植物园植物档案科学记录与管理探讨

赵文媛，徐秀源，岳国忠

(1.唐山植物园，河北 唐山 063000；2.河北科技师范学院，河北 秦皇岛 066004)

1 引言

植物园是通过人工模拟区域自然环境和群落结构，实现物种多样性高度富集并进行相关科学研究的机构，是生命科学创新性研究的重要支撑平台，也是生物多样性保育、科普教育、资源储存和开发利用的基地[1]。国际植物园保护联盟(BGCI)对植物园的定义是：拥有活植物收集区，并对收集区内的植物进行记录管理，使之可用于科学研究、保护、展示和教育的机构被称之为植物园[2]。规范、完整的植物档案记录是保持植物园本质的关键，是植物园科学意义的底线，也是植物园区别于一般公园的重要特征。

2 植物档案记录的重要性

植物园的植物收集和引种驯化是植物园的重要职能，植物记录档案是这项职能的关键，如果没有植物档案记录，植物园的植物就降低甚至丧失了其科学价值。植物园里定植的植物均是需要悬挂标识牌，标识牌是体现植物园科学性的基本体现，与标识牌相对应，每一种植物有一份科学记录，这些记录跟踪记录着植物的全部信息包括：植物的名称、种源、来源、类型以及在园中定植的位置、植物历年物候观测记录、植物历年生长量观测记录、植物历年病虫害观测记录以及移栽、死亡记录等，这一系列信息记录组成植物园的植物档案，为植物利用、欣赏、教育、保护、科研等提供的科学记录信息，是工作人员管理植物及各植物园间交流合作的重要信息源。如果没有科学管理的、完整的植物记录档案数据，将无法对植物进行科学管理和应用研究[3]。

3 植物档案记录的特点

3.1 植物种类多，分类系统不统一

中国是世界上植物资源最为丰富的国家之一，约有植物3万余种。要对数目如此众多，彼此又千差万别的植物科学地做好档案记录，首先必须根据它们的自然性质，由粗到细、由大到小地进行分门别类，并选择一个最适宜的分类系统，目前运用较多的分类系统有恩格勒系统(Engler)、哈钦松系统(Hutchinson)、克朗奎斯特系统(Cronqust)、塔赫他间系统(Takhtajan)、APG系统(Angiosperm Phylogeny Group)等[4]。

3.2 植物的名称繁杂

古人命名植物时没有现代意义上的物种概念，几千年来自发形成的中文植物命名相当复杂, 同名异物和一物多名的现象普遍存在，这对于科学普及与经验交流极为不利，也给相关应用领域带来很多不便[5]。为了使植物的命名得到统一，《国际植物命名法规》(International Code of Botanical Nomenclature, ICBN)规定以双名法(Binomial Nomenclature)作为植物学名命名法，任何植物只能有一个拉丁学名，拉丁名作为国际植物学界进行交流的标准用名，在一个确定植物分类系统中，保证了一种植物只有一个正确名称，做到了“一物一名”[6]。

3.3 植物形态多样，鉴定难度大

植物形态千差万别，每种植物都有自己的形态特征。同一种植物受遗传和环境两方面的影响，其形态也会有不同幅度的变化，同一种植物可能形态各有不同，即便是同一株植物上的器官(如叶、茎)，处于不同的部位时也有较大的差异。因此，鉴别一种植物往往需要综合枝、叶、花、果各时期的特征综合进行，甚至需要采用分子生物学手段鉴定[7]。

3.4 档案记录的长期性

植物是唯一具有生命的城市建设基础设施，从种子、发芽、展叶、开花、结实、病虫害、衰老到死亡，档案记录要贯穿植物的一生，是一个长期的动态记录过程，需要具有长效的档案记录、管理、保存机制。

4 植物档案记录的内容

植物档案是全面了解植物园的主要资料，内容包括引种、栽培和管理中形成的全部记录表格、图片等。

4.1 植物信息

包括名称、科属种、植物类型、形态特征、来源、地理分布、产地生态环境、植物图片等。

4.2 引种信息

包括引种号、植物名称、引种时间、引种地、来源(野外采集、购买、交换等)、引种地环境、引种人、引种植物类型(种子、枝条、植株等)等，引种的植物需要做到标签跟随植物体，标签上记录引种号、名称、引种地等简要信息。

4.3 繁育信息

包括引种植物种子萌发数据、无性繁殖数据、繁育过程记录、出圃记录等。

4.4 定植信息

包括定植植物悬挂标签和定植地点、栽植情况、立地条件记录等。

4.5 生长状况信息

此项内容通过引种号对植物跟踪，进行长期监测，定时记录，包括生长及适应性记录、物候信息、生长量、自然灾害、病虫害及植物的死亡、移栽、离园等跟踪信息。

5 植物档案记录的发展及趋势

植物园植物档案记录的发展与植物园发展的历史密切相关，主要分为以下几个阶段。

5.1 手写账簿

最早出现的手写账簿植物档案可追溯到1793年，初期的植物档案一般只记录植物名称、来源和用途，植物名称也不统一的地方名称或土名，这是植物园植物档案的最早阶段[8]。

5.2 卡片索引系统

随着林奈的“植物分类双名法”的出现，植物档案步入到一个新的阶段，用卡片记录植物引种、繁殖、定植和观察结果的制度在西方植物园里逐渐完善，这就是传统的、手工操作的，但是十分科学和实用的卡片植物记录系统。英国邱园200多年来一直保持完整的传统记录系统，这个传统手工记录系统不仅具有历史意义，而且也是以后计算机化系统的基础，没有这些系统的手工记录，根本谈不上计算机化，这个阶段一直延续到20世纪80年代[8]。

5.3 计算机记录系统

以前，所有的记录都是靠手工来操作，由于传统的手工管理植物系统存在着很多缺陷和局限性，探索用计算机管理植物档案系统就成了不少植物园工作者为之奋斗的目标，从20世纪60年代起，田纳西州大学树木园、泰勒树木园以及廊屋植物园便开始植物记录档案计算机管理，60年代末美国园艺学会开始实施植物档案科学数据中心计划，英国邱园1969年开始了计算机档案管理，目前，邱园不仅在继续完善自己的活植物管理系统，而且建立了专业数据库，实现了整个植物园联网。中国植物园的活植物档案计算机化起步比较晚，1988年南京中山植物园建立了我国第一个植物园活植物记录计算机管理系统，随后沈阳园林科研所、北京(科)植物园相继进行此方面的研究并推出了自己的系统[8]。

5.4 大数据和移动应用

随着大数据和移动互联网的发展，利用网络信息技术和移动APP进行数据信息管理，尤其是在需要多部门多人配合完成的植物动态信息管理方面如：活植物登录、定位采集、定植移栽、物候生长量监测等方面具有很大优势。目前，中国植物园联盟的中国植物园植物管理平台与BioSurveyor APP、上海辰山植物园活植物管理系统与APP等已经开发完成，开始了这方面的应用，大大提高了档案动态记录时效性、查询速度和管理水平[9]。

6 植物园植物档案科学记录与管理存在的问题及对策建议

6.1 原始记录档案完善问题

根据中国植物园联盟(CUBG)统计，中国植物园总数191个，这些植物园分属于中科院、教育系统、建设系统、林业系统等多个部门(表1)，管理要求各不相同，很多植物园对园内栽植植物的基础信息缺乏科学、有效的记录和管理；从“中国植物园植物档案记录情况统计表”(表2)可以看出全国现有各类植物园仅有约21.5%植物园具有植物档案与信息管理系统，有很多植物园甚至没有引种记录本和引种栽培名录等基础植物档案，严重制约了植物园植物档案科学记录的进一步发展。

表1 中国植物园隶属关系统计

表2 中国植物园植物档案记录情况统计

6.2 植物分类和植物命名问题

为了植物档案的完整有序，需要把植物分门别类进行记载，需要选择适合的植物分类系统，据调查：《中国植物志》《中国高等植物图鉴》等大多数植物志、教科书以及大量标本馆都采用恩格勒系统排列，《中国树木志》《云南植物志》《广东植物志》等林业相关著作，部分标本馆使用哈钦松系统，上海植物园、济南植物园、唐山植物园等采用克郎奎斯特分类系统，陕西植物园植物采用哈钦松分类系统。20世纪后期APG分类系统成为了第一个基于分子数据建立分类系统的大类群，该系统对被子植物系统学和分类学研究产生了重大影响，大大改变了两百多年来植物学家们以形态学(广义)性状为根据提出的分类系统[10]，成为植物分类学的新范式，在国外各植物园和标本馆得到广泛认可和应用，如邱园、日内瓦植物园、密苏里植物园等已经使用APG系统，我国的上海辰山植物标本馆在全国率先将馆藏系统成功切换为APG系统[11]。鉴于恩格勒分类系统使用的广泛性和APG系统的先进性，现阶段建议植物园植物名录可采用恩格勒-APG系统双轨制，并对两个系统改动分歧部分进行标注。

由于植物中文名称至今没有建立可操作的具体规范和中文学名体系[4]，为保证植物档案的科学性，植物名称应以采用“国际植物命名法规”(International Code of Nomenclature)命名的拉丁学名为主进行记录，为保证中文名称尽量统一，建议参考《中国植物志》进行命名。

6.3 植物档案记录长效机制问题

植物档案记录贯穿于整个植物一生，涉及管理工作的全过程，需要各部门按照规范即时采集记录各流程信息，需要完善的制度规范，包括物种收集与保育管理规范、植物信息采集标准、资料定期提交和验收、各环节记录质量控制、植物定期清查制度、园区植物信息检查制度等，需要各级把关，统一验收、分类整理，建宗归档，才能形成一套科学完善的植物档案[12]。

6.4 档案记录统一标准和管理系统兼容问题

目前植物园的植物档案记录均以各植物园内部科研与日常管理为主，存在着各自为政、信息孤岛的状况，如：南京中山植物园植物信息管理系统[13]、深圳市仙湖植物园数字平台[14]、浙江农林大学植物园数字平台[15]、上海辰山活植物管理系统等，这些系统没有统一的数据格式不利于植物园间数据信息交流，本能发挥信息共享的功能。因此制定开放统一数据交换格式，建立统一的植物园植物档案管理系统和交流平台，实现植物档案数据共享，促进植物科研交流成为植物园界的当务之急。

7 结语

随着时代的发展和新兴的科学技术的涌现，以及大数据云计算技术和移动应用的发展，植物园作为生物多样性保护和资源可持续利用的主力军必然要跨入数字化的行列，进入全面数字化和智能化的高速发展阶段，各植物园植物档案管理将更加科学高效，数据记录实现良好的共享和连接，为植物园工作人员提供更为科学、功能更为强大的信息服务平台和工具，以促进植物园之间的合作交流，形成优势互补、资源互共享的新局面，提高植物园科研及管理水平，为生物多样性保护、生态安全和生态文明建设发展做出更大的贡献[16]。