数字化长白山植物标本馆在植物学实践教学中的作用

发布时间：2021-05-10

　　摘要：植物标本是植物信息的主要保存者。植物标本馆承担着植物标本资源的收藏、植物学实践教学、科学研究和科普教育的责任，并且为标本馆数字化建设提供基础保障。对延边大学农学院长白山植物标本馆发展的历史以及数字化建设情况进行了介绍，探讨了数字化标本馆建设在植物学实践教学中的作用，提出了改革创新的方式，并对今后标本馆的数字化建设进行了展望。

　　关键词：长白山;数字化;标本馆;实践教学

　　0引言

　　植物标本是自然遗产的永久记录之一，是植物信息的主要保存者，预估现有389013038份标本保存在世界各地。植物标本馆是珍藏、研究、展示植物标本的主要场所，对保存植物资源并开发利用起到积极的引导作用，同时极大地促进了植物分类学的发展。世界上第一个标本室建于1545年[1]，发展至今，建成的标本馆已达3000个左右，规模大小不一，有植物标本多达800万份以上的超大规模的标本馆，也有植物标本只有几十万的规模较小的标本馆[2]。现在世界上收藏量最多的植物标本馆主要集中在欧美等发达国家，其中建馆最早的为法国国家自然历史博物馆，建馆时间为1635年，而且馆藏量最多，800万份以上。标本馆发展的历史，也可看作是植物学发展历史的缩影[1]，标本馆既为植物学领域学科提供了研究材料，也提供了研究场所;反之，植物学领域学科的发展使标本馆建设得到了加强。总之，标本馆服务国家重大战略、重大研究计划和国门生物安全，对科研工作发挥了巨大的支撑作用。本文通过梳理延边大学农学院长白山标本馆标本数字化建设情况，分析当前面对的问题，探讨数字化标本馆建设在植物学实践教学中的作用，提出改革创新的方式，并对今后标本馆的数字化建设进行展望。

　　1长白山植物标本馆的数字化建设

　　长白山举世闻名为我国的名山，长白山区包括长白山主体部分以及其向外延伸的吉林省内达22个市县。山体总面积约为80万公顷，植物资源非常丰富，达2380多种[3]。延边大学农学院坐落在长白山区，学院植物标本馆始建于1953年，藏有2万多份长白山地区植物标本，包括2300多种植物，包含长白山地区90%以上的植物种类。虽然和很多院校相比，该标本馆植物数量并不多(广西植物标本馆1万2千种[4];四川大学标本馆50余万份[5];廊坊师范学院植物标本室5700余种[6])，但该馆是长白山区植物的地域特色鲜明的标本馆，有着其他标本馆无法替代的地位。该标本馆最“古老”的标本采集时间为1950年，而且保存完好。标本馆筹建初期条件较为艰苦，当时在任的几名教授以及之后的老师和历届同学们不怕艰辛，爬山涉水，踏遍长白山区，为建立标本室付出了辛勤的劳动。经过几十年的努力，本标本馆目前主要以被子植物标本为主，也有菌类、地衣类、苔藓类、蕨类、裸子植物标本等。除了省内的植物标本外，还有省外乃至国外的植物标本，如内蒙古、辽宁大连和沈阳、江苏南京、北京等以至国外如朝鲜的植物标本。在2013年之前，标本馆建设主要采用传统方法，即采集植物标本、鉴定、消毒后保存的简单模式。偶尔有师生或外地的专家来找一些标本或参观标本馆。总体来讲，标本馆以及标本的整体利用率较低。

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　　近几年来，数字化、网络化和信息化的计算机技术风靡全球，使得生物科学发生革命性变化[7]。21世纪植物标本馆的发展方向必将是数字植物标本馆[8]。标本的数字化会让实体标本能够实现网络共享。目前，我国大多数植物标本馆没有在国际上注册，限制了植物标本馆的发展。每年都有新物种、新分布种、新模式信息的出现，这些信息如果实现网络数字化，将更有利于促进学术交流，同时促进植物学科快速发展。植物标本具有信息的功能，标本能够提供几乎与活体一样多的价值，如植物的形态结构，化学成分及遗传信息等，还有地理分布、生态环境等。植物标本的这些信息都可以通过数字网络化实现共享。延边大学长白山植物标本馆也应该“与时俱进”，逐渐进入数字化模式。目前主要进行的是把实物标本进行数字化。数字化就是将各种植物形态特征转化成数字化信息并存储起来。如植物登记编号、植物名称、形态特征、采集地、采集时间、采集人、鉴定人等信息按顺序保存到电脑里。此外，用数码相机将植物的形态特征数字化，并用计算机技术进行处理，实现图文并茂。标本进行数字化之后，找某一种标本更快速方便，而且更容易永久无损保存，极为方便。例如找毛茛科植物，我们可以根据科的顺序(按《东北植物检索表》排序)在电脑数据库上马上找到毛茛科，而且能查看到标本馆里毛茛科都有哪些属哪些种的标本。当点开某种植物种类时，该标本的采集地、采集者、采集日期、植物形态特征等信息一览无余，避免了传统标本查阅的“翻箱倒柜”，对防止标本损坏也大有裨益。便捷的查阅方式结合图文并茂的展示模式能够吸引更多的师生和专家学者查阅相关标本，同时也有利于随时开展植物学科普教育。因此，数字化标本馆的建设势在必行，也为植物分类学知识的广泛传播打开了方便之门。

　　2植物学实践教学改革

　　植物学野外实习是农学类专业的一门基础课，也是必修课，主要传授植物分类知识为主。植物学分类与相关的教学、科研、生产等活动关系密切，是一门实践性很强的学科。传统的植物学实习过程就是学生在老师的带领下，在校园以及周边地区采集植物，带回到实验室制作蜡叶标本，然后鉴定标本，最后进行考核。考核的标准有采集植物的种类，制作标本的质量，掌握植物种类的程度，填写实习报告等内容。这种植物学实习模式存在一定的问题，如在学生多(每年200名左右)、老师少(2名)、时间比较紧(5天)的情况下，加上单调的教学手段影响学生的学习兴趣，积极性不高，尤其对于那些原本学习态度不够端正的学生来说，效果甚微，教学质量难以保证;此外，学生较多的情况下，每次实习采集的植物对植被本身也造成了一定程度的破坏。而数字化标本馆建立后，传统植物学实习中存在的这些问题将迎刃而解。与传统植物分类学教学相比，运用数字化标本馆教学效果更为显著。数字化标本馆用于实践教学能够让学生更好地了解本地区植物资源，减少对原有植被的破坏。数字化长白山标本馆在我校植物学实践教育中发挥了重要作用，并起到良好的教学效果。比如在实习前半个月以小组为单位给学生布置任务(每组5~6人)，给学生展示标本馆的数字植物标本，并逐一讲解，并提醒学生在附近哪个地方能够找到该植物，然后让学生按小组行动，自己去查找这些植物并拍照，通过实物来感受植物的特征同时做好实习报告。这样，让学生自发地组织起来，有利于提高学生的学习热情，便于学习掌握相关知识，同时培养了学生获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等。另外，学生还可以采集自己感兴趣的几种植物制作蜡叶标本，挑选质量较好的标本入馆收藏。学生看到自己亲自做的标本“光荣入馆”，非常自豪，很好地提高了学生的积极性和主动性。因此，将数字化标本建设引入植物学实习，有利于学生的自主学习和综合素质培养，并且对实现标本馆的长期可持续发展也有极为重要的意义。

　　3展望

　　3.1建立长白山植物标本馆网络资源库

　　目前长白山植物标本馆建立了植物标本数据库，但处于起步阶段。下一步要建立延边大学农学院长白山植物标本馆网站，实现“网络化”，做到校园内资源共享，不仅是本学院的学生，其他学院对植物感兴趣的学生及老师都可以在网上共享到植物标本馆的资源信息。进一步完善后，在省内乃至全国实现数字化植物标本馆的资源共享。

　　3.2建立校园植物网络资源库

　　校园植物网络数据库就是把校园里面所有的植物进行定位调查，拍照，然后把每一棵植物信息定位在校园电子地图上，点击每个植株的图标就可以看到植物的图片以及相关信息等。校园植物网络资源库的建立将非常有利于学生自主学习，进一步提高教学质量，使得今后的植物学实践教学更方便、快捷、有效[9~12]。

　　3.3逐渐完善网络数据库

　　目前，标本馆规模较小，今后不仅要不断增加标本的种类，而且还要提高标本的质量，丰富植物资源。在每年的植物学野外实习中，注意收集不同种类的植物标本，尤其是现缺的种类更需要引起关注。对学生制作质量较好的标本收藏入馆。将来标本馆的资源会越来越丰富，规模会越来越大。随着信息时代的不断发展，我院标本馆也正朝着数字化、规模化、网络化方向前进。在不断完善充实数字化标本馆的同时加强对外学术交流，学习其他标本馆先进的建设经验和管理理念，充分发挥长白山标本馆的地域优势，让数字化、网络化的植物标本馆广泛应用于教学、科研、科普等诸多领域，为提高人们对长白山植物的认知做出更大的贡献。——论文作者：吴松权，金英花，全雪丽*