花的图片 ２、 ４、 ２２、 ３２张ꎮ
２􀆰 ５　 应用交互式检索表鉴定中国兰科植物
打开中国兰科植物交互式电子检索表ꎬ 点击
“检索”进入中文(图 ５)或英文(图 ６)的检索界面
(这两种界面可以进行中、 英文切换)ꎮ 界面左边
为性状检索栏ꎬ 依次为生境、 习性、 根、 茎、 叶、
花、 果实和种子ꎻ 进一步点击性状左边的“＋”即可
扩展该性状所属的子性状ꎬ 点击“－”则可以收缩这
图 ３　 中国兰科植物性状表
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｌｉｓｔ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ ｉｎ ＡＣＣＥＳＳ ｆｏｒｍａｔ
图 ４　 中国兰科植物性状状态图
Ｆｉｇ􀆰 ４　 Ｉｍａｇｅｓ ｆｏｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ
７５１　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 李海文等: 交互式检索表提升分类学研究与应用效率: 以兰科植物为例
图 ５　 多通道检索的中文界面
Ｆｉｇ􀆰 ５　 Ｃｈｉｎｅｓｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
图 ６　 多通道检索的英文界面
Ｆｉｇ􀆰 ６　 Ｅｎｇｌｉｓｈ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
８５１ 植 物 科 学 学 报 第 ３４卷　
些子性状ꎮ 我们以三蕊兰 Ｎｅｕｗｉｅｄｉａ ｓｉｎｇａｐｕ￣
ｒｅａｎａ(图 ７)为例进行检索ꎬ 首先应选择检索方式
即“ＯＲ”、 “ＡＮＤ”、 “ＯＲ＋ＡＮＤ”ꎻ 检索时需对照
标本选择所对应的性状ꎬ 选择过程中程序会自动进
行筛选ꎬ 直到留下唯一的检索结果(图 ８)ꎮ 在选择
所对应的性状状态时ꎬ 界面左下方会自动显示所选
性状的检索条数和性状状态ꎬ 以便用户记录和进行
错误查询ꎮ 当检索结果为不存在或者有多个时ꎬ 应
该在左下方进行对照并查看是否出错ꎬ 若无错误则
需要借助其他途径查询ꎮ 对一个物种检索完成后点
击界面左下角的“清除”选项ꎬ 即可清除本次的检
索记录ꎬ 以便进行下一个物种的检索工作ꎮ
２􀆰 ６　 交互式检索表的其它功能
交互式检索表建立之后ꎬ 数据库中已积累
了物种的性状数据矩阵ꎬ 并可用于物种描述、
鉴定以及分类学研究中的聚类分析等ꎮ 我们以
槽舌兰属(Ｈｏｌｃｏｇｌｏｓｓｕｍ)植物为例ꎬ 构建了聚
类图(图 ９) ꎮ
图 ７　 三蕊兰在 Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ中的描述
Ｆｉｇ􀆰 ７　 Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｕｗｉｅｄｉａ ｓｉｎｇａｐｕｒｅａｎａ ｉｎ Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
９５１　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 李海文等: 交互式检索表提升分类学研究与应用效率: 以兰科植物为例
图 ８　 三蕊兰的鉴定结果
Ｆｉｇ􀆰 ８　 Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｕｗｉｅｄｉａ ｓｉｎｇａｐｕｒｅａｎａ
4.8 4 3.2
Euclidean
2.4 1.6 0.8 0
图 ９　 槽舌兰属物种的聚类图
Ｆｉｇ􀆰 ９　 Ｃｌｕｓｔｅｒ ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｈｏｌｃｏｇｌｏｓｓｕｍ
３　 展望
３􀆰 １　 中国兰科植物交互式检索表的特点
与 ｅＦｌｏｒａｓ 网站上基于 ＤＥＬＴＡ 软件的中国兰
科植物分属检索表和杓兰属等一些大属的检索表相
比ꎬ 本文首次建立的几乎涵盖中国所有兰科物种的
中、 英文交互式电子检索表具有以下优点: (１)收
录种类比较齐全ꎬ 共收集中国兰科植物 １４２０ 种
(包含暂无数据或数据不全的种类 ３６ 种)ꎮ (２)可
直接鉴定到种ꎮ ｅＦｌｏｒａｓ 的交互式检索表需要先用
分属检索表鉴定出属ꎬ 然后才能在属检索表存在的
情况下开展下一步鉴定ꎬ 但大多数属是没有分种检
索表的ꎮ (３)具有中、 英文界面且两者之间可以自
由切换ꎮ ｅＦｌｏｒａｓ 网站仅有英文界面ꎬ 限制了我国
兰花爱好者和相关领域工作人员的使用ꎮ (４)基于
我们自主研发的 ＭａｇＩｄｅｎ 程序软件构建的交互式
检索表也实现了多通道交互式检索表的基本功能ꎬ
如图像化形态性状、 简便快捷、 生成描述等ꎬ 并且
在实际检索过程中不必按传统二歧检索表中检索性
状的顺序进行逐一检索ꎬ 用户可以选择一些差异较
大或容易辨别的性状进行多路径检索ꎬ 大大提高了
检索效率ꎮ
中国兰科植物交互式电子检索表所使用的
ＭａｇＩｄｅｎ程序是本文第二作者刘冰自主编写的ꎬ 并
未采用目前普遍使用的 ＤＥＬＴＡ 等应用程序ꎮ 与
０６１ 植 物 科 学 学 报 第 ３４卷　
ＤＥＬＴＡ系统和 Ｌｕｃｉｄ 等程序相比ꎬ ＭａｇＩｄｅｎ 软件
使用更加简单、 方便ꎬ 并且与 Ｏｆｆｉｃｅ办公软件兼容
性好ꎬ 不需要复杂繁琐的格式转化ꎬ 性状数据录入
完成就可以使用ꎬ 大大提高了检索表制作的效率ꎻ
ＭａｇＩｄｅｎ 软件还可以将录入的物种数据集以
ＭＶＳＰ和 Ｂａｙｅｓ的可分析格式输出ꎬ 以用于后续聚
类分析和分支分类学研究ꎮ 目前ꎬ ＭａｇＩｄｅｎ检索表
为单机版ꎬ 下一步我们将对数据格式进行转换ꎬ 并
搭建网络在线平台ꎬ 使用户可以通过网络来鉴定兰
科植物ꎮ
在检索表的制作过程中ꎬ 性状库的建立有一定
难度ꎮ 兰科植物的种类较多ꎬ 虽然我们已经收录了
４８８个性状状态ꎬ 但对一些近缘种来说ꎬ 从志书中
提取有效的分类性状比较困难ꎬ 如数量性状的长、
宽、 高等ꎬ 因此本文建立的交互式电子检索表可能
会存在少数性状描述缺失或所列性状无法区分近缘
种的情况ꎮ 此外ꎬ 在性状编辑工作中也存在一些困
难ꎬ 例如我们的检索表收录了近年来发表的一些兰
科植物新种或新的分类群ꎬ 虽然依据 Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｃｈｉ￣
ｎａ (Ｖｏｌ􀆰２５) [３５]中兰科植物属和种的描述勾选了每
个新种所对应的性状ꎬ 但还需要查阅其他文献资料
不断进行补充与完善ꎮ
３􀆰 ２　 交互式检索表的应用前景
交互式电子检索表的广泛应用和发展将为分类
学研究提供有效的鉴定工具ꎬ 也将为分类学知识的
规范化和进一步利用提供广阔的空间ꎮ 交互式检索
表中的数据分析系统为大量数据的整理提供了便
利ꎬ 也可以为从性状描述、 检索信息、 分支分类到
表征分析运算提供一系列的分析[３７]ꎮ 电子检索表
的管理和维护相对比较容易ꎬ 可对性状进行修改和
添加ꎬ 是进一步分类修订的基础ꎮ 交互式检索表的
数据可以导入网站平台ꎬ 很轻松的实现数据资源的
共享[１ꎬ１８ꎬ３８]ꎬ 方便了物种信息和材料的数字化管
理ꎬ 为物种身份档案的建立提供了分析平台[３９]ꎮ
随着 ＤＥＬＴＡ、 Ｎａｖｉｋｅｙ、 ＭＥＫＡ 和 Ｌｕｃｉｄ 等程
序系统在分类学领域的普遍使用ꎬ 研发更多的多通
道交互式检索表ꎬ 不仅会大大促进植物分类学研
究ꎬ 而且将提高分类学研究成果为社会公众所利用
的效率ꎮ 随着社会经济的发展ꎬ 计算机和网络信息
技术等的日新月异ꎬ 用户可以快速熟悉 ＭａｇＩｄｅｎ
软件ꎮ 普通公众如老师、 学生、 公司职员等都可借
助交互式检索表鉴定物种ꎬ 知道自己见到的植物是
什么种类ꎬ 因此研发涵盖中国所有植物的一个检索
表是当前一项重要而紧迫的任务ꎮ
随着社会经济发展和人民生活水平的提高ꎬ
越来越多的公众积极参与到物种保育实践中ꎬ 开
创了生物多样性保育的一个新时代ꎮ 对某个植物
种类采取保护行动之前必须要准确鉴定其是什么
物种ꎬ 若依靠传统志书和专著等途径进行植物鉴
定则需要经过严格的分类学训练ꎮ 交互式检索表
确实有利于促进公众识别物种和参与保育实践ꎬ
并通过网络很容易的获取所需要的分类学知识ꎬ
同时附有图形、 图像的交互式检索表使公众较快
地理解和应用鉴定工具ꎮ 现代科技日新月异ꎬ 计
算机技术、 网络信息技术等飞速发展ꎬ 平板电脑、
数码相机和手机等移动智能终端已经十分普及ꎬ
植物学工作者希望通过更简单的方式如植物图像
来鉴定植物ꎬ 一方面是由于计算机和数码相机普
及ꎬ 植物照片数量快速积累ꎬ 另一方面是全球各
大标本馆都在开展数字化标本的工作ꎮ 仅在中国ꎬ
截至 ２０１５年 ５月 ８日ꎬ 自然标本馆(ＣＦＨ)的图像
收集已经超过 ５６４万张(ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｃｆｈ.ａｃ.ｃｎ / )ꎬ
国家标本平台 ＮＳＩＩ 上的数字化植物标本已经超过
６４７万张(ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｎｓｉｉ.ｏｒｇ.ｃｎ / )ꎻ 此外ꎬ Ｇｌｏｂ￣
ａｌ Ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｆａｃｉｌｉｔｙ (ＧＢＩＦꎬ ｈｔｔｐ: / /
ｗｗｗ.ｇｂｉｆ.ｏｒｇ / )上的标本图像数据已经超过 ５ 亿
张ꎬ 全球植物图像数据较为庞大ꎮ 图像处理和人工
智能技术的结合为发展新的植物鉴定技术 (如
Ｌｅａｆｓｎａｐ等)提供了条件ꎬ 并会进一步促进分类学
研究发展和知识普及ꎮ 值得指出的是ꎬ 目前依据图
像进行植物鉴定主要集中在叶片特征上[４０－４４]ꎬ 而
植物的变异是非常复杂的ꎬ 根、 茎、 叶、 花、 果、
种子及其各部的毛被和器官变异均可成为分类特
征ꎮ 依据笔者课题组多年的分类学研究和实践经验
认为ꎬ 利用图像识别技术建立所有植物物种的鉴定
工具并不乐观ꎬ 深度鉴定仍旧依靠经过分类学训练
的研究人员ꎬ 而交互式检索表是目前分类学知识和
公众接轨的最佳方式ꎮ
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ｃａｅ Ｐｏｐｕｌａｒｉｓ Ｓｉｎｉｃａｅ Ａｇｅｎｄａｅ Ａｃａｄｅｍｉａｅ Ｓｉｎｉｃａｅ ｅｄ.
Ｆｌｏｒａ Ｒｅｐｕｂｌｉｃａｅ Ｐｏｐｕｌａｒｉｓ Ｓｉｎｉｃａｅ: Ｖｏｌ. １９. Ｂｅｉｊｉｎｇ: Ｓｃｉ￣
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ｃａｅ Ｐｏｐｕｌａｒｉｓ Ｓｉｎｉｃａｅ Ａｇｅｎｄａｅ Ａｃａｄｅｍｉａｅ Ｓｉｎｉｃａｅ ｅｄ.
Ｆｌｏｒａ Ｒｅｐｕｂｌｉｃａｅ Ｐｏｐｕｌａｒｉｓ Ｓｉｎｉｃａｅ: Ｖｏｌ. １７. Ｂｅｉｊｉｎｇ: Ｓｃｉ￣
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ＸＨꎬ Ｃｒｉｂｂ ＰＪꎬ Ｗｏｏｄ ＪＪꎬ Ｇａｌｅ ＳＷꎬ Ｏｒｍｅｒｏｄ Ｐꎬ Ｖｅｒ￣
ｍｅｕｌｅｎ ＪＪꎬ Ｗｏｏｄ ＨＰꎬ Ｃｌａｙｔｏｎ Ｄꎬ Ｂｅｌｌ Ａ. Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ
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Ｌａｉ ＫＣꎬ Ｃｈｅｎｇ ＹＨꎬ Ｃｈｅｎ ＹＣꎬ Ｌｉ ＹＳꎬ Ｓｈａｏ ＫＴ. Ａｐｐｌｙｉｎｇ
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ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ [ Ｊ] . Ｃｏｍｐｕｔ Ｖｉｓ
Ｉｍａｇｅ Ｕｎｄꎬ ２０１３ꎬ １１７: １４８２－１５０１.
[４１] 　 Ｃｏｒｎｅｙ ＤＰＡꎬ Ｃｌａｒｋ ＪＹꎬ Ｔａｎｇ ＨＬꎬ Ｗｉｌｋｉｎ Ｐ. Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｅｘ￣
ｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｆｒｏｍ ｈｅｒｂａｒｉｕｍ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ[ Ｊ] .
Ｔａｘｏｎꎬ ２０１２ꎬ ６１(１): ２３１－２４４.
[４２] 　 Ｆａｒｎｓｗｏｒｔｈ ＥＪꎬ Ｃｈｕ Ｍꎬ Ｋｒｅｓｓ ＷＪꎬ Ｎｅｉｌｌ ＡＫꎬ Ｂｅｓｔ ＪＨꎬ
Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ Ｊꎬ Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ ＲＤꎬ Ｃｏｕｒｔｎｅｙ ＧＷꎬ Ｖａｎ Ｄｙｋ ＪＫꎬ
Ｅｌｌｉｓｏｎ ＡＭ. Ｎｅｘｔ￣ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｇｕｉｄｅｓ[ Ｊ] . ＢｉｏＳｃｉｅｎｃｅꎬ
２０１３ꎬ ６３(１１): ８９１－８９９.
[４３] 　 Ｇｗｏ ＣＹꎬ Ｗｅｉ ＣＨ. Ｐｌａｎｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｍａｇｅｓ:
ｕｓｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｎ ｌｅａｆ ｃｏｎｔｏｕｒｓ[Ｊ] .
Ａｐｐｌ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉꎬ ２０１３ꎬ １(１１): １２００００５.
[４４] 　 Ｋａｌｙｏｎｃｕ Ｃꎬ Ｔｏｙｇａｒ Ö. Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｌｅａｆ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ[ Ｊ] .
Ｃｏｍｐｕｔ Ｖｉｓ Ｉｍａｇｅ Ｕｎｄꎬ ２０１５ꎬ １３３: １０２－１０９.
[４５] 　 Ｄａｌｌｗｉｔｚ ＭＪꎬ Ｐａｉｎｅ ＴＡꎬ Ｚｕｒｃｈｅｒ ＥＪ. Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａ￣
ｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ [ ＥＢ / ＯＬ] . [ ２０１５￣０５￣０４] . ｈｔｔｐ: / /
ｄｅｌｔａ￣ｉｎｔｋｅｙ􀆰 ｃｏｍ.
[４６] 　 Ｆａｒｒ ＤＦ. Ｏｎ￣ｌｉｎｅ ｋｅｙｓ: ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｊｕｓｔ ｐａｐｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｗｅｂ
[Ｊ] . Ｔａｘｏｎꎬ ２００６ꎬ ５５(３): ５８９－５９６.
(责任编辑: 刘艳玲)
３６１　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 李海文等: 交互式检索表提升分类学研究与应用效率: 以兰科植物为例