齊 昊,權(quán) 麗,王永元,黃旭東,張小磊,孫學(xué)剛

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省白龍江林業(yè)管理局林業(yè)科學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730000;3.甘肅白龍江森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，甘肅 舟曲 746300)

林木種質(zhì)資源是以物種為單元的遺傳多樣性資源，它能夠最大限度地代表種內(nèi)生態(tài)多樣性與遺傳多樣性[1]。林木種質(zhì)資源關(guān)系到國家可持續(xù)發(fā)展和基因工程的基本保障，不僅是國家重大的戰(zhàn)略資源，也是國家自然科技資源必不可少的基礎(chǔ)物質(zhì)條件[2]。林木種質(zhì)資源 負載高度的遺傳多樣性,更是國家重大的基礎(chǔ)戰(zhàn)略資源，具有經(jīng)濟、文化、社會、生態(tài)等多種重要功能[3]。林木種質(zhì)資源保存目的是防止遺傳信息的載體—基因丟失和物種滅絕，以適應(yīng)人類和環(huán)境需要而保持有用的遺傳變異，使森林繼續(xù)進化和改良，維持森林資源多樣性和持續(xù)發(fā)展，維持人類賴以生存的自然環(huán)境，是國家自然科技資源必不可少的基礎(chǔ)物質(zhì)條件[4]。

2002 年以來國家要求把林木種質(zhì)資源清查工作納入議事日程，并制定了相關(guān)獎勵政策。2007 年國家林業(yè)局頒發(fā)了《林木種質(zhì)資源管理辦法》，2008年制定了《林木種質(zhì)資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程》試行標準[5]；2014 年國家林業(yè)局出臺了《全國林木種質(zhì)資源調(diào)查收集與保存利用規(guī)劃( 2014—2025 年)》[6]，標志著我國對林木種質(zhì)資源的保護利用進入了按“路線圖”發(fā)展的新時代[7]。2017年6月甘肅省林業(yè)廳在蘭州召開全省林木種質(zhì)資源調(diào)查工作啟動會，會議總結(jié)了自2015年6月全省林木種質(zhì)資源調(diào)查試點工作開展以來取得的成績、經(jīng)驗以及存在的問題，并且安排部署了全省開展林木種質(zhì)資源調(diào)查工作，標志著全省林木種質(zhì)資源調(diào)查工作全面展開[8]。

白龍江、洮河林區(qū)適合于大部分亞熱帶林木生長，由于不合理的采伐及自然災(zāi)害等原因，很多原始林已衍生成各種類型的次生林和灌叢，大量的珍稀瀕危植物處于滅絕邊緣[9]。建立白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫，可以摸清白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源種類、數(shù)量的基本情況，實現(xiàn)資源共享，為林區(qū)林木種質(zhì)資源有效保護和安全保存提供基礎(chǔ)平臺。

1 平臺總體設(shè)計與實現(xiàn)

1.1 平臺總體設(shè)計

平臺設(shè)計目的是實現(xiàn)林區(qū)林木種質(zhì)資源信息的收集，匯總以及展示，為種質(zhì)資源數(shù)據(jù)共享、分析、應(yīng)用提供技術(shù)支持。為此以國家林木種質(zhì)資源平臺為模板，學(xué)習(xí)國內(nèi)優(yōu)秀種質(zhì)資源信息庫系統(tǒng)經(jīng)驗，依據(jù)國家林木種質(zhì)資源平臺(NFGRP)技術(shù)標準：《林木種質(zhì)資源共性描述規(guī)范》、《林木種質(zhì)資源歸類編碼標準》、《林木種質(zhì)資源類別樣本大小標準》、《林木種質(zhì)資源平臺技術(shù)總標準》實現(xiàn)分類查詢，字段查詢，圖片顯示，地理位置定位，詳細信息呈現(xiàn)等基本功能。平臺形成如圖1所示。

1.2 平臺技術(shù)路線

白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源信息共享平臺是為實現(xiàn)林木種質(zhì)資源信息展示，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)前端中使用 CSS3 來設(shè)置樣式，使用Java Script 和 jQuery 實現(xiàn)內(nèi)容的交互。系統(tǒng)基于 B/S 架構(gòu)，Spring MVC設(shè)計模式，平臺的開發(fā)語言選擇JSP，Java語言做后臺功能實現(xiàn)，用以解決B/S架構(gòu)跨瀏覽器缺陷問題，選擇小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，基于百度地圖API實現(xiàn)種質(zhì)資源地理位置定位，為后期保護，制圖等工作提供便捷，使用Java Beans處理業(yè)務(wù)邏輯，通過將數(shù)據(jù)庫連接函數(shù)代碼，釋放函數(shù)代碼等封裝在JavaBean中，避免頻繁在JSP頁面中使用數(shù)據(jù)庫連接函數(shù)，提高代碼可維護性[10～11]。

系統(tǒng)采用B/S三層結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層、界面層，與C/S模式相比，簡化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。B/S架構(gòu)不需安裝客戶端軟件，直接使用瀏覽器軟件就可以執(zhí)行相應(yīng)操作，簡單、方便、效率高[12]。維護簡單便捷，只需改變網(wǎng)頁，即可實現(xiàn)所有用戶功能同步更新。MySQL是一個高性能且相對簡單的數(shù)據(jù)庫，具有體積小、速度快、總體擁有成本低，效率高，易于操作，適合與科研數(shù)據(jù)量小、精度高等特點[13～14]。JavaScript也叫小腳本語言，是一種通過嵌入或調(diào)入在標準的HTML語言中實現(xiàn)在一個網(wǎng)頁中鏈接多個對象，與網(wǎng)絡(luò)客戶交互作用的腳本語言。jQuery是一個快速、簡潔的JavaScript框架，一個優(yōu)秀的JavaScript代碼庫[15～16]。

1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)信息共享平臺的業(yè)務(wù)流程，需要將網(wǎng)站分為前臺、后臺和數(shù)據(jù)庫，通過會員管理功能控制前后臺登錄，實行分隔管理[17-19]。在前臺管理中，客戶在登錄網(wǎng)站主頁后通過注冊會員瀏覽網(wǎng)站的各個模塊， 可以查詢我們收錄在信息共享平臺中的種質(zhì)數(shù)據(jù)。前臺基本分為兩個部分，主頁各個模塊，例如項目簡介、新聞中心、法律法規(guī)、技術(shù)專欄；還有個部分就是種質(zhì)查詢，前臺流程圖如圖2所示。

圖1 平臺形成過程

圖2 前臺流程圖

在后臺管理中，管理員完成對網(wǎng)站的維護與管理的工作。使用數(shù)據(jù)庫中權(quán)限的功能對應(yīng)設(shè)置權(quán)限，管理員可以在項目簡介、新聞中心、法律法規(guī)、技術(shù)專欄模塊中發(fā)布內(nèi)容。也可以對林木種質(zhì)的內(nèi)容進行錄入。后臺流程圖如圖3所示。

圖3 后臺流程圖

2 平臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫以國家林木種質(zhì)資源平臺數(shù)據(jù)描述為模板，依據(jù)國家林木種質(zhì)資源平臺(NFGRP)技術(shù)標準：《林木種質(zhì)資源共性描述規(guī)范》、《林木種質(zhì)資源歸類編碼標準》構(gòu)建數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，主要涉及種質(zhì)描述、滾動廣告、文章發(fā)布、管理員四大板塊，表結(jié)構(gòu)示意圖如圖4。

3 數(shù)據(jù)收集和整理

3.1 數(shù)據(jù)收集

參考文獻、地方志、植物圖鑒、行政區(qū)劃圖以及各林業(yè)局(林場)地形圖、林相圖、森林資源分布圖、二類資料；依照國家林木種質(zhì)資源平臺(NFGRP)技術(shù)標準：《林木種質(zhì)資源共性描述規(guī)范》(LY/T 2192-2013)、《林木種質(zhì)資源歸類編碼標準》、《林木種質(zhì)資源類別樣本大小標準》、《林木種質(zhì)資源平臺技術(shù)總標準》；通過踏查、詳查、線路調(diào)查、訪問調(diào)查的方法，采集林木標本、采集種子、獲取照片，通過紙質(zhì)調(diào)查表描述林木生長環(huán)境、更新狀況、開花季節(jié)、觀賞特性、珍稀性、藥用價值、園林用途以及儲藏量等方面數(shù)據(jù)記錄，再將紙質(zhì)版數(shù)據(jù)以各個林場為單位區(qū)分，填寫如Excel表格當中。

圖4 表結(jié)構(gòu)示意圖

項目組成立植物學(xué)、植物分類學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、林學(xué)及信息學(xué)等不同專業(yè)的 12 名隊員組成跨專業(yè)聯(lián)合調(diào)查隊，深入白龍江、洮河林區(qū)各大林場，現(xiàn)階段共計收集并錄入數(shù)據(jù)庫1 500余條數(shù)據(jù)，余下采集標本需專家再次鑒定后整理數(shù)據(jù)，再次錄入系統(tǒng)。

3.2 數(shù)據(jù)整理

對實地調(diào)查記錄的數(shù)據(jù)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)化，依據(jù)林木種質(zhì)資源保存原則與方法(GB/T 14072-1993)對種質(zhì)資源進行共性描述，對白龍江、洮河林區(qū)進行林場劃分，將不同林業(yè)局各個林場的文本類數(shù)據(jù)進行整理、糾正，將實地調(diào)查各個林場數(shù)據(jù)。最終錄入Excel表格當中，統(tǒng)一導(dǎo)入MySQL數(shù)據(jù)庫當中[20～22]。導(dǎo)入模板如圖5所示。

4 信息展示

平臺首頁集合項目簡介、新聞資訊、法律法規(guī)、技術(shù)專欄、滾動圖片幾大模塊，能更好地凸顯平臺建設(shè)過程查閱、參考的法律法規(guī)、技術(shù)文檔，在新聞資訊中報道野外調(diào)查的新聞實況。

圖5 數(shù)據(jù)模板Excel表

查詢功能將國家規(guī)定種質(zhì)資源共性描述表中涵蓋內(nèi)容以表格形式呈現(xiàn)給用戶，有通過字段屬性搜索、分類搜索兩種主要搜索方式，方便用戶詳細了解，達到收集信息、利用信息、共享信息的初衷[23～24]。平臺首頁如圖6所示，首頁有五大模塊，項目簡介、新聞資訊、法律法規(guī)、技術(shù)專欄、滾動圖片；種質(zhì)資源搜索是平臺核心功能，搜索分為字段搜索和種類搜索，字段搜索通過一個字段來進行模糊搜索界面如圖7，種類搜索界面如圖8；種質(zhì)資源詳情可以查看到種質(zhì)資源的所有詳細信息，查詢界面如圖9；種質(zhì)資源地理定位是通過接入百度地圖 api實現(xiàn)，如圖10。

圖6 平臺首頁

圖7 字段屬性搜索界面

圖9 種質(zhì)資源詳情查詢

圖10 種質(zhì)資源地理位置定位

5 結(jié)語

綜上所述，建立白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源平臺是甘肅省林木種質(zhì)資源采集的重要組成部分。在以往平臺建設(shè)中，往往存在不按照國家規(guī)章制度來簡化數(shù)據(jù)種類，數(shù)據(jù)不規(guī)范等問題，同時數(shù)據(jù)錄入由于時間與人力不足而分時段維護造成數(shù)據(jù)錯誤，數(shù)據(jù)冗余等問題，導(dǎo)致后期平臺頻頻需要改動。白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源平臺的建設(shè)過程中，結(jié)合項目特點，在數(shù)據(jù)管理上采用匯總-導(dǎo)入的步驟，可避免在網(wǎng)站后臺中進行各項繁瑣的輸入工作；在建立的Excel模板中能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式不規(guī)范，重復(fù)等問題，同時保證數(shù)據(jù)的正確性。

項目中種質(zhì)共性描述表、Excel導(dǎo)入模塊以及平臺網(wǎng)站中種質(zhì)的詳細信息均按照國家林木種質(zhì)資源庫的要求、格式來規(guī)范與填寫、如需數(shù)據(jù)共享，可將數(shù)據(jù)無縫與其他按照國家林木種質(zhì)規(guī)范的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)共享。此舉可很大程度上減少重復(fù)建設(shè)、重復(fù)調(diào)查。

由于白龍江、洮河林區(qū)森林植被破壞，森林樹種單一，中幼林比重大，森林結(jié)構(gòu)不合理，致使森林生態(tài)功能下降。收集的數(shù)據(jù)較為單一，所以在設(shè)計時，平臺設(shè)計展現(xiàn)同一份種質(zhì)不同物候期相對應(yīng)的圖片資料，但由于野外調(diào)查工作量大，不能獲取相對應(yīng)的圖片資料，還需在后續(xù)工作中進行補充。并且與國家林木種質(zhì)數(shù)據(jù)庫中圖文資料相比，還存在差距，這些也需要在今后工作中逐步完善。

該平臺的建成，實現(xiàn)了白龍江、洮河林區(qū)林木種質(zhì)資源野外采集數(shù)據(jù)的高效歸檔、數(shù)據(jù)的有效管理與共享，為林區(qū)林木種質(zhì)資源有效保護和安全保存提供基礎(chǔ)平臺，為接下來甘肅省林木種質(zhì)資源調(diào)查的開展總結(jié)經(jīng)驗，提供技術(shù)的支持，對國家林木種質(zhì)調(diào)查，林木種質(zhì)資源庫的建立奠定基礎(chǔ)。

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